BMI的长期负担对远期心脏代谢表型的影响：30年的队列随访研究

廖月园，牟建军

(西安交通大学第一附属医院心血管内科，陕西 西安 710061)

目前，肥胖已成为重大的全球挑战之一。到2025年，全球男性肥胖患病率将达到18.0%，女性将超过21.0%[1]。大量证据表明，超重和肥胖与心血管健康密切相关，包括高血压、糖尿病、冠心病和高脂血症等[2-3]。国内外儿童肥胖的发生率也在逐年增加，有关数据表明全球范围内患有肥胖症的儿童高达10.0%，发病率高居慢性疾病首位，目前肥胖已发展成为影响青少年健康的公共卫生问题[4]。

肥胖是一系列心脏代谢疾病发生的重要危险因素，这些疾病通常在成年期表现出来，但也可能起源于儿童时期[5]。已有越来越多的研究开始关注儿童肥胖所带来的健康问题。并且，儿童时期的体质量指数(body mass index，BMI)轨迹可独立于成人BMI，独立预测远期心脏代谢异常的风险[6]。然而，关于从儿童时期到成人时期肥胖的长期负担及其纵向增长趋势却很少被研究。因此，本研究的目的是确定受试者的BMI增长曲线，以评估从儿童至成人的BMI长期负担及纵向趋势，并探索较高的BMI长期负担和纵向趋势与成年心脏代谢表型之间的关系。

1资料与方法

1.1研究对象

本研究于1987年对陕西省汉中市农村地区的6～15岁在校中小学生4 623人进行血压、身高、体重等基线调查，建立“儿童高血压研究队列”，此后分别于1989年、1992年、1995年、2005年、2013年及2017年对该队列进行随访，共随访了30年，随访率为60.1%。失访原因包括移民、服兵役、精神类疾病及死亡等。排除患有严重心脑血管疾病、卒中、无血液样本或丢失测量数据等。最后，在进一步排除随访次数小于4次的受试者后，共1 553名成年人至少接受了4次及以上的随访检查(童年和成年时至少各检查2次)，被纳入本研究。该研究方案已获得西安交通大学医学院第一附属医院学术委员会批准 (XJTU1AF2015LSL-047)，并进行临床注册(NCT02734472)。本研究的所有参与者均签署了知情同意书。对于18岁以下的未成年人，知情同意书由其监护人签署。

1.2人体测量

本研究采用统一调查问卷，采集受试者的基本个人信息，包括吸烟、饮酒、既往史(高血压、糖尿病、心梗、卒中等)及家族史等，同时由经过统一培训的工作人员测量身高、体重、腰围及臀围等。身高和体重在身着内衣和脱鞋帽情况下进行，体重测量精确到0.5kg，身高测量精确到0.2cm，连续测量2次，取平均值。BMI=体重(kg)÷[身高(m)]2。

按照世界卫生组织(WHO)有关血压测量标准统一培训及考核工作人员并进行坐位血压的测量。测量环境要求安静、舒适。受试者测量前30min禁止吸烟，饮用咖啡、浓茶及剧烈活动等，测量前安静休息5min，使用合适的袖带测量右上臂坐位血压。重复测量3次血压，每次间隔2min，血压水平定义为3次血压测量的平均值。

1.3生化检测

在参与者禁食8～10h后，由经验丰富的护士在早上采集空腹静脉血样本。常温3 000r/min(离心机半径为16cm)离心10min，分离血清和血浆于-80℃冰箱保存备用。采用日立7060型全自动生化分析仪检测血生化指标，包括空腹血糖、血尿酸、总胆固醇、甘油三酯、高密度脂蛋白胆固醇(HDL-C)及低密度脂蛋白胆固醇(LDL-C)。

1.4定义

依据WHO对吸烟的定义，将“一生中连续或累计吸烟6个月或以上者”定义为吸烟者[7]。饮酒者定义为每天饮酒(烈性酒、啤酒或葡萄酒)，并持续6个月及以上者[8]。我们使用美国成人治疗组(adult treatment panel,ATP)第三次报告Ⅲ (ATP-Ⅲ)来定义代谢健康状态[9-10]。其中腰围与BMI具有共线性，所以没有被使用。具体来说，达到以下4项标准中的2项即被定义为心脏代谢异常：①收缩压升高(≥130mmHg)和/或舒张压升高(≥85mmHg)，或正在接受降压治疗；②甘油三酯升高(≥1.7mmol/L)或服用降脂药物；③空腹血糖升高(≥5.6mmol/L)或进行糖尿病药物治疗(胰岛素和口服降糖药)；④HDL-C降低(男性<1.04mmol/L，女性<1.29mmol/L)。

1.5统计学方法

2结果

2.1构建BMI生长曲线模型

以年龄为横坐标，以从儿童到成人的多个时间点测得的BMI为纵坐标，采用随机效应模型，构建每个受试者的BMI二次元生长曲线[11]。通过曲线下面积(area under the curve，AUC)来计算BMI的长期负担及纵向趋势。如图1所示，将每个受试者随访期间的曲线参数积分再除以随访时间得到AUC值。总AUC(a+b)被定义为BMI长期负担；而增量AUC(a)，由主体内的变异性决定，代表着线性和非线性纵向趋势的结合，被定义为BMI的纵向趋势[12]。由于AUC法测量了长期负担和趋势，因而比其他纵向分析模型更有优势。我们分别确定了总AUC及增量AUC四分位数，并将第四分位数作为BMI长期负担较高组及BMI纵向趋势较高组。

注：将BMI的AUC计算为受试者随访期间曲线参数的积分；a=增量AUC，b=基线AUC，总AUC=a+b。

2.2一般资料

本研究代谢健康组986人，代谢异常组567组。代谢异常组较代谢健康组有更高的BMI长期负担及纵向趋势(P<0.05)，见表1。

表1 代谢健康组和代谢异常组一般资料比较[n(%),M(P25,P75)]

注：*数据采用表示。

2.3不同组间心脏代谢表型的比较

BMI长期负担较高组发生心脏代谢异常202例，发病率为52.1%(202/388)；BMI长期负担正常组发生心脏代谢异常365例，发病率为31.3%(365/1 165)，BMI长期负担较高组心脏代谢异常发病率显著高于BMI长期负担正常组(χ2=53.967，P<0.001)；BMI纵向趋势较高组发生心脏代谢异常率为53.9%，较BMI纵向趋势正常组30.7%明显升高(χ2=67.214，P<0.001)，见图2。

图2 不同组间心脏代谢异常的患病率

2.4多因素Logistic回归分析

以心脏代谢表型的二分类分组变量为因变量进行多因素Logistic回归分析，结果显示，BMI长期负担及纵向趋势均与远期心脏代谢异常有关，其OR值及95%CI分别为2.593(2.003～3.358)、3.126(2.428～4.024)，P<0.001。并且，BMI长期负担及纵向趋势与远期高血压、糖尿病及高脂血症均有关，见表2。

表2 多因素Logistic回归分析BMI的长期负担和纵向趋势与心脏代谢异常的关系

3讨论

3.1儿童超重及肥胖现状

儿童时期是生命周期中身心健康发展的关键时期。而近30年来，全球儿童超重率及肥胖率均呈现增长趋势，已成为一个严重的公共卫生问题。2017年5月11日正式发布的《中国儿童肥胖报告》指出，如果不采取有效的干预措施，到2030年，预期我国0～7岁儿童肥胖率将达到6.0%，肥胖儿童数将增至664万人；7岁及以上学龄儿童超重肥胖率将达到28.0%，超重肥胖的儿童数将增至4 948万人[13]。儿童肥胖可对心血管系统、内分泌系统、呼吸系统等带来危害，严重危害儿童健康。儿童肥胖防控工作已刻不容缓。

本研究通过对陕西省汉中市儿童队列的30年持续随访，重点关注从儿童时期起BMI的累积负担和纵向趋势，从一个新的角度审视儿童超重和肥胖问题，并探索其对远期心脏代谢健康的危害。

3.2 BMI长期负担及纵向趋势与远期心脏代谢表型的关系

心脏代谢异常主要是以高血压、糖代谢及脂肪代谢异常为表现的症候群，极易诱发严重的心血管疾病，对个体健康威胁极大。心脏代谢异常是多种基因及环境因素共同作用的结果，其中肥胖是高危因素。儿童期肥胖与心脏代谢健康密切相关，是诱发心脏代谢异常的重要因素，对儿童及成年后的生命健康威胁极大[14]。

在本研究中，我们拟合了个体从儿童时期至成年时期的BMI曲线，来评估其BMI的长期累积负担及纵向发展趋势，并进一步探索其与心脏代谢表型的关系。我们发现成年后心脏代谢异常的个体比心脏代谢健康的个体有更高的BMI负担，而这种负担，从儿童时期已经开始累积。而且，BMI长期负担较高组发生心脏代谢异常的风险约为BMI长期负担正常组的2.6倍(OR=2.593)；BMI纵向趋势较高组发生心脏代谢异常的风险约为BMI纵向趋势正常组的3.1倍(OR=3.126)。这些结果提示，由于超重或者肥胖导致心脏代谢异常的风险起源于儿童时期，并且从儿童时期开始累积，这种累积负担越大，增长趋势越猛，发生心脏代谢异常的风险越高。提示早期开展儿童肥胖防控工作，防治儿童肥胖对于预防成年心脏代谢异常、预防心血管事件的发生具有重要意义。

3.3 BMI长期负担及纵向趋势与远期高血压、糖尿病及血脂异常的关系

肥胖与预期寿命缩短有关，其中最主要是因为肥胖可引起一系列代谢紊乱问题，包括高血压、2型糖尿病及血脂异常等，导致心血管疾病的风险增加。①肥胖与高血压：肥胖儿童体内脂肪聚积过多，导致机体耗氧量增加，从而加重心脏负荷，引起高血压疾病。本研究发现，从儿童时期到成人时期BMI累积负担较高组及纵向趋势较高组发生高血压的风险均约为正常个体的2.2倍。②肥胖与糖尿病：肥胖儿童体内聚积了大量脂肪，而脂肪的长期堆积会降低器官对胰岛素的敏感性，致使机体葡萄糖代谢出现异常，糖耐量下降，这也解释了肥胖的长期负担与2型糖尿病的发病关系。本研究直接客观地阐明了从儿童时期开始BMI的长期累积负担对于远期糖耐量异常的影响。③肥胖与血脂异常：肥胖会造成体内脂质代谢紊乱，尤其是导致甘油三酯及HDL-C的升高，而这两者对心脏健康尤为重要。研究表明，甘油三酯与HDL-C的比值可以独立预测心血管事件和心血管高危因素患者的长期死亡率[15]。本研究以儿童到成人的BMI累积负担作为影响因素，再次证实了这一结论。

3.4局限性

本研究仍然存在以下局限性。首先，我们的研究对象主要来自中国北方农村地区，将这些结论推广到其他种族或民族时，应考虑研究人群的种族限制。其次，本研究的参与者年龄为6岁及以上儿童，缺乏6岁以下儿童的数据。最后，我们的研究中没有包含身体活动及饮食数据，因而无法排除这些因素对结局指标的影响。

综上所述，本研究确定了所有受试者从童年到成年的BMI增长曲线，表明高BMI的长期负担及纵向趋势显著增加了心脏代谢异常的风险。超重及肥胖对心脏代谢的影响始于生命早期。我们强调从小控制体重对心脏代谢健康的重要性。