儿童全血矿物元素参考区间的建立及其与矮小症和抽动障碍的相关性

doi:10.3969/j.issn.1673-8640.2025.08.004

检验医学 ›› 2025, Vol. 40 ›› Issue (8): 742-750.DOI: 10.3969/j.issn.1673-8640.2025.08.004

儿童全血矿物元素参考区间的建立及其与矮小症和抽动障碍的相关性

吕娜¹, 李芳宁², 柏奇³, 赵明亮⁴, 李幽然¹, 曹妍¹, 翟燕红¹, 李娜²(), 曹正¹()

1.首都医科大学附属北京妇产医院北京妇幼保健院检验科，北京 100026
2.北京市顺义区妇幼保健院检验科，北京 101300
3.北京市顺义区妇幼保健院儿童保健科，北京 101300
4.北京市顺义区妇幼保健院儿科，北京 101300

收稿日期:2025-01-09 修回日期:2025-04-25 出版日期:2025-08-30 发布日期:2025-08-28
通讯作者: 李娜，E-mail：sy_lina@126.com;
曹正，E-mail：zhengcao2011@ccmu.edu.cn。
作者简介:吕娜，女，1995年生，学士，主管检验师，主要从事临床生化检验工作。
基金资助:
北京市医院管理中心第三期“扬帆”计划医工结合项目(YGLX202336)

Correlation between short stature，tic disorders and mineral elements in whole blood

LÜ Na¹, LI Fangning², BAI Qi³, ZHAO Mingliang⁴, LI Youran¹, CAO Yan¹, ZHAI Yanhong¹, LI Na²(), CAO Zheng¹()

1. Department of Clinical Laboratory，Beijing Obstetrics and Gynecology Hospital，Capital Medical University，Beijing Maternal and Child Health Care Hospital，Beijing 100026，China
2. Department of Clinical Laboratory，Shunyi Maternal and Children's Hospital of Beijing Children's Hospital，Beijing 101300，China
3. Department of Child Health Care，Shunyi Maternal and Children's Hospital of Beijing Children's Hospital，Beijing 101300，China
4. Department of Pediatrics，Shunyi Maternal and Children's Hospital of Beijing Children's Hospital，Beijing 101300，China

Received:2025-01-09 Revised:2025-04-25 Online:2025-08-30 Published:2025-08-28

摘要/Abstract

摘要：

目的建立北京地区0~12岁儿童末梢全血中钙、镁、锰、铁、铜、硒、锌、汞、铅和镉10种矿物元素的参考区间，探讨矮小症和抽动障碍与全血矿物元素之间的关系。方法选取2023年7月—2024年4月北京市顺义区妇幼保健院行健康体检的表观健康儿童1 382名，按性别和年龄[婴幼儿（≤2岁）组、学龄前期（3~5岁）组、学龄期（6~12岁）组]分别分组。采用电感耦合等离子体质谱法（ICP-MS）检测末梢血10种矿物元素水平，采用百分位数法建立相应的参考区间。另选取2023年7月—2024年4月北京市顺义区妇幼保健院矮小症患儿61例（矮小症组）、抽动障碍患儿78例（抽动障碍组）、表观健康儿童152名（正常对照组），采用ICP-MS检测静脉血样本中10种矿物元素水平。采用Logistic回归分析评估矮小症和抽动障碍发生的影响因素。采用受试者工作特征（ROC）曲线评估各项指标诊断矮小症和抽动障碍的效能。结果男童组和女童组锰、铜、铅、镉水平差异有统计学意义（P<0.05），其他元素2个组之间差异无统计学意义（P>0.05）。基于性别和年龄分别建立锰、铜、铅、镉4种元素的参考区间，基于年龄建立钙、镁、铁、硒、锌、汞6种元素的参考区间。矮小症组镉、汞和铅水平均高于正常对照组（P<0.05）；抽动障碍组钙水平低于正常对照组（P<0.05），锌、汞和铅水平高于正常对照组（P<0.05）。汞和铅水平升高是矮小症发生的独立危险因素（P<0.05），汞、铅单项检测和联合检测诊断矮小症的曲线下面积（AUC）分别为0.590、0.721、0.746。镉、汞和铅水平升高是抽动障碍发生的独立危险因素（P<0.05），镉、汞、铅单项检测和联合检测诊断抽动障碍的AUC分别为0.524、0.585、0.591、0.665。结论初步建立了基于ICP-MS的北京地区不同性别、不同年龄段儿童末梢血钙、镁、锰、铁、铜、硒、锌、汞、铅、镉的参考区间。矮小症和抽动障碍均与矿物元素水平有一定的关系。

关键词: 矿物元素, 电感耦合等离子体质谱法, 参考区间, 矮小症, 抽动障碍, 儿童, 北京地区

Abstract:

Objective To establish reference intervals for 10 mineral elements （calcium， magnesium， manganese， iron， copper， selenium， zinc， mercury， lead and cadmium） in capillary whole blood of children aged 0-12 years in Beijing， and to investigate the relationship between these elements and short stature and tic disorders. Methods A total of 1 382 apparently healthy children undergoing physical examinations at Shunyi Maternal and Children's Hospital of Beijing Children's Hospital from July 2023 to April 2024 were enrolled. They were classified by genders and ages [infants/toddlers（≤2 years），preschool（3-5 years） and school-age（6-12 years）]. The levels of the 10 elements were determined using inductively coupled plasma mass spectrometry（ICP-MS），and corresponding reference intervals were established using the percentile method. Additionally，61 children with short stature（short stature group），78 children with tic disorders（tic disorder group） and 152 healthy children undergoing physical examinations during the same period（healthy control group） were enrolled. Venous blood samples from these groups were analyzed for the 10 elements using ICP-MS. Logistic regression analysis was used to assess influencing factors for the occurrence of short stature and tic disorders. Receiver operating characteristic（ROC） curve analysis was performed to evaluate the diagnostic efficacy of each indicator for short stature and tic disorders. Results Statistically significant differences were observed between boys and girls for manganese，copper，lead and cadmium levels（P<0.05），while no statistically significant differences were found for the other elements（P>0.05）. Gender- and age-specific reference intervals were established for manganese，copper，lead and cadmium. Age-specific reference intervals were established for calcium，magnesium，iron，selenium，zinc and mercury. Cadmium，mercury，and lead levels in short stature group were higher than those in healthy control group（P<0.05）. Calcium levels in tic disorder group were lower than those in healthy control group，while zinc，mercury and lead levels were higher（P<0.05）. Elevated mercury and lead levels were identified as independent risk factors for short stature（P<0.05）. The areas under curves（AUC） for diagnosing short stature using mercury，lead and their combined determination were 0.590，0.721 and 0.746，respectively. Elevated cadmium，mercury and lead levels were identified as independent risk factors for tic disorders（P<0.05）. The AUC for diagnosing tic disorders using cadmium，mercury，lead and their combined determination were 0.524，0.585，0.591 and 0.665，respectively. Conclusions The reference intervals for calcium， magnesium， manganese， iron， copper， selenium， zinc， mercury， lead and cadmium have been established in capillary whole blood of children in Beijing， which are stratified by gender and age groups using ICP-MS. Both short stature and tic disorders show carrelations with the levels of certain mineral elements.

Key words: Mineral element, Inductively coupled plasma mass spectrometry, Reference interval, Short stature, Tic disorder, Children, Beijing

中图分类号:

R446.1

吕娜, 李芳宁, 柏奇, 赵明亮, 李幽然, 曹妍, 翟燕红, 李娜, 曹正. 儿童全血矿物元素参考区间的建立及其与矮小症和抽动障碍的相关性[J]. 检验医学, 2025, 40(8): 742-750.

LÜ Na, LI Fangning, BAI Qi, ZHAO Mingliang, LI Youran, CAO Yan, ZHAI Yanhong, LI Na, CAO Zheng. Correlation between short stature，tic disorders and mineral elements in whole blood[J]. Laboratory Medicine, 2025, 40(8): 742-750.

图/表 12

参考文献 33

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组别	例数		钙/（mmol·L^-1）		镁/（mmol·L^-1）		铁/（mmol·L^-1）		铜/（μmol·L^-1）		锌/（μmol·L^-1）
男童组	802		1.31（1.23，1.41）		1.33（1.23，1.43）		5.93（5.50，6.43）		13.65（12.41，15.08）		52.89（45.47，62.16）
女童组	580		1.31（1.22，1.42）		1.32（1.23，1.42）		5.96（5.50，6.41）		13.25（11.97，14.74）		51.88（45.56，61.78）
Z值			-0.294		-0.712		-0.342		-3.352		-0.626
P值			0.796		0.476		0.732		0.001		0.531
组别		镉/（μg·L^-1）		汞/（μg·L^-1）		锰/（μg·L^-1）		铅/（μg·L^-1）		硒/（μg·L^-1）
男童组		0.00（0.00，0.15）		0.34（0.00，0.86）		12.51（9.85，16.29）		7.18（4.06，10.58）		88.22（75.93，98.99）
女童组		0.00（0.00，0.09）		0.30（0.00，0.78）		12.06（9.55，15.37）		5.60（3.58，9.55）		88.96（76.34，100.04）
Z值		-2.774		-1.032		-2.045		-3.499		-0.799
P值		0.006		0.302		0.041		0.001		0.424

组别	例数		钙/（mmol·L^-1）		镁/（mmol·L^-1）		铁/（mmol·L^-1）		铜/（μmol·L^-1）		锌/（μmol·L^-1）
男童组	802		1.31（1.23，1.41）		1.33（1.23，1.43）		5.93（5.50，6.43）		13.65（12.41，15.08）		52.89（45.47，62.16）
女童组	580		1.31（1.22，1.42）		1.32（1.23，1.42）		5.96（5.50，6.41）		13.25（11.97，14.74）		51.88（45.56，61.78）
Z值			-0.294		-0.712		-0.342		-3.352		-0.626
P值			0.796		0.476		0.732		0.001		0.531
组别		镉/（μg·L^-1）		汞/（μg·L^-1）		锰/（μg·L^-1）		铅/（μg·L^-1）		硒/（μg·L^-1）
男童组		0.00（0.00，0.15）		0.34（0.00，0.86）		12.51（9.85，16.29）		7.18（4.06，10.58）		88.22（75.93，98.99）
女童组		0.00（0.00，0.09）		0.30（0.00，0.78）		12.06（9.55，15.37）		5.60（3.58，9.55）		88.96（76.34，100.04）
Z值		-2.774		-1.032		-2.045		-3.499		-0.799
P值		0.006		0.302		0.041		0.001		0.424

组别	例数	钙/（mmol·L^-1）			镉/（μg·L^-1）			汞/（μg·L^-1）
婴幼儿组	1 046	1.33（1.25，1.43）			0.00（0.00，0.10）			0.34（0.00，0.89）
学龄前期组	197	1.27（1.19，1.38）			0.06（0.00，0.21）^*			0.32（0.00，0.73）
学龄期组	139	1.18（1.10，1.30）^*#			0.07（0.00，0.17）^*			0.28（0.00，0.66）
H值		117.157			40.220			3.742
P值		<0.001			<0.001			0.154
组别	镁/（mmol·L^-1）		锰/（μg·L^-1）			铅/（μg·L^-1）			铁/（mmol·L^-1）
婴幼儿组	1.32（1.23，1.43）		12.21（9.63，15.77）			6.10（3.62，9.54）			5.85（5.42，6.30）
学龄前期组	1.34（1.24，1.46）		12.88（10.48，15.56）			8.33（5.25，11.49）^*			6.19（5.74，6.59）^*
学龄期组	1.33（1.22，1.43）		12.70（10.03，16.30）			8.53（5.72，11.54）^*			6.35（5.94，6.93）^*#
H值	1.917		2.769			42.328			80.198
P值	0.383		0.250			<0.001			<0.001
组别	铜/（μmol·L^-1）			硒/（μg·L^-1）			锌/（μmol·L^-1）
婴幼儿组	13.68（12.37，15.20）			88.02（74.95，99.38）			49.79（43.75，56.93）
学龄前期组	13.14（12.05，14.29）^*			88.18（77.15，98.50）			62.05（55.03，68.93）^*
学龄期组	12.55（11.34，13.74）^*#			91.65（83.17，104.79）^*#			68.20（62.19，78.22）^*#
H值	49.043			12.591			364.120
P值	<0.001			0.002			<0.001

组别	例数	钙/（mmol·L^-1）			镉/（μg·L^-1）			汞/（μg·L^-1）
婴幼儿组	1 046	1.33（1.25，1.43）			0.00（0.00，0.10）			0.34（0.00，0.89）
学龄前期组	197	1.27（1.19，1.38）			0.06（0.00，0.21）^*			0.32（0.00，0.73）
学龄期组	139	1.18（1.10，1.30）^*#			0.07（0.00，0.17）^*			0.28（0.00，0.66）
H值		117.157			40.220			3.742
P值		<0.001			<0.001			0.154
组别	镁/（mmol·L^-1）		锰/（μg·L^-1）			铅/（μg·L^-1）			铁/（mmol·L^-1）
婴幼儿组	1.32（1.23，1.43）		12.21（9.63，15.77）			6.10（3.62，9.54）			5.85（5.42，6.30）
学龄前期组	1.34（1.24，1.46）		12.88（10.48，15.56）			8.33（5.25，11.49）^*			6.19（5.74，6.59）^*
学龄期组	1.33（1.22，1.43）		12.70（10.03，16.30）			8.53（5.72，11.54）^*			6.35（5.94，6.93）^*#
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P值	0.383		0.250			<0.001			<0.001
组别	铜/（μmol·L^-1）			硒/（μg·L^-1）			锌/（μmol·L^-1）
婴幼儿组	13.68（12.37，15.20）			88.02（74.95，99.38）			49.79（43.75，56.93）
学龄前期组	13.14（12.05，14.29）^*			88.18（77.15，98.50）			62.05（55.03，68.93）^*
学龄期组	12.55（11.34，13.74）^*#			91.65（83.17，104.79）^*#			68.20（62.19，78.22）^*#
H值	49.043			12.591			364.120
P值	<0.001			0.002			<0.001

项目	锰/（μg·L^-1）	铜/（μmol·L^-1）	铅/（μg·L^-1）	镉/（μg·L^-1）
男童
≤2岁	5.67~29.01	10.23~18.99	0~20.75	0~0.70
3~5岁	5.86~35.70	9.50~17.83	0~27.40	0~1.14
6~12岁	5.34~35.07	9.69~17.17	0~26.89	0~1.32
女童
≤2岁	5.55~27.75	9.89~18.80	0~17.96	0~0.56
3~5岁	6.58~22.20	9.70~17.38	0~16.44	0~0.97
6~12岁	3.91~35.42	8.60~16.82	0~38.95	0~0.72

儿童全血矿物元素参考区间的建立及其与矮小症和抽动障碍的相关性

Correlation between short stature，tic disorders and mineral elements in whole blood

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年龄	钙/（mmol·L^-1）	镁/（mmol·L^-1）	铁/（mmol·L^-1）	硒/（μg·L^-1）	锌/（μmol·L^-1）	汞/（μg·L^-1）
≤2岁	1.09~1.68	1.08~1.68	4.67~7.78	55.47~129.89	33.89~71.91	0~2.45
3~5岁	0.99~1.69	1.06~1.72	4.99~7.55	61.94~133.05	41.50~83.05	0~2.37
6~12岁	0.93~1.63	1.02~1.59	5.00~8.13	65.76~132.88	44.42~99.67	0~1.22

组别	例数	钙/（mmol·L^-1）		镁/（mmol·L^-1）		铁/（mmol·L^-1）		镉/（μg·L^-1）		汞/（μg·L^-1）
正常对照组	152	1.37（1.28，1.45）		1.39（1.30，1.52）		6.31（5.98，6.67）		0.01（0.00，0.04）		0.19（0.08，0.43）
矮小症组	61	1.38（1.27，1.46）		1.41（1.31，1.50）		6.47（5.77，6.91）		0.03（0.00，0.08）^*		0.29（0.12，0.67）^*
组别	铜/（μmol·L^-1）		锌/（μmol·L^-1）		锰/（μg·L^-1）		铅/（μg·L^-1）		硒/（μg·L^-1）
正常对照组	13.24（12.21，14.64）		59.81（54.71，65.67）		10.01（8.17，12.18）		4.15（3.12，5.35）		104.36（94.33，114.53）
矮小症组	13.76（12.70，14.66）		61.84（56.48，66.91）		9.35（7.51，11.54）		6.34（3.94，8.23）^**		106.97（91.68，118.88）

元素名称	单因素Logistic回归分析		多因素Logistic回归分析
元素名称	OR值（95%CI）	P值	OR值（95%CI）	P值
钙	1.049（0.666，1.653）	0.836
镉	1.494（0.938，2.382）	0.091	1.493（0.961，2.319）	0.075
汞	1.539（1.071，2.212）	0.020	1.503（1.048，2.157）	0.027
镁	0.634（0.387，1.038）	0.070	0.726（0.499，1.056）	0.094
锰	0.796（0.521，1.217）	0.292
铅	2.774（1.757，4.380）	0.000	2.890（1.844，4.530）	<0.001
铁	1.157（0.705，1.898）	0.564
铜	1.320（0.863，2.020）	0.201
硒	0.803（0.505，1.276）	0.353
锌	1.105（0.701，1.742）	0.668

项目	AUC（95% CI）	最佳临界值	敏感性/%	特异性/%	约登指数
汞	0.590 （0.497~0.683）	1.327 μg·L^-1	24.6	99.3	0.239
铅	0.721 （0.636~0.805）	0.737 μg·L^-1	47.5	92.1	0.396
联合检测	0.746 （0.665~0.827）	0.393	52.5	90.1	0.426

项目	AUC（95% CI）	最佳临界值	敏感性/%	特异性/%	约登指数
镉	0.524（0.440~0.608）	0.376 μg·L^-1	25.6	94.7	0.203
汞	0.585（0.501~0.668）	1.126 μg·L^-1	24.4	99.1	0.235
铅	0.591（0.507~0.674）	0.359 μg·L^-1	44.9	77.0	0.219
联合检测	0.665（0.582~0.747）	0.452	41.0	92.8	0.338

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元素名称	单因素Logistic回归分析		多因素Logistic回归分析
元素名称	OR值（95%CI）	P值	OR值（95%CI）	P值
钙	0.822（0.573，1.180）	0.289
镉	1.718（1.139，2.592）	0.010	1.817（1.230，2.683）	0.003
汞	1.684（1.184，2.397）	0.004	1.738（1.234，2.446）	0.002
镁	1.025（0.697，1.507）	0.899
锰	1.013（0.733，1.400）	0.939
铅	1.488（1.058，2.092）	0.022	1.474（1.072，2.027）	0.017
铁	0.968（0.648，1.446）	0.874
铜	0.830（0.584，1.178）	0.297
硒	1.020（0.704，1.478）	0.916
锌	1.136（0.787，1.640）	0.495

元素名称	单因素Logistic回归分析		多因素Logistic回归分析
元素名称	OR值（95%CI）	P值	OR值（95%CI）	P值
钙	0.822（0.573，1.180）	0.289
镉	1.718（1.139，2.592）	0.010	1.817（1.230，2.683）	0.003
汞	1.684（1.184，2.397）	0.004	1.738（1.234，2.446）	0.002
镁	1.025（0.697，1.507）	0.899
锰	1.013（0.733，1.400）	0.939
铅	1.488（1.058，2.092）	0.022	1.474（1.072，2.027）	0.017
铁	0.968（0.648，1.446）	0.874
铜	0.830（0.584，1.178）	0.297
硒	1.020（0.704，1.478）	0.916
锌	1.136（0.787，1.640）	0.495