1. 引言
我国对于性早熟的定义是指女童在8岁前、男童在9岁前出现第二性征，中枢性性早熟(central precocious puberty, CPP)又称为促性腺激素释放激素依赖性性早熟，是指由于下丘脑–垂体–性腺轴功能提前启动而导致GnRH的释放进而引起儿童生理变化、导致第二性征的提前出现 [1]，性早熟发病率近年来呈上升趋势，其发病率约1/5000~1/10,000，其中女童发病率约为男童的5~10倍 [2]。嗅球是大脑处理嗅觉信息的第一个部位 [3]，由卡米尔–高尔基于1875年描述 [4]。嗅球与生殖之间的关系在日常生活中很容易被人们忽视，它和生殖的关系应该被得到重视。人类的生殖功能主要由1200~1500个GnRH神经元控制，在胚胎发育过程中，未成熟的GnRH神经元从嗅上皮通过筛板进入发育中的嗅球，然后通过前脑到达下丘脑 [5]。最近一项首次关于CPP女童嗅球相关的研究由Karaoglan M.等 [6] 进行，并且在研究中发现CPP女童嗅球体积(olfactory bulb volume, OBV)较正常女童嗅球体积来说增大，嗅球在对生殖的影响应该受到人们的关注。
目前对CPP的诊断是通过对患儿多次静脉采血进行性激素水平检测，患儿身体上会存在疼痛、心理上亦会产生抵触、恐惧，如反复抽血还会增加感染的机会。由于国内尚未对CPP女童嗅球体积进行相关研究，通过磁共振对嗅球进行成像已经被实现 [7]，因此本研究在采用3.0T磁共振冠状位T2加权FSE序列对临床诊断为对CPP女童和健康女童进行嗅球扫描并初步研究CPP女童与健康女童嗅球体积的关系，发现CPP女童的影像学线索。
2. 材料与方法
2.1. 一般资料
选取2020年1月~2021年12月在徐州市中心医院及徐州市儿童医院资料完整被临床诊断为CPP女童30例，年龄5.6~8.1岁，平均年龄(7.19 ± 0.66)岁。CPP女童的诊断标准按照我国《CPP诊断与治疗指南》标准纳入 [1]，目前我国诊断CPP的金标准为GnRH激发试验，GnRH激发试验的具体步骤为：在安静、清晨、空腹状态下注射曲普瑞林，剂量为：0.5mg/kg，在注射0分钟、30分钟、60分钟、90分钟及120分钟抽取静脉血2 ml，诊断CPP标准为：LH峰值 ≥ 5.0 IU／L、LH峰/FSH峰 ≥ 0.6。健康体检儿童40例，年龄4.6~8.2岁，平均年龄(6.81 ± 1.10)岁。本研究经徐州市中心医院及徐州市儿童医院伦理委员会同意。
2.2. 纳入及排除标准
CPP女童(病例组)纳入标准遵照2015年我国制定的《CPP诊断与治疗指南》 [1]，纳入标准：1) 第二性征提前出现：女孩8岁前出现第二性征，如乳房发育、阴毛出现等；2) HPGA功能启动，GnRH激发试验阳性；3) 性腺发育：盆腔B超显示卵巢容积 > 1 ml，并可见多个直径 ≥ 4 mm的卵泡；4) 线性生长加速，年增长率超过正常女童；5) 骨龄超前：超过实际患儿年龄1岁或以上。
排除标准：1) 器质性脑或垂体病变；2) 慢性及系统性疾病的儿童；3) 可能影响嗅球体积测量的疾病，如抑郁症、癫痫、鼻窦炎等；4) 近期上呼吸道感染。
2.3. 图像采集
CPP女童及健康对照组女童均使用GE DISCOVERY MR750 3.0T磁共振对嗅球图像进行采集，线圈采用的是8通道颅脑线圈，常规垂体扫描情况下，在矢状位对嗅球进行定位，嗅球扫描序列为：冠状位快速自旋回波(fast spin echo, FSE)T2加权像，扫描参数：TR：5108 ms；视野(FOV)：200 mm × 200 mm，每层层厚：2 mm；层间距：0 mm，激励次数(NEX)：1；扫描方位为斜轴状位，层面方向平行于前颅窝底，扫描范围包括扫描从额窦前缘到下丘脑水平。
2.4. 嗅球体积测量方法及标准化
扫描图像完成后传至PACS工作站，选择PACS工具栏不规则面积测量工具，采用手工勾勒每层嗅球边界，计算机自动计算出选中区域的面积即为该层嗅球面积，然后再乘以每层层厚2mm得出该层体积，各层体积相加然后得到嗅球的总体积，这种方法已经被证实可行 [7]，并且该方法已被证明具有较高的可靠性和准确性。为了将测量嗅球体积出现误差的可能性降到最低，测量时在保证图像能被测量且清晰的情况下尽可能放大，测量工作分别由两位医生进行，每位分别测量3次，最后的数据取两位测量结果的平均值。根据相关研究，儿童嗅球体积随着年龄的增长会有所改变 [8]，为了排除这种影响，本研究采用相对嗅球体积作为最后嗅球体积比较的最终结果，并参照Karaoglan M等 [6] 应用体表面积(Body surface area, BSA)进行校正，当体重小于30kg时，计算公式为BSA = (体重*0.035) + 0.1，当体重大于或等于30 kg时，计算公式为BSA = [(体重 − 30)*0.02] + 1.05；用测量得到的嗅球体积除以体表面积得到最终校正值，即相对嗅球体积。
2.5. 统计学分析
采用SPSS 25 (SPSS Inc., Chicago, IL, USA)统计软件进行统计分析，计量资料以均数(±)标准差(
)表示。用Kolmogorov-Smirnov、Shapiro-Wilk检验左右侧嗅球体积及总嗅球体积符合正态分布，独立样本t检验用于CPP女童左右侧、总嗅球体积与健康对照组女童左右侧，设定以p < 0.05视为具有统计学意义。
3. 结果
3.1. CPP女童、健康对照组女童的一般资料比较
CPP女童平均年龄为(7.19 ± 0.66)岁，健康对照组女童平均年龄为(6.81 ± 1.10)岁，两者在年龄上差异不具有统计学意义(p > 0.05)；CPP女童平均身高为(134.20 ± 10.91) cm、平均体重为(30.47 ± 4.48) kg、平均体表面积为(1.06 ± 0.97) m2，健康对照组女童平均身高为(120.22 ± 9.98) cm、平均体重为(24.16 ± 4.73) kg、平均体表面积为(0.94 ± 0.15) m2，CPP女童身高、体重及体表面积上均大于健康对照组女童，差异具有统计学意义(p < 0.05)；CPP女童的身体质量指数(Body mass index, BMI)：(17.08 ± 1.87)，健康对照组女童BMI：(16.67 ± 2.12)，两组在BMI上差异不具有统计学意义(p > 0.05) (表1)。
Table 1. Comparison of general information of girls with CPP and healthy control group
表1. CPP女童与健康对照组女童一般资料对比
CPP (central precocious pubert，中枢性性早熟女童组)，HC(Healthy control，健康对照组)；BMI (Body mass index，身体质量指数)；BSA (Body surfacce area，体表面积，平方米)。
3.2. CPP女童、健康对照组女童嗅球体积的比较
CPP女童左侧嗅球体积为(27.95 ± 3.42) mm3、右侧嗅球体积为(27.61 ± 3.57) mm3、总嗅球体积为(55.56 ± 6.83) mm3，健康对照组女童左侧嗅球体积为(24.27 ± 4.83) mm3、右侧嗅球体积为(23.70 ± 4.53) mm3、总嗅球体积为(47.97 ± 8.98) mm3，CPP女童左、右侧嗅球体积及总嗅球体积大于健康对照组女童，差异具有统计学意义(p < 0.05) (表2)。
CPP女童、健康对照组女童嗅球图像及嗅球体积测量方法示意图(图1)。
Table 2. Comparison of right and left side and total olfactory bulb volume in girls with CPP, healthy control group
表2. CPP、健康对照组女童左右侧及总嗅球体积的对比
LOBV、ROBV、TOBV，mm3 (左、右、总嗅球体积，立方毫米)。
(不规则形状所勾勒围成的区域即为该层左侧、右侧嗅球的面积，逐层计算出每层的嗅球面积并相加后，乘以层厚2 mm即得到左侧、右侧嗅球体积，左右侧嗅球体积相加得到总嗅球体积)。
Figure 1. Images of the olfactory bulb in healthy control girls (left), CPP girls (right)
图1. 健康对照组女童(左)、CPP女童嗅球图像(右)
3.3. 总嗅球体积在CPP女童的诊断价值
针对此研究而言，总嗅球体积的曲线下面积为0.745 (表3)；总嗅球体积的截断值为50.13 mm3 (灵敏度为83.3%；特异度为62.5%)，截断值的敏感性和特异性(AUC = 0.745, 95% CI: 0.632~0.858, p < 0.05)具有统计学意义(图2)。
Table 3. ROC curve analysis of TOBV in the diagnosis of CPP
表3. TOBV在诊断CPP的ROC曲线分析
Figure 2. ROC curve of total olfactory bulb volume
图2. 总嗅球体积的ROC曲线
4. 讨论
相关动物实验中发现，在胚胎生长发育过程中，未成熟的GnRH细胞从嗅上皮通过筛板进入发育中的嗅球，然后通过前脑到达下丘脑，一旦进入大脑，这些细胞就成为下丘脑-垂体-性腺轴的组成部分，对生殖功能至关重要 [5]。在GnRH迁移过程中，当对母体进行脂多糖诱导的炎症下，其可能会扰乱鼻室中GnRH神经元迁移的早期路径，从而导致发育后期GnRH神经元的合成减少 [9]，在对斑马鱼的研究中，嗅球末端神经元的激活增加了大脑中的GnRH信号，并且能够触发其交配行为 [10]。嗅觉结构在神经内分泌控制控制腺垂体方面发挥作用的直接证据是在对主嗅球和副嗅球进行电化学刺激后，控制腺垂体释放的促性腺激素可以发生改变 [11]。有研究表明，暴露在男性气味中的雌鼠会刺激黄体生成素(LH)的释放 [12]，事实上，青春期的开始是由GnRH神经元的神经分泌活动的增强驱动的，并转化为搏动性LH分泌的增加，这是青春期开始的最初神经内分泌表现之一 [13]。促黄体激素释放激素的产生细胞和纤维已被确定沿着中央嗅觉途径到下丘脑 [14]，当雄性小鼠接触雌性小鼠时会释放促LH，说明在异性小鼠共处的情况下，嗅觉刺激可以诱导小鼠LH的释放 [15]。相反，通过去除嗅球来抑制嗅觉信号的情况下则会导致性成熟的延迟 [16]，并且在嗅觉功能缺失的情况下，GnRH神经元活动和交配行为的化学感觉调节被显著削弱，Yoon等 [17] 通过GnRH神经元的逆行感染，发现主要的嗅觉系统，包括边缘系统和初级嗅皮质的所有主要分支，是GnRH神经元的主要传入路径。在此值得一提的是，嗅球似乎直接投射到视上核，视上核是一个内分泌器官，含有促黄体激素释放激素 [18]。此外，与男性相比，女性比男性更善于识别气味 [19]，这也从一方面解释为什么女童性早熟患病率要明显大于男童性早熟患病率。
卡尔曼综合征(Kallmann syndrome, KS)是一种罕见的遗传性疾病，临床特征为性腺功能减退、低/无精子症及嗅觉的减退和丧失，这种综合征首次在1944年由Kallmann等 [20] 发现并进行报道。由于在正常情况下胚胎在发育的过程中未成熟的GnRH细胞从嗅上皮通过筛状板迁移到嗅球，然后通过前脑迁移到下丘脑 [21]，而导致KS的原因正是由于该系统的破坏会使得GnRH神经元迁移缺陷，并导致性腺功能减退 [22]，首次在对KS的嗅球磁共振评估研究是由1993年Truwit CL等 [23] 进行，其在研究中发现，KS患者的嗅球萎缩、发育不良，这也揭开了KS的嗅球影像的序幕，为后续相关研究奠定了基础。也更一步证实嗅球与生殖直接的关系。
有研究表明，不断变化的环境效应，包括早期生活暴露于内分泌干扰因素，如雌激素和抗雄激素化学物质，可以影响青春期的开始和节奏 [24]。移民过程中容易出现性早熟最初是在瑞典被收养的印度女孩中首次描述，在从发展中国家被收养到西欧的外国儿童中性早熟的发生亦被认为是一种特殊形式的性早熟，并且分析可能是由于环境变化的情况下发生的 [25]。
目前关于CPP女童嗅球体积的相关的临床研究仅有Karaoglan M等 [6] 进行报道，他在对CPP女童和健康对照组女童的回顾性研究中发现，CPP女童左侧嗅球体积(36.6 ± 8.65mm3)、右侧嗅球体积(37.05 ± 8.71 mm3)及总嗅球体积(73.41 ± 17.21 mm3)相对于健康对照组女童左侧嗅球体积(21.69 ± 5.22 mm3)、右侧嗅球体积(22.20 ± 5.56 mm3)及总嗅球体积(43.89 ± 10.63 mm3)而言，中枢性性早熟女童的嗅球体积大于健康对照组女童，差异具有统计学意义(p < 0.05)。值得注意的是，本研究所测得的CPP女童的嗅球体积并不如Karaoglan M等 [6] 研究测量得到的嗅球体积大，如Karaoglan M等 [6] 测得的总嗅球体积达到了(73.41 ± 17.21 mm3)，而本研究中测得的CPP组女童的总嗅球体积为(55.56 ± 6.83 mm3)；不过对于健康对照组女童来说，Karaoglan M等 [6] 测得的健康对照组女童总嗅球体积为(43.89 ± 10.63 mm3)，而本研究测得的健康对照组女童总嗅球体积为(47.97 ± 8.98 mm3)，两者亦有少许差距；而且就其单侧嗅球体积差异而言，Karaoglan M [6] 在研究中发现CPP女童和健康对照组女童单侧嗅球体积相差达到约15 mm3左右，而本研究中却只有4 mm3左右，并没有达到如此大的差异，综上而言，笔者分析与Karaoglan M.等 [6] 的差异是否由于种族不同、嗅球体积校正公式等所导致，这仍然需要进一步的研究；本研究发现其特异度不是很高，有可能是由于年龄因素所导致。不过有一点可以肯定的是，在研究中发现CPP女童的嗅球体积要大于健康对照组。CPP女童总嗅球体积的增大是否能够成为提示CPP女童的影像学线索仍需要进一步的考证。
因此笔者推测，就嗅球而言在CPP的女童相对于健康女童来说，是否因为随着社会的发展和生活条件的不断改善，使得女童暴露于各种更多的内分泌干扰的环境中从而不断刺激女童的嗅觉并进一步刺激嗅球适应环境的变化、进而使得GnRH的提前释放从而导致CPP，这仍需要进一步的深入研究。
5. 结论
综上所述，在与健康女童相比，中枢性性早熟女童嗅球体积增大。但本研究病例数相对较少且没有研究嗅球与嗅觉的相关性，后期将扩大样本深入研究并优化方案。
基金项目
蚌埠医学院研究生科研创新计划(Byycxz20055)。
NOTES
*第一作者。
#通讯作者。