埃及唐氏综合征儿童的血清硒、维生素E和B12水平研究
背景
唐氏综合征(DS)是伴发智力障碍的最常见遗传性疾病。营养缺乏症,特别是维生素E、硒和维生素B12等抗氧化剂的缺乏可能加剧DS患者的神经发育障碍。本研究旨在评估埃及DS儿童与健康对照组的维生素E、B12和硒水平差异。
方法
本病例对照研究共纳入90名5-15岁参与者,包括60名DS患者和30名健康对照组。通过原子吸收光谱法和酶联免疫吸附测定(ELISA)检测血清维生素E、B12和硒水平,并进行甲状腺功能、血脂和全血细胞计数等临床评估。
结果
DS组的维生素B12(1.9±0.9 pg/ml vs 7.4±2.1 pg/ml,P<0.001)和硒水平(46.33±15.48 µg/L vs 166±26.47 µg/L,P<0.001)显著低于对照组,维生素E水平差异不显著(P=0.061)。DS组身高、体重和头围均显著降低(P<0.05),游离三碘甲状腺原氨酸(FT3)、游离甲状腺素(FT4)、血红蛋白和高密度脂蛋白(HDL)水平显著降低,而低密度脂蛋白(LDL)和总胆固醇(TC)显著升高(P<0.05)。DS组母亲年龄显著偏高(P<0.001)。
结论
DS儿童存在显著的维生素B12和硒缺乏症,这可能加剧其神经发育障碍。这些发现提示抗氧化剂补充治疗可能在DS管理中具有潜在价值。
研究背景
由21号染色体三体引起的唐氏综合征是伴发智力障碍的最常见遗传性疾病。受累个体存在神经发育障碍和多种共患病,其中许多疾病与营养状况相关。多项研究显示DS儿童易出现包括抗氧化剂在内的关键微量营养素缺乏,可能加剧氧化应激并损害认知发育。
其中维生素B12、硒和维生素E尤为重要,因其对神经和免疫功能具有关键作用。维生素B12(钴胺素)对DNA合成和神经功能至关重要,缺乏会导致发育迟缓和精神症状。硒作为微量元素参与谷胱甘肽过氧化物酶等含硒酶活性,保护脑部和内分泌器官免受氧化损伤。维生素E(α-生育酚)作为脂溶性抗氧化剂,通过防止神经元膜氧化损伤发挥神经保护作用。
尽管现有证据支持这些微量营养素在大脑功能和氧化还原平衡中的作用,但关于埃及DS儿童血清水平的资料有限。此外,尚不清楚观察到的神经发育迟缓是否部分归因于这些抗氧化剂的缺乏。
因此,本研究旨在评估埃及DS儿童与健康对照组的维生素B12、硒和维生素E水平差异。我们假设DS儿童这些抗氧化剂水平显著降低,可能加剧其认知和身体发育挑战。
研究对象与方法
本病例对照研究共纳入90名参与者,包括60名DS患者和30名健康对照组。患者来自开罗大学儿科医院遗传门诊。研究获开罗大学伦理委员会批准(批准号:CMDRF 132701),符合赫尔辛基宣言原则。
纳入标准
选择5-13岁DS患儿并随机抽样。
排除标准
排除因缺氧缺血性脑病、核黄疸、脑膜炎、脑炎、颅内出血或血管性卒中导致的获得性运动或智力迟缓患者,以及合并其他慢性疾病(如已手术的先天性心脏病或慢性呼吸道疾病)的儿童。
研究流程
所有参与者禁食8小时后于次日早晨采集血液样本,并由临床生理学部门进行详细病史采集、体格检查和实验室检测。
实验室检测
使用全自动生化分析仪按生产商协议检测总胆固醇、HDL和LDL水平。采用IMMULITE 1000系统(美国诊断产品公司)的化学发光免疫分析法测定甲状腺功能指标(FT3、FT4、TSH)。使用日本希森美康1700型自动血细胞计数器进行全血细胞计数。
维生素检测原理
维生素E和B12均采用ELISA试剂盒检测。该方法基于竞争结合原理,样本中的维生素与生物素标记维生素竞争结合微孔板上预包被的特异性抗体。通过辣根过氧化物酶(HRP)-链霉亲和素与四甲基联苯胺(TMB)底物显色,分光光度计450 nm读取结果,标准曲线定量。
硒浓度测定
使用Varian Spectra AA 220原子吸收光谱仪配合石墨炉原子化器和自动进样器进行检测。采用196.0 nm波长,通过标准加入法制作校准曲线。硒标准品浓度设为0、10、20、30、40 µg/L,样本20 µL与100 µg/L硒标准液混合,稀释剂为0.5% Triton X-100、0.125% Dow和0.25%抗坏血酸。采用10 µL 1000 mg/L钯溶液作为基体改良剂。
温控程序
实验温度程序包括最高干燥温度300°C,热解(灰化)温度1200°C,原子化温度2700°C。
母亲病史和智商评估
通过结构化访谈收集母亲年龄、近亲结婚及危险因素(如高龄妊娠)信息。由专业心理学家使用适龄智力测试评估儿童智商。
统计分析
采用IBM SPSS Statistics 20进行分析。使用Shapiro-Wilk和Kolmogorov-Smirnov检验数据正态性。除硒、维生素E和B12外其余变量均呈正态分布。正态分布数据采用均值±标准差(Student t检验),非正态分布数据采用中位数(四分位距)和Mann-Whitney U检验。卡方检验比较分类变量。设定P<0.05为显著性阈值,但未计算效应量和置信区间。
研究结果
两组年龄(P=0.056)和性别分布(P=0.635)无显著差异。唐氏综合征组身高、体重和头围均显著降低(P<0.001、0.002和<0.001)。
唐氏综合征组母亲平均年龄显著偏高(P<0.001),近亲结婚率较低,平均智商显著降低(P<0.001),危险因素(高龄)发生率显著升高(P<0.001)。
唐氏综合征组在FT3(2.7±0.9 vs 4±0.1 pg/ml,P<0.001)、FT4(1.3±0.5 vs 1.6±0.4 ng/dl,P=0.008)、血红蛋白(10.6±1.1 vs 11.4±0.9 g/dl,P=0.002)、分叶核百分比(30.4±9.2 vs 39.5±13,P=0.001)、淋巴细胞百分比(45±11.5 vs 36.4±12,P=0.002)、总胆固醇(221.1±24.4 vs 75±16.4 mg/dl,P<0.001)、HDL(17.9±5 vs 30.5±1.1 mg/dl,P<0.001)和LDL(135.3±16.3 vs 78.5±12 mg/dl,P<0.001)等指标显著异常。
维生素E水平(正常范围:5.7-19.9 mg/dl)差异不显著(P=0.061),但唐氏综合征组维生素B12水平显著降低(P<0.001)。硒参考范围为110-190 µg/L,唐氏综合征组(46.33±15.48 µg/L)显著低于对照组(166±26.47 µg/L,P<0.001)。
讨论
本研究显示埃及DS儿童存在显著的维生素B12和硒缺乏,而维生素E水平无显著差异。这些发现可能与DS患者的神经发育障碍和代谢紊乱相关。
人体测量显示DS儿童身高、体重和头围显著低于对照组,与Zemel等报道的美国DS儿童生长曲线一致。这种生长缺陷可能由肌张力低下、内分泌紊乱和营养不良引起,提示需要制定DS专用生长曲线。
血脂方面,DS组总胆固醇和LDL升高,HDL降低,与Adelekan等报道的DS儿童血脂异常一致。这种血脂异常可能与甲状腺功能障碍、基础代谢率降低或线粒体异常有关,可能加剧氧化应激并增加长期心血管风险。
研究关键发现是DS儿童血清维生素B12水平显著降低,与Hestnes等报道一致。维生素B12在甲基化过程、DNA合成和髓鞘形成中起关键作用,其长期缺乏可能加剧DS患者的神经发育障碍。这些发现强调对DS患者进行常规维生素B12监测和早期干预的重要性。
与预期相反,血清维生素E水平未见显著差异。这与Sano等的临床试验结果一致,显示维生素E补充对DS成人认知功能无改善。这可能提示维生素E并非DS相关氧化应激的限制因素,或其血清水平不能准确反映组织可用性。
硒缺乏是另一个重要发现。DS儿童硒水平远低于正常参考范围,可能影响谷胱甘肽过氧化物酶等抗氧化酶活性。与Steinbrenner等报道的硒在免疫防御和氧化还原调节中的作用一致,这种缺乏可能加剧DS患者的感染易感性、甲状腺功能障碍和认知衰退。观察到的硒水平与身高、中性粒细胞百分比的负相关提示其系统性影响。
血液学指标显示DS儿童血红蛋白水平较低,可能反映营养缺乏或慢性疾病。虽然DS贫血已有报道,特别是与乳糜泻相关者,但微量营养素状态与血液参数的相互作用仍需进一步研究。
总体而言,抗氧化微量营养素缺乏,特别是硒和维生素B12,在DS中普遍存在,可能加剧其神经发育障碍和代谢紊乱。虽然维生素E水平无显著差异,但两组中位数均远低于参考范围(5.7-19.9 mg/dl),提示可能存在普遍营养缺乏。这些发现强调对埃及儿童进行更广泛的营养评估的重要性,并可能推动改善抗氧化剂摄入的公共卫生措施。
局限性
本研究样本量相对较小,可能限制结果的普遍性。横断面设计无法推断微量营养素缺乏与临床结局间的因果关系。缺乏饮食摄入和补充史数据限制了对缺乏原因(摄入不足、吸收障碍或代谢异常)的判断。未报告效应量和置信区间降低了结果临床意义的评估。身高和体重差异可能反映潜在营养差异,可能影响微量营养素水平解读。未评估认知功能或发育里程碑等功能性结局,限制了生物化学发现的临床关联。
建议
未来研究应采用更大、更具代表性的样本和纵向设计,更好评估DS儿童微量营养素状态与临床结局的因果关系。应整合全面的饮食评估、补充史和营养标志物,区分缺乏原因。鉴于组间身高体重差异,未来研究应通过多变量分析调整这些变量。评估认知和发育表现等功能性结局,并报告效应量和置信区间,将提高研究的临床相关性和可解释性。
结论
唐氏综合征儿童存在显著的维生素B12和硒缺乏,可能影响其神经发育。虽然这些发现提示抗氧化剂补充可能有益,但横断面设计限制了因果推断。因此,需要纵向和干预性研究来验证这些关联,并评估营养干预的临床影响。
数据可用性
支持本研究发现的数据可向通讯作者申请获取。
缩写
DS:唐氏综合征
Se:硒
B12:维生素B12
FT3:游离三碘甲状腺原氨酸
FT4:游离甲状腺素
TSH:促甲状腺激素
Hb:血红蛋白
TLC:总白细胞计数
MCV:平均红细胞体积
HDL:高密度脂蛋白
LDL:低密度脂蛋白
ELISA:酶联免疫吸附测定
HRP:辣根过氧化物酶
TMB:四甲基联苯胺
【全文结束】