高強(qiáng)度間歇訓(xùn)練對(duì)COPD患者干預(yù)效果的Meta分析

鄭江，漢瑞娟，張紅霞，韓欣怡

2020年，慢性阻塞性肺疾病(Chronic Obstructive Pulmonary Disease，COPD)已成為我國(guó)第三大疾病死亡原因，是全球范圍內(nèi)發(fā)病率和病死率最高的疾病之一[1-2]。全球40歲以上人群COPD患病率為9%～10%，我國(guó)40歲以上人群COPD患病率約為13.7%，且總體上仍處于增長(zhǎng)狀態(tài)[3-4]。COPD患者會(huì)出現(xiàn)呼吸困難、疲勞、運(yùn)動(dòng)耐力下降等一系列癥狀，嚴(yán)重影響其日?；顒?dòng)及生活質(zhì)量[5]。肺康復(fù)可以改善COPD患者的健康狀況、提高運(yùn)動(dòng)耐量，對(duì)COPD患者有很多好處[6]。美國(guó)胸科協(xié)會(huì)、歐洲呼吸學(xué)會(huì)和美國(guó)心肺康復(fù)學(xué)會(huì)等均認(rèn)為運(yùn)動(dòng)鍛煉是肺康復(fù)治療的核心部分[7-8]。2021年版COPD全球倡議仍關(guān)注運(yùn)動(dòng)訓(xùn)練在肺康復(fù)中的作用，并推薦患者進(jìn)行長(zhǎng)期、規(guī)律的軀體活動(dòng)鍛煉[9]。高強(qiáng)度間歇訓(xùn)練(High-Intensity Interval Training，HIIT)是在短時(shí)間內(nèi)多次重復(fù)高強(qiáng)度運(yùn)動(dòng)，并在運(yùn)動(dòng)間穿插較低強(qiáng)度或間歇的一種訓(xùn)練方式[10]。HIIT有利于克服部分COPD患者對(duì)長(zhǎng)時(shí)間、持續(xù)強(qiáng)度運(yùn)動(dòng)的不耐受性，近年來(lái)被國(guó)內(nèi)外學(xué)者廣泛應(yīng)用于肺康復(fù)治療中，但具體效果仍存在爭(zhēng)議。因此，本研究利用Meta分析評(píng)價(jià)HIIT對(duì)COPD患者的干預(yù)效果，旨在為臨床指導(dǎo)COPD患者進(jìn)行運(yùn)動(dòng)鍛煉提供參考。

1 資料與方法

1.1文獻(xiàn)納入與排除標(biāo)準(zhǔn) 納入標(biāo)準(zhǔn):①研究對(duì)象。臨床診斷為COPD，處于疾病穩(wěn)定期；年齡≥40歲；意識(shí)清楚，無(wú)精神疾病。②干預(yù)措施。試驗(yàn)組為HIIT；對(duì)照組為常規(guī)護(hù)理或中、低強(qiáng)度運(yùn)動(dòng)。③研究類型。國(guó)內(nèi)外公開(kāi)發(fā)表的隨機(jī)對(duì)照試驗(yàn)(RCT)。④結(jié)局指標(biāo)。為以下7項(xiàng)中的任意1項(xiàng)或多項(xiàng)：峰值攝氧量(VO2peak)；第1秒用力呼氣容積(FEV1)；第1秒用力呼氣容積占用力肺活量百分比(FEV1/FVC%)；6分鐘步行距離(6WMD)；運(yùn)動(dòng)持續(xù)時(shí)間；圣喬治呼吸問(wèn)卷(SGRQ)；呼吸困難癥狀。排除標(biāo)準(zhǔn)：試驗(yàn)組高強(qiáng)度運(yùn)動(dòng)干預(yù)措施不清楚；非隨機(jī)對(duì)照試驗(yàn)；未能獲取全文；試驗(yàn)設(shè)計(jì)不嚴(yán)謹(jǐn)；提供的數(shù)據(jù)、信息存在缺失的文獻(xiàn)；重復(fù)發(fā)表的文獻(xiàn)；非中、英文文獻(xiàn)；文獻(xiàn)質(zhì)量評(píng)價(jià)為C級(jí)的文獻(xiàn)。

1.2檢索策略 計(jì)算機(jī)檢索PubMed、Embase、Web of Science、Cochrane Library、中國(guó)知網(wǎng)、中國(guó)生物醫(yī)學(xué)文獻(xiàn)數(shù)據(jù)庫(kù)、萬(wàn)方、維普等數(shù)據(jù)庫(kù)，并輔以手工檢索納入文獻(xiàn)的參考文獻(xiàn)。檢索時(shí)限為建庫(kù)至2021年6月，采用主題詞結(jié)合自由詞的方式。英文檢索詞為：high-intensity interval training，HIIT，HIIE，high intensity interval exercise，aerobic interval exercise，aerobic interval training，high intensity intermittent exercise，high intensity intermittent training，high intensity aerobic exercise；chronic obstructive pulmonary disease，COPD。中文檢索詞為：高強(qiáng)度間歇訓(xùn)練，高強(qiáng)度間歇運(yùn)動(dòng)，高強(qiáng)度間隔訓(xùn)練；慢性阻塞性肺疾病，COPD，慢阻肺。

1.3文獻(xiàn)篩選及數(shù)據(jù)提取 使用EndNote X9去除重復(fù)文獻(xiàn)后，由2名研究者獨(dú)立按照納入與排除標(biāo)準(zhǔn)篩選文獻(xiàn)，用Excel建立統(tǒng)一的資料提取表提取文獻(xiàn)數(shù)據(jù)，并交叉核對(duì)結(jié)果。如有分歧，2名研究者討論，并征求第3名研究者的意見(jiàn)，最終達(dá)成一致。資料提取內(nèi)容包括：①文獻(xiàn)第一作者、發(fā)表年份、國(guó)家；②研究對(duì)象、分組及樣本量；③試驗(yàn)組及對(duì)照組的干預(yù)措施；④結(jié)局指標(biāo)。

1.4文獻(xiàn)質(zhì)量評(píng)價(jià) 由2名研究者采用Cochrane RCT質(zhì)量風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)，獨(dú)立對(duì)納入文獻(xiàn)進(jìn)行質(zhì)量評(píng)價(jià)。主要評(píng)價(jià)內(nèi)容包括：隨機(jī)序列產(chǎn)生、分配隱藏、盲法、結(jié)果數(shù)據(jù)的完整性、選擇性報(bào)告研究結(jié)果、其他偏倚。以“低風(fēng)險(xiǎn)偏倚”“高風(fēng)險(xiǎn)偏倚”或“不清楚”評(píng)價(jià)每項(xiàng)標(biāo)準(zhǔn)。納入研究完全滿足上述標(biāo)準(zhǔn)，表明發(fā)生各種偏倚的可能最小，文獻(xiàn)質(zhì)量等級(jí)為A級(jí)；納入研究部分滿足上述標(biāo)準(zhǔn)，文獻(xiàn)質(zhì)量等級(jí)為B級(jí)；納入研究完全不滿足上述標(biāo)準(zhǔn)，表明發(fā)生各種偏倚的可能最大，文獻(xiàn)質(zhì)量等級(jí)為C級(jí)。本研究不納入質(zhì)量等級(jí)為C的文獻(xiàn)。

1.5統(tǒng)計(jì)學(xué)方法 采用RevMan5.4軟件進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析。首先進(jìn)行異質(zhì)性檢驗(yàn)，納入的研究結(jié)果間異質(zhì)性采用χ2檢驗(yàn)進(jìn)行分析(檢驗(yàn)水準(zhǔn)α=0.1)，同時(shí)結(jié)合I2定量判斷異質(zhì)性大小，若各研究間無(wú)異質(zhì)性(P≥0.1，I2≤50%)，則采用固定效應(yīng)模型分析；若各研究間存在異質(zhì)性(P<0.1，I2>50%)，則采用隨機(jī)效應(yīng)模型分析。本研究納入的結(jié)局指標(biāo)均為連續(xù)型資料，評(píng)估工具及度量衡單位相同時(shí)，采用均數(shù)差(MD)、95%CI表示，不全相同時(shí)采用標(biāo)準(zhǔn)化均數(shù)差(SMD)、95%CI表示。檢驗(yàn)水準(zhǔn)α=0.05。

2 結(jié)果

2.1文獻(xiàn)檢索結(jié)果、基本特征及質(zhì)量評(píng)價(jià) 初步檢索共獲得文獻(xiàn)1 866篇，最終納入13篇文獻(xiàn)[11-23]，其中英文12篇，中文1篇。基本特征及質(zhì)量評(píng)價(jià)見(jiàn)表1。

表1 納入文獻(xiàn)的基本特征及質(zhì)量評(píng)價(jià)

2.2Meta分析結(jié)果

2.2.1峰值攝氧量 7項(xiàng)研究評(píng)價(jià)了HIIT對(duì)COPD患者VO2peak的影響。由于測(cè)量工具不同，選擇SMD合并效應(yīng)量，研究間無(wú)異質(zhì)性(P=0.12，I2=41%)，采用固定效應(yīng)模型。結(jié)果顯示，HIIT能提高COPD患者的峰值攝氧量，見(jiàn)圖1。

圖1 高強(qiáng)度間歇訓(xùn)練對(duì)COPD患者VO2peak的影響

2.2.2FEV13項(xiàng)研究[13，15，23]報(bào)告了HIIT對(duì)COPD患者FEV1的影響。研究間存在異質(zhì)性(P=0.01，I2=76%)，采用敏感性分析，去除Alcazar等[13]研究后，各研究間無(wú)異質(zhì)性(P=0.85，I2=0%)，采用固定效應(yīng)模型進(jìn)行分析。結(jié)果顯示，HIIT可以改善COPD患者FEV1，差異具有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義[SMD=0.54，95%CI(0.13，0.95)，P=0.01]。

2.2.3FEV1/FVC% 3項(xiàng)研究[13，15，23]報(bào)告了HIIT對(duì)COPD患者FEV1/FVC%的影響。研究間存在異質(zhì)性(P=0.000，I2=88%)，采用敏感性分析，去除Alcazar等[13]研究后，各研究間不存在異質(zhì)性(P=0.92，I2=0%)，采用固定效應(yīng)模型進(jìn)行分析。結(jié)果顯示，HIIT可以改善COPD患者FEV1/FVC%，差異具有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義[SMD=0.52，95%CI(0.11，0.92)，P=0.01]。

2.2.46WMD 9項(xiàng)研究評(píng)價(jià)了HIIT對(duì)COPD患者6WMD的影響。研究間無(wú)異質(zhì)性(P=0.24，I2=22%)，采用固定效應(yīng)模型。結(jié)果顯示，HIIT能顯著提高COPD患者的6WMD，見(jiàn)圖2。

圖2 高強(qiáng)度間歇訓(xùn)練對(duì)COPD患者6WMD的影響

2.2.5運(yùn)動(dòng)持續(xù)時(shí)間 4項(xiàng)研究[14，18，21-22]使用運(yùn)動(dòng)持續(xù)時(shí)間作為結(jié)局指標(biāo)，共納入197例，其中HIIT組97例，對(duì)照組100例。研究間無(wú)異質(zhì)性(P=0.22，I2=32%)，采用固定效應(yīng)模型進(jìn)行分析，結(jié)果顯示，HIIT組與對(duì)照組相比，運(yùn)動(dòng)持續(xù)時(shí)間差異無(wú)統(tǒng)計(jì)學(xué)意義[SMD=-0.04，95%CI(-0.31，0.24)，P=0.79]。

2.2.6SGRQ 4項(xiàng)研究比較了兩組患者SGRQ。研究間無(wú)異質(zhì)性(P=0.46，I2=0%)，采用固定效應(yīng)模型。結(jié)果顯示，HIIT組SGRQ得分顯著低于對(duì)照組，說(shuō)明HIIT可改善COPD患者SGRQ得分，見(jiàn)圖3。

圖3 高強(qiáng)度間歇訓(xùn)練對(duì)COPD患者SGRQ的影響

2.2.7呼吸困難癥狀 4項(xiàng)研究[15，20-22]采用Brog量表評(píng)價(jià)呼吸困難癥狀，共納入213例，其中HIIT組103例，對(duì)照組110例。合并結(jié)果顯示研究間無(wú)異質(zhì)性(P=0.82，I2=0%)，采用固定效應(yīng)模型。結(jié)果顯示，HIIT對(duì)改善COPD患者呼吸困難癥狀無(wú)明顯作用，差異無(wú)統(tǒng)計(jì)學(xué)意義[MD=-0.08，95%CI(-0.42，0.26)，P=0.65]。

2.3發(fā)表偏倚和敏感性分析 將結(jié)局指標(biāo)為6WMD的9篇文獻(xiàn)[12-15，17-19，21-22]進(jìn)行漏斗圖分析，見(jiàn)圖4。結(jié)果顯示大部分研究處于頂端且漏斗圖兩側(cè)基本對(duì)稱，故認(rèn)為研究存在發(fā)表偏倚的可能性小。分別將研究的結(jié)局指標(biāo)VO2peak、運(yùn)動(dòng)持續(xù)時(shí)間、SGRQ、呼吸困難癥狀逐個(gè)剔除后行敏感性分析，結(jié)果顯示合并效應(yīng)量并未發(fā)生明顯改變，Meta分析結(jié)果基本穩(wěn)定。

圖4 結(jié)局指標(biāo)為6WMD文獻(xiàn)的漏斗圖

3 討論

3.1HIIT可改善COPD患者的心肺功能 本研究結(jié)果顯示，HIIT組VO2peak、FEV1、FEV1/FVC%均高于對(duì)照組，表明HIIT能夠改善COPD患者的心肺功能。Alcazar等[13]研究表明，與常規(guī)護(hù)理組COPD患者的心肺功能狀況相比較，完成12周高強(qiáng)度間歇訓(xùn)練的COPD患者VO2peak、FEV1、FEV1/FVC%等指標(biāo)都有明顯改善，與本研究的結(jié)果相似。COPD是一種以氣道和肺泡異常為特征、氣流受限不完全可逆的慢性肺部疾病，患者呼吸肌力量和活動(dòng)耐量降低，肺功能持續(xù)下降[24]。VO2peak、FEV1、FEV1/FVC%是評(píng)價(jià)心肺功能重要的客觀指標(biāo)[25]。體力活動(dòng)減少是COPD患者心肺功能下降的原因之一，心肺功能下降后患者被迫采取久坐不動(dòng)的生活方式[26]。因此，運(yùn)動(dòng)訓(xùn)練對(duì)COPD患者心肺的影響是至關(guān)重要的。與其他訓(xùn)練方案相比，HIIT給機(jī)體的刺激更大，同時(shí)利用間歇期克服患者對(duì)高強(qiáng)度運(yùn)動(dòng)的不耐受。高強(qiáng)度的訓(xùn)練一方面能提高心肌收縮力、提高心率、擴(kuò)大每搏輸出量，增加身體組織可以吸收和利用的氧氣量；另一方面，能增加潮氣量，改變呼吸頻率，使患者的呼吸肌力、呼吸肌耐力及通氣效率提高，改善動(dòng)態(tài)肺過(guò)度充氣[27]。而訓(xùn)練中的間歇期有助于減少呼氣末肺容量，降低攝氧量和減慢心率。高強(qiáng)度訓(xùn)練與間歇期的結(jié)合，能有效提高心肺運(yùn)動(dòng)負(fù)荷，從而改善COPD患者的心肺功能。

3.2HIIT能增強(qiáng)COPD患者的運(yùn)動(dòng)能力 本研究結(jié)果顯示HIIT組的6WMD優(yōu)于對(duì)照組，表明HIIT能夠增強(qiáng)患者的運(yùn)動(dòng)能力。COPD患者通換氣功能障礙，導(dǎo)致運(yùn)動(dòng)能力下降、骨骼肌萎縮，反過(guò)來(lái)進(jìn)一步損害肺功能[28]。目前國(guó)內(nèi)公認(rèn)的反映運(yùn)動(dòng)能力的指標(biāo)包括6WMD、運(yùn)動(dòng)持續(xù)時(shí)間等[29]。6WMD是COPD嚴(yán)重程度的重要觀察指標(biāo)，受患者肌肉力量、疾病狀況或運(yùn)動(dòng)效率的影響。COPD患者的運(yùn)動(dòng)效率降低，可能與肌肉氧化酶活性、新陳代謝和肌肉毛細(xì)血管的減少有關(guān)[30]。HIIT可以改善機(jī)體對(duì)骨骼肌的氧供應(yīng)，減少乳酸生成，同時(shí)可以減少全身氧化應(yīng)激，提高骨骼肌有氧運(yùn)動(dòng)能力，進(jìn)一步改善運(yùn)動(dòng)耐量和體能表現(xiàn)。因此，HIIT有助于提高患者外周肌肉力量及運(yùn)動(dòng)時(shí)的機(jī)體工作效率，增加6WMD。Gallo-Silva等[19]的隨機(jī)對(duì)照研究中，試驗(yàn)組在恒溫泳池進(jìn)行高強(qiáng)度間歇運(yùn)動(dòng)，對(duì)照組進(jìn)行常規(guī)護(hù)理，結(jié)果顯示，HIIT組6WMD顯著增加，差異具有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義，與本研究結(jié)果相似。但本研究結(jié)果顯示HIIT未能顯著影響COPD患者的運(yùn)動(dòng)持續(xù)時(shí)間，這與Mador等[21]的研究結(jié)果有差異，分析原因可能是納入研究的運(yùn)動(dòng)干預(yù)時(shí)間不同，且均未對(duì)研究對(duì)象進(jìn)行長(zhǎng)期隨訪，存在一定的異質(zhì)性。建議研究者未來(lái)在開(kāi)展相關(guān)研究時(shí)，要進(jìn)行長(zhǎng)期隨訪，記錄隨訪期間COPD患者運(yùn)動(dòng)時(shí)長(zhǎng)、持續(xù)時(shí)間、身體狀況的變化，鼓勵(lì)患者增強(qiáng)堅(jiān)持長(zhǎng)期運(yùn)動(dòng)的信心，督促其盡量按照計(jì)劃完成訓(xùn)練方案。

3.3HIIT可提高COPD患者健康相關(guān)生活質(zhì)量 本研究結(jié)果顯示，相比對(duì)照組，HIIT組SGRQ得分明顯下降。COPD易反復(fù)發(fā)作且呈進(jìn)行性加重，患者肺功能和運(yùn)動(dòng)能力逐漸下降，勞動(dòng)能力日益喪失。部分患者生活無(wú)法自理，日?；顒?dòng)受到限制，甚至出現(xiàn)呼吸困難加重、心理障礙、營(yíng)養(yǎng)不良等并發(fā)癥，嚴(yán)重影響患者的生活質(zhì)量[29]。SGRQ與患者健康相關(guān)生活質(zhì)量和功能狀態(tài)相關(guān)，被認(rèn)為是評(píng)價(jià)COPD患者生活質(zhì)量效能最高的評(píng)分系統(tǒng)，得分越高表明健康相關(guān)生活質(zhì)量越差[31]。分析原因可能是因?yàn)镠IIT更好地改善了COPD患者的肺功能和運(yùn)動(dòng)能力，改變了其日常體力活動(dòng)和運(yùn)動(dòng)習(xí)慣，利于患者調(diào)節(jié)焦慮、抑郁、孤獨(dú)等情緒，從而在一定程度上提高了健康相關(guān)生活質(zhì)量。Borg評(píng)分用于評(píng)估COPD患者呼吸困難的程度，與其他健康狀況評(píng)估方法有一定的相關(guān)性[32]。本研究結(jié)果顯示兩組患者Borg得分差異無(wú)統(tǒng)計(jì)學(xué)意義，表明HIIT對(duì)COPD患者呼吸困難癥狀的改善效果不顯著。Hsieh等[15]研究結(jié)果表明，無(wú)論訓(xùn)練強(qiáng)度如何，Borg評(píng)分在訓(xùn)練后均無(wú)明顯變化，與本研究的結(jié)果相似。進(jìn)一步分析發(fā)現(xiàn)，可能是由于所納入的研究對(duì)象多為老年患者，其身體機(jī)能差，加上干預(yù)時(shí)間過(guò)短、患者缺乏主動(dòng)活動(dòng)意愿等因素，無(wú)法充分體現(xiàn)高強(qiáng)度間歇訓(xùn)練的干預(yù)效果。建議研究者在開(kāi)展HIIT時(shí)，要關(guān)注研究對(duì)象，尤其是老年患者的身體條件和活動(dòng)意愿，可以在運(yùn)動(dòng)過(guò)程中給予患者低流量氧氣治療，以改善低氧血癥，緩解呼吸困難癥狀。

4 小結(jié)

HIIT可以改善COPD患者的心肺功能，增強(qiáng)運(yùn)動(dòng)能力，一定程度上提高健康相關(guān)生活質(zhì)量，但對(duì)延長(zhǎng)運(yùn)動(dòng)持續(xù)時(shí)間、改善呼吸困難癥狀的效果不明顯。本研究的局限性：僅納入中、英文文獻(xiàn)，可能存在檢索不全的問(wèn)題；納入的13篇文獻(xiàn)質(zhì)量多為B級(jí)，原因可能是以訓(xùn)練為干預(yù)措施時(shí)，難以對(duì)患者和實(shí)施者均實(shí)施雙盲；納入研究所采用的HIIT強(qiáng)度及方式、訓(xùn)練時(shí)間、強(qiáng)度、頻率均存在差異，導(dǎo)致部分評(píng)價(jià)指標(biāo)間異質(zhì)性較高，可能造成最終測(cè)量指標(biāo)存在誤差。未來(lái)需要進(jìn)行高質(zhì)量、大樣本、多中心的研究，進(jìn)一步驗(yàn)證HIIT對(duì)運(yùn)動(dòng)持續(xù)時(shí)間、呼吸困難癥狀的干預(yù)效果。