Діагностичні показники індивідуальних характеристик та антропометричні вимірювання при виявленні підвищеного вмісту аланінамінотрансферази в сироватці крові у дітей та підлітків

Анотація

Передумови

Скринінг на підвищений вміст аланінамінотрансферази в сироватці крові (ALAT) може допомогти виявити осіб з ризиком хронічних та метаболічних захворювань, однак забір крові є інвазивним і не може широко використовуватися для досліджень. Вважаються простими та недорогими скринінговими індексами, індивідуальні характеристики та антропометричні вимірювання можуть бути виміряні у великій натовпі та можуть бути важливими сурогатними маркерами рівня ALAT. Це дослідження мало на меті вивчити показники діагностики індивідуальних характеристик та антропометричних параметрів як прогностичних факторів для виявлення підвищеної активності ALAT серед дітей та підлітків Шеньчжень.

Методи

Проведено скринінгове дослідження на базі школи з 9 середніх шкіл Шеньчженя протягом лютого 2017 року та червня 2018 року. Крива робочої характеристики приймача була використана для вивчення діагностичних показників кожної змінної для виявлення підвищеного рівня ALAT.

Результати

Всього було залучено 7271 студентів у віці 9–17 років. Частка підвищеного рівня АЛАТ значно зросла із збільшенням класифікації ІМТ-z. За межею статі для підвищеного рівня АЛАТ (30 ОД/хлопчиків; 19 ОД/дівчаток), ІМТ показав найвищу площу під кривою 0,789 (95% ДІ 0,765–0,812), а потім вага (0,779 [ 0,755–0,802]), ІМТ-z (0,747 [0,722–0,772]), зріст (0,622 [0,597–0,647]) і вік (0,608 [0,584–0,632]), тоді як зріст-z не був здатний. З граничним значенням 67,8 кг для ваги та 22,6 кг/м 2 для ІМТ, точність ідентифікації підвищеного рівня АЛАТ становила 87,1% для ваги та 82,9% для ІМТ.

Висновки

Наявність підвищеного рівня АЛАТ частіше спостерігалося у дітей та підлітків із надмірною вагою або ожирінням. ІМТ та вага мали перевагу у виявленні підвищеного рівня АЛАТ, а потім ІМТ-z, зріст і вік.

Передумови

Печінковий фермент аланінамінотрансферази сироватки (ALAT або ALT) може бути використаний клінічно як скринінговий інструмент для виявлення ймовірної неалкогольної жирової хвороби печінки (НАЖХП), потенційної дисфункції печінки, вірусного гепатиту, пошкодження печінки та клітинного інфекційного мононуклеозу [1, 2,3,4,5,6,7]. Підвищення концентрації ALAT у сироватці крові є ключовою особливістю НАЖХП, а біопсія печінки є золотим стандартом для підтвердження діагнозу НАЖХП, що характеризується патологічними змінами в структурі та функції печінки, таких як накопичення жиру, дисфункція гепатоцитів та фіброз [7]. Окрім того, опубліковані дані свідчать про підвищення рівня ALAT, яке тісно пов’язане або передбачає розвиток цукрового діабету 2 типу, резистентності до інсуліну та серцево-судинних захворювань (наприклад, атерогенез, застійна серцева недостатність та ішемічна хвороба серця) [ 5, 6, 8,9,10,11,12,13,14].

Скринінг концентрації ALAT у сироватці крові та перевірка підвищеної активності ALAT може допомогти у визначенні осіб, що перебувають у групі ризику щодо вищезазначених хронічних захворювань, та зменшити ймовірність майбутніх захворювань печінки [15, 16]. Однак для вимірювання рівнів ALAT потрібен збір крові, який є інвазивним і може бути непрактичним у широкомасштабних епідеміологічних дослідженнях через обтяженість та вартість. На відміну від цього, індивідуальні характеристики (наприклад, вік та стать) та вимірювання антропометричних показників (наприклад, зріст, вага, індекс маси тіла [ІМТ] та окружність талії [WC]) відносно прості, дешеві, швидкі та неінвазивні, і тому його можна застосовувати до великої кількості людей і легко проводити під час загальних оглядів здоров’я, особливо для не дорослих [15, 17, 18]. Якби ці індекси продемонстрували тісну кореляцію з рівнями ALAT у сироватці крові або мали достатню здатність визначати підвищення рівня ALAT, вони могли б бути корисним сурогатом для рівнів ALAT.

Дві багатоцентрові епідеміологічні дослідження на основі популяції, проведені на материковій частині Китаю, постійно демонстрували, що більш високі значення ІМТ, окружності стегон, WC, співвідношення талії та стегон (WHpR) та співвідношення талії та зросту (WHtR) ) змогли передбачити підвищену активність ALAT [17, 19]. Нещодавно нетрадиційний індекс z-оцінки ІМТ також був висунутий як ще один важливий антропометричний показник підвищення рівня ALAT [7, 20]. Однак чи є потенціал z-показник зросту, новий індекс тіла, для прогнозування підвищеного рівня АЛАТ був порівнянним або перевершував вищезазначені параметри, досі був незрозумілим. Крім того, хоча більшість попередніх досліджень щодо зв’язків антропометричних вимірювань та індивідуальних характеристик з підвищенням ALAT проводились серед дорослих [17, 21, 22, 23], мало досліджень було зосереджено на прогнозуванні ефективності цих предикторів для діагностики підвищеного рівня ALAT серед дітей та підлітки [15, 20, 24, 25].

На основі скринінгу, проведеного в школі, поточне дослідження в основному мало на меті вивчити діагностичні показники індивідуальних характеристик (тобто віку та статі) та кількох антропометричних параметрів (тобто зростання, ваги, ІМТ, ІМТ-z, і висота-z) як прогностичні фактори підвищеної активності ALAT у дітей та підлітків Шеньчжень, а також для визначення оптимальних точок відсікання цих параметрів, які дозволять ідентифікувати людину з підвищенням рівня ALAT у сироватці крові. Оцінка індивідуальних показників має вирішальне значення для раннього виявлення та попередження активності підвищеного рівня АЛАТ або подальшого розвитку НАЖХП серед дітей та підлітків.

Методи

Навчання та популяція

Шеньчжень - одне з 4 міст першого рівня у материковому Китаї, великий фінансовий центр та найбільша у світі виробнича база [26]. Населення та економіка швидко зростали, загальний валовий внутрішній продукт у 2015 році становив 255 млрд. Дол. США [27].

Збір даних та вимірювання

Залучені першокурсники з 9 молодших та старших шкіл району Баоань, офіційно проведено перехресне дослідження, організоване за сприяння уряду Баоань Шеньчжень [28]. Дії зі збору даних були завершені у лютому 2017 року та червні 2018 року. Це шкільне дослідження було схвалено Інституційною комісією з огляду Центральної лікарні Баоань у Шеньчжені та отримано письмові згоди для кожного учня та їх батьків.

Індивідуальні характерні дані, такі як стать та дата народження, були взяті у кожного учасника, а антропометричні параметри ваги та зросту стоячи відповідно вимірювались з точністю до 0,1 кг та 0,5 см навченими лікарями за допомогою стандартної зважувальної машини. У кожній середній школі зразки крові брали вранці після того, як учасники голодували принаймні 10 год. Підготовленими медсестрами. ALAT вимірювали за допомогою повністю автоматичного біохімічного аналізатора (модель AU5821, Токіо, Японія). Нарешті, взяли участь 7271 студент, який мав повні антропометричні та клінічні дані.

Для кожного учасника вік із 1 знаком після коми трансформували на основі дати народження, а ІМТ (кг/м 2) обчислювали у вазі, поділеній на квадрат зростання. На основі міжнародної норми довідкової бази Всесвітньої організації охорони здоров’я (тобто довідки ВООЗ 2007 р.) Для дітей шкільного віку та підлітків у віці 5–19 років, антропометричні показники значень z-балів висоти для віку (зріст-z) та ІМТ для віку (ІМТ-z) як для хлопчиків, так і для дівчаток були розраховані за макроскопом R, наданому на веб-сайті ВООЗ (https://www.who.int/growthref/uk/) [29, 30]. Більше того, згідно з z-оцінкою ІМТ для віку, ми визначили ІМТ-z > 2SD як ожиріння, 1SD 30 од/л для хлопчиків і> 19 од/л для дівчаток (діагностичний критерій I) [5, 6, 11, 31]. Основний аналіз був проведений з використанням цих специфічних для статі граничних показників, а також було повідомлено про вторинний аналіз для порівняння, який визначав із вищими пороговими значеннями (> 40 ОД/л для хлопчиків та дівчаток; діагностичний критерій II), які були запропоновані в попередніх спостережних літературах [10, 16, 32], щоб дослідити, чи призвели вищі пороги до однакових чи різних результатів.

Статистичний аналіз

Нормальний розподіл кожного безперервного вимірювання визначали за допомогою одного зразка тесту Колмогорова-Смірнова. Ненормально розподілені вимірювання описували як медіану з інтерквартильним діапазоном (25-й процентиль - 75-й процентиль; IQR); значення для відмінностей між підвищеним та нормальним АЛАТ у сироватці крові оцінювали за допомогою U-тесту Манна – Уїтні. Стратифікований за класифікацією ІМТ z-за кількістю, поширеність сирої сировини разом із 95% довірчим інтервалом (ДІ) підвищеного рівня АЛАТ була кількісно оцінена, і тенденція частки підвищеного рівня АЛАТ на основі ІМТ-z проводили за допомогою тесту хі-квадрат. Проведено ранговий кореляційний аналіз Спірмена серед нерівних параметрів.

Широко використовується в клінічній епідеміології для оцінки діагностичної здатності біомаркерів (наприклад, сироваткових маркерів) або діагностичного тесту з дихотомічним результатом (тобто позитивним чи негативним результатом) при класифікації хворих від здорової популяції, крива робочої характеристики приймача (ROC), визначена як графік чутливості тесту як осі y проти 1-специфічності як осі x, є ефективним методом та графічним прийомом для опису точності моделі прогнозування або діагностичного тесту [33, 34]. Чутливість і специфічність, основні показники точності діагностичного тесту, варіюються залежно від різних граничних порогових значень, а чутливість обернено залежить від специфічності [18, 34]. Позитивне прогностичне значення (PPV) визначається як ймовірність захворювання для позитивних результатів тесту, а негативне прогностичне значення (NPV) визначається як ймовірність бути здоровим для негативних результатів тесту [33].

У поточному дослідженні ми використовували аналіз кривої ROC для виявлення оптимальних точок відсікання та вивчення діагностичних показників кожного вимірювання як показників підвищення ALAT. Значення антропометричного параметра з найвищим індексом Юдена було обрано як оптимальну точку відсічення [18]. Також були визначені спостережувана згода та площа під кривою (AUC). Статистичні аналізи були оброблені в R 3.5.1 (http://www.R-project.org) та SPSS для Windows 16.0, з двостороннім P-значення

Результати

Характеристика учасників

У ході поточного розслідування для оперативного статистичного аналізу було залучено 7271 студента віком 9–17 років, у якому взяли участь 4014 (55,2%) хлопчиків. Характеристики досліджуваних з підвищеною активністю ALAT та без неї наведені в таблиці 1. Індекси віку, ваги, зросту, ІМТ, зросту-z, та ІМТ-z були ненормальним розподілом (усі P 2 для ІМТ, 0,59 (- від 0,18 до 1,41) для висоти-z, та - 0,01 (- від 0,77 до 0,83) для ІМТ-z. Кожен антропометричний показник, але не висота-z було значно більшим серед студентів із підвищеною активністю ALAT, ніж у студентів із нормальним рівнем ALAT, незалежно від використання визначень (більшість P Таблиця 1 Базова описова статистика для індивідуальних вимірів, стратифікованих за статтю серед дітей та підлітків Шеньчжень (віком 9–17 років), окремо на основі діагностичних критеріїв I та II для підвищеного рівня АЛАТ

Груба поширеність підвищеного рівня АЛАТ за допомогою ІМТ-z класифікація

На підставі порогів активності ALAT діагностичного критерію I, підвищена активність ALAT була присутня у 2,48% (6/242) недостатньої ваги, 3,79% (208/5493) від нормальної ваги, 12,58% (137/1089) надмірної ваги, та 36,91% (165/447) дітей та підлітків із ожирінням; виходячи з критерію II, частка підвищеного рівня АЛАТ становила 0,83% (2/242), 0,89% (49/5493), 4,96% (54/1089) та 20,58% (92/447) для відповідних підгруп (табл. S1). Незалежно від використання діагностичних критеріїв, рівень поширеності аномалій ALAT значно зростав із збільшенням класифікації z-оцінки ІМТ та досяг піку в групі ожиріння для всіх учасників, хлопчиків та дівчаток (усі Pтенденція 0,1), а стать також не мав можливості оцінити підвищений рівень АЛАТ за діагностичним критерієм I (P = 0,435). У аналізі стратифікації за статтю подібні результати наведені в таблиці S2.

Крива ROC індивідуальних характеристик та антропометричні вимірювання як показники підвищеного рівня ALAT у сироватці крові серед дітей та підлітків Шеньчжень, окремо на основі діагностичних критеріїв I (панель a) та II (панель b)

У таблиці 3 висвітлено оптимальні граничні точки та ймовірність значущих та значущих параметрів при діагностуванні аномальних ALAT, на основі аналізів ROC. Пропоновані точки відсікання становили 67,8 і 68,9 кг для ваги та 22,6 & 22,3 кг/м 2 для ІМТ, окремо за критеріями I та II. На підставі граничних показників параметр ваги досяг найвищої здатності правильно класифікувати випробовуваних як підвищений рівень АЛАТ, з точністю 87,1% за критерієм I та 88,9% за критерієм II. Однак ІМТ взяв під контроль більший показник Юдена (46,1%), ніж інші параметри, за критерієм I. ІМТ та вага мали приблизні діагностичні показники при діагностуванні підвищеного рівня АЛАТ.

Кореляційний аналіз та комбіновані індивідуальні вимірювання для виявлення підвищеного рівня АЛАТ у багатовимірному аналізі

У таблиці S3 наведено коефіцієнти кореляції Спірмена між окремими індексами та рівнями ALAT. ІМТ мав дуже високу позитивну кореляцію з ІМТ z-оцінка (р = 0,891) та ваги (р = 0,829), що передбачає мультиколінеарність серед кожного параметра ожиріння. Вага також досить сильно і позитивно корелював з ростом (р = 0,673) та ІМТ-z (р = 0,657).

У таблиці 4 показано здатність комбінованих індивідуальних показників діагностувати наявність підвищеного рівня ALAT у багатовимірних моделях. Комбіновані індекси "вік + стать + зріст + вага" показали найсильнішу здатність вказувати рівні ALAT із AUC (95% ДІ) 0,816 (0,795-0,836) для критерію I та 0,858 (0,826-0,891) для критерій II. Зокрема, було продемонстровано дуже незначне збільшення на 0,037 (0,816 проти 0,779) для критерію I та 0,008 (0,858 проти 0,850) для критерію II у точності порівняно з одноваріантною ваговою моделлю. Багатовимірна комбінована модель ІМТ також добре поєднується з аналогічною високою точністю (AUC = 0,813 для критерію I та 0,858 для II). Порівняно з однофакторними моделями індексів ожиріння (тобто вагою, ІМТ або ІМТ-z), комбіновані моделі не помітно покращили прогнозування підвищеного рівня АЛАТ для дітей та підлітків.

Обговорення

Основна увага приділялась дискримінаційній точності показників, для діагностики підвищеного рівня АЛАТ використовувались індивідуальні характеристики та антропометричні дані для дітей та підлітків Шеньчжень у віці 9–17 років, і ми підтвердили переконання, що індивідуальні показники були важливими предикторами аномального рівня АЛАТ. Підвищена активність ALAT була більш поширеною у студентів із надмірною вагою або ожирінням, ніж у тих, хто мав нормальний або відносно низький ІМТ z-оцінка. ІМТ та вага показали приблизну діагностичну ефективність для прогнозування підвищеного рівня АЛАТ, а потім - z-оцінка ІМТ, зріст та вік.

Висновки

Підвищена активність ALAT була частіше у студентів із надмірною вагою або ожирінням, ніж у пацієнтів із нормальною вагою. Антропометричні показники ожиріння ІМТ, ваги та ІМТ-z досягла дуже високих діагностичних показників для прогнозування підвищеного рівня АЛАТ серед дітей та підлітків Шеньчженя з подальшим зростанням та віком, тоді як зріст-z не був здатний.

Наявність даних та матеріалів

Читачі можуть отримати набори даних та матеріали поточного дослідження, зв’язавшись із відповідним автором Зана Діна ([email protected]) для обґрунтованого запиту.