BMI的長期負擔對遠期心臟代謝表型的影響：30年的隊列隨訪研究

廖月園，牟建軍

(西安交通大學第一附屬醫院心血管內科，陜西 西安 710061)

目前，肥胖已成為重大的全球挑戰之一。到2025年，全球男性肥胖患病率將達到18.0%，女性將超過21.0%[1]。大量證據表明，超重和肥胖與心血管健康密切相關，包括高血壓、糖尿病、冠心病和高脂血癥等[2-3]。國內外兒童肥胖的發生率也在逐年增加，有關數據表明全球范圍內患有肥胖癥的兒童高達10.0%，發病率高居慢性疾病首位，目前肥胖已發展成為影響青少年健康的公共衛生問題[4]。

肥胖是一系列心臟代謝疾病發生的重要危險因素，這些疾病通常在成年期表現出來，但也可能起源于兒童時期[5]。已有越來越多的研究開始關注兒童肥胖所帶來的健康問題。并且，兒童時期的體質量指數(body mass index，BMI)軌跡可獨立于成人BMI，獨立預測遠期心臟代謝異常的風險[6]。然而，關于從兒童時期到成人時期肥胖的長期負擔及其縱向增長趨勢卻很少被研究。因此，本研究的目的是確定受試者的BMI增長曲線，以評估從兒童至成人的BMI長期負擔及縱向趨勢，并探索較高的BMI長期負擔和縱向趨勢與成年心臟代謝表型之間的關系。

1資料與方法

1.1研究對象

本研究于1987年對陜西省漢中市農村地區的6～15歲在校中小學生4 623人進行血壓、身高、體重等基線調查，建立“兒童高血壓研究隊列”，此后分別于1989年、1992年、1995年、2005年、2013年及2017年對該隊列進行隨訪，共隨訪了30年，隨訪率為60.1%。失訪原因包括移民、服兵役、精神類疾病及死亡等。排除患有嚴重心腦血管疾病、卒中、無血液樣本或丟失測量數據等。最后，在進一步排除隨訪次數小于4次的受試者后，共1 553名成年人至少接受了4次及以上的隨訪檢查(童年和成年時至少各檢查2次)，被納入本研究。該研究方案已獲得西安交通大學醫學院第一附屬醫院學術委員會批準 (XJTU1AF2015LSL-047)，并進行臨床注冊(NCT02734472)。本研究的所有參與者均簽署了知情同意書。對于18歲以下的未成年人，知情同意書由其監護人簽署。

1.2人體測量

本研究采用統一調查問卷，采集受試者的基本個人信息，包括吸煙、飲酒、既往史(高血壓、糖尿病、心梗、卒中等)及家族史等，同時由經過統一培訓的工作人員測量身高、體重、腰圍及臀圍等。身高和體重在身著內衣和脫鞋帽情況下進行，體重測量精確到0.5kg，身高測量精確到0.2cm，連續測量2次，取平均值。BMI=體重(kg)÷[身高(m)]2。

按照世界衛生組織(WHO)有關血壓測量標準統一培訓及考核工作人員并進行坐位血壓的測量。測量環境要求安靜、舒適。受試者測量前30min禁止吸煙，飲用咖啡、濃茶及劇烈活動等，測量前安靜休息5min，使用合適的袖帶測量右上臂坐位血壓。重復測量3次血壓，每次間隔2min，血壓水平定義為3次血壓測量的平均值。

1.3生化檢測

在參與者禁食8～10h后，由經驗豐富的護士在早上采集空腹靜脈血樣本。常溫3 000r/min(離心機半徑為16cm)離心10min，分離血清和血漿于-80℃冰箱保存備用。采用日立7060型全自動生化分析儀檢測血生化指標，包括空腹血糖、血尿酸、總膽固醇、甘油三酯、高密度脂蛋白膽固醇(HDL-C)及低密度脂蛋白膽固醇(LDL-C)。

1.4定義

依據WHO對吸煙的定義，將“一生中連續或累計吸煙6個月或以上者”定義為吸煙者[7]。飲酒者定義為每天飲酒(烈性酒、啤酒或葡萄酒)，并持續6個月及以上者[8]。我們使用美國成人治療組(adult treatment panel,ATP)第三次報告Ⅲ (ATP-Ⅲ)來定義代謝健康狀態[9-10]。其中腰圍與BMI具有共線性，所以沒有被使用。具體來說，達到以下4項標準中的2項即被定義為心臟代謝異常：①收縮壓升高(≥130mmHg)和/或舒張壓升高(≥85mmHg)，或正在接受降壓治療；②甘油三酯升高(≥1.7mmol/L)或服用降脂藥物；③空腹血糖升高(≥5.6mmol/L)或進行糖尿病藥物治療(胰島素和口服降糖藥)；④HDL-C降低(男性<1.04mmol/L，女性<1.29mmol/L)。

1.5統計學方法

2結果

2.1構建BMI生長曲線模型

以年齡為橫坐標，以從兒童到成人的多個時間點測得的BMI為縱坐標，采用隨機效應模型，構建每個受試者的BMI二次元生長曲線[11]。通過曲線下面積(area under the curve，AUC)來計算BMI的長期負擔及縱向趨勢。如圖1所示，將每個受試者隨訪期間的曲線參數積分再除以隨訪時間得到AUC值。總AUC(a+b)被定義為BMI長期負擔；而增量AUC(a)，由主體內的變異性決定，代表著線性和非線性縱向趨勢的結合，被定義為BMI的縱向趨勢[12]。由于AUC法測量了長期負擔和趨勢，因而比其他縱向分析模型更有優勢。我們分別確定了總AUC及增量AUC四分位數，并將第四分位數作為BMI長期負擔較高組及BMI縱向趨勢較高組。

注：將BMI的AUC計算為受試者隨訪期間曲線參數的積分；a=增量AUC，b=基線AUC，總AUC=a+b。

2.2一般資料

本研究代謝健康組986人，代謝異常組567組。代謝異常組較代謝健康組有更高的BMI長期負擔及縱向趨勢(P<0.05)，見表1。

表1 代謝健康組和代謝異常組一般資料比較[n(%),M(P25,P75)]

注：*數據采用表示。

2.3不同組間心臟代謝表型的比較

BMI長期負擔較高組發生心臟代謝異常202例，發病率為52.1%(202/388)；BMI長期負擔正常組發生心臟代謝異常365例，發病率為31.3%(365/1 165)，BMI長期負擔較高組心臟代謝異常發病率顯著高于BMI長期負擔正常組(χ2=53.967，P<0.001)；BMI縱向趨勢較高組發生心臟代謝異常率為53.9%，較BMI縱向趨勢正常組30.7%明顯升高(χ2=67.214，P<0.001)，見圖2。

圖2 不同組間心臟代謝異常的患病率

2.4多因素Logistic回歸分析

以心臟代謝表型的二分類分組變量為因變量進行多因素Logistic回歸分析，結果顯示，BMI長期負擔及縱向趨勢均與遠期心臟代謝異常有關，其OR值及95%CI分別為2.593(2.003～3.358)、3.126(2.428～4.024)，P<0.001。并且，BMI長期負擔及縱向趨勢與遠期高血壓、糖尿病及高脂血癥均有關，見表2。

表2 多因素Logistic回歸分析BMI的長期負擔和縱向趨勢與心臟代謝異常的關系

3討論

3.1兒童超重及肥胖現狀

兒童時期是生命周期中身心健康發展的關鍵時期。而近30年來，全球兒童超重率及肥胖率均呈現增長趨勢，已成為一個嚴重的公共衛生問題。2017年5月11日正式發布的《中國兒童肥胖報告》指出，如果不采取有效的干預措施，到2030年，預期我國0～7歲兒童肥胖率將達到6.0%，肥胖兒童數將增至664萬人；7歲及以上學齡兒童超重肥胖率將達到28.0%，超重肥胖的兒童數將增至4 948萬人[13]。兒童肥胖可對心血管系統、內分泌系統、呼吸系統等帶來危害，嚴重危害兒童健康。兒童肥胖防控工作已刻不容緩。

本研究通過對陜西省漢中市兒童隊列的30年持續隨訪，重點關注從兒童時期起BMI的累積負擔和縱向趨勢，從一個新的角度審視兒童超重和肥胖問題，并探索其對遠期心臟代謝健康的危害。

3.2 BMI長期負擔及縱向趨勢與遠期心臟代謝表型的關系

心臟代謝異常主要是以高血壓、糖代謝及脂肪代謝異常為表現的癥候群，極易誘發嚴重的心血管疾病，對個體健康威脅極大。心臟代謝異常是多種基因及環境因素共同作用的結果，其中肥胖是高危因素。兒童期肥胖與心臟代謝健康密切相關，是誘發心臟代謝異常的重要因素，對兒童及成年后的生命健康威脅極大[14]。

在本研究中，我們擬合了個體從兒童時期至成年時期的BMI曲線，來評估其BMI的長期累積負擔及縱向發展趨勢，并進一步探索其與心臟代謝表型的關系。我們發現成年后心臟代謝異常的個體比心臟代謝健康的個體有更高的BMI負擔，而這種負擔，從兒童時期已經開始累積。而且，BMI長期負擔較高組發生心臟代謝異常的風險約為BMI長期負擔正常組的2.6倍(OR=2.593)；BMI縱向趨勢較高組發生心臟代謝異常的風險約為BMI縱向趨勢正常組的3.1倍(OR=3.126)。這些結果提示，由于超重或者肥胖導致心臟代謝異常的風險起源于兒童時期，并且從兒童時期開始累積，這種累積負擔越大，增長趨勢越猛，發生心臟代謝異常的風險越高。提示早期開展兒童肥胖防控工作，防治兒童肥胖對于預防成年心臟代謝異常、預防心血管事件的發生具有重要意義。

3.3 BMI長期負擔及縱向趨勢與遠期高血壓、糖尿病及血脂異常的關系

肥胖與預期壽命縮短有關，其中最主要是因為肥胖可引起一系列代謝紊亂問題，包括高血壓、2型糖尿病及血脂異常等，導致心血管疾病的風險增加。①肥胖與高血壓：肥胖兒童體內脂肪聚積過多，導致機體耗氧量增加，從而加重心臟負荷，引起高血壓疾病。本研究發現，從兒童時期到成人時期BMI累積負擔較高組及縱向趨勢較高組發生高血壓的風險均約為正常個體的2.2倍。②肥胖與糖尿病：肥胖兒童體內聚積了大量脂肪，而脂肪的長期堆積會降低器官對胰島素的敏感性，致使機體葡萄糖代謝出現異常，糖耐量下降，這也解釋了肥胖的長期負擔與2型糖尿病的發病關系。本研究直接客觀地闡明了從兒童時期開始BMI的長期累積負擔對于遠期糖耐量異常的影響。③肥胖與血脂異常：肥胖會造成體內脂質代謝紊亂，尤其是導致甘油三酯及HDL-C的升高，而這兩者對心臟健康尤為重要。研究表明，甘油三酯與HDL-C的比值可以獨立預測心血管事件和心血管高危因素患者的長期死亡率[15]。本研究以兒童到成人的BMI累積負擔作為影響因素，再次證實了這一結論。

3.4局限性

本研究仍然存在以下局限性。首先，我們的研究對象主要來自中國北方農村地區，將這些結論推廣到其他種族或民族時，應考慮研究人群的種族限制。其次，本研究的參與者年齡為6歲及以上兒童，缺乏6歲以下兒童的數據。最后，我們的研究中沒有包含身體活動及飲食數據，因而無法排除這些因素對結局指標的影響。

綜上所述，本研究確定了所有受試者從童年到成年的BMI增長曲線，表明高BMI的長期負擔及縱向趨勢顯著增加了心臟代謝異常的風險。超重及肥胖對心臟代謝的影響始于生命早期。我們強調從小控制體重對心臟代謝健康的重要性。