肥胖兒童血清生化指標的代謝改變研究

楊香春，王飛，李海波

寧波市婦女兒童醫院出生缺陷綜合防治實驗室，浙江寧波 315000

近年來，隨著社會經濟發展和人們生活水平的提高，營養過剩等導致的兒童肥胖問題日益顯著，我國兒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、糖尿病等一系列并發癥[3-4]。研究肥胖兒童的代謝情況對降低兒童肥胖的發生率具有重要意義。肝、腎功能生化指標檢測是臨床常用的實驗室檢測項目；研究顯示，肥胖兒童體內存在一定程度的肝、腎功能代謝異常[5]。本研究采用代謝組學方法對肥胖兒童和健康兒童的肝、腎功能生化指標進行比較，旨在為肥胖的發病機制研究提供科學依據。

1 資料與方法

1.1 一般資料

選取2022年1月至10月在寧波市婦女兒童醫院就診的70例肥胖兒童作為肥胖組，其中男56例，女14例，年齡8～14歲，平均（11.00±2.00）歲，體質量指數（body mass index，BMI）21.9～33.7kg/m2，平均（25.7±3.0）kg/m2。納入標準：以BMI為指標，采用既往文獻報道的超重、肥胖篩查界值點為標準，與同年齡、同性別兒童比較，BMI>2個標準差即診斷為肥胖癥[6]。排除標準：①患有先天性遺傳病者；②患有代謝性疾病者；③患有神經和內分泌疾病者；④患有病理性肥胖者。隨機選取同期在寧波市婦女兒童醫院體檢且結果合格的55名健康兒童作為對照組，其中男42名、女13名，年齡8～14歲，平均（11.00±1.87）歲。兩組兒童在年齡、性別比例方面比較，差異無統計學意義（P>0.05），組間具有可比性。本研究經寧波市婦女兒童醫院醫學倫理委員會審批通過（倫理審批號：EC2023-045）。

1.2 生化指標檢測

兩組兒童在抽血前1d低脂飲食，當日清晨空腹抽取5ml靜脈血。樣本靜置20～30min后離心，采用貝克曼全自動化學發光分析儀檢測白蛋白（albumin，ALB）、堿性磷酸酶（alkaline phosphatase，ALP）、谷丙轉氨酶（alanine aminotransferase，ALT）、谷草轉氨酶（aspartate aminotransferase，AST）、尿素氮（blood urea nitrogen，BUN）、肌酐（creatinine，CRE）、直接膽紅素（direct bilirubin，DBIL）、谷氨酰轉移酶（glutamyltransferase，GGT）、球蛋白（globulin，GLO）、高密度脂蛋白（high density lipoprotein，HDL）、間接膽紅素（indirect bilirubin，IBIL）、低密度脂蛋白（low density lipoprotein，LDL）、總膽紅素（total bilirubin，TBIL）、總膽固醇（total cholesterol，TCH）、三酰甘油（triglycerides，TG）、血清總蛋白（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 統計學方法

采用SPSS 18.0統計學軟件對數據進行處理分析，計量資料以均數±標準差（±s）表示，比較采用t檢驗，分析采用Pearson相關分析，P<0.05為差異有統計學意義。使用SIMCA-P 12.0軟件對數據進行代謝組學分析，主要包括無監督的主成份分析（principal component analysis，PCA）和有監督的偏最小二乘判別分析（partial least square discriminate analysis，PLS-DA）。

2 結果

2.1 兩組兒童的肝、腎功能生化指標比較

肥胖組兒童的血清ALB、ALP、ALT、AST、CRE、GGT、LDL、TCH、TG、TP和UA指標均高于對照組兒童；血清AST/ALT、BUN/CRE和HDL低于對照組兒童，差異有統計學意義（P<0.05）；A/G、BUN、DBIL、GLO、IBIL和TBIL差異無統計學意義（P>0.05），見表1。

表1 兩組兒童的肝、腎功能生化指標比較（±s）

表1 兩組兒童的肝、腎功能生化指標比較（±s）

指標 對照組（n=55） 肥胖組（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 兩組兒童的肝、腎功能代謝差異分析

對差異具有統計學意義的14個指標進行分析。對數據進行無監督模式的PCA分析。從PCA得分圖看出，兩組兒童聚類明顯（R2X=0.466，Q2=0.191），說明兩組兒童的肝、腎功能代謝差異顯著，見圖1。采用有監督模式的PLS-DA分析對數據進一步處理，PLS-DA得分圖顯示兩組兒童的代謝物差異明顯分離（R2X=0.424，R2Y=0.569，Q2=0.48），表明模型可靠，見圖2。

圖1 兩組兒童的肝腎功能代謝PCA得分圖

圖2 兩組兒童的肝腎功能代謝PLS-DA得分圖

根據PLS-DA模型分析，通過計算變量投影重要度（variable Importance for the projection，VIP）衡量對肥胖兒童與健康兒童樣本分類判別的影響強度和解釋能力，篩選出6個VIP>1.0影響強度最大的生化標志物：AST/ALT、UA、ALT、GGT、ALB和ALP，見表2。

表2 肝、腎功能生化標志物VIP值

2.3 BMI與生化指標相關性分析

相關性分析結果顯示，BMI與UA水平呈顯著正相關（r=0.410，P<0.01），隨著肥胖程度增加而增加；BMI與AST/ALT負相關（r=-0.327，P<0.05）；其余指標相關性不顯著，見表3。

表3 BMI與生化指標相關性分析

3 討論

近年來，兒童肥胖的發生率逐年上升，且呈低齡化趨勢。王小麗等[7]研究顯示2021年泰安地區6～13歲小學生肥胖檢出率高達16.60%。兒童肥胖已成為一個嚴峻的公共衛生問題。

本研究分析肥胖兒童血清肝腎功能及血脂等指標。結果顯示，肥胖兒童體內A/G、ALB、ALP、ALT、CRE、DBIL、GGT、IBIL、TBIL、TG、TP、UA等指標存在不同程度的升高，AST/ALT、BUN/CRE等指標降低，表明肥胖兒童存在明顯的血脂代謝紊亂、肝酶異常和腎功能受損。近年來，多項研究證明兒童肥胖與肝腎損傷有明確關系[8-12]；主要機制包括胰島素抵抗、脂類代謝異常和炎癥因子增加等[12-13]。肥胖兒童外周脂肪組織動員增加，大量游離脂肪酸進入肝臟，肝臟脂質代謝失衡，脂質在肝細胞內異常沉積，使肝細胞脂肪變性，出現肝臟受損，肝酶異常，進而導致非酒精性脂肪肝。研究發現，兒童肥胖可導致ALT水平顯著升高，增加非酒精性脂肪肝的發生風險[14,16]。肥胖引起的高灌注和高濾過、胰島素抵抗及脂肪組織釋放的大量腫瘤壞死因子-α，白細胞介素-6和C反應蛋白等引起腎臟損害，導致肥胖相關性腎病[16-17]。

本研究通過代謝組學分析具有統計學差異的指標，利用PCA和PLS-DA模型發現肥胖組與對照組兒童代謝模式有明顯區別，其中AST/ALT、UA、ALT、GGT、ALB和ALP影響最大（VIP>1）；在評估肥胖兒童肝功能損傷方面，AST/ALT的降低相比ALT、GGT等其他肝酶指標更加可靠，更有特異性。相關性分析顯示BMI與AST/ALT存在負相關關系，隨著肥胖程度的增加，AST/ALT下降，促使非酒精性脂肪肝的發生；在反映腎臟功能的生化指標中，UA的變化最為顯著，且UA水平隨著BMI增加而升高。肥胖往往合并高尿酸血癥[18]；李洪軍等[19]研究結果顯示肥胖學生高尿酸血癥的檢出率為21.79%。分析原因可能是隨著肥胖程度的增加，胰島素抵抗導致腎臟尿酸排泄功能下降，加上內臟脂肪代謝增加，血清尿酸升高[20-21]。

綜上所述，本研究通過對肥胖兒童的肝、腎功能生化指標進行分析，發現肥胖兒童體內存在明顯的肝、腎功能受損，通過代謝組學方法發現AST/ALT和UA是肥胖兒童代謝發展中極其重要的代謝指標，為后續兒童肥胖研究的重點。