前言

    兒童向成年的轉(zhuǎn)化不僅包括身體大小的增長(zhǎng)，而且也包括許多器官系統(tǒng)的形態(tài)和功能性質(zhì)的成熟。例如，骨的形成來(lái)自軟骨，隨后轉(zhuǎn)換為骨組織。這個(gè)過(guò)程結(jié)束于骺的融合。通過(guò)X線(xiàn)攝像可以評(píng)價(jià)骨成熟，并以骨齡來(lái)定量。第二個(gè)重要的成熟過(guò)程是下丘腦-垂體-性腺軸（hypothalamic-pituitary-gonadal，HPG)。在兒童期，GnRH的分泌受到抑制，但在青春期，抑制被解除，開(kāi)始青春期。這種抑制和后來(lái)激活的直接機(jī)制為神經(jīng)元向下丘腦GnRH脈沖發(fā)生器的沖動(dòng)輸入。但是，開(kāi)始激活并因此啟動(dòng)青春期的時(shí)間機(jī)制尚未知。

    在某些情況下，似乎存在骨成熟和HPG軸成熟之間的時(shí)間關(guān)系。骨成熟延遲疾病也傾向于延遲HPG軸的成熟，這樣的疾病包括慢性疾病，營(yíng)養(yǎng)不良，甲狀腺機(jī)能減退，體質(zhì)性延遲和GH缺乏。相反，骨成熟加速的疾病，例如外周性性早熟，肥胖和馬方綜合癥（Marfan syndrome），也加速HPG軸的成熟，引起中樞性性早熟。Tanner觀(guān)察到不同成熟過(guò)程普遍存在速度的一致性，并使用tempo術(shù)語(yǔ)來(lái)說(shuō)明軀體成熟的總體速度。

    骨成熟和HPG軸成熟之間的時(shí)間關(guān)系機(jī)制還不清楚，部分是由于尚未仔細(xì)描述這種關(guān)系的特征。雖然日常的觀(guān)察提示，兩種系統(tǒng)的調(diào)節(jié)傾向于在同一方向上，但是，已有幾項(xiàng)對(duì)患有影響成熟速度疾病病人的研究，確定兩種系統(tǒng)是否真正保持同步。如果缺乏同步性，則可認(rèn)為兩種系統(tǒng)間沒(méi)有直接的因果聯(lián)系。

    為了探索這個(gè)問(wèn)題，我們?cè)诨加杏绊懗墒焖俣燃膊〉哪泻?，觀(guān)察骨成熟與HPG軸成熟是否保持同步。因此而研究先天性腎上腺增生和家族性限于男性性早熟，兩種加速骨成熟疾病的男孩，以及成熟速度有一定程度延遲的特發(fā)性矮身高男孩。

受試者和方法

受試者

    所有受試者正在參加由國(guó)家兒童衛(wèi)生與人類(lèi)發(fā)育研究所學(xué)會(huì)評(píng)審委員會(huì)批準(zhǔn)的三項(xiàng)治療實(shí)驗(yàn)。由每名病人的父母以及較大年齡的兒童獲得知情同意書(shū)。如果在臨床試驗(yàn)中出現(xiàn)中樞性性早熟，將進(jìn)入本回顧性分析。中樞性性早熟的確定根據(jù)下述的睪丸體積和GnRH刺激試驗(yàn)。

    22名家族性限于男性性早熟（FMPP）受試者在接受安體舒通（5.7mg/kg·d）和睪內(nèi)酯（40mg/kg·d）治療，進(jìn)入研究的標(biāo)準(zhǔn)包括：1）FMPP的診斷，2）年齡小于10歲，3）骺未融合。本文分析的所有男孩有已知的LH受體突變。

    先天性腎上腺增生（CAH）的13名受試者為隨機(jī)分配入兩實(shí)驗(yàn)組的病人，9名病人接受皮質(zhì)醇(~12 mg/m²·d)和氟氫可的松(~175 µg/d)，4名病人接受皮質(zhì)醇(~8 mg/m²·d)，氟氫可的松(~230 µg/d)，睪內(nèi)酯(40 mg/kg·d)和氟它米特 (10 mg/kg·d)治療。進(jìn)入研究的標(biāo)準(zhǔn)包括：1）典型21-羥化酶缺乏癥診斷，2）骨齡2-13歲。

    18名特發(fā)性矮身高（ISS）男孩在接受每周3次的0.074 mg/kg劑量的GH或安慰劑治療，治療協(xié)議的標(biāo)準(zhǔn)包括：1）生活年齡10-16歲，2）骨齡13歲或以下，3）睪丸體積10ml或以下，4）成比例的矮身高，絕對(duì)值和/或預(yù)測(cè)身高-2.5SDS或以下。5）刺激試驗(yàn)GH峰值7ug/l或以下。靶身高，骨齡延遲和生長(zhǎng)速度不作為進(jìn)入分析的標(biāo)準(zhǔn)。

    由2000國(guó)家衛(wèi)生統(tǒng)計(jì)中心研究獲得標(biāo)準(zhǔn)數(shù)據(jù)。受試者的身高年齡定義為受試者身高等于正常男孩身高中位數(shù)的年齡，并以類(lèi)似方法定義體重年齡和體重指數(shù)（BMI）年齡。骨齡提前定義為骨齡減生活年齡，類(lèi)似方法確定身高年齡提前、體重年齡提前和BMI年齡提前。青春期提前定義為正常男孩青春期開(kāi)始年齡（12歲）減青春期開(kāi)始年齡。

臨床評(píng)價(jià)

    每6個(gè)月對(duì)受試者評(píng)價(jià)一次，包括下列測(cè)量指標(biāo)：使用Prader睪丸測(cè)量?jī)x測(cè)量睪丸體積，GnRH試驗(yàn)（CAH和FMPP病人），骨齡，身高（至少3次測(cè)量的平均數(shù)）和體重。使用RIA方法測(cè)量LH和FSH。評(píng)價(jià)者未知研究假設(shè)情況下使用G-P法測(cè)定骨齡。 

    在CAH受試者，中樞性青春期開(kāi)始的定義為：睪丸體積至少4ml或GnRH刺激試驗(yàn)（LH峰≥30mIU/ml或LH峰/FSH峰比≥3.66）。對(duì)FMPP受試者，以GnRH試驗(yàn)定義中樞性青春期開(kāi)始。ISS受試者不進(jìn)行GnRH試驗(yàn)，使用睪丸體積至少4ml確定中樞性青春期開(kāi)始。

統(tǒng)計(jì)分析

    使用單向ANOVA估價(jià)統(tǒng)計(jì)學(xué)差異。數(shù)據(jù)以平均數(shù)±SD表示。

結(jié)果

    CAH和FMPP受試者在較早生活年齡而正常的骨齡上中樞性青春期開(kāi)始，圖1。與此相反，ISS受試者在較晚生活年齡而正常骨齡上開(kāi)始中樞性青春期。因此，F(xiàn)MPP、CAH、ISS受試者青春期開(kāi)始時(shí)的平均骨齡相似(分別為12.0、12.8和11.9 歲，表1)。未觀(guān)察到生長(zhǎng)和成熟的其它指征，包括生活年齡、身高、體重和BMI與青春期開(kāi)始同步，例如，進(jìn)入青春期時(shí)CAH男孩的BMI顯著大于FMPP和ISS受試者。

    接下來(lái)，我們要看每一診斷類(lèi)別中受試者骨成熟和HPG軸成熟是否保持同步。對(duì)每名男孩，我們比較了骨齡提前（青春期開(kāi)始時(shí)的骨齡減生活年齡）與青春期提前的程度（正常青春期開(kāi)始年齡減青春期開(kāi)始生活年齡）。

    在診斷的三種疾病類(lèi)別中，骨齡提前與青春期提前程度之間正相關(guān)，圖2。骨齡提前最多的CAH和FMPP受試者青春期提前的也最多(FMPP: r = 0.46, P = 0.03；CAH: r = 0.93, P < 0.001；圖2中A和B)。相反，骨齡延遲最多的ISS受試者青春期延遲的也最多(r = 0.88, P < 0.001；圖2 C)。

    當(dāng)在所有受試者中檢驗(yàn)時(shí)，存在特別強(qiáng)的相關(guān)關(guān)系(r = 0.93, P < 0.001；圖2 D)。而且，對(duì)所有數(shù)據(jù)擬合的直線(xiàn)特別近似于對(duì)角線(xiàn)（y=x），說(shuō)明了骨齡提前的大小非常近似于青春期提前的程度，例如，骨齡提前5歲男孩比正常兒童提前5年（在7歲年齡上）進(jìn)入青春期，而骨齡延遲2歲的男孩比正常兒童晚2年（在14歲）進(jìn)入青春期。

    相反，青春期提前或延遲的程度與我們檢驗(yàn)的其它成熟指征的相關(guān)程度較低（表2）。CAH和ISS男孩青春期提前程度與身高年齡提前顯著相關(guān)，但是身高年齡提前所解釋的青春期提前變異小于骨齡提前(身高年齡提前：CAH r = 0.59，ISS r = 0.68；骨齡提前：CAH r = 0.93，ISS r = 0.88)。此外，F(xiàn)MPP男孩身高年齡與青春期提前之間相關(guān)系數(shù)無(wú)顯著性。

討論

    在發(fā)育速度異常的男孩，中樞性青春期開(kāi)始時(shí)生活年齡異常，但骨齡正常。骨齡提前最嚴(yán)重的男孩在最早的生活年齡上中樞性青春期開(kāi)始，而骨齡延遲最多的男孩在最晚生活年齡上中樞性青春期開(kāi)始。而且，骨齡提前或延遲的程度與青春期提前或延遲的幅度相稱(chēng)。在每診斷類(lèi)別受試者中以及每種類(lèi)別之間，都觀(guān)察到了骨成熟和HPG軸成熟之間的這種同步關(guān)系。相比之下，HPG軸的成熟與其它成熟過(guò)程，例如體重、身高或BMI，并未保持同步。

    三種診斷類(lèi)別組中確定中樞性青春期開(kāi)始的標(biāo)準(zhǔn)不同。在CAH男孩，使用了睪丸體積至少4ml或?qū)nRH類(lèi)似物的青春期反應(yīng)定義青春期的開(kāi)始。這些病人進(jìn)行了超聲檢查，以排除因腎上腺附屬組織而至的睪丸增大。因?yàn)樯踔猎谥袠行孕栽缡煳撮_(kāi)始時(shí)FMPP也引起輕微睪丸增大，所以?xún)H使用了GnRH刺激試驗(yàn)確定中樞性青春期開(kāi)始。對(duì)于ISS，因?yàn)槲催B續(xù)進(jìn)行GnRH刺激試驗(yàn)，所以使用了睪丸體積至少4ml定義中樞性青春期。我們未能夠直接驗(yàn)證這些病人的睪丸體積和GnRH刺激試驗(yàn)是否有相同的意義。但是，選擇了GnRH試驗(yàn)，促性腺激素測(cè)定和LH、FSH濃度標(biāo)準(zhǔn)，因?yàn)樵谡和鼈兣c第二性征相關(guān)密切。

    與正常兒童標(biāo)準(zhǔn)數(shù)據(jù)相比較的身高年齡、體重年齡和BMI年齡可能不是軀體成熟的指征。例如，一名家族性矮身高兒童，即使整體成熟度并不延遲，但有延遲的身高年齡。在這種情況下，所達(dá)到的成年身高百分?jǐn)?shù)（即身高除以成年身高）可能就是較好的成熟指征。但許多病人沒(méi)有成年身高的數(shù)據(jù)。

    我們未能估價(jià)異常發(fā)育速度女孩的骨成熟與HPG軸成熟之間的關(guān)系。在患有CAH和McCune Albright綜合癥的女孩，根據(jù)GnRH刺激試驗(yàn)LH峰和/或LH峰/FSH峰比值，我們未能找到可靠的中樞性青春期開(kāi)始的標(biāo)準(zhǔn)。女孩的這些數(shù)值隨年齡的變化無(wú)規(guī)律，與男孩促性腺激素逐漸增長(zhǎng)不同，有時(shí)出現(xiàn)由青春期至青春期前水平的交替變化。因此，我們不能了解女孩骨成熟和HPG軸成熟是否保持同步。

    我們的數(shù)據(jù)提示，HPG軸成熟和骨成熟之間的關(guān)系可能是雙向作用的。這兩過(guò)程之間的因果關(guān)系已經(jīng)確立；HPG軸成熟增加了雌性激素濃度，轉(zhuǎn)而加速骨成熟（圖3，因果關(guān)系1）。這種已知的因果關(guān)系能夠解釋骨齡和達(dá)到青春期中后期之間的關(guān)系，因?yàn)橥ㄟ^(guò)青春期的進(jìn)程引起性類(lèi)固醇激素暴露時(shí)間的延長(zhǎng)，加速骨的成熟。但是，這個(gè)因果方向不太可能解釋骨齡與達(dá)到青春期開(kāi)始之間的關(guān)系。在青春期開(kāi)始時(shí)性類(lèi)固醇激素水平剛剛開(kāi)始升高，其濃度的升高和暴露的時(shí)間不足以顯著加速骨成熟。特別是在CAH和FMPP男孩，在剛剛開(kāi)始中樞性青春期時(shí)性類(lèi)固醇增加較少，較之因基礎(chǔ)疾病而已經(jīng)存在的性類(lèi)固醇來(lái)說(shuō)是低的。而且，F(xiàn)MPP和某些CAH男孩在以抗雄性激素和芳香化酶抑制劑治療，阻斷了性類(lèi)固醇對(duì)骨成熟的大部分作用。因此，本研究中所觀(guān)察到的骨齡與青春期開(kāi)始之間的關(guān)系提示，也可能存在反向的因果關(guān)系；骨成熟可能影響了HPG軸的成熟（圖3，因果關(guān)系2）。

    但是，骨成熟和青春期開(kāi)始之間的同步不一定意味著骨成熟影響青春期成熟。如果影響一個(gè)系統(tǒng)成熟速度的因素也獨(dú)立地影響另一個(gè)系統(tǒng)的成熟速度，也可能出現(xiàn)這種相關(guān)關(guān)系（圖3，因果關(guān)系3）。另一方面，人們不一定會(huì)預(yù)料到這種獨(dú)立的，平行的調(diào)節(jié)產(chǎn)生本研究所觀(guān)察到的精準(zhǔn)同步。

    以前的研究曾經(jīng)提出了在慢性疾病、營(yíng)養(yǎng)不良、甲狀腺機(jī)能減退、體質(zhì)性延遲和GH缺乏等減慢成熟速度情況下，以及外周性性早熟、和肥胖等加速成熟速度的情況下的骨成熟和青春期開(kāi)始之間的時(shí)間關(guān)系。這些大部分的研究提示，骨和HPG軸成熟傾向于相同方向的調(diào)節(jié)，而未確定兩系統(tǒng)是否保持真實(shí)的同步。但對(duì)GH缺乏，已充分地研究了這種關(guān)系，似乎也保持了這種同步性。而在正常兒童，青春期開(kāi)始與骨齡的相關(guān)程度并不比與生活年齡的相關(guān)更高。如果報(bào)告中的正常兒童骨齡提前與青春期提前無(wú)關(guān)是正確的，那么就提出了兩種系統(tǒng)之間存在直接關(guān)系的反論。但在支持這種結(jié)論的研究中，使用了照片而不是直接的檢查、觸診乳房組織、測(cè)量睪丸體積或生物化學(xué)檢測(cè)來(lái)確定青春期的開(kāi)始，而且估價(jià)這種關(guān)系的數(shù)學(xué)分析也具有局限性。

    所觀(guān)察到骨和HPG軸成熟之間的同步性可能為青春期開(kāi)始的調(diào)節(jié)機(jī)制提供了重要的線(xiàn)索。在兒童期，因?yàn)橄虑鹉XGnRH脈沖發(fā)放被神經(jīng)元沖動(dòng)輸入所抑制，生殖軸是靜止的。在青春期，這種抑制被解除而青春期開(kāi)始。GnRH分泌的調(diào)節(jié)可能包括抑制性神經(jīng)遞質(zhì)γ-氨基丁酸（GABA）、神經(jīng)肽Y（NPY）和阿片樣物質(zhì)和興奮性神經(jīng)遞質(zhì)谷氨酸酯和去甲腎上腺素。此外，神經(jīng)膠質(zhì)與神經(jīng)元相互作用TGF-α、神經(jīng)調(diào)節(jié)素、前列腺素E2可能調(diào)節(jié)GnRH的分泌。

    GnRH分泌激活，因而啟動(dòng)青春期的基本定時(shí)機(jī)制尚不了解。已經(jīng)提出兩種可能的假設(shè)，第一，定時(shí)機(jī)制可能存在于中樞神經(jīng)系統(tǒng)之內(nèi)，包括上述的神經(jīng)遞質(zhì)和神經(jīng)膠質(zhì)-神經(jīng)元相互作用；第二種可能性是青春期時(shí)鐘可能存在于神經(jīng)系統(tǒng)之外。

    軀體成熟引起循環(huán)因子濃度的變化，調(diào)節(jié)神經(jīng)元/神經(jīng)膠質(zhì)輸入下丘腦脈沖發(fā)生器的沖動(dòng)。因此，在這些因子濃度達(dá)到閾值時(shí)發(fā)動(dòng)青春期，例如，曾經(jīng)假設(shè)脂肪組織的積累引起瘦素濃度的增加，然后瘦素發(fā)動(dòng)了青春期。但是，在嚙齒動(dòng)物、獼猴和人類(lèi)的研究提示，雖然不充分的瘦素抑制了生殖軸，但瘦素似乎并未參與控制青春期開(kāi)始的時(shí)鐘。在我們的研究中，青春期開(kāi)始與BMI的相關(guān)不密切。

    在男孩所觀(guān)察到的骨成熟和青春期成熟之間的同步性提出這樣一種可能性，骨成熟可能提供了青春期開(kāi)始的生物鐘。Plant et al.推測(cè)，未成熟的骨分泌一種物質(zhì)，使GnRH脈沖式釋放在青春期前中斷。隨年齡的增長(zhǎng)，骨成熟可能導(dǎo)致這種因子的下降，因而解除了HPG軸的抑制。例如，如果生長(zhǎng)板生成這種因子，那么生長(zhǎng)板軟骨被骨逐漸替代可能引起這種因子循環(huán)水平的下降。在骨和HPG軸之間這種可能的相互作用可能提供了生殖延遲至身體生長(zhǎng)完全之時(shí)的機(jī)制。在營(yíng)養(yǎng)攝入無(wú)常時(shí)，這些系統(tǒng)之間的聯(lián)系可能特別有利，導(dǎo)致達(dá)到成年身高時(shí)的生活年齡的可變性。

    我們的結(jié)果也提供了有價(jià)值的臨床線(xiàn)索。對(duì)于外周性性早熟男孩，在骨齡接近青春期正常開(kāi)始年齡時(shí)，應(yīng)當(dāng)考慮繼發(fā)性中樞性性早熟的評(píng)價(jià)和治療。繼發(fā)性性早熟可能加劇生長(zhǎng)、骨成熟、行為和第二性征的異常，因此，評(píng)價(jià)和治療這種伴隨發(fā)生事件在臨床上是很常見(jiàn)的。

    我們結(jié)論，在男孩發(fā)育速度發(fā)生變化的情況下，骨成熟和HPG軸成熟保持同步性。在CAH和MFPP男孩存在成熟加速的，而在ISS男孩則存在成熟延遲的同步性。這種同步性的保持與骨成熟調(diào)節(jié)HPG軸成熟可能性的假設(shè)相一致。