北京地區兒童血清金屬元素鈣、鎂、鋅、鐵和銅參考區間的建立

王建紅，謝 榮，崔曉岱，張麗麗，李曉萌，王 曦，王曉燕，鄭春梅，王 琳

(首都兒科研究所附屬兒童醫院 1.保健科，3.實驗中心，北京 100020；2.北京和合醫學診斷技術股份有限公司中心實驗室，北京 101111)

人體內金屬元素合理的水平是維持正常生理活動的重要條件。兒童正處于生長發育旺盛的階段，合理的營養對兒童體格發育和智力水平均有重要意義[1-3]。兒童金屬元素水平受生活環境、飲食習慣[4]、年齡和性別[5]等影響，存在較大差異，其合理的檢測方法和科學的參考區間的制訂對兒童營養的評估具有重要意義。但目前國內各個地區并未形成統一的生物參考區間及標準[6-7]。為此本研究對北京地區0.5～10歲健康兒童血清中的鈣(Ca)、鎂(Mg)、鐵(Fe)、鋅(Zn)和銅(Cu)5種常見金屬元素進行了檢測，分析各年齡組兒童各元素第2.5～97.5百分位的相應數值，擬建立北京地區兒童Ca、Mg、Fe、Zn和Cu 5種金屬元素在健康人群中的參考區間，以利于指導北京地區兒童金屬元素合理膳食及補充，為進一步開展兒童營養保健工作提供可靠依據。

1資料與方法

1.1研究對象

選取2019年1至12月首都兒科研究所附屬兒童醫院保健科健康體檢的兒童為研究對象。納入標準：①健康體檢兒童；②年齡0.5～10歲；③在北京居住半年以上；④未服用相關補充劑；⑤監護人知情同意采集血標本；⑥體檢中行血清金屬元素Ca、Mg、Fe、Zn和Cu檢測及血紅蛋白、血清維生素A、血清維生素D水平檢測者。排除標準：①體檢時有呼吸道癥狀或患急慢性疾病等患兒；②不同意填寫知情同意書者；③監護人不同意采集血標本的兒童；④貧血、維生素A值(0.35～0.70mg/L)、維生素D值(20～100ng/mL)不在參考區間兒童；⑤血標本發生溶血、乳糜血等情況的兒童。

1.2檢測方法

采集空腹靜脈血液標本2mL，置于普通生化管中，冷藏運輸及儲存。由北京和合醫學診斷技術股份有限公司中心實驗室采用電感耦合等離子色譜法(inductively coupled plasma～mass spectrometer，ICP～MS)測定血清中Ca、Mg、Fe、Zn和Cu濃度，檢測儀器為賽默飛世爾科技公司的電感耦合等離子體質譜儀(型號：iCAP～TQ)。

1.3統計學方法

2結果

2.1兒童一般資料

本次研究共納入兒童6 510例，其中男3 890例，女2 620例，各年齡組兒童例數見表1。

表1 各年齡組兒童例數分布情況[n(%)]

2.2不同年齡兒童血清Ca、Mg、Fe、Zn、Cu 5種元素比較

K-S檢驗顯示兒童血清Ca和Fe結果符合正態分布(P>0.05)，Mg、Zn和Cu結果不符合正態分布(P<0.05)。各年齡組兒童血清Ca、Mg、Fe、Zn、Cu 5種元素的水平均有顯著性差異(F/χ2值分別為53.157、207.366、50.664、57.522、136.913，均P<0.01)，進一步比較后發現，Zn元素水平隨年齡增長逐漸升高，見表2。

表2 不同年齡兒童血清Ca、Mg、Fe、Zn、Cu 5種元素的比較

2.3北京地區兒童血清Ca、Mg、Fe、Zn、Cu 5種元素參考區間的建立

采用百分位數法計算參考區間，取P2.5～P97.5的相應數值作為北京地區兒童ICP-MS血清Ca、Mg、Fe、Zn、Cu 5種元素的參考區間，見表3。

表3 不同年齡兒童血清中Ca、Mg、Fe、Zn、Cu 5種元素參考區間(P2.5～P97.5)

3討論

3.1金屬元素Ca、Mg、Fe、Zn、Cu對于兒童健康的重要作用

Ca、Mg、Fe、Zn、Cu等元素作為人體必需的金屬元素，參與人體多種生物代謝過程。處于生長發育期的兒童由于代謝旺盛，需攝取足量的營養素以滿足生理發育需要，金屬元素水平的平衡對于兒童健康成長起著重要的作用。如果體內某種元素攝入量不足或過多，可能會引起相應的生理功能障礙，影響身體的正常生長發育，甚至導致疾病的發生[2]。

Ca、Mg是人體必需的常量元素。兒童長期缺Ca可能導致骨骼鈣化不良，生長遲緩，新骨結構異常，嚴重者出現骨骼變形和佝僂病[8]，Ca過量攝入可能導致肌張力松弛、便秘、多尿等癥狀[9]；Mg缺乏會導致兒童味覺遲鈍、食欲差甚至厭食、消化吸收異常等，還可能導致呼吸道疾病、缺氧缺血性腦病、神經性疾病、骨骼發育不良等[10]。Fe、Zn、Cu是人體必需的微量元素。Fe缺乏會導致貧血、注意力難以集中，而Fe過量也會引起心、肝、胰腺、關節、皮膚等出現病變；Zn缺乏會有代謝紊亂、免疫力降低、生長緩慢、發育不良、智力低下等癥狀出現，而惡心嘔吐、慢性腹瀉、神經損傷等癥狀會出現在Zn中毒的患者中；Cu缺乏的人群會出現低色素性貧血、骨質疏松、皮膚及毛發色素減少、生長發育遲緩、少年白發、白細胞減少、局部皮膚脫色(白癜風)和動脈脆弱等，而Cu過量的患者會出現急性溶血、肝壞死、腎功能異常等癥狀[11]。可見金屬元素量過高或過低均可導致異常癥狀或疾病，合理判斷體內金屬元素的水平是非常必要的。臨床針對不同的金屬元素檢測方法建立相應可靠、適用的生物參考區間是合理判斷其水平的基礎。

3.2北京地區不同年齡兒童血清Ca、Mg、Fe、Zn、Cu 5種元素生物參考區間的建立

近年來，我國多地區已開展研究確定健康兒童血液(全血、血清、血漿)、頭發等標本中的金屬元素參考區間[11-13]。其中，血液中的金屬元素含量及分布，是反映新陳代謝狀態最可靠的信息。本研究采用受污染風險小的靜脈血檢測血清中的金屬元素，因血清標本與全血標本相比，其基質相對簡單、前處理操作容易、能夠較好地避免金屬元素污染的風險，且重復性好、檢測速度快、成本低。

另外，在諸多的研究中原子吸收光譜法是被應用最多的檢測方法，但該方法具有檢測元素種類較少、檢測時間較長、線性范圍較窄、使用易燃氣體、對設備放置環境安全要求高等缺點[14]。本研究采用ICP～MS測定血清中金屬元素，此方法具有線性范圍寬、檢出限低、敏感性高、檢測速度快等優點，已逐漸替代原子吸收法[6]。

本次研究結果顯示北京地區不同年齡兒童血清Ca、Mg、Fe、Zn、Cu水平存在顯著性差異，且隨年齡的變化呈現出變化趨勢。因此，金屬元素診療標準應該考慮年齡的影響因素。另外值得注意的是，不同地區、不同檢測方法金屬元素的診療標準存在差異[14]，故臨床在金屬元素水平的判讀時應注意加以區分，且應建立本地區的、針對不同檢測方法的、不同年齡兒童的診療標準。

兒童定期體檢并進行金屬元素檢測是非常必要的，可實現對金屬元素缺乏和過量的早期發現、早期預防及早期治療，亦有利于促進兒童進行科學合理的進食，培養良好的飲食習慣。本研究建立了北京地區應用ICP～MS方法檢測兒童血清金屬元素Ca、Mg、Fe、Zn、Cu的生物參考區間，可全方位指導本地區兒童機體金屬元素水平，為健康體檢、營養性疾病篩查及診療提供臨床依據。