血清铜锌比值与儿童青少年超重/肥胖的非线性关联：基于NHANES数据库的阈值效应分析

《Scientific Reports》：Nonlinear association of serum copper-zinc ratio with overweight/obesity in children and adolescents

　　本研究针对全球日益严重的儿童青少年肥胖问题，创新性地探讨血清铜锌比值（Cu/Zn ratio）与超重/肥胖的关联。研究人员基于NHANES数据库（2011-2016年）的1730名6-19岁参与者数据，通过多变量逻辑回归和限制性立方样条模型发现，血清铜锌比值与肥胖风险呈显著正相关（OR=3.06, 95%CI 2.41-3.92），且存在非线性阈值效应（拐点为1.561）。该研究首次揭示铜锌失衡可能通过氧化应激和脂代谢途径影响肥胖发生，为儿童肥胖的早期风险评估提供了新的生物标志物。

　　

在全球范围内，儿童和青少年的超重与肥胖问题已演变为一场严峻的公共卫生危机。随着经济发展和生活水平提高，肥胖率急剧攀升，据统计，2016年全球5至19岁人群中约有3.4亿人受到超重或肥胖的影响，这一数字较1976年增长了十倍以上。肥胖不仅本身威胁健康，更与一系列代谢性疾病紧密相关，如血脂异常、脂肪肝、2型糖尿病和胰岛素抵抗等。更令人担忧的是，儿童期的肥胖常常会延续到成年期，增加心血管疾病等慢性病风险，并对心理健康、社会适应和生活质量产生深远影响。

面对这一挑战，早期监测和有效干预显得尤为重要。近年来，微量元素代谢平衡与肥胖的关系逐渐受到关注。锌（Zn）和铜（Cu）作为人体必需的微量元素，分别在能量调节、氧化应激和脂质代谢中扮演关键角色。锌参与胰岛素信号通路和脂肪细胞分化的调控，而铜作为多种酶的辅因子，在自由基清除和能量代谢中发挥作用。然而，铜锌比例失衡可能导致氧化/抗氧化系统紊乱，进而促进肥胖的发展。尽管现有研究提示铜锌比值可能与肥胖相关，但该比值与儿童青少年肥胖的具体关联模式尚未明确。

为此，崔正久等人基于美国国家健康与营养调查（NHANES）2011-2016年的数据，开展了一项横断面研究，旨在探讨血清铜锌比值与6-19岁人群超重/肥胖之间的关联。研究发现，血清铜锌比值与超重/肥胖风险呈显著正相关，且这种关联存在非线性特征。具体而言，当铜锌比值低于1.561时，肥胖风险随比值升高而急剧增加；而当比值超过该阈值后，关联性不再显著。这一发现为理解微量元素失衡与肥胖的关系提供了新视角，提示血清铜锌比值可能成为肥胖风险评估的新工具。该研究发表于《Scientific Reports》杂志。

在研究过程中，作者主要运用了几项关键技术方法：利用NHANES数据库的1730名6-19岁参与者数据，通过电感耦合等离子体动态反应池质谱法（ICP-DRC-MS）精确测定血清铜锌浓度；采用多变量逻辑回归模型分析比值与肥胖的关联；通过限制性立方样条（RCS）回归和分段回归模型识别非线性关系的阈值效应；并针对性别、年龄、种族等变量进行亚组分析以验证结果的稳定性。

研究对象基线特征

研究共纳入1730名参与者，其中超重/肥胖者686人（39.65%）。超重/肥胖组的血清铜锌比值显著高于正常体重组（1.53 vs 1.34），且白细胞计数（WBC）、中性粒细胞百分比（NEUT%）等炎症指标更高，而高密度脂蛋白胆固醇（HDL-C）水平更低。这些差异提示微量元素失衡可能与代谢紊乱存在关联。

铜锌比值与肥胖的关联强度

多变量逻辑回归分析显示，在校正性别、年龄、种族、家庭收入、饮食因素等混杂变量后，血清铜锌比值每升高1单位，超重/肥胖风险增加2.61倍（OR=2.61, 95%CI 1.96-3.51）。按比值四分位分组后，最高分位组（Q4:1.69-4.80）的肥胖风险是最低分位组（Q1:0.609-1.18）的3.75倍，且存在明显的剂量反应趋势（P<0.001）。

亚组分析的一致性

亚组分析表明，铜锌比值与肥胖的正相关关系在性别、年龄、被动吸烟等群体中保持稳定。然而，种族和家庭收入存在交互作用：在非西班牙裔白人和高收入群体中，该关联无统计学意义，提示社会经济和遗传因素可能调节微量元素代谢与肥胖的关联。

非线性关系与阈值效应

通过限制性立方样条曲线拟合，研究发现铜锌比值与肥胖的关系呈非线性模式。当比值低于1.561时，肥胖风险随比值升高急剧上升（OR=7.47）；超过该阈值后，关联性减弱（OR=1.38, P=0.182）。这一拐点的发现揭示了微量元素失衡与肥胖关系的复杂性。

机制探讨

从生理机制角度，锌可能通过调节胰岛素信号通路（如PI3K/AKT级联反应）影响糖脂代谢，而铜则通过调控脂合成酶（如脂肪酸合酶）活性参与脂肪生成。铜锌比值失衡可能通过竞争性抑制锌依赖性酶（如基质金属蛋白酶）间接促进脂肪细胞肥大。此外，比值升高可能加剧氧化应激，例如锌缺乏会导致铜锌超氧化物歧化酶（SOD）结构不稳定，降低清除超氧阴离子的效率，进而引发线粒体功能障碍。在炎症层面，锌可通过抑制NF-κB通路减轻肥胖相关炎症，而铜离子可能激活NLRP3炎症小体，促进脂肪组织M1型巨噬细胞极化。

结论与意义

本研究首次揭示了血清铜锌比值与儿童青少年超重/肥胖之间存在非线性正相关关系，并识别出1.561这一关键阈值。该发现不仅为肥胖的早期风险评估提供了新的生物标志物，也为针对性的营养干预策略提供了理论依据。例如，对铜锌比值较低的高危人群，补充锌和调整铜摄入可能改善代谢环境；而对高比值个体，则需综合干预以规避氧化应激风险。从公共卫生角度，将微量元素平衡管理纳入肥胖防控体系，有望通过精准营养干预降低肥胖及其并发症的发生风险。未来研究需通过纵向设计和细胞水平分析，进一步验证铜锌比值与肥胖的因果关系及具体生理机制。