胰岛素低血糖-生长激素刺激试验(Insulin hypoglycemia-growth hormone stimulation test, insulin tolerance test, ITT)是目前国际上公认的成人生长激素缺乏症(growth hormone deficiency，GHD)的诊断金标准。按照指南，ITT中的短效胰岛素用量按每公斤体重0.1～0.15 U计算，而近年来一些国内外研究提示，在ITT过程中，对于超重和肥胖者而言，可能由于胰岛素抵抗的存在造成血糖下降幅度不足，故需酌情增加胰岛素用量。临床工作中，本课题组也发现有不少患者由于存在胰岛素抵抗，需多次追加胰岛素用量后才能成功诱发低血糖。本研究旨在初步探索更适用于临床的ITT中胰岛素用量的计算方法，进一步完善目前临床使用的ITT方法。
收集2013年4月至2015年8月56例上海瑞金医院北院初次住院的疑似GHD患者，包括原发组，即先天性垂体前叶功能减退症患者33例(男性27例，女性6例)及继发组，即手术后垂体功能减退者23例(男性14例，女性9例)；年龄(25.39±6.89)岁。入选标准为：儿童时期即诊断为先天性GHD(或先天性垂体功能减退症)或符合先天性GHD相关临床症状与体征；既往下丘脑－垂体疾病患者同时具有GHD相关临床症状与体征的证据(内分泌性、颅脑结构或基因异常)；曾接受颅脑肿瘤治疗(包括手术、放疗)的患者，其中鞍区或者垂体肿瘤术后患者均为术后6个月以上。排除糖尿病患者、严重高血压患者、有恶性肿瘤患者、有颅内高压者、有严重肝肾功能障碍者、心脏病患者、有癫痫发作史的患者、精神病患者以及妊娠期、哺乳期患者。
病史采集包括出生史、生长发育过程、既往重大疾病史、颅脑手术外伤史以及既往激素替代用药史。收集所有患者身高、体重、体重指数(BMI)等；完善实验室检查，如血、尿常规、血生化及各项激素水平测定；完善影像学检查如垂体MR等。
口服葡萄糖耐量及胰岛素释放试验：所有受试者于禁食8～10 h后，次日清晨空腹抽静脉血后口服75 g葡萄糖粉后测定0、30、60、120和180 min的血糖及血清胰岛素水平。计算稳态模型评估的胰岛素抵抗指数[HOMA-IR＝空腹胰岛素(mIU/L)×空腹血糖(mmoL/L)/22.5]；计算胰岛素敏感性指数[insulin sensitivity index，ISI＝log(空腹血糖×空腹胰岛素)]；计算胰岛素释放曲线下面积[AUCINS＝0.5×(空腹值＋180 min值)＋60 min值＋120 min值]；计算葡萄糖曲线下面积[AUCPG＝0.5×(空腹值＋180 min值)＋60 min值＋120 min值]。
ITT：试验前3天起，受试者每日饮食中碳水化合物不少于200 g，维持体重稳定，试验前日晚餐为清淡饮食。受试者禁食8～14 h，禁水6 h，次日清晨空腹、安静、清醒状态下平卧于病床上，晨8∶00～9∶00在前臂肘静脉皮下穿刺建立静脉通道且留置静脉三通装置，静脉推注生物合成人胰岛素(诺和诺德中国制药有限公司)0.10～0.15 U/kg，于注射前30 min、注射前即刻及注射后30、45、60、90、120 min各采静脉血5 ml，进行血糖、生长激素(GH)及皮质醇检测(一般于开始出现低血糖症状时也要采血测血糖、GH及皮质醇)。密切监测血糖变化并记录上述各时间点的心率和血压。将血浆葡萄糖下降至≤基础值的50%或≤2.2 mmol/L时定义为试验激发成功，不以低血糖严重程度来判断是否达标。如在45 min时血糖水平仍未达标，则按0.3 U/kg剂量追加给药，并重新计时。继而如在45 min时血糖水平依然未达标，则继续按0.6 U/kg剂量追加给药，并重新计时。追加剂量以此类推，即(0.15×2nU/kg)。
统计软件运用SPSS 22.0软件包。所有统计检验均采用双侧检验，显著性水平取P＝0.05；运用Kolmogorov-Smirnov统计学检验方法进行数据正态性检验。正态分布的计量数据以
±s表示。组间均数比较采用独立样本t检验，率的比较采用卡方检验；采用单一样本t检验判定ITT试验指南推荐胰岛素用量与本研究实际平均胰岛素用量的差异性；各因素间相关关系采用Pearson相关分析；采用多元线性回归分析得出回归方程式。
原发组患者的年龄显著低于继发组(P<0.05)；2组间各项临床代谢指标无明显差异；ITT试验中胰岛素用量的计算系数在2组间的差异无统计学意义(P＝0.409，表1)。本研究中初始胰岛素用量诱发低血糖的一次成功率仅为42.8%(24/56)。指南推荐的胰岛素用量(0.1～0.15 U/kg)与本研究人群临床实际使用的平均剂量存在显著性差异(P<0.05)。
 | 表1 原发组与继发组垂体功能减退症患者临床资料比较( Tab 1 Comparison of clinical data between patients with primary and secondary pituitary function deficiency( |
原发组与继发组垂体功能减退症患者临床资料比较(
±s)
Comparison of clinical data between patients with primary and secondary pituitary function deficiency(
±s)
| 组别Group | 例数n | M/F | 年龄(岁)Age(year) | BMI(kg/m2) | ALT(IU/L) | AST(IU/L) | ALP(IU/L) | GGT(IU/L) | BUN(mmol/L) |
|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
| 原发组Primary group | 33 | 27/6 | 26.42±5.58 | 22.46±3.47 | 48.88±51.95 | 45.42±38.52 | 159.88±78.16 | 47.27±68.83 | 4.41±0.79 |
| 继发组Secondary group | 23 | 14/9 | 23.91±8.34a | 24.13±3.71 | 30.78±14.84a | 35.09±21.42 | 130.26±72.55 | 30.48±25.36 | 3.80±1.06 |
| 组别Group | 例数n | SCr(μmol/L) | SUA(μmol/L) | TG(mmol/L) | TC(mmol/L) | HDL-C(mmol/L) | LDL-C(mmol/L) | BG(mmol/L) | |
|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
| 0 min | 30 min | ||||||||
| 原发组Primary group | 33 | 68.88±10.18 | 349.09±90.12 | 2.22±1.21 | 5.35±1.25 | 1.11±0.29 | 3.76±0.94 | 4.85±0.57 | 7.71±1.47 |
| 继发组Secondary group | 23 | 70.36±11.09 | 396.82±92.25 | 2.34±1.27 | 5.47±1.53 | 1.19±0.40 | 3.76±1.20 | 4.76±0.60 | 7.77±2.58 |
| 组别Group | 例数n | BG(mmol/L) | INS(μIU/ml) | ||||||
|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
| 60 min | 120 min | 180 min | 0 min | 30 min | 60 min | 120 min | 180 min | ||
| 原发组Primary group | 33 | 7.63±2.65 | 6.32±2.65 | 5.41±1.48 | 12.45±8.44 | 96.97±83.83 | 110.09±104.41 | 96.74±137.36 | 50.23±61.03 |
| 继发组Secondary group | 23 | 8.16±3.05 | 7.11±2.90 | 5.92±1.51 | 14.73±10.08 | 140.87±109.78a | 143.20±157.48 | 95.47±86.61 | 55.85±53.57 |
| 组别Group | 例数n | HbA1C(%) | HOMA-IR | ISI | AUCINS | AUCPG | AUCPG/AUCINS | 计算系数Calculating coefficient(U/kg) |
|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
| 原发组Primary group | 33 | 5.55±0.53 | 2.78±2.11 | 2.51±0.42 | 237.41±248.48 | 19.00±4.98 | 0.144±0.111 | 0.23±0.11 |
| 继发组Secondary group | 23 | 5.41±0.56 | 3.22±2.41 | 2.51±0.78 | 273.96±250.98 | 20.61±6.46 | 0.178±0.212 | 0.24±0.09 |
注：M：男性Male；F：女性Female；BMI：体重指数Body mass index；ALT：谷丙转氨酶Alanine transaminase；AST：谷草转氨酶Aspartate aminotransferase；ALP：碱性磷酸酶Alkaline phosphatase；GGT: γ-谷氨酰基转移酶γ-Glutamyl transferase; BUN：血尿素氮Blood urea nitrogen；SCr：血肌酐Serum creatinine；SUA：血尿酸Serum uric acid ；TG：三酰甘油Triglyceride；TC：总胆固醇Total cholesterol；HDL-C：高密度脂蛋白胆固醇High density lipoprotein-cholesterol；LDL-C:低密度脂蛋白胆固醇Low density lipoprotein-cholesterol；BG：血糖Blood glucose; INS：胰岛素Insulin；HOMA-IR：稳态模型评估的胰岛素抵抗指数Homeostasis model of assessment for insulin resistance index；ISI:胰岛素敏感指数Insulin sensitivity index; AUCINS:胰岛素释放曲线下面积Area under curve of insulin; AUCPG:葡萄糖曲线下面积Area under curve of glucose；与原发组比较vs Primary group，aP<0.05
计算系数与BMI、0 min血糖、60 min血糖、120 min血糖、0 min胰岛素、30 min胰岛素、60 min胰岛素、120 min胰岛素、180 min胰岛素、HOMA-IR、ISI、AUCPG、AUCINS呈线性正相关(均P<0.01)，与AUCPG/AUCINS呈线性负相关(P<0.01，表2)。
 | 表2 56例患者ITT实际计算系数与各指标间的相关性分析 Tab 2 Correlation analysis for actual calculating coefficient during ITT and various parameters in 56 patients |
56例患者ITT实际计算系数与各指标间的相关性分析
Correlation analysis for actual calculating coefficient during ITT and various parameters in 56 patients
| 指标Parameter |  ±s | P值 | 相关系数r | 指标Parameter |  ±s | P值 | 相关系数r |
|---|---|---|---|---|---|---|---|
| 年龄(岁) Age(year) | 25.39±6.89 | 0.359 | －0.125 | 0 min BG(mmol/L) | 4.81±0.58 | 0.006 | 0.366 |
| 30 min BG(mmol/L) | 7.73±1.92 | 0.590 | 0.074 | ||||
| M/F | 41/15 | 0.874 | 0.022 | 60 min BG(mmol/L) | 7.85±2.80 | 0.002 | 0.407 |
| HT(cm) | 159.38±10.45 | － | － | 120 min BG(mmol/L) | 6.64±2.39 | 0.006 | 0.364 |
| BW(kg) | 59.29±13.53 | － | － | 180 min BG(mmol/L) | 5.62±1.49 | 0.255 | 0.156 |
| BMI(kg/m2) | 23.14±3.63 | 0.000 | 0.532 | 0 min INS(μIU/ml) | 13.38±9.13 | 0.000 | 0.553 |
| ALT(IU/L) | 41.44±43.56 | 0.064 | 0.249 | 30 min INS(μIU/ml) | 115.00±96.87 | 0.001 | 0.432 |
| AST(IU/L) | 41.17±32.75 | 0.405 | 0.113 | 60 min INS(μIU/ml) | 123.69±128.57 | 0.000 | 0.507 |
| ALP(IU/L) | 147.71±76.65 | 0.485 | 0.095 | 120 min INS(μIU/ml) | 96.21±118.23 | 0.000 | 0.604 |
| GGT(IU/L) | 40.37±55.52 | 0.209 | 0.170 | 180 min INS(μIU/ml) | 52.58±57.57 | 0.002 | 0.409 |
| BUN(mmol/L) | 4.16±0.94 | 0.006 | －0.368 | HbA1C(%) | 5.48±0.54 | 0.424 | 0.117 |
| SCr(μmol/L) | 69.47±10.47 | 0.889 | 0.019 | HOMA-IR | 2.96±2.22 | 0.000 | 0.563 |
| UA(μmol/L) | 368.18±93.16 | 0.000 | 0.463 | ISI | 2.51±0.58 | 0.001 | 0.416 |
| TG(mmol/L) | 2.27±1.22 | 0.095 | 0.225 | AUCINS | 252.42±247.89 | 0.000 | 0.610 |
| TC(mmol/L) | 5.39±1.35 | 0.339 | 0.130 | AUCPG | 19.66±5.63 | 0.002 | 0.406 |
| HDL-C(mmol/L) | 19.77±139.49 | 0.058 | 0.255 | AUCPG/AUCINS | 0.158±0.159 | 0.003 | －0.394 |
| LDL-C(mmol/L) | 3.76±1.04 | 0.238 | 0.160 |
注：ITT:胰岛素低血糖-生长激素刺激试验Insulin hypoglycemia-growth hormone stimulation test; HT：身高Height；BW：体重Body weight；余略语同表1The other abbreviations are the same as Tab 1
以实际计算系数为因变量，进行多元线性回归分析，逐步回归过程进行了2步，AUCINS、BMI进入方程。经检验，模型2多元线性回归方程成立(F＝24.774，P<0.01)。根据回归系数建立方程：Y＝－0.034＋0.000 176X1＋0.009 846X2。经t检验，P<0.01，故回归方程有显著意义。由此得出ITT优化系数(γ)的计算方式，即γ＝－0.034＋0.000 176×AUCINS＋0.009 846×BMI(表3)。
 | 表3 以实际计算系数为因变量的多元线性回归分析 Tab 3 Multiple linear regression analysis based on actual calculating coefficient as dependent variable |
以实际计算系数为因变量的多元线性回归分析
Multiple linear regression analysis based on actual calculating coefficient as dependent variable
| 模型Model | 回归系数Regression coefficient | 标准回归系数Standard regression coefficient | 标准误Standard error | t | P | |
|---|---|---|---|---|---|---|
| 1 | 常量Constant | 0.175 | 0.015 | 11.636 | 0.000 | |
| AUCINS | 0.000 246 | 0.626 | 0.000 042 | 5.802 | 0.000 | |
| 2 | 常量Constant | －0.034 | 0.067 | －0.508 | 0.612 | |
| AUCINS | 0.000 176 | 0.448 | 0.000 45 | 3.915 | 0.000 | |
| BMI | 0.009 846 | 0.363 | 0.003 109 | 3.167 | 0.003 |
GHD是一类由多种因素引起的内分泌疾患，其临床表现多样，可累及各年龄段人群。GHD在成人中的患病率约为0.3‰，其中1/3在成人时发病，而其余2/3则在儿童时期就诊断为GDH，一直延续到成年[1]。GHD的病因很多，主要有3类[2]：(1)先天性：常见于儿童青少年期的特发性生长激素缺乏症；(2)获得性：最为常见，病因包括垂体及鞍区的肿瘤，垂体手术或放疗时损伤，垂体坏死，以及垂体受细菌、寄生虫、病毒等感染，白血病细胞或含铁血黄素浸润；(3)特发性：包括已知的自身免疫性垂体炎及老年人器官功能退化性生长激素分泌下降。
临床上主要根据一系列非特异性临床表现及相应的生化指标来确诊GHD。由于GH分泌呈脉冲性释放，血中半寿期短(20～30 min)，昼夜波动较大，单次采血对于GDH的诊断意义较小，多次采血测定每日的GH谱虽然较为理想，但由于取血次数太多，临床多不采用。且GH的分泌受血糖、氨基酸、运动和睡眠的影响，临床中设计了一些生理性筛查试验和药物激发试验来诊断生长激素缺乏。ITT就是通过外源性胰岛素诱发低血糖而刺激GH分泌。低血糖对垂体具有强烈的刺激作用，尤其当血糖低于2.2 mmol/L(40 mg/dl)时，可以刺激垂体分泌和释放GH，通过测定GH水平的变化程度可评估垂体分泌GH的储备功能。
ITT是最早用于评价下丘脑-垂体-肾上腺轴及GH轴功能的标准试验，也因具有较高的灵敏度和特异度而成为目前国际上公认的成人GHD诊断"金标准"[3,4]，也是决定下丘脑垂体疾病患者是否需补充GH的金标准[5]。近年来，指南中推荐"生长激素释放激素联合精氨酸(GHRH-ARG)激发试验"可以作为ITT的替代试验，其具有良好的耐受性，没有低血糖的不良反应，其应用广泛，而且具有同ITT相似的敏感性和特异性[6]。但这种方法不能鉴别下丘脑性的GH缺乏，因此，ITT仍然是目前诊断成人GHD的金标准，但该试验存在引发严重低血糖反应及诱发癫痫、冠心病等发病的风险[7]，并曾有小儿受试者死亡的报道[8]，必须由经过培训且经验丰富的临床工作人员进行[9]，有心肌缺血及癫痫病史[10]及严重的垂体功能减退是其禁忌证。需要注意的是，同时存在其他多种垂体激素缺乏的垂体前叶功能减退患者的升糖激素(如皮质醇、生长激素等)储备能力差，一旦发生低血糖，可诱发垂体危象甚至危及生命，需要紧急处理低血糖及垂体危象，故此类患者行GH兴奋试验前必须将其他激素替代治疗至正常生理范围内。
按照指南，ITT中的短效胰岛素用量按每公斤体重0.1～0.15 U计算，而近年来国内外的一些研究及我们的临床工作中发现，在ITT试验中，对于一些超重和肥胖者而言，可能由于胰岛素抵抗的存在造成血糖下降幅度不足，需要多次追加胰岛素用量。究其原因，GH能影响人体的三大代谢，当人体GH缺乏时，脂质代谢和糖代谢最易发生紊乱。研究发现，GHD患者的血三酰甘油及低密度脂蛋白胆固醇水平增高，而血高密度脂蛋白胆固醇水平下降[11]，且GHD患者脂肪组织增加、肌肉组织减少导致肥胖及运动能力下降均可引起胰岛素敏感性下降，甚至胰岛素抵抗和糖耐量受损。然而在ITT中反复多次追加胰岛素不仅会延长试验时间、增加医务人员的工作量，还可能影响患者的心理状态，甚至可能由于胰岛素在体内的蓄积诱发严重的低血糖而危及生命。所以我们认为ITT的胰岛素用量应该个体化，对于超重肥胖者或者存在胰岛素抵抗者可能需要酌情增加。但目前国内外尚无医疗机构开展与此类似的研究或相关论文发表。而本研究就是为了尽可能通过单次胰岛素注射诱发低血糖，避免追加，使ITT试验在临床应用中进行得更加快捷高效，从而在保证其安全性的同时，减轻患者的心理负担，减少临床工作量。
由于考虑到GH缺乏时间的长短可能会影响到身体的糖脂代谢以及胰岛素抵抗状态，本研究首先对原发及继发的2组患者进行了对比分析，结果显示组间的各项代谢指标及胰岛素抵抗程度无显著差异，ITT中的胰岛素用量亦无显著差异。同时，我们发现本研究人群的初始胰岛素用量诱发低血糖的成功率较低，56例患者中24例1次成功，所占比例仅42.8%，故将指南中推荐的胰岛素用量(0.1～0.15U/kg)与本研究人群临床实际用量进行比较判定，发现两者存在显著性差异。接着，我们进一步对本研究人群的实际胰岛素用量与各代谢指标进行相关性及回归分析，结果发现BMI与AUCINS是胰岛素用量独立影响因素，从而得出了优化系数(γ)的计算方程式。由于本研究的人群样本量有限，这种新型的计算方式仍需在后续的临床工作和研究中进一步验证并观察其实用性，是否能真正有助于临床工作，使ITT试验进行得更安全、高效。
初步探索更适用于临床的胰岛素低血糖-生长激素刺激试验(ITT)中胰岛素用量的计算方法。
56例疑似生长激素缺乏症患者，按原发性与继发性分为2组，2组患者均完善口服葡萄糖耐量-胰岛素释放试验及ITT。计算稳态模型评估的胰岛素抵抗指数(HOMA-IR)、胰岛素敏感指数(ISI)、胰岛素释放曲线下面积(AUCINS)、葡萄糖曲线下面积(AUCPG)。比较ITT中组间胰岛素用量的差异，并分析影响胰岛素用量的主要因素。
原发组与继发组在ITT中的胰岛素用量无明显差异。指南中的胰岛素初始用量与本研究人群实际胰岛素用量有显著性差异；多元线性回归分析发现AUCINS及体重指数是影响胰岛素用量的独立因素，并得到ITT优化系数(γ)的计算方程式。
临床上ITT中实际使用的胰岛素量与指南中的推荐用量存在差异，因而为了使ITT试验进行得更加高效而安全，本研究探索性提出了用更优化的计算方法以帮助提高ITT中胰岛素诱发低血糖的一次成功率。