以促性腺激素释放激素类似物（GnRHa）治疗性早熟过程中的生长决定因素
前言
在性早熟PP女孩，增高的雌性激素水平加速线性生长和骨成熟，损害最终身高。以GnRHa治疗能有效的中断发身发育，改善最终身高。但是，在某些儿童以GnRHa治疗不能适当地正常化身高速度，而是降低到相应年龄正常范围之下。以前的研究未曾揭示这种现象的激素原因，而是提出了生长缓慢可能至少部分是由于生长板的固有机制。
我们假设，GnRHa治疗中生长速度的下降是由于以前雌性激素暴露而生长板过度衰老引起。生长板的衰老说的是，随年龄在生长板软骨中出现的正常结构和功能的变化，包括软骨细胞增殖速度，纵向生长速度、和生长板高度以及每带中软骨细胞的数量下降。虽然这些过程在大鼠和兔得到广泛研究，但是在人类生长板中也逐渐发生类似的结构和功能衰老变化，最终骨骺融合。
最近，我们在动物模型证实了雌性激素处理加速全面的衰老程序。这些结果提示，PP女孩存在高水平的雌性激素可能加速生长板的老化。虽然后来的GnRHa治疗可能正常化激素的浓度，但是治疗过程中的生长速度可能因生长板过度衰老而低于正常。
我们的假设预期，在GnRH治疗期间，即无雌性激素作用期间，身高生长速度可能与作为生长板衰老指标的骨龄（BA）有最密切的相关。这个假设也预期，在GnRHa治疗期间生长异常的严重程度（以年龄身高速度SDS表示）和以前雌性激素暴露的严重程度负相关，因此与治疗前的1）青春期持续时间，2）青春期发身等级，3）BA的提前程度(BA-CA)，4）治疗前血清雌二醇浓度负相关。
为了检验这些假设，我们分析了100名接受GnRHa治疗的中枢性PP女孩的生长数据和骨龄评价结果，作为国家卫生研究所临床实验中的一部分。
受试者和方法
受试者
所有100名女孩均被诊断为中枢性PP（83名为特发性PP，17名为下丘脑错构瘤患者），每天注射德舍瑞林（4 µg/kg/day, n = 90）或组氨瑞林 （4–10 µg/kg/day，n = 10)。根据Oerter et al.的标准，依对GnRH的发身反应诊断中枢性PP。经图像学分析，无中枢神经系统疾病者为特发性PP。100名女孩均无影响生长的其它医学问题。治疗方案得到国家儿童健康和人类发育研究所评审委员会的批准，并由儿童父母得到知情同意书，并也得到年龄较大儿童的同意。
研究方案
研究设计的细节已在其它文献中报告。方案要点为，治疗第一年的2、6、12个月在国家卫生研究所临床中心住院评价，然后在停止治疗前每年进行一次评价。在每次随访评价中，使用Harpenden测距仪测量身高、根据Tanner标准评价乳房发育等级（取两侧乳房发育等级的平均数）、由一名评价者在未知儿童生长数据和年龄的情况下使用Greulich-Pyle方法评价骨龄。此外，在最后一次GnRHa处理后12小时进行GnRHa实验，测量促性腺激素和E2，评价垂体性腺轴抑制的适宜性。
测定：
使用RIA方法测定血清促性腺激素和E2水平。
统计方法
在开始GnRHa治疗的6-12个月，某些病人未表现出现适当的青春期发身抑制，需要进行剂量调整。因为我们希望研究在无雌性激素影响下的生长速度，所以选择治疗的第2年进行分析。以开始治疗2年后身高减第1年身高除以间隔时间计算身高生长速度。为了确定PP引起的骨龄提前，我们使用了开始GnRHa治疗时的BA和CA，因为这个时间点最好地反映了治疗前雌性激素暴率的严重程度。对于在无雌性激素影响下的身高生长速度（治疗第2年）的相关，我们选择了治疗第2年开始时的BA和CA，因为这个时间点最好地反映了生长速度测量期的骨发育状况。使用美国儿童人体测量学参考数据确定儿童的身高速度SDS。使用单样本t检验评价生长受损的显著性，使用线性回归分析和Pearson相关系数分析生长参数与BA、CA、以前雌性激素暴露和关系，以及雌性激素暴露前指标之间的相关，使用逐步回归确定GnRHa治疗过程中最好的预测生长的因素。P < 0.05认为具显著性。
结果
表1为治疗前各组的特征。PP持续时间的宽大范围、青春期发育等级、骨龄的提前以及血清E2水平说明了GnRHa治疗前的由轻微至严重的雌性激素暴露程度。在100名女孩中，有40名为初潮后，大部分月经无规律或是在开始治疗时停止，有56名女孩为初潮前，有4名女孩无初潮状况的资料。
在GnRHa治疗的第二年，所有女孩的垂体-性腺轴得到适当的抑制，10岁以下女孩的年龄身高速度低（P < 0.0001），10岁和10岁以上以上女孩更明显(二者均P < 0.0001)。在骨龄等于或大于10岁的女孩，平均骨龄身高速度也降低（P < 0.0001），但是骨龄不足10岁的女孩不但没有降低，反而有些增高（P < 0.05）。45%的女孩有异常的年龄身高生长速度(< -2 SD)，39%的女孩身高生长速度低于4cm/yr。
绝对身高速度与BA和CA高度相关（图1）。在GnRHa治疗中年龄身高速度SDS与以前雌性激素暴露指标，包括PP持续时间、骨龄提前和发身等级负相关（图2）。包括所有研究参数的逐步回归分析显示，BA是预测绝对身高速度和GnRHa治疗中生长异常严重程度的最好的单一指标，BA、PP持续时间、BA的提前和发身等级分别解释了年龄身高速度方差的33%、14%、8%、和5%。
表2为以前雌性激素暴露指标之间的关系。青春期持续时间与乳房等级和BA提前显著相关。
讨论
我们的数据证明，中枢性PP女孩的GnRHa治疗线性生长速度不仅未恢复到正常，而实际上常常导致异常的身高生长速度。虽然在以前的小样本研究中观察到过这种线性生长减弱，但我们大样本的研究可得出其相关程度和频数的结论性估价。
线性生长减弱的原因尚不清楚。以前的研究曾提出了激素的解释，例如，曾有人假设生长减弱可能是由于GH分泌不充分。虽然雌性激素刺激GH-IGF-I轴而贡献于正常青春期和未治疗的PP者的生长加速，但GH缺乏似乎并非GnRHa治疗中的生长减弱原因。尽管某些研究提示GnRHa治疗中GH分泌异常，但在另外一些研究则未发现异常。对GnRHa治疗中生长不良儿童亚组的研究也未清楚地证明GH缺乏。GH浓度的适度下降可能只反映了GnRHa治疗中常见的身体脂肪的增加。此外，在GnRHa治疗中循环IGF-I水平通常下降，但仍然保持在相应年龄正常值范围之上。因为IGF-I浓度依赖于GH的分泌，所以这个结果为GH缺乏并非GnRHa治疗中生长较差的原因提供了进一步的证据。
因为在GnRHa治疗中不存在引起生长减弱的激素异常的明显证据，所以我们提出减弱来自于生长板内部的可能性。在正常环境下，因生长板程序性衰老而线性生长速度随年龄下降。我们以前曾在动物模型证明，雌性激素加速生长板功能的衰老性下降，我们假设同一现象也可能发生在人类，PP的雌性激素暴露可能引起生长板过度衰老。在GnRHa治疗中，当激素浓度正常时过度的衰老导致线性生长下降。
我们的结果支持这个假设，但不是证明。在GnRHa治疗中身高速度与BA负相关。事实上，尽管与CA相比BA测定相对不准确，可能对相关分析有不利影响，但身高速度与骨龄的相关比与CA或其它变量更为密切。在正常女孩，青春期前身高速度也随年龄而下降，而且GnRHa治疗中的年龄身高速度SDS与以前雌性激素暴露指标（包括PP持续时间、BA提前、青春期发育等级）负相关。如果BA是生长板衰老的可靠的放射学标志，那么这个结果就支持了我们的假设，这些儿童的生长速度下降主要由生长板衰老程度所决定。
在BA低于10岁的女孩，虽然年龄身高速度低，但对于骨龄来说是正常的（甚至稍高），提示生长速度基本上与生长板衰老程度相符。这些女孩的骨龄生长速度稍增长可能反映了GnRHa治疗中的E2水平稍高于青春期前正常范围。对于骨龄等于或大于10岁的受试者，不仅年龄身高速度低，而且骨龄身高速度也低。这些女孩的骨龄身高速度下降可能反映了BA等于或大于10岁的女孩通常处于青春期，因此而有较高的雌性激素水平，比应用GnRHa的受试者生长更迅速。因此，所有受试者的身高速度似乎由下列因素决定：1）以前雌性激素暴露所决定的生长板衰老程度（负向作用）；2）当前的雌性激素水平（正向作用）。
与绝对生长速度和BA之间的高度负相关不同，GnRHa治疗中的年龄身高速度SDS与以前雌性激素暴露指标之间的负相关虽然有统计学显著性，但相关程度不是很高。这可归因于短期身高速度以及BA测定的不准确性，特别是使用Greulich和Pyle方法中非连续图谱所固有的评价误差对BA提前计算的影响可能比骨龄绝对值更大。此外青春期发育等级和PP持续时间可能不完全反应生长板暴露于雌性激素的严重程度。即使青春期显著加速了BA的进展，但青春期发育等级与BA之间的关系非常不紧密。在我们的数据中雌性激素暴露不同标志之间的相关程度的确并不高( r2 
0.08)，说明了并非雌性激素暴露的完美指标。即使这些指标远不完美，但与身高速度SDS的相关具有统计学显著性的事实，为这种假设提供了证据。然而，不可解释的方差也可能反映了影响线性生长的另外的基本机制。
年龄身高SDS与治疗前E2水平的相关无显著性，但E2水平也与其它的青春期发身程度无相关。这种缺乏相关的可能解释是E2测定的相对敏感性，因E2水平随时间有宽大的波动，特别是在40%的已有月经周期的女孩；而且一旦达到完全的性成熟，E2水平不再进一步增加，但生长板衰老可能继续进展。
在本研究中，我们使用了骨龄作为生长板衰老的标志。在动物实验，可通过测量软骨细胞分化率和随年龄出现的组织学变化而直接评价衰老。有几方面的证据可以说明BA作为人类生长板衰老标志的合理性。首先，BA的测定部分依据于骨骺和骨干之间可透X线的厚度，因此BA部分依赖于衰老的结构性标志-生长板的高度。第二，骨龄与剩余的线性生长潜力负相关。这种关系是大部分成年身高预测方法的基础。因此，BA与衰老的功能性标志-生长板生长潜力的下降相关。第三，延迟生长板的衰老可保留生长潜力，延迟骨骺的融合，也延迟了BA的进展。在糖皮质激素过多、GH缺乏、甲状腺机能减退、营养不良、慢性疾病和体质性生长延迟疾病中，都观察到了对衰老和BA的并行影响。
在GnRHa治疗中线性生长的下降可看作为减退生长（catch-down growth），这是一个用于描述在一段生长加速期后的生长速度下降的术语。与其相反的情况是赶上生长（catch-up growth），是在一段生长抑制后出现的迅速生长，至少部分由于生长板衰老的延迟。因此，赶上生长和减退生长不仅在现象上而且也在机制上仿佛是镜像状况。
在人类，雌性激素在短期内加速骨的纵向生长，但也加速生长板的衰老，导致骨纵向生长的长期下降。结果，未治疗的PP女孩初始年龄身高较高，但线性生长减慢并较早停止，导致成年矮身高。以GnRHa治疗消除了雌性激素对生长的刺激作用，因而正如我们的数据所提示的那样，揭示了生长减弱是由于过度衰老。
我们得出结论，在以GnRHa治疗的PP女孩经常出现线性生长减弱。我们的研究结果与生长减弱至少部分地由于以前雌性激素暴露引起生长板局部异常，过早衰老的假设相一致。
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