身高和生长激素对GHD患儿静息态网络连接模式的影响

编者按

生长激素缺乏症（GHD）以身材矮小为核心临床特征，同时可能伴随焦虑、抑郁、注意力缺陷及感觉运动功能障碍等认知行为异常。目前然而，GHD儿童认知行为异常背后的神经机制长期仍未被充分阐明。

静息态网络（RSN）是大脑在静息状态下维持认知、情绪及运动功能的核心功能网络，其连接模式改变与多种神经系统疾病的功能异常密切相关。既往研究多聚焦于GHD儿童与健康对照的脑网络差异，难以区分"身材矮小"与"生长激素不足"在其中的独立作用。

近期，四川轻化工大学丁菊容教授团队在Neuroscience上发表一项创新性研究，通过纳入GHD、特发性矮小（ISS）及健康对照三组儿童，采用静息态功能磁共振成像（rs-fMRI）技术，系统地分析了六大RSN的连接模式，明确了"身高与GH协同作用"及"GH独立作用"对GHD儿童脑网络功能的差异化影响，为解析GHD儿童认知行为异常的神经机制提供新视角。

研究方法

本研究为多中心横断面研究，纳入浙江省人民医院及杭州市第一人民医院儿科门诊的青春期前右利手儿童。依据GH水平及身高情况分为三组：GHD组、ISS组及健康对照（HC）组。

采用3.0T磁共振成像（MRI）系统采集静息态功能磁共振成像（rs-fMRI）数据，使用DPABI工具box对rs-fMRI数据进行预处理；通过MarsBaR工具箱构建6大RSN的感兴趣区（ROI），计算ROI间Pearson相关系数并转换为正性连接强度，从节点整合水平和网络水平分析功能连接模式。

通过GHD组与健康对照组的组间差异探究身高与GH对GHD儿童RSN的协同作用；通过GHD组与ISS组的组间差异进一步分析GH对GHD儿童RSN的独立作用，并分析GHD组异常功能连接与GH水平的关联。

基线特征

本研究共纳入31例GHD儿童、11例ISS儿童及15例健康对照儿童。三组儿童的年龄与性别分布无显著统计学差异，体重与身高的比例关系基本一致，BMI无显著差异。GHD组的峰值GH与FT3显著低于ISS组，两组IGF-1水平无显著差异（p > 0.05）。

表1：矮小儿童和健康对照组的人口学和临床特征

p1：GHD组与ISS组比较；p2：GHD组与HC组比较。

研究结果

1. GHD儿童脑区异常呈现"分组特异性"，左侧海马结构节点整合度显著升高

GHD儿童的异常脑区分布具有明显的"分组特异性"：

（1）GHD组与健康对照组相比（反映身高与GH协同作用）：GHD组左侧岛叶（lINS，属于额顶叶控制网络FPCN）和左侧枕叶（lLO，属于视觉网络VN）的节点整合强度显著降低（p < 0.05，未校正），提示情感调节与视觉语言处理功能受损；右侧中央后回（rPoC，属于感觉运动网络SMN）整合强度显著升高（p < 0.05，未校正），可能为大脑对运动功能障碍的代偿表现。

（2）GHD组与ISS组相比（反映GH独立作用）：GHD组左侧后下顶叶（lpIPL，属于默认模式网络DMN）整合强度降低（p < 0.05，未校正），而左侧海马（lHF）、右侧外侧枕叶（rLO）及左侧楔叶（lCS）整合强度升高（p < 0.05，未校正）。经FDR校正后，仅lHF整合升高仍保持显著（p<0.05）。lHF作为记忆巩固的关键脑区，其代偿性增强提示，在GH不足的情况下，lHF可能通过增强与其他脑区的信息整合效率来部分弥补记忆编码功能的不足。

图1：节点整合的组间差异

2. GHD儿童听觉/视觉网络内连接减弱，网络间连接呈现协同与独立调控双重模式

网络内/间连接分析揭示了身高与GH对脑功能网络的差异化调控路径：

GHD组与健康对照组对比（身高+GH协同作用）：

ž 网络内连接：听觉网络（AN）、视觉网络（VN）内部连接显著减弱（p < 0.05），提示听觉与视觉信息整合效率下降；

ž 网络间连接：额顶控制网络-感觉运动网络（FPCN-SMN）连接降低（p < 0.05），可能导致认知-运动协同能力受损；感觉运动网络-视觉网络（SMN-VN）连接增强（p < 0.05），或为视觉-运动代偿机制。

GHD组与ISS组对比（GH独立作用）：

ž 额顶控制网络-背侧注意网络（FPCN-DAN）、感觉运动网络-听觉网络（SMN-AN）连接显著降低（p < 0.05）。FPCN-DAN连接减弱与空间注意力下降直接相关，SMN-AN连接降低可能影响听觉-运动整合功能，进一步印证GH对注意力与感觉通路的独立调控作用。

图2：听觉/视觉网络内与网络间连接的组间差异

3. 异常脑网络指标与GH水平显著相关

相关性分析显示，GHD组多个脑网络指标与GH水平存在剂量依赖性关系：lINS节点整合度与GH水平呈正相关，提示GH对情感-认知脑区的直接调控；lLO节点及rLO节点整合度均与GH水平呈负相关，提示视觉网络代偿性激活；SMN-VN功能连接度与GH水平同样呈负相关，提示GH缺乏时视觉-运动代偿机制的激活。

图3：GHD儿童异常功能连接模式与GH水平的相关性

研究结论

本研究明确了身高与生长激素对GHD儿童RSN连接模式的差异化影响：身高与GH的协同作用主要经由FPCN-SMN、SMN-VN及VN-lLO通路调控运动与视觉整合功能；而GH的独立作用则通过FPCN-DAN、SMN-AN及DMN-lHF通路影响注意力、感觉整合与记忆功能。异常脑网络指标（如lINS整合强度、SMN-VN连接强度）与GH水平呈直接相关，这些指标有望成为GHD患儿脑功能评估和疗效监测的潜在生物标志物。然而，本研究为横断面设计，样本量有限，且未纳入接受长期GH治疗的GHD儿童，未分析GH治疗对脑网络连接谱的影响，仍存在一定的局限性。未来可通过大样本多中心研究验证RSN连接特征的特异性，结合神经认知功能评估解析机制，并探索脑网络连接指标对GH治疗改善神经功能应答的预测价值。

参考文献：

Ding J, Xu Z, Yang P, et al. Effects of height and growth hormone on the connectivity patterns of resting-state networks in children with GHD[J]. Neuroscience, 2025, 580: 325-331