儿童期早期的生长轨迹
m hermanussen, s lange and l grasedyck
university of kiel, germany
摘要
目的：儿童生长受到许多因素的调节，特别是在婴儿期和儿童期，生长通常趋向无规律的模式，在达到后来的生长通道前跨越许多的百分位数。本文的目的是使多样化的个体生长形象化。
设计：来自德国基尔市4所儿科诊所的无慢性病的333名女孩和329名男孩。在自然的情况下，即在儿童因预防保健检查和小病就诊时进行测量，年龄0.25(范围±0.08)岁, 0.5 (范围±0.16)岁, 0.75 (范围±0.16)岁, 1.0 (范围±0.25)岁, 以及年龄1.5, 2, 3, 4和5(范围±0.25)岁。使用德国纵向生长标准作为参照背景，将每名儿童的生长曲线转换为系列的身高sds。然后将身高sds转换为sds残数（每次测量的身高sds与个人平均身高sds的差值）。使用聚类分析，将有类似身高sds残数的儿童归类（生长轨迹），每类至少包含10名儿童。单个儿童或个体少于最低限度的儿童拒绝进入进一步的分析。
结果：在男孩，鉴别出了10种生长轨迹，每类含有11~52名儿童。有111名男孩的生长很不同而不能归类。在女孩，鉴别出11种生长轨迹，每类由12~48名女孩所组成，112名女孩不能归类。约7%的男孩和15%的女孩在婴儿期末表现出间断性的微小生长突增。某些生长轨迹几乎水平，或是在3~4岁前身高sds残数下降，无儿童早期生长突增表现。另外一些轨迹在婴儿期早期急剧下降或无规律。当使用横断标准作为参照时，得到的结果类似。
结论：聚类分析提供了婴儿期和儿童早期生长多样化局限于尚未知生物学意义的少数窄而特定轨迹的证据。
acta padiatr 2001; 90: 381–386.
关键词：儿童期生长，聚类分析，生长模式，生长轨迹，icp模型，婴儿生长
儿童生长受到许多因素的调节，遗传、内分泌疾病、营养、疾病、出生次序、经济和环境条件、社会阶层、个人平均所得、家庭儿童数量等等。这些因素解释了生长的多样性和预测个体生长的普遍难度。特别是在婴儿期和儿童期早期，子宫内和母亲对生长的影响消失，非母亲的影响因素占优势，儿童生长通常趋向明显无规律的方式，在达到后来的生长通道前跨越许多百分位数。
在1987年，karlberg与其同事分析了纵向生长数据，提出了将人类生长过程划分为三个加成的并部分重叠的阶段-婴儿期，儿童期和青春期数学模型（icp模型）。他们观察到，在婴儿期中期生长速度迅速下降（婴儿期组分），通常在1岁末之前生长速度得以恢复。他们使用这种现象来鉴别第二个明显不同的生长阶段的开始（儿童期组分），并将这些观察与内分泌现象联系起来。
在儿童发育中时常发生间歇性短期生长停滞和生长突增，无疑并非排它性的反映内分泌因素，而是环境条件改变，摄食习惯，断断续续的疾病和其它许多条件的反映。特别是在婴儿期末，精神运动发育的巨大变化以及生存条件也完全可能导致生长的改变。但是，与内源性青春期生长突增不同，婴儿期和儿童期早期明显缺乏类似的生长特征。本研究分析不仅将生长多样性形象化，而且也分析个体生长的普遍特性。
材料与方法
我们分析了德国基尔市4所儿科诊所的333名女孩和329名男孩，排除有慢性疾病的儿童。由于伦理的原因，在取得数据后即刻匿名。在生命的第1年，至少每3个月测量一次，在第2年至少每年2次测试，在5岁前至少每年1次测试。所有测量数据在自然情况下取得，即在预防保健检查和小病就医的不同时刻测量。为便于统计分析，我们仅使用了在年龄0.25 (范围±0.08)岁, 0.5(范围±0.16) 岁, 0.75 (范围±0.16)岁, 1.0 (范围±0.25)岁, 和年龄1.5, 2, 3, 4, 5 (范围±0.25)岁时测量的数据。如果在各年龄范围内不能获得数据，由线性内推获取缺失值。使用常规儿科方法测量，婴儿期测量仰卧位身长，其后站立测量身高，测量误差<0.3cm。
将每名儿童的生长曲线转换为系列的身高sds（标准差分值）。按照惯例，我们使用德国最好的生长标准作为基础参照。该标准依据于纵断研究数据，描述了婴儿期和儿童早期生长速度稳定下降的特征，在婴儿期末没有间歇性生长突增。
生长标准肯定并非不容置疑的，而且因为我们不确定由纵断数据获得的身高生长标准作为基础参照是否正当，所以我们也使用两项横断生长标准-1980年荷兰标准和最近的德国儿童标准将身高转换成身高sds。
在平行于百分位数的生长情况下，个体身高sds系列是水平的，当个体生长跨越身高百分位数时，偏离水平线。为了生长模式的比较，不管高身高还是矮身高，我们都使用相同的算法，确定每名儿童身高sds的平均数，然后计算身高sds与个体平均身高sds之间的差值，得到身高sds残数。尽管身高sds仍然反映了高或低身高，但身高sds残数则不再反映身高的高低。身高sds残数在0左右波动，但保持了个体生长模式的特征（图1）。算法分析类似于身高sds残数的个体模式，并鉴别出有类似方式（生长轨迹）的儿童。
每类别中儿童的最低数量决定了聚类的数量，也决定了将进入各类别的儿童数量，或者说决定了剩余类别中的儿童数量。如果每类儿童的最低数量大，那么产生的类别数较少并宽大，剩余类别中的儿童更多。如果每类儿童的最低数量少，那么将产生许多小类别，剩余类别中的儿童也少。我们仍然不了解类别的最佳数量和大小，因此武断决定每类别至少含有原样本的3%，即至少10例。
结果
将身高转换为身高sds依赖于基础参照标准。根据常规，我们使用了最好的德国纵断生长研究。图1举例说明，根据生长类似性的数学分析，所选择出的1个类别中26名男孩的身高sds和身高sds残数（图2的生长轨迹1）。这些儿童的生长以生命第1年身高sds下降为特征，在第2年有轻微的恢复。
这个图示中的样本有高、一般和低身高儿童所组成，并绘图说明了个体身高sds模式，下图列出了身高sds残数。因为身高sds残数的平均数等于0，所以不包括身高高或矮的信息，而是仅描述了这些个体的生长模式特征，即婴儿期身高sds下降，第2年恢复。图2（轨迹1）描述了这个生长轨迹的平均数和95%的置信区间。
在男性，聚类分析将329身高sds模式中的218个分为了10个类别，每一类别含有11~52名个体（图2），也就是说，分析确定了由生长类似儿童所组成的10种生长轨迹。其余的11名男孩很不一致，不能确定至少有10名儿童的生长轨迹，这些个体组成了剩余类别，被排除分析。因此，图2描述了男孩早期生长的10种主要生长轨迹。生长轨迹的95%的置信区间是窄的，很少超过身高的1个标准差。在女性，聚类分析将333身高sds残数模式中的221个分类到了11个类别中，每类别由12~48名个体（图3）组成。其余女孩的生长模式非常不一致，不能确定至少有10名儿童的生长轨迹。
男、女孩的生长表现出显著的可变性。仅约7%的男孩（轨迹2和轨迹8）和15%的女孩（轨迹2和轨迹3，可能轨迹4和轨迹10）在婴儿期末表现出间歇性微小生长突增。其它的生长轨迹几乎是平行的（例如男孩的轨迹7），或在儿童期早期身高sds残数下降，而没有任何间歇性生长突增的迹象，例如男孩轨迹2,6,9,10。几种轨迹表现为婴儿期早期的急剧下降，例如女孩的轨迹1和轨迹2，男孩的轨迹8。其余则表现为无规律的生长模式。
我们也使用了荷兰标准作为基础参照，这样做可使我们将258名女孩身高sds残数系列分为10类，每类含有11~72名女孩（其余的75名女孩不能分类）；将231名男孩身高sds残数系列分为9类，每类含有11~70名男孩。当使用合成的德国生长标准为基础参照时，267名女孩分为10类，每类汗11~86名女孩；265名男孩分为9类（数据未列出）。
讨论
转换身高sds的基础参照标准是本研究中最重要的问题。开始分析时，我们使用德国最好的纵断生长研究标准，类似于其它当代生长研究，具有婴儿期和儿童期早期生长速度稳定下降的特征，在1岁左右没有间歇性的生长突增。
与人群身高平均数平行生长（与百分位数曲线平行的生长）的婴儿和儿童，身高sds的生长是水平的；而偏离人群身高平均数，或跨越百分位数生长的儿童，身高sds也偏离水平线。在婴儿期中期生长速度减速的以及儿童期开始赶上生长的儿童，身高sds残数系列表现是非水平的，与婴儿期身高sds平行或下降，此后身高sds升高。
本文的分析根据德国基尔市4岁儿科诊所333名健康女孩和329名健康男孩纵向身长和身高数据。身长和身高被转换为身高sds，并为了排除高、低身高对分析的影响，又进一步转换为身高sds残数。使用计算机聚类分析，将有类似生长模式儿童的身高sds残数分类。这些类别表现出了个体生长的共同特征。这种共同的生长模式称为“生长轨迹”。两种男孩的轨迹和4种女孩的生长轨迹，含有约7%的男孩和约15%的女孩，具有婴儿期-儿童期-青春期（icp）模型所提出的生长模式。然而，大部分其它儿童的生长与此不同。我们发现了平行于百分位数曲线生长的轨迹、稳定下降的生长轨迹、婴儿期早期急剧下降的生长轨迹，以及很无规律的生长轨迹。
本文分析依据于参照标准，但这样的标准存在争论。德国生长标准是一项纵断的标准，由于其有名望而采用。但是，曾经证明这项标准的百分位数稍窄于同种族背景横断大样本制定的标准。因此，我们也根据荷兰和最近德国儿童的横断标准进行了验证。这两种参考标准似乎更适合这种分析，因为能够使我们将更大百分数的儿童分类。但是，关于基础参照的最低条件的最后结论，我们仍然在犹豫。
我们仍然在寻找改进数学模型的方法，以使能够分类更高百分数的生长模式，并将这些模式特征与环境因素、疾病和营养联系起来。特别是，已经证明喂养方式影响婴儿期的生长。我们甚至推测，婴儿期早期身高sds迅速下降模式可能反映了母乳喂养期中热量的限制，但最后，我们有意克制了包括出生大小、父母大小、父母青春期史等的分析，并推迟可能影响早期生长模式因素的广泛讨论。
本研究为婴儿期和儿童期早期生长多样性局限于少数窄而典型的轨迹提供了证据，这些生长轨迹的生物学意义仍然不清楚。