gh缺乏（gh deficiency, ghd）或gh不敏感性（gh insensitivity, ghi）病人的血清igf-i、igf-结合蛋白-3（igfbp-3）和酸性不稳定单位（acid-labile subunit，als)浓度低。这些生化标志物在血清中以三元络合物循环，并都依赖于gh。因为这些生化标志物水平常常出现重叠，所以依据血清gh或igf-i水平鉴别诊断gh缺乏、gh不敏感性或特发性矮身高（idiopathic short stature，iss)存在一定的问题。而且也曾有假设，对gh部分不敏感性是某些iss的病因。虽然gh受体基因特定杂合性突变可能具有显性负效应，但尚不清楚这些遗传异常如何导致iss。而引起厄瓜多尔人群ghi的e180剪接突变并非影响身高的一种突变。
在20多年前，使用生长调节素c（sm-c）特定ria方法，最先在垂体机能减退病人研究了igf-i对gh的剂量反应和时间过程。rudman et al.首次报告了10天的生成试验，预测iss儿童的生长速度。一项最近的研究也报告了ghd和iss儿童生长速度与生成的igf-i和igfbp-3水平相关；研究者也排除了典型ghi病人。但是，其它一些研究者并未发现igf生成试验有助于iss的鉴别诊断和特征描述。而且，其它最初的igf生成试验证实，作为对gh治疗的急性和慢性反应，刺激的sm-c水平增加，而ghd病人sm-c水平却表现出高度可变性，与生长反应的相关很低或无相关。也曾经提出用于诊断ghi的igf生成试验特定标准，gh刺激的低水平igf-i可在一定程度上确定ghi。
但是，自最初的研究以来，仍然没有建立标准化的实验方案，也没有系统收集所有年龄组的正常数据。由最近的研究可以推断出某些正常数据，例如运动员gh滥用标志物的研究，但这些数据仍然有限。另外，最近几年所提出的实验室测定方法简化了igf萃取，使用酸/乙醇，而不是在酸性条件下的柱色谱法，最近的放射免疫法特异性和灵敏性也比过去的rias和rras有了改进。
本研究依据大样本，使用目前的实验室技术，检验gh处理的剂量和持续时间，以建立标准化的igf生成试验方案。其目的为，与年龄和性别相匹配的正常组相比较，检验ghi、ghi杂合性、ghd和iss病人的gh反应。
受试者和方法
受试者
总计198名厄瓜多尔受试者（男/女比例，100：98），包括了正常男女成年人和儿童（n=72），典型常染色体隐性ghi（n=22）及其杂合性亲属（n=65）,ghd病人（n=23）、iss病人（n=16）。厄瓜多尔人群是世界上唯一的最大ghi病人组群，生活在该国南方的孤立区域，所有的病人都有同样影响ghr的细胞外部分的e180剪接突变。所有198名受试者均为e180剪接突变基因型。刺激试验（胰岛素和可乐宁）后的gh水平低于10ng/ml证实为ghd。iss儿童定义为身高低于-2sds，刺激试验的gh水平大于10ng/ml。所有ghd和iss受试者被证实无e180突变，而所有杂合性亲属通过基因型而证实。除了1名受试者为颅咽管瘤外，所有ghd受试者为特发性。某些ghd受试者也有其它的激素缺乏、原发性tsh，但在试验过程中都做适当的替代治疗。
如果ghd和iss儿童有慢性疾病、活性恶性肿瘤史、社会心理性矮小、骨发育异常或其它可识别的综合症则排除；证实女性ghd和iss儿童有正常的核型。受试者的特征见表1。因为尚无这部分厄瓜多尔人的正常生长标准，所以根据国家卫生统计中心的2000年生长图表，以sd分值表示体重和身高。
研究设计(图1)
在进入研究时，198名受试者中每种诊断类型分为2组，仅在使用的gh剂量方面有不同，给以7天低剂量(0.025 mg/kg·d)或高剂量(0.05 mg/kg·d)的gh。教给受试者每天晚上自己皮下注射gh，在第1、5、8天早晨取禁食血样。然后是2星期的洗脱期，受试者再接受另一剂量的gh，在第1、5、8天早晨再次取禁食血样。
测定
搜集血样后，样本离心，在-70℃储存血清备测。使用酸/乙醇萃取的免疫放射测定药盒测定igf-i，测定值在450ng/ml以上时，在以0ng/ml的标准液1：4稀释萃取液后重新测定，以保证数值落在最适宜的测定曲线范围内。测定批内变异系数在1.5-3.4%，批间变异系数在1.5-8.2%。测量igf-i的灵敏度为5ng/ml。正常成年人血清作为所有测定的标准。
统计学分析
对小于10岁、10-18岁、18-40岁和40岁以上组，分男女使用双尾、重复测量anova计算标准化数据的统计学显著性。为区分不同的变量，对两两变量的比较使用tukey检验。当比较诊断组之间的差异时，我们使用非配对、双尾t检验。在p < 0.05水平上，数值具有显著性。
结果
标准化数据（图2，表2）
正常受试者72名，男女分布相同；38名受试者小于18岁，34名受试者大于18岁。正常受试者以及各病人组以性别和年龄分组。因此，即使有198名受试者，每年龄组的受试者数量也往往较少，所报告的正常值范围是初步的。在所有正常亚组中，血清igf-i的浓度依赖于gh，无论使用低剂量还是高剂量gh，在第5天和第8天较基线显著增长（除男18-40岁组p = 0.007、女<10岁组p = 0.015外，所有组p < 0.001）。所有年龄组第8天的igf-i水平较第5天的增长幅度无显著性差异，而且除了女40岁以上组外(p=0.028)，高剂量组较低剂量组之间增长程度也无显著性差异。
ghi病人（图3，表2）
7名男和15名女被证明为影响ghr的细胞外部分的纯合子e180剪接突变。如以前所报告，基线血清igf-i浓度显著低，并对高剂量和低剂量gh表现出很小的反应。但是22名受试者中有5名igf-i的升高大于15ng/ml，这5名受试者gh刺激的igf-i水平较基线增长的范围在16-63ng/ml。这5名ghi病人在10次igf生成试验中有7次igf-i增长大于15ng/ml，并都出现于第5天的试验中（1次除外）。因此，igf-i试验的敏感性仅为77%（22名ghi病人中的17名最大igf-i值<15ng/ml）。
ghd病人（图4，表2）
研究中有23名病人，除6名外，所有病人年龄小于18岁。所有ghd受试者有低的基线血清igf-i水平(< 5–125 ng/ml)。虽然大部分ghd病人能够生成igf-i，进入基线正常范围，但甚至在高剂量gh第7天时，许多病人刺激的igf-i浓度也达不到正常受试者的基线水平。6名受试者为gh不良反应者，定义为gh处理第5天和第8天生成的igf-i水平低于100ng/ml。这些受试者中，有1名病人对gh的igf-i反应不足15ng/ml。因此，igf-i生成试验的特异性为97%。通过记录和血清igfbp-3或als浓度的显著增长证实了gh注射的顺从性。
ghi杂合性（图5，表2）
根据分子学诊断，总计65名受试者为杂合子e180剪接突变。如图6，绝大部分的基线和刺激的igf-i浓度在正常受试者的范围之内。当杂合子与年龄匹配的正常受试者比较时，igf-i生成的变化无显著性差异。但，在某些组，例如女10岁以下组和男10-18岁组，受试者数量过少，不能进行统计学分析。另外，40岁以上组中的几名受试者对高、低gh剂量的igf-i反应低于年龄匹配的正常受试者。在这些杂合子病人中，可能未诊断出的其它并存疾病影响了igf-i的生成，例如肝脏疾病，或是本研究未能排除不顺从。这些数据也可能仅是反应了该组较少的受试者数量。受试者数量少的局限性可能也解释了18-40岁组某些男杂合子病人对gh的igf-i反应比正常受试者更稳定的现象。因此，至少在应用的2种gh剂量限度内，未观察到杂合子e180剪接突变对gh不敏感的证据。
iss（图6，表2）
参加研究的有16名iss儿童，以无ghr基因e180剪接突变和刺激试验gh浓度>10ng/ml所证实。虽然基线血清igf-i水平在年龄匹配的厄瓜多尔儿童正常范围之内，但大部分处于正常范围的下半部，有时低于正常值。同样，gh刺激的igf-i浓度增长，虽然都未高于基线正常范围。对于全组来说，这些受试者有正常的、低的基线和gh刺激的igf-i浓度。
讨论
和其它内分泌刺激试验一样，igf生成试验以垂体生长因子估量对刺激的激素反应。这个假设建立在最近的条件性基因敲除研究基础之上，即血清igf-i的增长主要说明肝脏的生成，但仍然有待于在人类的最后证明。无论血清igf-i的来源如何，这种刺激试验通过血清igf-i浓度以及其它依赖于gh的肽（例如igfbp-3和als）浓度升高能够估价个体gh刺激4-7天的反应。
虽然igf生成试验已经有20多年的历史了，但主要的局限性在于gh处理方案的可变性、取样的时间、igf-i测定方法的不同，并缺乏适当的标准数据。特别是后者，因为已经证实igf-i浓度的可变性与年龄有关，对外源性gh的反应差异与性别有关。
本研究包括了72名正常受试者，男女性别分布相同。虽然以性别和年龄再分组时某些年龄组的例数较少，例如女10岁以下组（n=3）,但对这样的试验研究来说已经构成了相对大样本的正常受试者。根据目前儿科临床应用标准而确定gh使用剂量(0.025和0.05 mg/kg·d)，但对于成年人，剂量显然较高。gh注射的天数（n=7）和取样时间（1，5，8天）是武断的，部分原因是参考了以往的惯例。尽管如此，根据本文数据可以说明：1）使用高剂量gh的益处不大，在儿童和青少年人群，0.025和0.05 mg/kg·d都是gh的超生理剂量。2）使用8天，而不是较早的5天的时间点的优点不明显。特别是，并不存在ghd、iss、或ghi受试者对较高剂量或较长gh处理时间更可能表现出正常反应的证据。虽然以前对ghd的研究报告，对gh刺激产生的急性igf反应能有效预测长期反应（5天与6个月的igf-i，r = 0.80, p < 0.001)，但也存在较长时间的处理试验并不一定揭示反应性差异的可能性。
在正常受试者，所有年龄组血清igf-i浓度依赖于gh，使用0.025和0.05 mg/kg·d剂量的gh，第5天和第8天的igf-i水平显著高于基线。虽然本研究未特异针对老年人群，但40岁以上的男女受试者igf-i反应范围与18-40岁受试者相同。lieberman et al.报告，男性老年人对gh的igf-i反应比年轻男性低36%，但在本研究中未观察到这种现象。虽然正常老年人的igf-i生成数据无疑是非常必要的，但我们的结果提示，老年igf-i普遍下降并非由于gh的反应性下降。
对于诊断的目的，igf生成试验应能区分ghd和ghi。我们研究中的所有ghi受试者有相同突变（e180剪接），影响了ghr细胞外区域的合成。但所研究的22名受试者中的5名，gh刺激的血清igf-i增长超过了典型ghi诊断标准的15ng/ml。因此，虽然试验的特异性为97%，但敏感性仅为77%。这个结果不能由测定方法可变性得到解释，因为同一受试者的所有样本同时测定，所有受试者有ghi的典型表型和生化特征，并证实为纯合性e180剪接突变，所以诊断也不可能存在问题。以前曾经注意到，ghi病人青春期血清igf-i升高，所以推测可能是性类固醇对igf-i的直接影响，而性类固醇是否也影响gh的敏感性尚不确定。总之，血清igf-i浓度最高限度（15ng/ml）的ghi诊断标准似乎必须重新检验；另外，较低gh剂量可能更清晰地对ghi和ghd进行鉴别诊断，虽然这种修改因某些ghd病人表现出有限的igf-i反应，而可能进一步模糊了ghi与ghd之间的区别特征。
6名ghd受试者两种剂量gh处理的第5天和第8天，血清igf-i浓度未能够达到100ng/ml以上。最值得注意的是，igf-i生成试验中ghd与ghi受试者之间基线和刺激的igf-i浓度出现意外程度的重叠（图7）。即使已经证明所有ghd受试者无e180剪接突变、有低浓度的基线igf-i和igfbp-3以及刺激试验gh水平<10ng/ml，但也观察到了ghd和ghi受试者之间的明显重叠。虽然这些受试者的血清igfbp-3和als浓度有待详细的评价，但我们看到了两参数的明显升高，足以排除不顺从的可能性。在gh治疗过程中，需要仔细地监测血清igf-i低或中等升高的ghd病人，以保证适当的治疗生长反应。当然，生长反应与igf-i浓度关系的长期资料是非常缺乏的。
ghr基因e180剪接突变携带者似乎无ghi的表型或生化特征。在正常受试者与杂合子之间存在微小的生长学差异，但这些差异更可能是偶然发生，而不是突变的效应，特别是，除了40岁以上组中少数男子不可解释的不应性外，这些受试者对gh的igf-i生成反应与年龄相匹配的对照组一样。这些结果进一步确认了以前所报告的厄瓜多尔人群身高和生化特征与当地正常人群无显著性差异的结论。然而应当注意，至今已经鉴别出ghr基因有30多种以上的不同突变和许多种缺失，其中某些无疑能够以显性负效应形式发生作用。例如， d152h突变使gh信号转导的关键步骤-ghr的均二聚体作用失效，1摩尔异常的ghr约影响ghr二聚作用潜力的75%。在家族的许多其它亲属已经鉴别出特定ghr突变杂合性导致部分ghi表型，例如，ghr细胞内区域的严重剪断导致杂二聚体化，妨碍了正常的gh信号转导，或导致过度的循环ghbp，与ghr竞争循环系中的gh。即使e180剪接突变的受试者基本正常，igf-i生成试验也具有鉴别ghr显性负效应突变病人或导致部分ghi表型的其它杂合状态的潜力。对完全和部分ghi的诊断，应当必须具备对gh刺激出现血清igf-i浓度（以及igfbp-3和als）不升高的生化证据。
要特别注意本文中iss儿童的结果。因为以前曾经报告，这样的儿童的血清igf-i浓度处于正常范围的下半部分，或低于正常值范围。有趣的是，对gh的反应中这些受试者的血清igf-i大体上也未升高，甚至许多受试者没有达到基线正常值范围。这些观察结果与e180剪接突变杂合子受试者有明显的区别，提示虽然后者有正常的gh敏感性，但iss儿童亚组存在一定程度的gh抵抗。即使这可能不一定是ghr基因突变的结果，但在理论上可能由受体后机制所引起。
本文报告了目前最大样本的正常受试者以及不同生长缺陷病人的igf-i生成试验数据。然而，这些研究显然必须扩展到更大量的正常身高和各种gh-igf轴缺陷，以能够确定生化和临床表型之间的关系。