肥胖儿童血清生化指标的代谢改变研究

杨香春，王飞，李海波

宁波市妇女儿童医院出生缺陷综合防治实验室，浙江宁波 315000

近年来，随着社会经济发展和人们生活水平的提高，营养过剩等导致的儿童肥胖问题日益显著，我国儿童青少年的超重和肥胖患病率逐年上升[1-2]。肥胖可引起非酒精性脂肪肝、糖尿病等一系列并发症[3-4]。研究肥胖儿童的代谢情况对降低儿童肥胖的发生率具有重要意义。肝、肾功能生化指标检测是临床常用的实验室检测项目；研究显示，肥胖儿童体内存在一定程度的肝、肾功能代谢异常[5]。本研究采用代谢组学方法对肥胖儿童和健康儿童的肝、肾功能生化指标进行比较，旨在为肥胖的发病机制研究提供科学依据。

1 资料与方法

1.1 一般资料

选取2022年1月至10月在宁波市妇女儿童医院就诊的70例肥胖儿童作为肥胖组，其中男56例，女14例，年龄8～14岁，平均（11.00±2.00）岁，体质量指数（body mass index，BMI）21.9～33.7kg/m2，平均（25.7±3.0）kg/m2。纳入标准：以BMI为指标，采用既往文献报道的超重、肥胖筛查界值点为标准，与同年龄、同性别儿童比较，BMI>2个标准差即诊断为肥胖症[6]。排除标准：①患有先天性遗传病者；②患有代谢性疾病者；③患有神经和内分泌疾病者；④患有病理性肥胖者。随机选取同期在宁波市妇女儿童医院体检且结果合格的55名健康儿童作为对照组，其中男42名、女13名，年龄8～14岁，平均（11.00±1.87）岁。两组儿童在年龄、性别比例方面比较，差异无统计学意义（P>0.05），组间具有可比性。本研究经宁波市妇女儿童医院医学伦理委员会审批通过（伦理审批号：EC2023-045）。

1.2 生化指标检测

两组儿童在抽血前1d低脂饮食，当日清晨空腹抽取5ml静脉血。样本静置20～30min后离心，采用贝克曼全自动化学发光分析仪检测白蛋白（albumin，ALB）、碱性磷酸酶（alkaline phosphatase，ALP）、谷丙转氨酶（alanine aminotransferase，ALT）、谷草转氨酶（aspartate aminotransferase，AST）、尿素氮（blood urea nitrogen，BUN）、肌酐（creatinine，CRE）、直接胆红素（direct bilirubin，DBIL）、谷氨酰转移酶（glutamyltransferase，GGT）、球蛋白（globulin，GLO）、高密度脂蛋白（high density lipoprotein，HDL）、间接胆红素（indirect bilirubin，IBIL）、低密度脂蛋白（low density lipoprotein，LDL）、总胆红素（total bilirubin，TBIL）、总胆固醇（total cholesterol，TCH）、三酰甘油（triglycerides，TG）、血清总蛋白（total protein，TP）、尿酸（uric acid，UA）水平及白蛋白/球蛋白（albumin/globulin，A/G）、AST/ALT和BUN/CRE。

1.3 统计学方法

采用SPSS 18.0统计学软件对数据进行处理分析，计量资料以均数±标准差（±s）表示，比较采用t检验，分析采用Pearson相关分析，P<0.05为差异有统计学意义。使用SIMCA-P 12.0软件对数据进行代谢组学分析，主要包括无监督的主成份分析（principal component analysis，PCA）和有监督的偏最小二乘判别分析（partial least square discriminate analysis，PLS-DA）。

2 结果

2.1 两组儿童的肝、肾功能生化指标比较

肥胖组儿童的血清ALB、ALP、ALT、AST、CRE、GGT、LDL、TCH、TG、TP和UA指标均高于对照组儿童；血清AST/ALT、BUN/CRE和HDL低于对照组儿童，差异有统计学意义（P<0.05）；A/G、BUN、DBIL、GLO、IBIL和TBIL差异无统计学意义（P>0.05），见表1。

表1 两组儿童的肝、肾功能生化指标比较（±s）

表1 两组儿童的肝、肾功能生化指标比较（±s）

指标 对照组（n=55） 肥胖组（n=70） t P A/G 1.44±0.31 1.47±0.16 0.542 0.590 ALB（g/L） 41.95±3.38 44.90±2.16 5.637 <0.001 ALP（U/L） 231.36±75.17 305.86±79.92 5.309 <0.001 ALT（U/L） 15.18±8.13 38.43±25.12 7.274 <0.001 AST（U/L） 27.00±6.89 31.44±12.62 2.508 0.014 AST/ALT 2.13±1.01 0.98±0.38 -8.017 <0.001 BUN（mmol/L） 4.65±2.48 4.40±0.94 -0.713 0.478 BUN/CRE 86.99±31.13 73.31±18.36 -2.887 0.005 CRE（μmol/L） 53.22±19.18 60.86±7.60 2.786 0.007 DBIL（μmol/L） 1.61±0.66 1.80±0.80 1.426 0.157 GGT（U/L） 16.02±6.80 24.77±9.23 6.102 <0.001 GLO（g/L） 30.19±5.19 30.96±2.92 0.976 0.332 HDL（mmol/L） 1.48±0.34 1.34±0.37 -2.229 0.028 IBIL（μmol/L） 6.78±2.66 7.75±4.21 1.489 0.139 LDL（mmol/L） 2.21±0.64 2.46±0.58 2.264 0.025 TBIL（μmol/L） 8.39±3.25 9.55±4.95 1.500 0.136 TCH（mmol/L） 4.22±0.88 4.67±0.87 2.840 0.005 TG（mmol/L） 0.98±0.46 1.57±0.81 5.062 <0.001 TP（g/L） 72.14±4.89 75.86±3.61 4.714 <0.001 UA（μmol/L） 267.89±80.57 406.54±93.10 8.762 <0.001

2.2 两组儿童的肝、肾功能代谢差异分析

对差异具有统计学意义的14个指标进行分析。对数据进行无监督模式的PCA分析。从PCA得分图看出，两组儿童聚类明显（R2X=0.466，Q2=0.191），说明两组儿童的肝、肾功能代谢差异显著，见图1。采用有监督模式的PLS-DA分析对数据进一步处理，PLS-DA得分图显示两组儿童的代谢物差异明显分离（R2X=0.424，R2Y=0.569，Q2=0.48），表明模型可靠，见图2。

图1 两组儿童的肝肾功能代谢PCA得分图

图2 两组儿童的肝肾功能代谢PLS-DA得分图

根据PLS-DA模型分析，通过计算变量投影重要度（variable Importance for the projection，VIP）衡量对肥胖儿童与健康儿童样本分类判别的影响强度和解释能力，筛选出6个VIP>1.0影响强度最大的生化标志物：AST/ALT、UA、ALT、GGT、ALB和ALP，见表2。

表2 肝、肾功能生化标志物VIP值

2.3 BMI与生化指标相关性分析

相关性分析结果显示，BMI与UA水平呈显著正相关（r=0.410，P<0.01），随着肥胖程度增加而增加；BMI与AST/ALT负相关（r=-0.327，P<0.05）；其余指标相关性不显著，见表3。

表3 BMI与生化指标相关性分析

3 讨论

近年来，儿童肥胖的发生率逐年上升，且呈低龄化趋势。王小丽等[7]研究显示2021年泰安地区6～13岁小学生肥胖检出率高达16.60%。儿童肥胖已成为一个严峻的公共卫生问题。

本研究分析肥胖儿童血清肝肾功能及血脂等指标。结果显示，肥胖儿童体内A/G、ALB、ALP、ALT、CRE、DBIL、GGT、IBIL、TBIL、TG、TP、UA等指标存在不同程度的升高，AST/ALT、BUN/CRE等指标降低，表明肥胖儿童存在明显的血脂代谢紊乱、肝酶异常和肾功能受损。近年来，多项研究证明儿童肥胖与肝肾损伤有明确关系[8-12]；主要机制包括胰岛素抵抗、脂类代谢异常和炎症因子增加等[12-13]。肥胖儿童外周脂肪组织动员增加，大量游离脂肪酸进入肝脏，肝脏脂质代谢失衡，脂质在肝细胞内异常沉积，使肝细胞脂肪变性，出现肝脏受损，肝酶异常，进而导致非酒精性脂肪肝。研究发现，儿童肥胖可导致ALT水平显著升高，增加非酒精性脂肪肝的发生风险[14,16]。肥胖引起的高灌注和高滤过、胰岛素抵抗及脂肪组织释放的大量肿瘤坏死因子-α，白细胞介素-6和C反应蛋白等引起肾脏损害，导致肥胖相关性肾病[16-17]。

本研究通过代谢组学分析具有统计学差异的指标，利用PCA和PLS-DA模型发现肥胖组与对照组儿童代谢模式有明显区别，其中AST/ALT、UA、ALT、GGT、ALB和ALP影响最大（VIP>1）；在评估肥胖儿童肝功能损伤方面，AST/ALT的降低相比ALT、GGT等其他肝酶指标更加可靠，更有特异性。相关性分析显示BMI与AST/ALT存在负相关关系，随着肥胖程度的增加，AST/ALT下降，促使非酒精性脂肪肝的发生；在反映肾脏功能的生化指标中，UA的变化最为显著，且UA水平随着BMI增加而升高。肥胖往往合并高尿酸血症[18]；李洪军等[19]研究结果显示肥胖学生高尿酸血症的检出率为21.79%。分析原因可能是随着肥胖程度的增加，胰岛素抵抗导致肾脏尿酸排泄功能下降，加上内脏脂肪代谢增加，血清尿酸升高[20-21]。

综上所述，本研究通过对肥胖儿童的肝、肾功能生化指标进行分析，发现肥胖儿童体内存在明显的肝、肾功能受损，通过代谢组学方法发现AST/ALT和UA是肥胖儿童代谢发展中极其重要的代谢指标，为后续儿童肥胖研究的重点。