李嘉琪，李曉南

(南京醫(yī)科大學(xué)附屬兒童醫(yī)院兒童保健科，南京 210008)

流行病學(xué)調(diào)查顯示，目前全球肥胖發(fā)生率呈上升趨勢(shì)，且兒童肥胖上升速度明顯高于成年人[1]。近20年來(lái)，我國(guó)兒童肥胖增長(zhǎng)速度也逐漸加快，已成為嚴(yán)峻的公共衛(wèi)生問(wèn)題[2]。兒童青少年肥胖可顯著增加成年期肥胖、心腦血管疾病和糖尿病等慢性病的發(fā)生風(fēng)險(xiǎn)[3-4]。2000年世界衛(wèi)生組織將肥胖定義為可損害健康的脂肪組織異?；蜻^(guò)量積累[5]，近年美國(guó)臨床內(nèi)分泌學(xué)家協(xié)會(huì)和美國(guó)內(nèi)分泌學(xué)院肥胖患者醫(yī)療綜合臨床實(shí)踐指南最終將肥胖定義為一種復(fù)雜、以肥胖為基礎(chǔ)的慢性疾病[6]，即強(qiáng)調(diào)了肥胖及其合并癥引發(fā)的健康損害效應(yīng)。而肥胖的健康損害效應(yīng)由脂肪組織的數(shù)量、分布及分泌功能失衡所致[7]，因此評(píng)估肥胖兒童體內(nèi)脂肪含量可以有效預(yù)測(cè)肥胖的健康風(fēng)險(xiǎn)。目前國(guó)內(nèi)外已有多種方法用于評(píng)估肥胖兒童體內(nèi)脂肪組織，包括直接測(cè)量法和間接測(cè)量法。現(xiàn)就評(píng)估肥胖兒童體內(nèi)脂肪組織的方法及其臨床意義予以綜述。

1 脂肪組織的解剖特點(diǎn)

脂肪組織根據(jù)顏色可分為棕色脂肪組織(brown adipose tissue，BAT)和白色脂肪組織(white adipose tissue，WAT)，以往研究認(rèn)為BAT僅存在于新生兒和幼兒期，但近年在成人中也發(fā)現(xiàn)了活躍的BAT，主要存在于頸部、鎖骨、腋窩、縱隔、椎旁和腎周[8]；WAT在人體脂肪中含量最高，根據(jù)分布部位可分為皮下脂肪組織(subcutaneous adipose tissue，SAT)和內(nèi)臟脂肪組織(visceral adipose tissue，VAT)，SAT主要分布于腹部和臀股區(qū)，而皮下腹部脂肪組織可分為淺層SAT和深部SAT，它們的形態(tài)和代謝特點(diǎn)不同。VAT主要圍繞腹腔組織及臟器，包括網(wǎng)膜、腸系膜、性腺和心包等[9]。脂肪組織的顏色和部位差異與肥胖類型、代謝結(jié)局密切相關(guān)。WAT以能量?jī)?chǔ)存(三酰甘油形式)為主，BAT則以能量消耗為主。作為唯一表達(dá)線粒體中解偶聯(lián)蛋白1的組織，BAT在寒冷等刺激下被激活，從而將儲(chǔ)存在線粒體電化學(xué)梯度中的能量以熱量的形式釋放，以增加葡萄糖的攝取和ATP能量消耗。除了產(chǎn)熱，BAT還可能具有某些與葡萄糖穩(wěn)態(tài)和內(nèi)分泌功能相關(guān)的代謝功能，如分泌特殊的脂肪因子(稱為 BATokine)和含有特殊微RNA的外泌體等。這些特點(diǎn)使棕色脂肪細(xì)胞成為治療肥胖癥和代謝性疾病的潛在靶標(biāo)[10]。與SAT相比，腹部?jī)?nèi)臟脂肪聚集引起的腹型肥胖或中心型肥胖的代謝紊亂發(fā)生率更高[11]，與胰島素抵抗、糖耐量受損、血脂異常等代謝紊亂密切相關(guān)[12-14]。腹部的皮下脂肪可分泌與內(nèi)臟脂肪相似的某些脂肪因子、炎癥因子等，同樣可增加代謝風(fēng)險(xiǎn)[9]。在兒童發(fā)育過(guò)程中，體內(nèi)脂肪含量及分布不斷變化，總脂肪、VAT和SAT隨年齡增長(zhǎng)而增加。而性成熟可極大地影響脂肪組織分布，青春期后女孩會(huì)積累更多的總脂肪和SAT，且更多沉積在臀部和四肢等部位，男孩則在腹部尤其是VAT庫(kù)中沉積更多的脂肪[15]。因此，分析兒童體內(nèi)脂肪含量及分布，對(duì)預(yù)測(cè)肥胖不良結(jié)局具有重要意義。

2 肥胖兒童體內(nèi)脂肪的測(cè)定方法

2.1雙能X線吸收法(dual-energy X-ray absorptio-metry，DXA) DXA是一種二維投影方法，在腹腔的每一側(cè)均可測(cè)定皮下脂肪。DXA圖像亮度隨著組織脂肪含量降低而逐漸增加、灰度級(jí)逐漸降低。外側(cè)腹部皮下脂肪可用于評(píng)估前后皮下腹部脂肪，從而通過(guò)測(cè)定的總腹部脂肪估計(jì)內(nèi)臟脂肪(DXA-VAT)[16]。DXA投射的兩束不同能量的X線在人體組織衰減后被檢測(cè)器收集，且該方法X線劑量低，對(duì)兒童安全可行[17]。

以往DXA是用于評(píng)估兒童體內(nèi)脂肪的常見(jiàn)方法[18]。Hill等[19]研究認(rèn)為，DXA與人體測(cè)量學(xué)結(jié)合可準(zhǔn)確地評(píng)價(jià)超重及肥胖個(gè)體的腹部脂肪組織。與標(biāo)準(zhǔn)的CT和磁共振成像(magnetic resonance imaging，MRI)相比，DXA可通過(guò)X線估算全身成分，且具有輻射量低、掃描時(shí)間短、成本低等優(yōu)點(diǎn)[16]。在兒童中，DXA-VAT與CT-VAT顯著相關(guān)，且在超重和肥胖兒童中的相關(guān)性更強(qiáng)[20]。因此，DXA被認(rèn)為是評(píng)估肥胖兒童VAT的有效方法。

目前，DXA可利用脂肪質(zhì)量指數(shù)、Android/Gynoid脂肪比值和脂肪營(yíng)養(yǎng)不良指數(shù)(軀干/肢體脂肪質(zhì)量)等評(píng)估肥胖和心血管風(fēng)險(xiǎn)度或直接測(cè)定VAT含量，從而更直觀地反映肥胖帶來(lái)的代謝風(fēng)險(xiǎn)等[21]。應(yīng)用DXA測(cè)定VAT已在成人中被廣泛驗(yàn)證，然而，Lee等[22]發(fā)現(xiàn)，其在有限兒科人群中的研究差異較大(相關(guān)系數(shù)r為0.55～0.79)。有研究表明，與MRI相比，在較低VAT水平下DXA會(huì)一定程度低估VAT，而在較高的VAT水平下則會(huì)高估VAT[23]。此外，DXA-VAT無(wú)法準(zhǔn)確追蹤肥胖兒童MRI-VAT的縱向變化[24]。DXA的另一個(gè)局限性是無(wú)法確定肝臟等實(shí)體器官中的脂肪含量[25]。因此，目前尚不建議采用DXA估算來(lái)量化肥胖兒童的VAT變化。

2.2CT CT被公認(rèn)為是人體成分分析的新技術(shù)，尤其是用于量化脂肪組織和肌肉組織[26]。CT可提供選定區(qū)域中每個(gè)結(jié)構(gòu)的高分辨率三維圖像。基于放射衰減的差異，脂肪和肌肉組織可以在斷層圖像上清晰分辨。與DXA不同，CT還能估算骨骼肌[27]和肝臟[28-29]中的脂肪含量。

CT掃描是臨床第一個(gè)公認(rèn)的人體成分測(cè)量工具，并曾作為“金標(biāo)準(zhǔn)”[30]。但從圖像中手動(dòng)分割不同組織成分耗時(shí)較長(zhǎng)，且存在固有誤差，因此近年有一些使用CT全自動(dòng)分割皮下和VAT[31]的研究。但由于CT存在較多輻射暴露，對(duì)兒童的輻射負(fù)擔(dān)和身體創(chuàng)傷較大，因此應(yīng)用CT評(píng)估肥胖兒童身體成分及脂肪含量的研究較少。

2.3MRI MRI的脂肪組織測(cè)量基于水和脂肪中所含氫核的磁性不同。MRI利用射頻脈沖的變化來(lái)區(qū)分脂肪組織和非脂肪組織[32]。脂肪組織的特點(diǎn)是T1弛豫時(shí)間短，T2弛豫時(shí)間長(zhǎng)。在T1加權(quán)自旋回波序列中，由于相對(duì)固定的質(zhì)子濃度較高，脂肪顯示為高信號(hào)，可與肌肉、骨骼和內(nèi)臟器官區(qū)分，后者顯示為灰色信號(hào)[33]。MRI序列的掃描時(shí)間相對(duì)較長(zhǎng)，且存在受試者配合度低、容易產(chǎn)生呼吸或運(yùn)動(dòng)偽影等問(wèn)題。為了縮短采集時(shí)間，現(xiàn)已采用快速序列掃描，最快可以在5 min內(nèi)獲得全身MRI掃描圖，從而對(duì)總脂肪庫(kù)和局部脂肪亞庫(kù)進(jìn)行詳細(xì)評(píng)估[34]。由于軟組織對(duì)比度高、無(wú)電離輻射，近年MRI逐漸取代CT成為量化人體脂肪含量的金標(biāo)準(zhǔn)[26，35]。

對(duì)于腹型肥胖患者，“全腹部”測(cè)定方法與體質(zhì)指數(shù)(body mass index，BMI)顯著相關(guān)，且較“部分腹部”測(cè)定方法的可重復(fù)性更好[36]，但掃描成本高、圖像處理耗時(shí)較長(zhǎng)，而通過(guò)全身MRI生成的數(shù)據(jù)則需要進(jìn)行更復(fù)雜的分析，目前采用手動(dòng)完成對(duì)體內(nèi)全部脂肪測(cè)量的研究較少。近年來(lái)基于MRI的自動(dòng)化[37]或半自動(dòng)化[26]分析以及針對(duì)半身脂肪[38]的相關(guān)研究不斷發(fā)展，提高了脂肪含量測(cè)定的效率。目前基于MRI對(duì)肥胖患者體內(nèi)脂肪組織的研究主要在成人中開(kāi)展，而在兒童中的研究較少[39]。近年來(lái)，已有一些利用MRI研究肥胖兒童腹部脂肪含量及其與胰島素抵抗[40-41]等代謝紊亂的相關(guān)性，以及應(yīng)用MRI測(cè)定肥胖兒童體內(nèi)BAT[42-43]的探索，且與DXA和CT相比，MRI具有精度高和無(wú)放射損傷的優(yōu)點(diǎn)，均顯示了MRI在探尋肥胖兒童體內(nèi)脂肪含量、分布及顏色對(duì)代謝結(jié)局影響方面的潛在優(yōu)勢(shì)。

2.4正電子發(fā)射斷層顯像(positron emission tomography，PET) PET可以分析代謝、血流量和局部化學(xué)成分的各種變化。放射性示蹤劑可以被注射、吞咽或吸入，而示蹤劑根據(jù)親和力不同而被人體的各種組織攝取?；钚暂^高的區(qū)域在圖像上顯示較高的攝取量和亮點(diǎn)。放射性示蹤劑發(fā)射正電子，該正電子在與鄰近電子結(jié)合時(shí)產(chǎn)生射線，射線被掃描儀中的檢測(cè)器環(huán)檢測(cè)到，進(jìn)而創(chuàng)建3D圖像[44]。

在PET中，示蹤劑(通常為18F-脫氧葡萄糖)被引入體內(nèi)并聚集在高葡萄糖代謝簇，可以在PET掃描中可視化，這項(xiàng)技術(shù)成為檢測(cè)人體BAT庫(kù)的“金標(biāo)準(zhǔn)”。雖然BAT在人體中的含量較低(2%～7%)，但有研究表明在兒童中BMI與BAT含量顯著相關(guān)。PET/MRI可以區(qū)分兒童體內(nèi)的WAT和BAT，并區(qū)分活躍和非活躍的BAT庫(kù)[45]。

目前，利用PET評(píng)估成人體內(nèi)BAT的分布已應(yīng)用于科學(xué)研究，但其最大缺點(diǎn)是存在輻射損傷。近年有學(xué)者提出將PET/MRI替代PET/CT，以避免電離輻射，同時(shí)允許在兒童中進(jìn)行研究以及重復(fù)測(cè)量[46]。因此，PET可用于準(zhǔn)確檢測(cè)肥胖兒童體內(nèi)BAT的分布，并用于BAT與肥胖兒童體格生長(zhǎng)及代謝紊亂的相關(guān)性研究，但由于該項(xiàng)技術(shù)成本過(guò)高、操作煩瑣，臨床應(yīng)用受限；同時(shí)，兒童難以配合也導(dǎo)致其在兒科領(lǐng)域的應(yīng)用受限。

2.5超聲 超聲基于回聲反射，在黑色(無(wú)回聲)和白色(強(qiáng)回聲)之間提供二維灰度圖像，并可顯示皮下脂肪邊界，脂肪與肌肉、肌肉與骨骼的邊界[47]。腹內(nèi)脂肪厚度是超聲測(cè)量?jī)?nèi)臟脂肪的最常用指標(biāo)，多為測(cè)量臍部上方2 cm處主動(dòng)脈前壁至白線后緣的距離，腹肌至腰椎前壁或腰肌或主動(dòng)脈后壁的距離，也有專家測(cè)量腹膜至腰椎的距離。此外，還可以測(cè)量腸系膜脂肪厚度、腹膜前脂肪厚度等。其中腹膜前脂肪厚度為腹壁脂肪指數(shù)的組成部分,而腹壁脂肪分?jǐn)?shù)被廣泛用于評(píng)估區(qū)域性脂肪沉積[48]。這種方法由Suzuki等[49]于1993年提出，腹壁脂肪指數(shù)為腹膜前脂肪厚度與最小腹部皮下脂肪厚度的比值。根據(jù)腹壁脂肪指數(shù)值，可將肥胖分為內(nèi)臟型(腹壁脂肪指數(shù)>1)和皮下型(腹壁脂肪指數(shù)<1)。

20世紀(jì)90年代即有研究將超聲用于評(píng)估腹部肥胖[50]。超聲易于操作且無(wú)輻射，可以直接測(cè)量腹部不同軸向截面的VAT和SAT厚度，是評(píng)估青少年腹腔內(nèi)脂肪組織的一種有用方法[51]，但在兒童中驗(yàn)證較少[39]。在兒童和青少年中，心外膜脂肪厚度與肥胖、亞臨床頸動(dòng)脈粥樣硬化和心臟幾何參數(shù)相關(guān)，可能用于該人群心血管風(fēng)險(xiǎn)分層[52]。

超聲評(píng)估腹部脂肪具有準(zhǔn)確、可重復(fù)、操作簡(jiǎn)便的優(yōu)點(diǎn)，可區(qū)分皮下脂肪和內(nèi)臟脂肪[53]，也可以評(píng)估器官(如肝臟)中的脂肪存儲(chǔ)[48]，適用于大多數(shù)脂肪性肝病的臨床篩查。超聲檢查被認(rèn)為是評(píng)估區(qū)域性肥胖的可靠成像方式之一，但有研究認(rèn)為，其可靠性不如腰圍或臀圍[54]。超聲適用范圍廣、成本低和無(wú)輻射，仍是研究肥胖兒童體內(nèi)脂肪含量及分布測(cè)定的技術(shù)。

2.6空氣置換體積描記法(air displacement plethysmography，ADP) ADP通過(guò)密封室內(nèi)的空氣置換來(lái)測(cè)量人體體積，不需要對(duì)技術(shù)人員進(jìn)行廣泛的培訓(xùn)，僅需要參與者配合遵循指示[55]。ADP需參與者坐在測(cè)試室內(nèi)，同時(shí)穿著泳衣、泳帽和鼻夾評(píng)估身體體積，每次測(cè)量?jī)H持續(xù)50 s，在兩次成功測(cè)量后，使用放置在測(cè)試室內(nèi)的試管來(lái)測(cè)量胸肺容積，從而估算身體密度和脂肪百分比[56]。目前，ADP可用于出生至8 kg(約6個(gè)月)的嬰兒和5歲以上的兒童，但由于該年齡段兒童耐受性較差，ADP在6個(gè)月至5歲兒童中使用仍受限[55]。

既往研究認(rèn)為，與DXA相比，ADP評(píng)估的脂肪含量仍具有無(wú)法接受的差異性[57-58]。一項(xiàng)針對(duì)DXA的ADP驗(yàn)證研究表明，BMI較低的參與者體內(nèi)脂肪測(cè)量值偏高，而B(niǎo)MI較高的參與者體內(nèi)脂肪測(cè)量值偏低[59]。在一個(gè)多種族的亞洲學(xué)齡前兒童研究隊(duì)列中，基于定量磁共振的脂肪質(zhì)量和脂肪質(zhì)量指數(shù)與基于ADP的測(cè)量值基本一致，但總體上基于ADP的測(cè)量值偏高[60]。

類似的置換體積標(biāo)記法還有水下稱重法等，此類方法的不同研究得到的脂肪量結(jié)果差異較大[61]，且1～5歲兒童對(duì)此類方法耐受性不佳，通過(guò)ADP評(píng)估身體成分的總時(shí)間為8～10 min，而水下稱重法則需要30 min以上，因此限制了其使用?？傊祟惙椒?zhǔn)確性欠佳、操作耗時(shí)長(zhǎng)、兒童配合度低，因此在肥胖兒童脂肪組織的相關(guān)研究以及臨床應(yīng)用中具有較大局限性。

2.7生物電阻抗法(bioelectrical impedance analysis，BIA) BIA是臨床實(shí)踐和研究中評(píng)估身體成分的常用方法，廣泛用于超重和肥胖兒童的研究[62]。BIA通過(guò)測(cè)量人體電流的阻抗值，根據(jù)電導(dǎo)率的差異，可以估算出體內(nèi)的總水分、非脂肪組織含量和脂肪組織含量[63]，目前主要包括單頻BIA、生物阻抗譜或多頻BIA、生物電阻抗矢量分析。

BIA具有操作方便、安全性高和成本低的優(yōu)勢(shì)，且所需的操作者最少[64]，因此適合于大規(guī)模研究及臨床應(yīng)用。在肥胖兒童、青少年中BIA用于估計(jì)體內(nèi)脂肪百分比具有較好的可重復(fù)性，但往往低估了脂肪含量[65-66]。潛在的誤差來(lái)源是肢體長(zhǎng)度(通常根據(jù)身高估算)、近期的身體活動(dòng)狀況、營(yíng)養(yǎng)狀況、組織溫度和水合作用、血液化學(xué)、排卵以及電極放置的變化等[67]。

針對(duì)一種測(cè)量軀干及內(nèi)臟脂肪含量的新型腹部電阻抗儀技術(shù)的研究顯示，其測(cè)得腹部總脂肪含量與MRI測(cè)量值的相關(guān)性強(qiáng)于VAT含量。這種偏差對(duì)于VAT比例較大的受試者尤為明顯，而VAT與腹部總脂肪含量之間的關(guān)系難以預(yù)測(cè)，因此以BIA評(píng)估腹部脂肪含量比內(nèi)臟脂肪含量更可靠[68]。在青少年中，利用BIA估算腹部脂肪的新方法是臨床評(píng)估腹部脂肪含量的可靠工具，但與人體測(cè)量相比，其在內(nèi)臟脂肪評(píng)估中的優(yōu)勢(shì)還需進(jìn)一步研究驗(yàn)證。

2.8人體測(cè)量法 人體測(cè)量是對(duì)肌肉、骨骼和脂肪組織進(jìn)行的一系列定量測(cè)量，可用于評(píng)估人體成分。人體測(cè)量學(xué)的核心要素為身高、體重、BMI、體圍(腰圍、臀圍、頸圍等)和皮褶厚度。臨床上對(duì)肥胖癥的診斷多以此為標(biāo)準(zhǔn)[69]。在兒童中，BMI的評(píng)估隨年齡增長(zhǎng)和性別不同而變化，因此兒童和青少年超重和肥胖定義為：BMI位于同年齡和性別的第85～95百分位為超重；BMI大于同年齡和性別的第95百分位為肥胖[70]。有研究表明，BMI同年齡和性別的第95百分位可作為評(píng)估兒童和青少年內(nèi)臟脂肪含量和心臟代謝風(fēng)險(xiǎn)的閾值[71]。有專家將嚴(yán)重肥胖定義為BMI大于或等于同年齡、性別的第95個(gè)百分位的120%，或BMI≥35 kg/m2(以較低者為準(zhǔn))[3]。

為了更好地了解脂肪的分布，流行病學(xué)研究常利用中心型肥胖癥相關(guān)指標(biāo)預(yù)測(cè)代謝風(fēng)險(xiǎn)，如腰圍、腰臀比、腰圍身高比[72]。但這些指標(biāo)均對(duì)未診斷出疾病的兒童和青少年的身體脂肪組織評(píng)估顯示較好的分辨力[73]。腰圍是一種簡(jiǎn)單的測(cè)量指標(biāo)，臨床實(shí)踐中廣泛用于腹型肥胖的篩查。在兒童和青少年中，腰圍/身高比對(duì)腹部肥胖的分類可能較腰圍更有意義[74]。此外，還有一些更新的用于篩選代謝綜合征的人體測(cè)量指標(biāo)，如身體圓度指數(shù)[75]。綜上所述，人體測(cè)量法作為最簡(jiǎn)便的臨床手段，具有成本低、操作簡(jiǎn)單、可重復(fù)性高等優(yōu)點(diǎn)，可間接評(píng)估肥胖兒童體內(nèi)脂肪尤其是腹部脂肪的含量。

2.9其他測(cè)量方法 目前，BAT已成為治療兒童肥胖的新靶點(diǎn)。因此，研究者們也在不斷尋找測(cè)量肥胖兒童體內(nèi)BAT的技術(shù)。目前，測(cè)量BAT的“金標(biāo)準(zhǔn)”為通過(guò)CT識(shí)別脂肪組織與PET掃描體內(nèi)18F-脫氧葡萄糖的攝取相結(jié)合[76]。近年來(lái)又開(kāi)發(fā)了測(cè)量BAT含量的方法，包括Z譜成像、皮膚溫度測(cè)量、近紅外光譜和對(duì)比超聲等[77-78]。但這些技術(shù)仍需同時(shí)評(píng)估某些混雜因素[如皮膚厚度、某些藥物(普萘洛爾、麻黃堿等)]對(duì)BAT活性的影響等，這對(duì)確定以BAT為靶點(diǎn)治療代謝紊亂有重要的臨床意義。

3 小 結(jié)

BIA和人體測(cè)量法均為目前臨床常用的測(cè)量肥胖兒童體內(nèi)脂肪的方法，具有操作簡(jiǎn)便、成本低、耗時(shí)少的優(yōu)點(diǎn)，但測(cè)量結(jié)果與目前的“金標(biāo)準(zhǔn)”[35]MRI確定的絕對(duì)測(cè)量值仍有顯著偏差，因此更適用于臨床對(duì)肥胖兒童的初步評(píng)估。計(jì)算機(jī)成像技術(shù)可直接測(cè)量SAT及VAT，是研究脂肪分布與代謝結(jié)局的工具。但其操作復(fù)雜、成本高，在臨床工作中難以普遍開(kāi)展。因此，臨床上仍需要探尋簡(jiǎn)單實(shí)用的人體測(cè)量指標(biāo)來(lái)監(jiān)測(cè)兒童體內(nèi)脂肪組織尤其是腹部脂肪的變化，以預(yù)測(cè)肥胖兒童的代謝風(fēng)險(xiǎn)并監(jiān)測(cè)肥胖合并癥的發(fā)生發(fā)展。