孤獨癥譜系障礙兒童血清微量元素水平與核心癥狀間關系的全國多中心調查

張鑫慧 楊亭 陳潔 陳立 代英 賈飛勇 武麗杰 郝燕 李玲 張婕柯曉燕 衣明紀 洪琦 陳津津0 方拴鋒 王益超 王琦 金春華 李廷玉

（1.重慶醫科大學附屬兒童醫院/國家兒童健康與疾病臨床醫學研究中心/兒童發育疾病研究教育部重點實驗室/兒童營養與健康重慶市重點實驗室，重慶 400014；2.吉林大學第一醫院發育行為兒科，吉林長春130031；3.哈爾濱醫科大學公共衛生學院兒少衛生與婦幼保健學教研室，黑龍江哈爾濱 150001；4.華中科技大學同濟醫學院附屬同濟醫院兒童保健科，湖北武漢 430030；5.海南省婦女兒童醫學中心兒童保健部，海南海口 570206；6.西安市兒童醫院兒童保健中心，陜西西安 710003；7.南京醫科大學附屬腦科醫院，江蘇南京 210000；8.青島大學附屬醫院兒童保健科，山東青島 266000；9.深圳市寶安區婦幼保健院，廣東深圳 518000；10.上海市兒童醫院兒童保健科，上海 200000；11.鄭州大學附屬兒童醫院兒童保健科，河南鄭州 450018；12.湖南省婦幼保健院，湖南長沙 410008；13.德陽市婦幼保健院，四川德陽 618000；14.首都兒科研究所附屬兒童醫院保健科，北京 100020）

孤獨癥譜系障礙（autism spectrum disorder,ASD）是一組以社會交往障礙、重復刻板行為和興趣狹窄為主要特征的神經發育性障礙疾病[1‐2]。ASD兒童的患病率逐年上升，最新文獻報道美國8歲兒童中ASD的患病率是1/54[3]，國內6~12歲兒童中ASD的患病率為0.7%[4]。多數研究表明遺傳、環境和免疫因素在ASD的病因中發揮著重要作用[5‐8]，但其機制尚未闡明。研究表明營養素是一種重要的環境因子，可能與ASD的發病有關[9]。

與正常兒童相比，ASD兒童存在更多的進食行為問題，主要表現在挑食、偏好某種食物及刻板的進食行為等方面，因此ASD兒童更容易出現營養素的缺乏[10]。微量元素在維持中樞神經系統的正常結構和主要功能方面起著重要作用，此外，與人體免疫系統、生長發育和智能發育等密切相關[11‐13]。國內外研究顯示，ASD兒童的血清鈣、鋅、鐵水平顯著低于正常兒童[14‐16]。但也有研究報道ASD兒童的鐵含量顯著高于對照組[17]。這些研究結果不一，可能是由于樣本量較小，納入的研究對象局限于單一地區，代表性較欠缺。此外，對于ASD兒童的微量元素水平與核心癥狀的相關性研究，國內尚未報道。因此，本研究通過全國多中心、大樣本調查探討ASD兒童與正常兒童常見微量元素鎂、鐵、銅、鋅血清水平的差異，并進一步探討其水平與ASD兒童核心癥狀的相關性，為臨床監測和干預ASD兒童的營養狀況提供依據。

1 資料與方法

1.1 研究對象

研究對象來自“全國孤獨癥譜系障礙兒童營養規范管理多中心研究”。該項目已獲得重慶醫科大學附屬兒童醫院醫學倫理委員會的批準（批號：121‐1/2018），并在中國臨床試驗中心（http://www.chictr.org.cn/index.aspx）注冊（ChiCTR2000031194），所有參與本研究的兒童家長均已簽署知情同意書。

樣本量的計算：按兩獨立樣本均數比較的研究設計計算樣本量。鎂、鐵、銅、鋅的均值和標準差均參考既往文獻里的相應數值[15,18]，取α=0.05，1‐β=0.9，應用 PASS 11軟件進行計算，得出每組所需樣本量為475例。

2018年9月至2019年9月在中國13個城市三級甲等醫院門診和特殊教育機構招募2~7歲1 342名ASD兒童和1 293名正常兒童，最初總共納入2 635名兒童。其中165名兒童未收集到血清標本，并對兒童進行性別、年齡的匹配，最終納入1 020名ASD兒童（ASD組）和1 038名正常兒童（對照組）。13個城市來自中國的東部（上海和南京）、西部（重慶、德陽和西安）、南部（深圳、海口和長沙）、北部（哈爾濱、青島和長春）和中部（武漢和鄭州）地區。調查對象納入流程見圖1。

ASD組：由兩位臨床經驗豐富的發育行為及兒童保健科醫師根據《精神障礙診斷和統計手冊》（DSM‐5）[19]對患兒進行ASD確診。排除標準：（1）腦損傷；（2）嚴重軀體和感覺障礙（盲、聾）；（3）獨立的神經發育障礙疾病和神經系統疾病；（4）其他急慢性疾病；（5）過去半年內使用過營養素補充劑。

對照組排除標準：（1）發育行為障礙性疾病、神經精神病；（2）先天性疾病、急慢性感染性疾病等；（3）食物或藥物過敏；（4）過去半年內使用過營養補充劑；（5）嚴重營養不良。

圖1 調查對象納入流程圖

1.2 血清微量元素的測定

在清晨空腹狀態下抽取靜脈血2~3 mL置于紅頭管中，常溫放置1~2 h或在37℃水浴條件下放置0.5~1 h，然后用高速離心機以3 000 r/min離心10 min，取0.7 mL上層血清放入普通EP管中，統一用干冰運輸到北京和合醫學檢驗所有限公司進行檢測。采用電感耦合等離子體質譜法[20]測量血清鎂、鐵、銅、鋅的濃度，檢測儀器的型號是API3200（美國）。

1.3 孤獨癥行為量表

孤獨癥行為量表（Autism Behaviour Checklist,ABC）[21]適用于8個月至28歲ASD患者的篩查和輔助診斷，由家長填寫。該量表包括57項ASD兒童的行為癥狀表現，歸納為感覺能力、交往能力、軀體運動能力、語言、生活自理5個因子。每項分別評分1、2、3、4分共4個等級。總分≥53分作為ASD篩查界限分，總分≥67分作為ASD陽性界限分。

1.4 社交反應量表

社交反應量表（Social Responsiveness Scale,SRS）[22]用于評估4~18歲ASD兒童的日常社交情況，由家長填寫。該量表包括65個項目，由社交知覺、社交認知、社交溝通、社交動機及孤獨癥行為方式等5個分項組成。每個項目包含1、2、3、4分共4個等級評分。總分＞65分為ASD篩查陽性。

1.5 孤獨癥評定量表

孤獨癥評定量表（Childhood Autism Rating Scale, CARS）[21]適用于2歲以上ASD兒童的癥狀評估，包括15個項目。由經過培訓的人員進行評估，每項包含1、2、3、4分4個等級評分。若總分為30~36分，且低于3分的項目不到5項，提示輕-中度ASD；若總分＞36分且至少5項的評分高于3分，提示重度ASD。

1.6 質量控制

調查前對研究人員進行統一培訓，統一調查方法和標準。數據錄入采用雙錄入法，以保證數據的準確性。

1.7 統計學分析

采用SPSS 25.0軟件進行統計學分析。正態性檢驗用 Kolmogorow‐Smirnov方法，符合正態分布或近似正態分布的計量資料以均數±標準差（±s）表示，不符合正態分布的計量資料采用中位數（四分位數間距）[M（P25，P75）]表示。符合正態分布且方差齊的兩組間數據的比較采用兩樣本t檢驗，不符合正態分布的計量資料兩組間的比較采用Mann‐WhitneyU檢驗。計數資料以例數和百分率[n（%）]表示，兩組間計數資料的比較采用χ2檢驗。采用偏相關分析法（控制年齡和性別兩個變量）評估血清微量元素水平與ABC和SRS量表評分的關系。P＜0.05為差異有統計學意義。

2 結果

2.1 基本情況

ASD組共1 020名兒童，年齡2~7歲，男性占76.57% （781/1 020） ；對照組1 038名兒童，年齡2~7歲，男性占76.20%（791/1 038）。兩組性別、年齡的比較差異均無統計學意義（P＞0.05），見表1。

2.2 ASD組和對照組血清微量元素水平的比較

ASD組兒童血清鎂、銅、鋅水平明顯低于對照組（均P＜0.05），而兩組血清鐵水平比較差異無統計學意義（P＞0.05），見表2。

2.3 不同程度ASD兒童血清微量元素水平的比較

重度ASD兒童血清鎂和鋅水平顯著低于輕-中度ASD兒童（均P＜0.05），見表3。

2.4 血清微量元素水平與ABC和SRS量表得分的相關性

偏相關分析顯示，ASD兒童的各血清微量元素水平與SRS量表總分及各分項得分均無明顯相關性（P＞0.05）。血清鎂水平與ABC量表總分和交往能力得分均呈負相關（分別r=-0.318，P＜0.001；r=-0.282，P＜0.001）；血清鋅水平與ABC量表總分、交往能力得分及軀體運動得分均呈負相關（分別r=-0.221，P＜0.001；r=-0.270，P＜0.001；r=-0.207，P＜0.001）。見表4。

表1 ASD組和對照組的基本資料

表2 ASD組和對照組血清微量元素水平的比較 [M（P25，P75），mg/L]

表3 輕-中度和重度ASD兒童血清微量元素水平的比較 [M（P25，P75），mg/L]

表4 ASD兒童的血清微量元素水平與SRS和ABC量表得分的相關性

續表4

3 討論

ASD病因復雜，其發病機制至今尚不清楚。微量元素作為酶的輔助因子，在調節機體生理功能方面發揮著重要作用。鋅、銅等微量元素在維持神經系統功能中起著重要作用，在人體中其含量過低或過高可能會導致發育障礙的發生。據文獻報道，兒童體內銅、鋅和硒等微量元素水平的穩態失調，可能會增加ASD兒童的患病風險[23‐25]。本研究通過全國多中心、大樣本調查探討ASD兒童常見微量元素鎂、鐵、銅、鋅的血清水平，并采用ABC、SRS、CARS量表對ASD兒童的核心癥狀進行評估，探討ASD兒童常見微量元素與其核心癥狀間的聯系，為臨床干預提供依據。

本研究對ASD組和對照組兒童的血清微量元素水平進行比較時，發現ASD兒童的血清鎂、銅、鋅水平顯著低于對照組。Wu等[15]和Cr?ciun等[26]研究也發現ASD兒童的血清鋅水平顯著低于正常兒童，本研究結果與之相一致。ASD兒童鋅缺乏可能是多種因素造成的，其具體機制尚未研究清楚，可能是由于ASD兒童特殊的飲食行為問題，比如挑食、拒絕嘗試新的食物等[10]，引起鋅攝入量不足。本研究結果表明，ASD兒童的血清鎂水平顯著低于正常兒童，姚梅玲等[18]對50例ASD兒童全血中微量元素含量進行分析時也得到了同樣的結果。此外，Saghazadeh等[16]對ASD兒童微量元素水平進行Meta分析時，其研究結果也表明ASD患者血清鎂水平低于對照組。Skalny等[27]對ASD兒童體內鎂含量的一項研究中，提出頭發和尿液中的鎂含量可能是神經發育性障礙的重要預測指標。本研究發現ASD兒童血清銅水平明顯低于正常兒童，與Skalny等[17]的研究結果一致。

本研究發現重度ASD兒童的血清鎂、鋅水平明顯低于輕-中度ASD兒童，提示低水平的鎂、鋅可能會加重ASD兒童的嚴重程度。Fiore等[28]的研究也發現鋅與ASD兒童的嚴重程度呈負相關。一項關于印度ASD兒童隊列的研究結果表明，頭發中的鎂含量與ASD嚴重程度呈反比關系[29]。此外，本研究對ASD兒童血清微量元素水平與核心癥狀進行相關性分析發現，血清鎂水平與ABC量表總分、交往能力得分呈負相關，血清鋅水平與ABC量表總分、交往能力得分及軀體運動得分呈負相關，提示鎂、鋅可能與ASD兒童的核心癥狀有關。研究表明鋅在維持大腦正常功能中發揮著重要作用，主要參與神經元的形成、遷移和分化。此外，鋅可能會影響神經元的興奮性突觸活動，引起ASD兒童出現相關的行為異常[25]。鎂在維持大腦的功能作用和調節情緒中起著關鍵作用，被認為是參與神經發育和神經元成熟的重要因素[30]。并涉及數百種酶促反應，參與細胞內信號傳遞，以及調節5‐羥色胺、多巴胺和膽堿等神經遞質的傳遞[31]。相關研究表明低鎂水平可能導致γ‐氨基丁酸能信號受損，增加ASD的發病風險[16]。

本研究是一個全國多中心大樣本的研究，最初收集到2 615例樣本，由于部分兒童，尤其ASD兒童抽血時不配合導致樣本出現溶血情況，致使15%樣本損失；另外，我們并未研究其他微量元素對ASD兒童的影響，例如硒、錳、鈷等元素。本研究是基于一個全國多中心研究的部分內容，通過大樣本的橫斷面調查，發現ASD兒童的血清鎂、銅、鋅含量較低，血清鎂和鋅水平與ASD兒童的核心癥狀具有一定關聯，但這種關聯的意義需要進一步研究。臨床上應注意監測ASD兒童的微量元素營養狀況，有針對性地進行個體干預。