囊性纤维化 (CF) 儿童的锌稳态和动力学

明显的缺锌表现为肠病性肢端皮炎 (AE) 的特征，包括腹泻、皮炎、生长障碍和免疫功能差。 AE 已被描述为囊性纤维化的并发症，并且可能是最初的表现特征。 由于 AE 几乎从未在食用自选饮食的其他健康受试者中被描述过，这表明锌代谢（无论是吸收还是排泄）的严重紊乱可能发生在 CF 中。

很少有研究测量 CF 儿童的锌吸收情况。 那些已经证明胰腺功能不全的 CF 受试者锌吸收显着减少，而胰酶替代后锌吸收显着增加。 然而，锌的代谢是通过锌吸收分数的变化和锌在胃肠道中的损失（内源性粪便锌排泄）来维持的。 在这两种机制中，内源性粪便锌排泄的变化似乎更为重要。 迄今为止，只有一项研究测量了 CF 受试者的内源性粪便锌排泄。 克雷布斯等人。研究了 15 名婴儿，不到 4 个月大，新诊断为 CF。 他们发现所有婴儿都处于负锌平衡状态，内源性粪便锌排泄与脂肪吸收不良程度显着相关。 这些结果很难解释，因为没有对对照组进行研究，并且几乎没有关于这个年龄段健康婴儿锌吸收的公开数据，也没有关于内源性粪便锌排泄的数据。

显然，需要更好地衡量锌的状况，以充分了解锌缺乏在 CF 中的重要性，以及脂肪吸收不良和锌平衡之间的关系。 过去，我们使用基于稳定同位素的新型多室模型来研究健康和疾病状态下的锌状态。 这些已被证明能够在锌缺乏的两个实验范例中检测到锌代谢的变化，甚至在血浆锌变得异常之前。

我们假设，

1. 与年龄匹配的对照组相比，患有 CF 的儿童锌状况较差，锌吸收分数较低，内源性粪便锌排泄增加，锌平衡较差。
2. 在CF患儿中，内源性粪便锌排泄会显着正相关，锌吸收和锌平衡与粪便脂肪排泄显着负相关。
3. 在以 20 mg/d 锌作为醋酸锌补充锌两个月后，CF 儿童将具有与年龄匹配对照相似的锌状态、锌吸收分数、内源性粪便锌排泄和锌平衡。
4. 补锌两个月不会影响铁状态（血红蛋白、血清铁蛋白、血清转铁蛋白受体）或铜状态（血清铜、血浆铜蓝蛋白、铜/锌超氧化物歧化酶）。

将从德克萨斯儿童医院的囊性纤维化诊所招募 24 名 8-14 岁的 CF 儿童。 如果儿童被诊断为 CF、体重超过 25 公斤、临床诊断为需要胰酶替代的胰腺功能不全，并且有良好的药物治疗依从性，则儿童将被视为符合条件。 如果受试者接受过胃肠道 (GI) 道手术、患有胰腺内分泌功能障碍或服用超过 10 mg/d 的锌补充剂，则他们将被视为不合格。 将向受试者及其父母解释该研究。 将从父母那里获得知情的书面同意，并从受试者那里获得书面同意或同意（视年龄而定）。

获得同意后，注册营养师将使用食物频率问卷来评估孩子通常的锌摄入量。 将提供有关如何健康均衡饮食的建议，该饮食应满足锌和其他必需矿物质的推荐每日摄入量 (RDA)。 除此饮食建议外，不会进行其他饮食干预。

十二名8-14岁的健康儿童将通过公开广告、当地联系人和口口相传招募。 如果他们的年龄、性别和种族与 CF 受试者相似，他们将有资格参加研究。 将以与 CF 儿童相同的方式获得知情同意和同意，并提供相同的饮食建议和指导。

患有 CF 的儿童将被随机分配接受 20 mg/d 的锌补充剂，如醋酸锌或外观相同的安慰剂。 随机化将按性别和种族分层。 随机化表将由德克萨斯儿童医院的调查药房服务处维护。 一旦获得同意，将联系调查药房服务并将儿童随机分配接受两种外观相同的溶液中的一种 - 一种含有 10 mg/mL 元素锌作为醋酸锌，另一种是安慰剂。 受试者、他们的父母和研究者将不知道孩子被随机分配接受哪种溶液。

禁食过夜后，儿童将被送往综合临床研究中心。 将在肘前窝的静脉上涂抹局部麻醉霜。 将抽取 10-15 mL 血液用于基线实验室调查，包括全血细胞计数、肝功能测试、血浆锌、血清铁蛋白、血清转铁蛋白受体浓度、血清铜、血清铜蓝蛋白和红细胞 cU/Zn-超氧化物歧化酶。 采血后，受试者将获得第一瓶锌溶液或安慰剂。 他们将被指示每天两次服用 1 mL 溶液，持续两个月。 在研究期间将根据需要提供新的锌或安慰剂溶液。 所有用过或部分用过的瓶子都将退还给调查药房服务处，取走的数量根据瓶子重量的变化计算。

在服用安慰剂或锌溶液两个月后，患有 CF 的儿童将在禁食过夜后被送往综合临床研究中心。 将要求受试者排空膀胱。 将静脉内肝素封管导管插入肘前窝或手背的静脉中，并采集基线血样用于血清化学分析。

将向受试者提供含约 3 毫克锌的早餐，包括 120 毫升橙汁，其中 2 毫克锌 67 已在 18-24 小时前添加。 早餐后即刻，在30-60秒内静脉穿刺另一只手臂输注0.5mg zinc-70，蝶形输液器用5mL生理盐水冲洗。

在给予静脉内锌同位素后 2、4、6、8、10、15、20、30、60、120 和 180 分钟，将从肝素封管导管抽取血样。 在给予静脉内同位素后 24、72 和 120 小时，将通过静脉穿刺进一步抽取血样。 这些血样将在经过认证的无锌肝素铵试管（Monvette 9ml AH，Sarstedt Inc.，Newton，NC）中抗凝。 血浆将通过离心分离并储存在 -80°C 等待分析。 在代谢研究期间将收集完整的尿液和粪便。 尿液样本将以 8 小时等分试样收集，所有通过的粪便单独收集。 尿液和粪便样本将储存在 -20°C 等待分析。

对照儿童将以完全相同的方式进行研究，大约在抽取基线血液后 2 个月。

主要假设是，与年龄匹配的对照组相比，CF 儿童的锌吸收分数较低、内源性粪便锌排泄增加、锌平衡较差和锌状况较差。 这将使用方差分析进行评估。 如果这表明存在显着的“群体”效应，则将使用 Tukey-Kramer 检验进行事后检验。 用于评估锌状态的动力学参数将是 k(2,1)，因为在我们之前的研究中，这表明对锌缺乏反应的最大变化。 该分析将检验假设 1 和假设 3（见上文）。 如果各组之间在年龄、体重等方面存在任何显着差异，将使用 ANCOVA 对其进行统计校正。 将分析整个研究人群的数据，以及仅患有胰腺功能不全的 CF 儿童的数据。 该研究旨在有 80% 的能力单独检测两组胰腺功能不全的 CF 儿童之间 k(2,1) 的变化。

将使用简单和多元回归分析评估粪便脂肪和内源性粪便锌排泄以及锌平衡（假设 2）之间的关系。 将使用 2 样本 t 检验检查补锌对铁和铜状况的影响，将补锌的 CF 儿童与未补锌的儿童进行比较。