前言

    兒童向成年的轉化不僅包括身體大小的增長，而且也包括許多器官系統(tǒng)的形態(tài)和功能性質的成熟。例如，骨的形成來自軟骨，隨后轉換為骨組織。這個過程結束于骺的融合。通過X線攝像可以評價骨成熟，并以骨齡來定量。第二個重要的成熟過程是下丘腦-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，開始青春期。這種抑制和后來激活的直接機制為神經元向下丘腦GnRH脈沖發(fā)生器的沖動輸入。但是，開始激活并因此啟動青春期的時間機制尚未知。

    在某些情況下，似乎存在骨成熟和HPG軸成熟之間的時間關系。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，營養(yǎng)不良，甲狀腺機能減退，體質性延遲和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觀察到不同成熟過程普遍存在速度的一致性，并使用tempo術語來說明軀體成熟的總體速度。

    骨成熟和HPG軸成熟之間的時間關系機制還不清楚，部分是由于尚未仔細描述這種關系的特征。雖然日常的觀察提示，兩種系統(tǒng)的調節(jié)傾向于在同一方向上，但是，已有幾項對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，則可認為兩種系統(tǒng)間沒有直接的因果聯(lián)系。

    為了探索這個問題，我們在患有影響成熟速度疾病的男孩，觀察骨成熟與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家兒童衛(wèi)生與人類發(fā)育研究所學會評審委員會批準的三項治療實驗。由每名病人的父母以及較大年齡的兒童獲得知情同意書。如果在臨床試驗中出現(xiàn)中樞性性早熟，將進入本回顧性分析。中樞性性早熟的確定根據下述的睪丸體積和GnRH刺激試驗。

    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）和睪內酯（40mg/kg·d）治療，進入研究的標準包括：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名受試者為隨機分配入兩實驗組的病人，9名病人接受皮質醇(~12 mg/m²·d)和氟氫可的松(~175 µg/d)，4名病人接受皮質醇(~8 mg/m²·d)，氟氫可的松(~230 µg/d)，睪內酯(40 mg/kg·d)和氟它米特 (10 mg/kg·d)治療。進入研究的標準包括：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)議的標準包括：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，絕對值和/或預測身高-2.5SDS或以下。5）刺激試驗GH峰值7ug/l或以下。靶身高，骨齡延遲和生長速度不作為進入分析的標準。

    由2000國家衛(wèi)生統(tǒng)計中心研究獲得標準數(shù)據。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始年齡（12歲）減青春期開始年齡。

臨床評價

    每6個月對受試者評價一次，包括下列測量指標：使用Prader睪丸測量儀測量睪丸體積，GnRH試驗（CAH和FMPP病人），骨齡，身高（至少3次測量的平均數(shù)）和體重。使用RIA方法測量LH和FSH。評價者未知研究假設情況下使用G-P法測定骨齡。

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

統(tǒng)計分析

    使用單向ANOVA估價統(tǒng)計學差異。數(shù)據以平均數(shù)±SD表示。

結果

    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始中樞性青春期。因此，F(xiàn)MPP、CAH、ISS受試者青春期開始時的平均骨齡相似(分別為12.0、12.8和11.9 歲，表1)。未觀察到生長和成熟的其它指征，包括生活年齡、身高、體重和BMI與青春期開始同步，例如，進入青春期時CAH男孩的BMI顯著大于FMPP和ISS受試者。

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

在診斷的三種疾病類別中，骨齡提前與青春期提前程度之間正相關，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)。

    當在所有受試者中檢驗時，存在特別強的相關關系(r = 0.93, P < 0.001；圖2 D)。而且，對所有數(shù)據擬合的直線特別近似于對角線（y=x），說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）進入青春期。

相反，青春期提前或延遲的程度與我們檢驗的其它成熟指征的相關程度較低（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，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系數(shù)無顯著性。

討論

    在發(fā)育速度異常的男孩，中樞性青春期開始時生活年齡異常，但骨齡正常。骨齡提前最嚴重的男孩在最早的生活年齡上中樞性青春期開始，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。在每診斷類別受試者中以及每種類別之間，都觀察到了骨成熟和HPG軸成熟之間的這種同步關系。相比之下，HPG軸的成熟與其它成熟過程，例如體重、身高或BMI，并未保持同步。

    三種診斷類別組中確定中樞性青春期開始的標準不同。在CAH男孩，使用了睪丸體積至少4ml或對GnRH類似物的青春期反應定義青春期的開始。這些病人進行了超聲檢查，以排除因腎上腺附屬組織而至的睪丸增大。因為甚至在中樞性性早熟未開始時FMPP也引起輕微睪丸增大，所以僅使用了GnRH刺激試驗確定中樞性青春期開始。對于ISS，因為未連續(xù)進行GnRH刺激試驗，所以使用了睪丸體積至少4ml定義中樞性青春期。我們未能夠直接驗證這些病人的睪丸體積和GnRH刺激試驗是否有相同的意義。但是，選擇了GnRH試驗，促性腺激素測定和LH、FSH濃度標準，因為在正常兒童它們與第二性征相關密切。

    與正常兒童標準數(shù)據相比較的身高年齡、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，所達到的成年身高百分數(shù)（即身高除以成年身高）可能就是較好的成熟指征。但許多病人沒有成年身高的數(shù)據。

    我們未能估價異常發(fā)育速度女孩的骨成熟與HPG軸成熟之間的關系。在患有CAH和McCune Albright綜合癥的女孩，根據GnRH刺激試驗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始的標準。女孩的這些數(shù)值隨年齡的變化無規(guī)律，與男孩促性腺激素逐漸增長不同，有時出現(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)據提示，HPG軸成熟和骨成熟之間的關系可能是雙向作用的。這兩過程之間的因果關系已經確立；HPG軸成熟增加了雌性激素濃度，轉而加速骨成熟（圖3，因果關系1）。這種已知的因果關系能夠解釋骨齡和達到青春期中后期之間的關系，因為通過青春期的進程引起性類固醇激素暴露時間的延長，加速骨的成熟。但是，這個因果方向不太可能解釋骨齡與達到青春期開始之間的關系。在青春期開始時性類固醇激素水平剛剛開始升高，其濃度的升高和暴露的時間不足以顯著加速骨成熟。特別是在CAH和FMPP男孩，在剛剛開始中樞性青春期時性類固醇增加較少，較之因基礎疾病而已經存在的性類固醇來說是低的。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，阻斷了性類固醇對骨成熟的大部分作用。因此，本研究中所觀察到的骨齡與青春期開始之間的關系提示，也可能存在反向的因果關系；骨成熟可能影響了HPG軸的成熟（圖3，因果關系2）。

    但是，骨成熟和青春期開始之間的同步不一定意味著骨成熟影響青春期成熟。如果影響一個系統(tǒng)成熟速度的因素也獨立地影響另一個系統(tǒng)的成熟速度，也可能出現(xiàn)這種相關關系（圖3，因果關系3）。另一方面，人們不一定會預料到這種獨立的，平行的調節(jié)產生本研究所觀察到的精準同步。

    以前的研究曾經提出了在慢性疾病、營養(yǎng)不良、甲狀腺機能減退、體質性延遲和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始之間的時間關系。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節(jié)，而未確定兩系統(tǒng)是否保持真實的同步。但對GH缺乏，已充分地研究了這種關系，似乎也保持了這種同步性。而在正常兒童，青春期開始與骨齡的相關程度并不比與生活年齡的相關更高。如果報告中的正常兒童骨齡提前與青春期提前無關是正確的，那么就提出了兩種系統(tǒng)之間存在直接關系的反論。但在支持這種結論的研究中，使用了照片而不是直接的檢查、觸診乳房組織、測量睪丸體積或生物化學檢測來確定青春期的開始，而且估價這種關系的數(shù)學分析也具有局限性。

    所觀察到骨和HPG軸成熟之間的同步性可能為青春期開始的調節(jié)機制提供了重要的線索。在兒童期，因為下丘腦GnRH脈沖發(fā)放被神經元沖動輸入所抑制，生殖軸是靜止的。在青春期，這種抑制被解除而青春期開始。GnRH分泌的調節(jié)可能包括抑制性神經遞質γ-氨基丁酸（GABA）、神經肽Y（NPY）和阿片樣物質和興奮性神經遞質谷氨酸酯和去甲腎上腺素。此外，神經膠質與神經元相互作用TGF-α、神經調節(jié)素、前列腺素E2可能調節(jié)GnRH的分泌。

    GnRH分泌激活，因而啟動青春期的基本定時機制尚不了解。已經提出兩種可能的假設，第一，定時機制可能存在于中樞神經系統(tǒng)之內，包括上述的神經遞質和神經膠質-神經元相互作用；第二種可能性是青春期時鐘可能存在于神經系統(tǒng)之外。

    軀體成熟引起循環(huán)因子濃度的變化，調節(jié)神經元/神經膠質輸入下丘腦脈沖發(fā)生器的沖動。因此，在這些因子濃度達到閾值時發(fā)動青春期，例如，曾經假設脂肪組織的積累引起瘦素濃度的增加，然后瘦素發(fā)動了青春期。但是，在嚙齒動物、獼猴和人類的研究提示，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始的時鐘。在我們的研究中，青春期開始與BMI的相關不密切。

    在男孩所觀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始的生物鐘。Plant et al.推測，未成熟的骨分泌一種物質，使GnRH脈沖式釋放在青春期前中斷。隨年齡的增長，骨成熟可能導致這種因子的下降，因而解除了HPG軸的抑制。例如，如果生長板生成這種因子，那么生長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完全之時的機制。在營養(yǎng)攝入無常時，這些系統(tǒng)之間的聯(lián)系可能特別有利，導致達到成年身高時的生活年齡的可變性。

    我們的結果也提供了有價值的臨床線索。對于外周性性早熟男孩，在骨齡接近青春期正常開始年齡時，應當考慮繼發(fā)性中樞性性早熟的評價和治療。繼發(fā)性性早熟可能加劇生長、骨成熟、行為和第二性征的異常，因此，評價和治療這種伴隨發(fā)生事件在臨床上是很常見的。

    我們結論，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節(jié)HPG軸成熟可能性的假設相一致。

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