北京地区儿童血清金属元素钙、镁、锌、铁和铜参考区间的建立

王建红，谢 荣，崔晓岱，张丽丽，李晓萌，王 曦，王晓燕，郑春梅，王 琳

(首都儿科研究所附属儿童医院 1.保健科，3.实验中心，北京 100020；2.北京和合医学诊断技术股份有限公司中心实验室，北京 101111)

人体内金属元素合理的水平是维持正常生理活动的重要条件。儿童正处于生长发育旺盛的阶段，合理的营养对儿童体格发育和智力水平均有重要意义[1-3]。儿童金属元素水平受生活环境、饮食习惯[4]、年龄和性别[5]等影响，存在较大差异，其合理的检测方法和科学的参考区间的制订对儿童营养的评估具有重要意义。但目前国内各个地区并未形成统一的生物参考区间及标准[6-7]。为此本研究对北京地区0.5～10岁健康儿童血清中的钙(Ca)、镁(Mg)、铁(Fe)、锌(Zn)和铜(Cu)5种常见金属元素进行了检测，分析各年龄组儿童各元素第2.5～97.5百分位的相应数值，拟建立北京地区儿童Ca、Mg、Fe、Zn和Cu 5种金属元素在健康人群中的参考区间，以利于指导北京地区儿童金属元素合理膳食及补充，为进一步开展儿童营养保健工作提供可靠依据。

1资料与方法

1.1研究对象

选取2019年1至12月首都儿科研究所附属儿童医院保健科健康体检的儿童为研究对象。纳入标准：①健康体检儿童；②年龄0.5～10岁；③在北京居住半年以上；④未服用相关补充剂；⑤监护人知情同意采集血标本；⑥体检中行血清金属元素Ca、Mg、Fe、Zn和Cu检测及血红蛋白、血清维生素A、血清维生素D水平检测者。排除标准：①体检时有呼吸道症状或患急慢性疾病等患儿；②不同意填写知情同意书者；③监护人不同意采集血标本的儿童；④贫血、维生素A值(0.35～0.70mg/L)、维生素D值(20～100ng/mL)不在参考区间儿童；⑤血标本发生溶血、乳糜血等情况的儿童。

1.2检测方法

采集空腹静脉血液标本2mL，置于普通生化管中，冷藏运输及储存。由北京和合医学诊断技术股份有限公司中心实验室采用电感耦合等离子色谱法(inductively coupled plasma～mass spectrometer，ICP～MS)测定血清中Ca、Mg、Fe、Zn和Cu浓度，检测仪器为赛默飞世尔科技公司的电感耦合等离子体质谱仪(型号：iCAP～TQ)。

1.3统计学方法

2结果

2.1儿童一般资料

本次研究共纳入儿童6 510例，其中男3 890例，女2 620例，各年龄组儿童例数见表1。

表1 各年龄组儿童例数分布情况[n(%)]

2.2不同年龄儿童血清Ca、Mg、Fe、Zn、Cu 5种元素比较

K-S检验显示儿童血清Ca和Fe结果符合正态分布(P>0.05)，Mg、Zn和Cu结果不符合正态分布(P<0.05)。各年龄组儿童血清Ca、Mg、Fe、Zn、Cu 5种元素的水平均有显著性差异(F/χ2值分别为53.157、207.366、50.664、57.522、136.913，均P<0.01)，进一步比较后发现，Zn元素水平随年龄增长逐渐升高，见表2。

表2 不同年龄儿童血清Ca、Mg、Fe、Zn、Cu 5种元素的比较

2.3北京地区儿童血清Ca、Mg、Fe、Zn、Cu 5种元素参考区间的建立

采用百分位数法计算参考区间，取P2.5～P97.5的相应数值作为北京地区儿童ICP-MS血清Ca、Mg、Fe、Zn、Cu 5种元素的参考区间，见表3。

表3 不同年龄儿童血清中Ca、Mg、Fe、Zn、Cu 5种元素参考区间(P2.5～P97.5)

3讨论

3.1金属元素Ca、Mg、Fe、Zn、Cu对于儿童健康的重要作用

Ca、Mg、Fe、Zn、Cu等元素作为人体必需的金属元素，参与人体多种生物代谢过程。处于生长发育期的儿童由于代谢旺盛，需摄取足量的营养素以满足生理发育需要，金属元素水平的平衡对于儿童健康成长起着重要的作用。如果体内某种元素摄入量不足或过多，可能会引起相应的生理功能障碍，影响身体的正常生长发育，甚至导致疾病的发生[2]。

Ca、Mg是人体必需的常量元素。儿童长期缺Ca可能导致骨骼钙化不良，生长迟缓，新骨结构异常，严重者出现骨骼变形和佝偻病[8]，Ca过量摄入可能导致肌张力松弛、便秘、多尿等症状[9]；Mg缺乏会导致儿童味觉迟钝、食欲差甚至厌食、消化吸收异常等，还可能导致呼吸道疾病、缺氧缺血性脑病、神经性疾病、骨骼发育不良等[10]。Fe、Zn、Cu是人体必需的微量元素。Fe缺乏会导致贫血、注意力难以集中，而Fe过量也会引起心、肝、胰腺、关节、皮肤等出现病变；Zn缺乏会有代谢紊乱、免疫力降低、生长缓慢、发育不良、智力低下等症状出现，而恶心呕吐、慢性腹泻、神经损伤等症状会出现在Zn中毒的患者中；Cu缺乏的人群会出现低色素性贫血、骨质疏松、皮肤及毛发色素减少、生长发育迟缓、少年白发、白细胞减少、局部皮肤脱色(白癜风)和动脉脆弱等，而Cu过量的患者会出现急性溶血、肝坏死、肾功能异常等症状[11]。可见金属元素量过高或过低均可导致异常症状或疾病，合理判断体内金属元素的水平是非常必要的。临床针对不同的金属元素检测方法建立相应可靠、适用的生物参考区间是合理判断其水平的基础。

3.2北京地区不同年龄儿童血清Ca、Mg、Fe、Zn、Cu 5种元素生物参考区间的建立

近年来，我国多地区已开展研究确定健康儿童血液(全血、血清、血浆)、头发等标本中的金属元素参考区间[11-13]。其中，血液中的金属元素含量及分布，是反映新陈代谢状态最可靠的信息。本研究采用受污染风险小的静脉血检测血清中的金属元素，因血清标本与全血标本相比，其基质相对简单、前处理操作容易、能够较好地避免金属元素污染的风险，且重复性好、检测速度快、成本低。

另外，在诸多的研究中原子吸收光谱法是被应用最多的检测方法，但该方法具有检测元素种类较少、检测时间较长、线性范围较窄、使用易燃气体、对设备放置环境安全要求高等缺点[14]。本研究采用ICP～MS测定血清中金属元素，此方法具有线性范围宽、检出限低、敏感性高、检测速度快等优点，已逐渐替代原子吸收法[6]。

本次研究结果显示北京地区不同年龄儿童血清Ca、Mg、Fe、Zn、Cu水平存在显著性差异，且随年龄的变化呈现出变化趋势。因此，金属元素诊疗标准应该考虑年龄的影响因素。另外值得注意的是，不同地区、不同检测方法金属元素的诊疗标准存在差异[14]，故临床在金属元素水平的判读时应注意加以区分，且应建立本地区的、针对不同检测方法的、不同年龄儿童的诊疗标准。

儿童定期体检并进行金属元素检测是非常必要的，可实现对金属元素缺乏和过量的早期发现、早期预防及早期治疗，亦有利于促进儿童进行科学合理的进食，培养良好的饮食习惯。本研究建立了北京地区应用ICP～MS方法检测儿童血清金属元素Ca、Mg、Fe、Zn、Cu的生物参考区间，可全方位指导本地区儿童机体金属元素水平，为健康体检、营养性疾病筛查及诊疗提供临床依据。