特发性中枢性性早熟女童FGF23、Klotho、IGF-1和性激素水平分析*

刘钰萍，孙萌，周冉，李蒙蒙，程亚颖

（河北省人民医院 儿科，河北 石家庄 050051）

中枢性性早熟是指女童在8 岁前和男童在9 岁前出现下丘脑-垂体-性腺轴提早激活所致的性腺发育、性器官发育和第二性征[1]。特发性中枢性性早熟的发病率逐年升高，同时发病年龄逐年降低。有学者通过荟萃分析发现女童乳房发育的年龄每经过10年提前约3 个月[2]。特发性中枢性性早熟的发生除了造成骨骺生长板的过早闭合、线性生长潜能受损，还会造成患儿代谢、行为和心理等方面的问题。目前国内的研究主要聚焦于中枢性性早熟的早期识别和探究其发病机制。中枢性性早熟的诊断主要依靠促性腺素释放素（gonadotropinreleasing hormone,GnRH）刺激试验，来判断下丘脑-垂体-性腺轴的激活。胰岛素样生长因子-1（insulin-like growth factor,IGF-1）是联系人类线性生长和生殖发育的因子[3]，但IGF-1 对人类青春期的调控机制目前尚不明确。Klotho 蛋白是一种抗衰老因子，可以作为生长激素（growth hormone,GH）-IGF-1轴的调节因子。成纤维细胞生长因子23（fibroblast growth factor 23,FGF23）是一种重要的骨矿物调节因子[4]，同时FGF23 的所有生物学作用都需要由Klotho介导。本研究检测了34 例特发性中枢性性早熟女童血清IGF-1、FGF23 和Klotho 水平，探讨FGF23、Klotho 和IGF-1 在女童青春期发挥的作用。

1 资料与方法

1.1 一般资料

选取2021年6月—2022年6月河北省人民医院儿科诊断的年龄＜8 岁的34 例特发性中枢性性早熟女童作为观察组。选取同期于本院行健康体检，年龄＜8 岁，未启动青春期发育的26 例健康女童作为对照组。纳入标准：①特发性中枢性性早熟符合《中枢性性早熟诊断与治疗共识（2015）》[1]的诊断标准；②女童8 岁前出现第二性征发育（乳房结节），Tanner Ⅱ期；③下丘脑-垂体-性腺轴启动，即GnRH 刺激试验提示促黄体生成素（luteinizing hormone,LH）峰值≥ 5 IU/L 且LH 峰值/促卵泡激素（follicle-stimulating hormone,FSH）峰值＞0.6；④盆腔超声示卵巢容积≥ 1 mL；⑤初诊病例。排除标准：①病历资料不全；②其他原因导致继发性中枢性性早熟，如：肿瘤、外伤及先天性发育异常等；③营养障碍性疾病、内分泌疾病、钙磷代谢紊乱、肝功能受损及近3 个月内使用过抗生素和类固醇类药物。本研究经医院医学伦理委员会审核批准，患儿家属知情同意并签署知情同意书。

1.2 体格检查

所有研究对象由同一位专业儿科内分泌医师测量身高、体重，检查第二性征发育情况并记录其Tanner 分期。

1.3 观察指标

1.3.1 血清FGF23、Klotho、IGF-1 水平所有研究对象夜间严格禁食、禁水后，于入院第2 天清晨8 点采集3 mL 空腹静脉血，3 000 r/min 离心15 min 分离上清液，每个EP 管中留取120 μL 上清液，编号后置于-80 ℃冰箱冷冻保存待测；采用酶联免疫吸附试验（enzyme linked immunosorbent assay,ELISA）检测血清FGF23（试剂盒购自武汉华美生物工程有限公司）、Klotho（试剂盒购自北京四正柏生物科技有限公司）水平，采用化学发光免疫分析法检测IGF-1（试剂盒购自深圳市新产业生物医学工程股份有限公司）水平。

1.3.2 促性腺激素水平取待测上清液，采用化学发光免疫分析法检测LH 和FSH 水平（试剂盒购自深圳市新产业生物医学工程股份有限公司）。

1.3.3 卵巢容积、最大卵泡直径和子宫内膜厚度采用盆腔超声检查，计算卵巢容积、最大卵泡直径和子宫内膜厚度。

1.3.4 骨龄完善左手X 射线片，由专业儿科内分泌医师通过Greulich-Pyle（G-P）图谱法判读骨龄。

1.3.5 垂体MRI 平扫仅观察组女童完善垂体MRI 平扫，以除外垂体病变所致性早熟。

1.4 统计学方法

数据分析应用SPSS 26.0 统计软件。计量资料以均数±标准差（±s）或中位数（下四分位数，上四分位数）[M（P25，P75）]表示，比较用t检验或秩和检验；相关性分析用Spearman 法。P＜0.05 为差异有统计学意义。

2 结果

2.1 两组一般资料比较

两组的年龄和体重比较，差异均无统计学意义（P＞0.05）。两组的身高、身高标准差积分、体质量指数、体质量指数标准差积分、骨龄、骨龄指数和卵巢容积比较，差异均有统计学意义（P＜0.05）；观察组均高于对照组。见表1。

表1 两组的一般资料比较 （±s）

表1 两组的一般资料比较 （±s）

组别观察组对照组t 值P 值n 34 26年龄/岁7.34±0.36 7.30±0.32 0.461 4.122身高/cm 129.64±5.11 125.43±2.69 0.647 0.000身高标准差积分1.08±0.65 0.17±0.40 6.681 0.000体重/kg 32.68±4.3 31.78±5.2-0.738 0.463体质量指数/（kg/m2）16.71±0.87 15.96±0.45 4.349 0.000体质量指数标准差积分0.43±0.30 0.25±0.22 2.528 0.014骨龄/岁8.43±0.54 7.61±1.11 3.459 0.001骨龄指数1.15±0.06 0.97±0.13 6.607 0.000卵巢容积/mL 2.23±0.78 0.52±0.19 12.357 0.000

2.2 两组性激素水平和FGF23、Klotho、IGF-1 水平比较

两组的LH 和FSH 水平比较，差异均有统计学意义（P＜0.05）；观察组均高于对照组。两组的LH/FSH 比较，差异无统计学意义（P＞0.05）。两组的FGF23、Klotho 和IGF-1 水平比较，差异均有统计学意义（P＜0.05）；观察组均高于对照组。见表2。

表2 两组性激素水平和FGF23、Klotho、IGF-1水平比较

2.3 观察组各指标与Klotho和FGF23的相关性

观察组的Klotho 与IGF-1、LH、体质量指数、骨龄和卵巢容积呈正相关（r=0.646、0.520、0.317、0.413 和0.697，均P＜0.05）；FGF23 与Klotho、IGF-1、LH、体质量指数、骨龄和卵巢容积呈正相关（r=0.781、0.591、0.392、0.353、0.410 和0.669，均P＜0.05）。见表3。

表3 观察组各指标与Klotho和FGF23的相关性分析

3 讨论

性早熟的发病机制受到遗传、外界环境、饮食结构、社会关系和各种环境内分泌物等的影响[5-7]。性早熟是儿童继肥胖症之后的第2 大内分泌疾病。

在青春期前，人类的线性生长主要由GHIGF-1 轴调控，主要表现为GH 通过刺激肝脏合成和分泌IGF-1，IGF-1 再作用于长骨两端的生长板，从而实现促进线性生长的作用。而在青春期启动后，GH-IGF-1 轴与下丘脑-垂体-性腺轴相互作用来共同调节生长发育。下丘脑-垂体-性腺轴的启动以GnRH 的脉冲式分泌为标志，刺激促性腺激素的释放；促性腺激素包括了LH 和FSH，其中，LH水平升高会进一步促进雌二醇的分泌。下丘脑-垂体-性腺轴的激活还促进了GH 和IGF-1 的分泌，而雌激素又进一步促进了GH 的分泌，从而导致生长板局部IGF-1 水平的升高和作用的增强[8]。已有实验证实GH-IGF-1 轴在青春期启动中发挥着重要作用，同时IGF1 还会促进囊泡中存储的GnRH 的释放[9]。有学者发现IGF-1 刺激下丘脑内侧基底部内的肽能途径，可以消除青春期前对GnRH 分泌部分抑制的作用，表明IGF-1 可能对青春期进展和GnRH 分泌增强发挥了一定作用[10]。下丘脑内侧基底部是负责青春期发育的大脑主要区域之一。一项动物实验证实，将外源性IGF-1 注入青春前期的正常大鼠脑室内会出现青春期提前，同时kisspeptin神经元中的kiss1 mRNA 水平显著增高[11]。下丘脑kisspeptin 神经元是人体生殖的节点调节中心，其中kisspeptin 通过调节GnRH 神经元释放GnRH 以控制生殖轴[12]。所以可以说IGF-1 通过内分泌、自分泌和旁分泌等途径在人类线性生长和生殖发育中发挥了一定作用[3]。同时有研究证实特发性中枢性性早熟女童的血清IGF-1 水平显著高于健康对照组儿童[13]。本研究亦发现观察组女童的IGF-1 水平显著高于对照组女童。众所周知，IGF-1 水平受到各种病理或生理的情况影响，包括年龄、性别、发育阶段、种族、肝功能、营养状态、胰岛素、甲状腺激素水平及各种伴随的炎症性疾病等[14]。因此，性早熟儿童IGF-1 的变化及与生殖启动点的关联，还需要基础实验和临床进一步研究。

Klotho 蛋白是一种抗衰老蛋白，参与体内的矿物质稳态的维持，葡萄糖和脂肪酸的代谢，还与多种恶性肿瘤的发生相关[15]。而Klotho 基因缺陷的小鼠会出现各种衰老样的表型，包括不孕症、性腺的萎缩、动脉硬化、心肌肥大、骨质疏松、肌肉减少和寿命缩短[16]。同时Klotho 蛋白与女性生殖内分泌功能也存在一定关联。一项动物实验发现Klotho 基因在雌性小鼠的下丘脑-垂体-性腺轴中表达[17]。这些研究表明，Klotho 在维持下丘脑-垂体-性腺轴的正常功能中起着至关重要的作用，其异常表达可能会影响生殖功能。虽然Klotho 的水平和年龄无关，但其受到了青春期发育状态的影响，青春期启动后儿童的血清Klotho 水平高于青春期启动前[18]。本研究发现观察组患儿的血清Klotho 水平高于对照组。有研究发现Klotho 蛋白是GH-IGF-1轴的调节因子，一方面Klotho 促进GH 分泌[19]，另一方面，还与IGF-1 水平呈正相关[18]。这与本研究结果一致。FGF23 是一种重要的骨矿物调节因子[4]。FGF23 主要由骨骼中的骨细胞和成骨细胞分泌。FGF23 的所有生物学作用都需要由Klotho 介导，Klotho 是FGF23 信号通路激活中必不可少的一环[20]。本研究发现观察组女童的血清FGF23 水平高于对照组，同时FGF23 与IGF-1 呈正相关，说明FGF23-Klotho 轴与GH-IGF-1 轴存在着一定的关系。Klotho还可以刺激骨细胞的增殖分化。Klotho 和FGF23 共同参与了人体内骨矿物质稳态的代谢调节。本研究发现Klotho 和FGF23 还与骨龄呈正相关。FGF23基因遗传消融小鼠的表型和Klotho 基因缺乏的小鼠表型类似，也表现出了短寿、脊柱后凸、性腺功能减退等[21]。而DELUCA 等[22]发现恢复FGF23 全身效应的小鼠可以显著改善上述表型，改善生长及恢复生育能力。一项对健康儿童的研究发现，血清FGF23 水平主要取决于年龄，与青春期发育也有一定关联，FGF23 水平在婴儿期和青春期最高[18]。本研究发现FGF23 和Klotho 与LH、卵巢容积呈正相关，这似乎说明FGF23-Klotho 轴也参与了人类青春期的调控。所以，本研究认为Klotho 和FGF23 与人类的青春期启动存在一定的关联。

综上所述，Klotho、FGF23 和IGF-1 与特发性中枢性性早熟的发生、发展密切相关，但其中的作用机制尚需进一步深入研究。未来的研究可着眼于GnRH 神经元与FGF23-Klotho 轴的关系，进一步依据Tanner 分期进行分组研究，以及进一步完善基础实验以了解该轴在青春期发育中发挥的作用。