【综述】肢端肥大症的生化诊断

《Journal of Clinical Medicine》 2021 年3月 9日以色列Amit Akirov, Hiba Masri-Iraqi, Idit Dotan,等撰写的综述《肢端肥大症的生化诊断。The Biochemical Diagnosis of Acromegaly》（doi: 10.3390/jcm10051147.）。

背景:

肢端肥大症的诊断仍然是一个临床挑战，长期的诊断延迟是常见的。生长激素(GH)和胰岛素样生长因子-1 (IGF-1)是肢端肥大症最重要的生化诊断和治疗方法。

目的:

探讨IGF-1、基础血清生长激素和口服糖耐量试验(OGTT)后生长激素谷值在肢端肥大症诊断、管理和治疗中的作用。

方法:

我们对已发表的关于肢端肥大症的生化诊断和监测的资料进行叙述性回顾。从成立到2021年1月1日，在PubMed上进行了相关研究的英语搜索。并对相关研究的参考文献进行了综述。

结果:

血清IGF-1水平、基础生长激素值和OGTT后生长激素谷值在肢端肥大症的诊断、治疗和治疗中起着重要作用。IGF-1水平的测量是肢端肥大症诊断和监测的关键因素，但OGTT后的基础和GH谷值也很重要。然而，一些因素可能会显著影响这些激素的浓度，包括测定方法，生理和病理因素。在某些情况下，不一致的GH和IGF-1水平可能具有挑战性，通常需要额外的数据和监测。

结论:

新的GH和IGF-1标准对肢端肥大症患者的诊断和监测更为准确。然而，所有这些生化工具都有其局限性，在评估肢端肥大症患者时，应考虑病史、临床特征和影像学研究。

1.引言

肢端肥大症是由循环生长激素(GH)和胰岛素样生长因子-1 (IGF-1)持续超量引起的一种缓慢进展的疾病。虽然大多数患者继发于分泌GH的垂体腺瘤，但肢端肥大症可能很少继发于下丘脑分泌GH释放激素(GHRH)或异位GHRH或GH分泌。高水平的IGF-1是肢端肥大症的主要临床表现的原因。

130多年前，法国神经病学家皮埃尔·玛丽(Pierre Marie)创造了肢端肥大症(l acromegalie)这个术语，但基于临床和生化结果的肢端肥大症的诊断，仍然是一个临床挑战。

有些患者现在完全没有肢端肥大症的临床特征，而另一些患者的临床特征在疾病的早期阶段可能是微妙的，身体特征的缓慢进展变化可能不被患者及其家人和朋友所注意，因此，在诊断之前，通常有大约4 - 10年未被发现的活动性疾病，延长的诊断延迟与并发症发生率和死亡率的增加有关。

与男性相比，女性患者诊断延迟时间较长。虽然多年来肢端肥大症的诊断程序有所改进，包括血清IGF-1测定和更为敏感的生长激素测定，但诊诊断延迟和诊断年龄没有改变，主要继发于临床特征不明显、与其他常见病症状和体征重叠、其他内科专科医生对疾病认识不足等因素。然而，与半个世纪前报道的症状出现后16 - 18年的平均诊断延迟相比，这一诊断延迟相当短。

对肢端肥大症诊断和治疗最重要的检测是GH和IGF-1水平。2014年《内分泌学会肢端肥大症临床实践指南（The 2014 Endocrine Society Clinical Practice Guideline on acromegaly）》推荐测量有肢端肥大症典型临床表现的患者，特别是有典型肢端的和面部的特征的患者，或有多种相关症状的患者，包括睡眠呼吸暂停、高血压、2型糖尿病，关节炎，腕管综合症，多汗症（hyperhidrosis）。推荐的策略是测量血清IGF-1和血清IGF-1水平升高或可疑的（equivocal）患者，在口服葡萄糖耐量试验(OGTT)中证实高血糖后，通过显示未抑制的GH值≧1μg/L来确认诊断。随后，当使用超灵敏GH测定时，这个界限值（cut-off）被修改为0.4 μg/L。

对GH和IGF-1水平的测量也被用于确定手术缓解，对药物治疗的反应，并指导治疗决定。由于术后12周测量的IGF-1水平反映了疾病的临床活动，手术后的生化缓解定义为正常的IGF-1水平和GH<0.4μg / L。然而，根据最近一项关于肢端肥大症多学科治疗的共识声明，IGF-1值高达1.2-1.3倍正常上限(ULN)范围可能被认为足以控制肢端肥大症。

虽然血清IGF-1水平、基础生长激素值和OGTT后生长激素谷值（nadir GH after OGTT）在肢端肥大症患者的诊断、管理和治疗中发挥着重要作用，但在最佳使用这些试验时，应该认识到这些试验的局限性。

2. 胰岛素样生长因子- 1

与GH的多变性形成对照,IGF- 1持续分泌,半衰期较长,展现出更为稳定的血液浓度,其水平与GH的水平成正比,虽然在较高的GH值下，,可能由于肝脏GH受体饱和，GH与IGF - 1之间的相关性可能会丢失。此外，IGF-I水平可以在一天中的任何时间测定，而无需患者禁食。因此，对于临床怀疑肢端肥大症的患者，首先建议测量IGF-1水平，而IGF-1水平低于年龄和性别正常上限可有效排除肢端肥大症的诊断。对于临床特征提示肢端肥大症的患者，IGF-1升高通常足以完成诊断，OGTT可作为验证试验。

虽然IGF-1主要在肝脏合成，但其他组织也可以产生IGF-1，包括骨骼、肌肉、肾脏和脑下垂体腺本身。在血清中，只有不到1%的血清IGF-1作为游离激素循环，而大多数IGF-1与IGF-1结合蛋白(IGFBP-3)或IGFBP-5以及酸不稳定性亚基（acid-labile subunit）结合。

有几个因素可能会影响IGF-1测定，并导致各测定方法之间有很大的变异性，包括足够建立年龄校正参考范围的正常受试者数量，每种测定方法所所用抗体的亲和性和特异性，以及去除结合蛋白干扰的方法。Porkajac和他的同事们研究了GH和IGF- 1检测性能以接近活跃的肢端肥大症的界限值，提交已知有模糊结果的血清样本给23个中心对 IGF-1作评估（studied GH and IGF-1 assay performance close to cut-off values for active acromegaly and submitted serum samples known to give borderline results to 23 centers for IGF-1 assessment），并报道，在不同的实验室对于正常上限（ULN）范围，有超过IGF - 1界限值2倍的变化，在30%的检测IGF-1样本中对肢端肥大症的诊断被不准确地排除（he diagnosis of acromegaly was inaccurately excluded in 30% of samples assayed for IGF-1）。测定IGF-1和GH水平的方法包括电化学发光免疫分析法（electrochemiluminescence immunoassay）(Roche Cobas)或化学发光免疫分析法（chemiluminescence immunoassay）(Siemens Immulite, IDS-iSYS, Diasorin Liaison)，它们引入抗体结合和分离靶抗原（introduce antibodiesto bind and separate out target antigens），或液相色谱（liquid chromatography）-质谱法（mass spectrometry），根据质量选择靶分析物（the target analyte），利用电离子场确定值，不同分析方法之间IGF-1检测结果可能存在显著差异。因此，在患者随访过程中建议使用同样经过验证的IGF-1检测方法。

一些生理因素可以改变IGF-1的浓度。严重肥胖（Severe obesity）、营养不良（malnutrition）和长时间空腹（prolonged fasting）可降低肢端肥大症患者和非肢端肥大症患者的IGF-1水平。在全身性炎症（systemic inflammation）、慢性肝病、肝硬化（cirrhosis）、神经性厌食症（anorexia nervosa）等生长激素抵抗状态下，可以观察到高生长激素伴低IGF-1。口服雌激素和选择性雌激素受体调节剂(SERM)也可以使肝脏对GH的反应减弱，导致IGF-1水平较低。然而，经皮雌激素对IGF-I水平无影响。肾衰竭可能与较高的GH水平有关，但IGF-1值可能保持不变，甚至降低(表1)。

表1。影响血清胰岛素样生长因子-1 (IGF-1)和生长激素(GH)水平的条件。

病情	IGF-1	基础GH	GH谷值
青春期	高	高	高
妊娠期	高*	高	高
糖尿病	低/正常	高	高
肾衰竭	低/正常	高	高
肝病	低/正常	高	高
营养不良/神经性厌食症	低/正常	高	高
口服雌激素	低/正常	高	高
危重症	低/正常	高	高
*患有已知肢端肥大症的孕妇，IGF-1水平可能在妊娠期间自发恢复正常

 

一些生理和病理条件可显著影响IGF，基础和最低生长激素水平后的血糖负荷。

年龄是一个可能改变IGF-1水平的重要生理因素，从出生到青春期，IGF-1值上升，然后随着年龄的增长而下降。在妊娠期间，由于胎盘GH分泌显著增加，引起肝脏分泌IGF-1 ，在妊娠后半期（in the second half of pregnancy）IGF-1水平增加2- 3倍，在37周左右达到峰值，而垂体GH受到抑制。Jallad和他的同事提供了肢端肥大症女性妊娠结果的数据，报告称15例患者中有13例 的IGF-1在妊娠期间正常，没有接受任何特殊治疗。大多数女性在分娩后报告IGF-1升高。

治疗的目的是使IGF1水平正常化，这反映对疾病充分的控制和降低发生并发症的风险。2014年内分泌学会关于肢端肥大症的临床实践指南建议在肢端肥大症垂体手术后12周或之后测量IGF-1水平，由于IGF-1水平反映了肢端肥大症的临床活动，该测量被用于指导额外治疗的需要，包括再次手术、药物治疗、或放疗，控制生长激素和IGF-1超量可降低并发症发生率和死亡率。根据最近关于多学科治疗肢端肥大症的共识声明，IGF-1值高达1.2=1.3倍正常上限（ ULN）范围也可被认为肢端肥大症得到充分控制。

3.基础生长激素

空腹后清晨测量基础生长激素水平，在肢端肥大症患者中其通常升高。、

与老年妇女相比，年轻、绝经前妇女的基础血清GH水平和OGTT后GH谷值较高。此外，年轻女性的基础血清GH水平在月经中期最高，并随月经周期[26]的不同阶段而变化。

垂体前叶的生长激素细胞在下丘脑的控制下通过GHRH增加GH基因的转录和GH的合成和分泌来释放GH。生长激素的释放是脉动性的，在24小时内，生长激素的分泌有6-11次脉冲，而在一天中的70 - 80%的时间里，生长激素水平仍然低于检测的水平。

在肢端肥大症患者中，基础血清GH水平持续升高，但由于正常和分泌GH的垂体腺瘤固有的间歇性GH分泌，广泛的波动是常见的。

有GH基础水平的升高并不是专门针对肢端肥大症的，而在控制不佳的糖尿病中，继发于生长抑素释放（somatostatin release）减少、与GH释放增加和GH清除减少相关的肾衰竭、营养不良、在应激背景下或运动和睡眠期间，GH基础水平可能会显著升高。妊娠中,由于GH之间的同源性和胎盘GH，对GH的测量成为挑战(表1)。

在对肢端肥大症垂体手术后的头几天测量空腹GH可能提供早期的缓解迹象敏感性为65-97%,特异性77-93% 。血清生长激素值可用于评估和监测手术后和生长抑素受体配体辅助药物治疗后的疾病控制，目标是达到空腹水平<1.0 μg/L。

4. OGTT后生长激素谷值

在正常受试者中，葡萄糖负荷导致GH水平的抑制，很可能是由于对生长激素释放激素（GHRH）的抑制和/或对生长抑素释放的刺激。根据2014年《内分泌学会关于肢端肥大症的临床实践指南》，75g OGTT后缺乏GH抑制是肢端肥大症的金标准诊断试验，对血清IGF-1水平升高或不明确的患者，应完成该试验作为确认试验。指南建议使用OGTT后GH 谷值<1μg/L 以排除端肥大症的诊断，尽管当使用高灵敏度GH检测方法时，已提出较低的GH谷值为0.4μg/L。

虽然OGTT后生长激素谷值以前被认为是肢端肥大症诊断的金标准，但OGTT期间对生长激素水平的抑制，对肢端肥大症并不是特异性的，因为与生长激素对葡萄糖负荷的异常反应相关的情况包括严重的分解代谢疾病（severe catabolic illness）、营养不良、肾或肝衰竭、未控制的糖尿病、Laron类型侏儒症（Laron type dwarfism）。此外，左旋多巴（L-dopa）治疗组和使用海洛因（heroin）组的GH反应也出现异常。然而,在大多数这些条件下，IGF- 1水平并不升高,肢端肥大症的诊断可以被排除(表1)。

因为在葡萄糖负荷后，生长激素水平正常情况下可能不会被抑制，以前报道，葡萄糖代谢异常和糖尿病患者的OGTT后的GH谷值是一个不可靠的诊断测试，特异性较低,增加了假阳性结果。胰岛素诱导肝细胞GH受体的表达，可能对受体后水平起作用；因此，门脉低胰岛素血症（portal hypoinsulinemia）与对GH抵抗相关，导致GH补偿性（compensatory）升高。据报道，在某些患者中，葡萄糖负荷后生长激素水平出现矛盾性升高（paradoxical increase），这很可能是由葡萄糖依赖性促胰岛素多肽(Glucose-dependent insulinotropic polypeptide，GIP)介导的，GIP是口服葡萄糖负荷后释放的一种肽。OGTT后的矛盾性生长激素反应可能反映了肢端肥大症的病理生理严重程度，并可能预测生长抑素受体配体治疗的有效性。在糖耐量受损或糖尿病、神经性厌食症、青春期、肾衰竭或肝功能衰竭或营养不良的患者中，也报道了生长激素对OGTT的矛盾性反应(表1)。

早期研究中对生长激素的测定是基于敏感性有限的传统放射免疫分析法，最近的研究使用现代生长激素测定方法来评估生长激素抑制，结果显示OGTT后生长激素的谷值没有差异。Dobri和同事们最近报道，采用现代高灵敏度GH测定，OGTT后GH谷值≧0.4μg/L，可用于诊断空腹血糖受损的、糖耐量受损的或糖化血红蛋白<8%,且血糖控制相对良好的糖尿病患者的肢端肥大症。需要更多的研究来确定病控制不佳的糖尿病患者血糖负荷下生长激素谷值的作用，目前对于在诊断这些患者肢端肥大症中，OGTT后生长激素谷值的作用还没有共识。此时，专家同意在改善血糖控制后再次进行测量。

IGF-1的正常化被认为是确定肢端肥大症缓解的主要标准，而血糖负荷后的血糖谷值（nadir glucose following glucose load）在术后患者监测中的作用尚不明确。数据表明，虽然IGF- 1的正常化可以推迟至肢端肥大症手术干预后12个月，但生长激素谷值的正常化可以早到在术后1周被看到。2014年内分泌学会关于肢端肥大症的临床实践指南建议，在一个随机血清GH>1μ g / L的患者葡萄糖负荷后测量GH水平的谷值。根据一份关于肢端肥大症治疗结果的专家共识文件，葡萄糖负荷后的GH谷值<1 μg/L反映了手术干预后的治愈，有证据支持GH抑制与改善长期预后和降低死亡率相关。同样，在超敏感的生长激素测定中，推荐的生长激素界限值为0.4 μg/L。重要的是，生长激素水平可能会受到已使用(被推荐作为一线药物治疗的)生长抑素受体配体的影响，因此，对接受生长抑素受体配体治疗的患者测量OGTT后生长激素谷值，不太可能有临床应用价值。

5. GH和IGF-1值不一致

对GH和IGF-1水平的测量结果不一致的患者，肢端肥大症的管理是具有挑战性的。

5.1.IGF-1升高，生长激素正常

“Micromegaly”是Diamarki等人在2002年创造的一个术语，用于描述与IGF-1水平升高，但基础生长激素水平正常，在许多情况下，葡萄糖负荷后生长激素谷值正常，相关的肢端肥大症的临床特征。Ribeiro和他的同事报告说，在40个新诊断的肢端肥大症患者中，33%的生长激素谷值<1μg/L, and 18% 的GH 谷值 <0.4μg/L。Espinosa和同事最近报道，在肢端肥大症患者中基础生长激素正常的并不常见，而这些患者年龄明显较大，更可能是男性，患有小的非侵袭性微腺瘤，OGTT后IGF-1水平较低，生长激素谷值较低。但同诊断时基础GH升高的患者有相似的病程和临床病程。因此，怀疑有肢端肥大症的患者，OGTT后GH和IGF-1值不一致，IGF-1水平升高，但GH正常被抑制，可能不能完全排除诊断。另一方面，对于IGF-1水平升高但临床怀疑肢端肥大症的患者，建议继续随访。Rosario和同事报道42例患者在OGTT后IGF-1水平升高和GH谷值正常，临床情况提示肢端肥大症。初次评估后5年，15例患者IGF-1水平正常，而27例患者IGF-1水平持续升高，所有患者在附加OGTT后GH被正常抑制。影像学显示2例患者有潜在的垂体微腺瘤，40例患者被排除肢端肥大症。这些发现表明，在血糖负荷后生长激素受到抑制的患者中，发生肢端肥大症的可能性很小。

Butz和他的同事强调，虽然IGF-1水平是肢端肥大症诊断和监测的关键因素，但不应忽视生长激素的测量，因为这两种激素反映了疾病的不同方面:生长激素是衡量肿瘤分泌活动的指标，并提供垂体生长激素分泌的相关性，而IGF-1是衡量疾病的生化和生物活性以及对循环生长激素的外周反应的指标。

5.2。IGF-1正常，GH升高

在没有临床上降低血清IGF-1水平的情况（包括糖尿病、甲状腺、肾脏或肝脏疾病、神经性厌食症、最近三个月体重下降>5%和体重指数<18.5 kg/m²,和口服雌激素）下，即使生长激素抑制试验下基础GH和GH谷值>0.4μg/L，IGF-1水平正常，应排除肢端肥大症。Rosasrio和同事确定179例四肢增大的患者，在排除了IGF-1升高的患者和那些会干扰实验室检查的情况之后，完成GH抑制试验,确定了基础生长激素水平，以及基础生长激素> 0.4 μg/L。在103例患者中观察到基础GH > 0.4μg/L,在21例(30%)受试者中 GH 谷值> 0.4 μg/L，行MRI检查显示只有两例患者有微腺瘤。这两例患者在后续的测量中继续IGF-1值正常，4年后报告没有临床进展。

在GH和IGF-1值不一致的情况下，应考虑几个关键点：

●如果GH和IGF-1的水平之间存在显著差异，特别是在临床情况提示有肢端肥大症时，可要求重复检测。

●妊娠期肢端肥大症的诊断被胎盘分泌的GH和IGF-1值的增高所混淆，因为现有的商业检测无法区分GH分泌的来源。

●急性危重症可导致GH分泌生理上的峰值较高，IGF-1浓度较低，当怀疑肢端肥大症时，在康复后应进行检测。

●口服雌激素的患者，生长激素水平可能会不实升高，建议停用雌激素3个月后再复查。

●临床上存在肢端肥大症时IGF-1低，可能代表最初与IGF-1升高相关的疾病病程的后期阶段，引起肢端肥大症耗竭（burnt-out），这可能与垂体功能减退的其他特征有关。

●不受控制的糖尿病可能与IGF-1水平低相关，妨碍对肢端肥大症的诊断，但血糖控制后IGF-1水平的升高可能支持诊断。

6. 附加的检测

还有一些附加的工具可以用来帮助评估怀疑有肢端肥大症的患者。然而，这些检查并不常用，也不被专业团体推荐用于肢端肥大症的确诊。

●24小时血清GH情况 ——频繁的血清GH采样可能会克服生长激素分泌的脉动特性所带来的限制，从而导致生长激素随机测量的大范围波动。然而，在大多数情况下，这种评估生长激素分泌的方法并不实用。

●尿GH ——评估24小时平均尿GH水平与随机血清GH水平、IGF-1水平和肢端肥大症的临床活动相关，但由于它很少提供任何额外信息，通常被保留用于研究目的。

●IGFBP-3——最丰富的IGF-1结合蛋白，结合80% - 90%的循环IGF-1，在三聚体复合物中，也包括酸不稳定亚基（the acid-labile subunit）。IGFBP-3水平可能有助于肢端肥大症的诊断和监测，因为IGFBP-3水平与IGF-1直接相关。

●GHRH——对GHRH的测量将保留给怀疑有异位分泌GHRH导致肢端肥大症的患者，例如，在影像学上无垂体腺瘤证据的患者。

7. 结论

随着超敏感检测方法的出现，目前的GH和IGF-1检测方法结合新的GH和IGF-1标准更加精确，为肢端肥大症患者的诊断和监测提供了更准确的工具。然而，这些生化工具有其局限性，在评估肢端肥大症患者时，应考虑这些因素，以及病史、临床特征和影像学研究。