穩(wěn)定期COPD患者骨骼肌力量下降現(xiàn)狀及膳食風(fēng)險(xiǎn)因素分析

裴華蓮，喬婷婷，王 璐，張澤文，戴江紅*

(1新疆醫(yī)科大學(xué)公共衛(wèi)生學(xué)院流行病學(xué)與統(tǒng)計(jì)學(xué)教研室，烏魯木齊 830013；2新疆醫(yī)科大學(xué)第一附屬醫(yī)院呼吸重癥醫(yī)學(xué)科；3新疆醫(yī)科大學(xué)護(hù)理學(xué)院；*通訊作者,E-mail:epidjh@163.com)

慢性阻塞性肺疾病(chronic obstructive pulmonary disease，COPD)是一種以氣流受限為特征的呼吸道慢性炎癥性疾病,發(fā)病率及死亡率高,臨床表現(xiàn)為進(jìn)行性呼吸困難及肺功能減退[1]。骨骼肌力量下降已成為COPD患者重要的肺外表現(xiàn)[2]，握力是肌肉力量的主要測(cè)量指標(biāo)[3-5]，肌肉力量下降不僅出現(xiàn)在中重度疾病中，也出現(xiàn)于病程的早期[6,7]，嚴(yán)重影響患者的生存質(zhì)量及預(yù)后，并已被證明是COPD患者死亡的獨(dú)立預(yù)測(cè)因子[8]。研究顯示，營(yíng)養(yǎng)狀況、體力活動(dòng)、慢性疾病等多因素均與肌肉力量密切相關(guān)[9,10]，但缺乏針對(duì)性風(fēng)險(xiǎn)預(yù)測(cè)數(shù)據(jù)。本研究旨在通過調(diào)查COPD患者以握力為測(cè)量指標(biāo)的骨骼肌力量降低的發(fā)病現(xiàn)狀，進(jìn)而分析其影響因素并建立風(fēng)險(xiǎn)診斷模型，對(duì)肌肉力量下降進(jìn)行更準(zhǔn)確風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估，探索更有效預(yù)防、護(hù)理及康復(fù)的途徑，提高患者健康水平。

1 資料與方法

1.1 一般資料

研究對(duì)象來源于國(guó)家重點(diǎn)研發(fā)計(jì)劃“西北區(qū)域自然人群隊(duì)列研究”子課題“新疆多民族自然人群隊(duì)列建設(shè)及健康隨訪研究”烏魯木齊現(xiàn)場(chǎng)(冶建及卡子灣社區(qū))的基線人群，從中篩選COPD患者共計(jì)370人。納入標(biāo)準(zhǔn)：①年齡35～74歲；②明確診斷為COPD，且咳嗽、咳痰、氣短等癥狀得到明顯控制者；③同意接受并能完成問卷調(diào)查和體格檢查。排除標(biāo)準(zhǔn)：①合并有血壓過高(收縮壓≥170 mmHg)、肺大泡、肺結(jié)核、肺部感染患者；②近1年內(nèi)腦出血、心肌梗死患者；③惡性腫瘤患者；④合并有心衰、2型糖尿病及嚴(yán)重骨質(zhì)疏松患者；⑤殘疾、精神障礙等無法配合運(yùn)動(dòng)測(cè)試者。本研究已通過新疆維吾爾自治區(qū)中醫(yī)藥研究所倫理委員會(huì)審查(2018XE0108)，所有研究對(duì)象均已簽署知情同意書。

1.2 問卷調(diào)查

采用《中國(guó)西北區(qū)域自然人群隊(duì)列建設(shè)研究》統(tǒng)一制定的調(diào)查問卷，由培訓(xùn)合格的調(diào)查員采用面對(duì)面的方式進(jìn)行調(diào)查，收集研究對(duì)象的基本信息(性別、年齡、民族、受教育程度等)及健康信息(吸煙、體力活動(dòng)情況及慢性病的疾病史)。采用標(biāo)準(zhǔn)方法測(cè)量身高、體質(zhì)量。體質(zhì)指數(shù)(body mass index, BMI)計(jì)算公式為：BMI(kg/m2)=體質(zhì)量/身高2。

1.3 膳食調(diào)查

通過膳食調(diào)查問卷了解研究對(duì)象過去一年中的食物攝入情況，對(duì)調(diào)查對(duì)象攝入食物的頻率(每天、4～6次/周、1～3次/周、1～3次/月、不吃或極少吃)以及平均每次的攝入量進(jìn)行詢問。依據(jù)膳食平衡指數(shù)(DBI-16)的標(biāo)準(zhǔn)[11]進(jìn)行賦值，計(jì)算每種食物組的攝入情況。DBI-16由8個(gè)指標(biāo)構(gòu)成，分別為：①谷類食物(米類、面類、粗糧)；②蔬菜水果(深色蔬菜、淺色蔬菜、水果)；③奶類及大豆類；④動(dòng)物性食物(肉類、蛋類、魚蝦類)；⑤純能量食物(食用油和酒精)；⑥調(diào)味品(添加糖、鹽)；⑦飲水；⑧食物種類。本次研究中未調(diào)查飲水的情況，故沒有對(duì)水的攝入量進(jìn)行評(píng)估。

1.4 食物組攝入情況界定

依據(jù)DBI-16標(biāo)準(zhǔn)[11]，食物評(píng)分在-2～2分之間為攝入適宜，<-2為攝入不足，>2為攝入過量。而其中谷類適宜分值范圍在-4～4，食物種類適宜分值范圍在-4～0，即低于8種推薦食物種類(每種25 g，大豆為5 g)即為食物種類攝入不足。

1.5 體成分測(cè)量

采用TANITADC-430MA人體成分分析儀(多導(dǎo)生物電阻抗原理)，測(cè)量?jī)?nèi)容包括體質(zhì)量、體脂肪量、肌肉量、水分、蛋白質(zhì)等多個(gè)指標(biāo)，由經(jīng)過統(tǒng)一培訓(xùn)并考核合格的調(diào)查員測(cè)量。本研究重點(diǎn)關(guān)注體脂肪量(fat mass，F(xiàn)M)及去脂含量(fat free mass, FFM)，去脂含量指體質(zhì)量扣除體脂肪量部分。體脂指數(shù)(fat mass index, FMI)=全身脂肪質(zhì)量/身高2。去脂體質(zhì)量指數(shù)(fat free mass index, FFMI, kg/m2)=全身非脂肪質(zhì)量/身高2[12]。

1.6 握力測(cè)量

應(yīng)用北京斯普特科技有限公司SPT-M276328型握力測(cè)試儀測(cè)量，調(diào)整兩蹬間距使其符合測(cè)試者手掌大小，測(cè)試者保持直立，雙足分開，待測(cè)試儀校零后左右手各測(cè)兩次，兩次間隔休息30 s，取其最大值。依據(jù)亞洲肌肉減少癥工作組(AWGS)[5]診斷標(biāo)準(zhǔn)，握力≤26 kg以上(男性)或≤18 kg以上(女性)定義為骨骼肌力量下降。

1.7 實(shí)驗(yàn)室檢測(cè)

被調(diào)查對(duì)象空腹10～12 h后，清晨由專業(yè)的護(hù)士使用真空采血裝置采集研究對(duì)象血標(biāo)本，實(shí)驗(yàn)室檢測(cè)由醫(yī)院檢驗(yàn)科專業(yè)人員完成，本研究重點(diǎn)關(guān)注血紅蛋白(HB)和血清白蛋白(ALB)測(cè)量指標(biāo)。男性血紅蛋白小于130 g/L,女性小于110 g/L為血紅蛋白偏低；男女性白蛋白<20 g/L為白蛋白偏低[13]。

1.8 統(tǒng)計(jì)學(xué)分析

2 結(jié)果

2.1 骨骼肌力量下降情況調(diào)查結(jié)果

本研究共納入COPD患者共370例，平均年齡(66.8±10.6)歲，骨骼肌力量下降者143例，占38.7%；超重及肥胖者(BMI≥24.0 kg/m2)197例，占53.2%。基線特征中不同年齡、教育程度、體力活動(dòng)、COPD分級(jí)、體質(zhì)指數(shù)、去脂體質(zhì)量指數(shù)及不同血紅蛋白含量的患者，以及膳食特征中奶類、蛋類、食用油及食物種類攝入量不同的患者，其骨骼肌力量下降情況的差異具有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P<0.05，見表1，表2)。

表1 不同基線特征患者骨骼肌力量下降情況的分布

表2 不同食物組攝入特征患者骨骼肌力量下降情況的分布

2.2 Lasso方法篩選骨骼肌力量下降的影響因素

由表1、表2篩選出的變量(P<0.20)，包括年齡、民族、教育程度、體力活動(dòng)、COPD分級(jí)、BMI、FFMI、血紅蛋白、白蛋白、蔬菜、水果、奶類、魚蝦、蛋類、食用油、食物種類共16個(gè)變量，進(jìn)行多重共線性分析，計(jì)算方差膨脹因子(variance inflation factor, VIF)為42.441，即變量間存在明顯的共線性，因此選用Lasso回歸分析進(jìn)行進(jìn)一步變量篩選。

運(yùn)用Lasso回歸篩選變量時(shí)以赤池信息準(zhǔn)則(AIC，Akaike Information Criterion)為標(biāo)準(zhǔn)選擇平均誤差在一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)差以內(nèi)的最大的正則化參數(shù)λ，使用Lasso方法從變量中選出5個(gè)具有非零系數(shù)的顯著性指標(biāo)，分別為食物種類、蛋類、年齡、FFMI和COPD分級(jí)。在Lasso模型中通過交叉驗(yàn)證的方法篩選參數(shù)λ最合適值的過程見圖1。隨著λ值逐漸增大，回歸系數(shù)趨向于零；并且隨著λ值逐漸增大，均方誤差逐漸增大(見圖1)。兩條虛線之間為最優(yōu)模型，當(dāng)logλ為-5.05時(shí)，所選擇參數(shù)為5個(gè)，此時(shí)Lasso模型為最優(yōu)。篩出以上5個(gè)因素后再次進(jìn)行共線性分析，VIF為4.830，此時(shí)適合進(jìn)一步的Logistic回歸分析。

圖1 基于Lasso回歸的特征性變量篩選Figure 1 Characteristic variable screening based on lasso regression

2.3 影響COPD患者骨骼肌力量下降的多因素Logistic回歸分析

以骨骼肌力量下降為因變量，以Lasso方法篩選出的5個(gè)因素為自變量，變量賦值見表3，建立多因素Logistic回歸風(fēng)險(xiǎn)診斷模型，得出有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義的因素為食物種類、年齡、FFMI、COPD分級(jí)，其中食物種類不足、高齡、COPD高分級(jí)均與骨骼肌力量下降的高風(fēng)險(xiǎn)相關(guān)，而較高的FFMI為保護(hù)相關(guān)(見圖2)。進(jìn)一步應(yīng)用列線圖實(shí)現(xiàn)模型可視化，如患者年齡45歲，膳食種類不足，F(xiàn)FMI=14，COPDⅢ級(jí)，骨骼肌力量下降的發(fā)生概率約為0.52(見圖3)，應(yīng)用ROC曲線下面積AUC分析列線圖模型的區(qū)分度，AUC為0.958(見圖4)，表明模型的區(qū)分度較好。

表3 多因素Logistic回歸變量賦值表

圖2 COPD患者骨骼肌力量下降的多因素Logistic回歸分析結(jié)果Figure 2 Results of multivariate logistic regression analysis of decreased skeletal muscle strength in patients with COPD

圖3 COPD患者骨骼肌力量降低的多因素Logistic回歸風(fēng)險(xiǎn)診斷模型列線圖Figure 3 Nomogram of multivariate logistic regression risk diagnosis model for skeletal muscle strength reduction in COPD patients

圖4 COPD患者骨骼肌力量降低的多因素logistic回歸模型ROC曲線Figure 4 ROC curve of multifactor logistic regression model of decreased skeletal muscle strength in patients with COPD

3 討論

握力是全身肌肉力量及全因死亡率的重要預(yù)測(cè)因子[14]，是一系列疾病和不同部位相互關(guān)聯(lián)的肌力的潛在反映，握力的基線值和日?；顒?dòng)功能之間呈現(xiàn)明顯的線性關(guān)系[15]。COPD患者由于活動(dòng)減少、營(yíng)養(yǎng)及能量失衡、缺氧、高碳酸血癥、炎癥、電解質(zhì)紊亂等多種因素導(dǎo)致肌肉力量下降[16]，且下降速度明顯高于同齡健康人群。對(duì)于COPD患者骨骼肌力量下降的預(yù)防策略及針對(duì)性的干預(yù)治療,已經(jīng)成為目前COPD管理和研究的熱點(diǎn)內(nèi)容。Jaitovich等[17]研究發(fā)現(xiàn)約40%的COPD患者出現(xiàn)不同程度肌肉力量下降及功能障礙，并與疾病的不良結(jié)局有關(guān)。Seymour等[6]的報(bào)道顯示，三分之一的COPD患者在疾病早期出現(xiàn)股四頭肌功能障礙。另外，一項(xiàng)涉及9 637例COPD患者的薈萃分析顯示，肌肉質(zhì)量及力量下降總患病率為15.5%～34%[18]。本研究所調(diào)查COPD患者骨骼肌力量下降的檢出率為38.65%，與以上研究結(jié)果基本一致。

骨骼肌力量下降的風(fēng)險(xiǎn)因素研究有助于探索其盡早預(yù)防、治療及干預(yù)的有效途徑，以改善患者的運(yùn)動(dòng)能力，提高其生活質(zhì)量。首先，膳食作為疾病的重要外源性因素與機(jī)體的健康結(jié)局緊密相關(guān)，且整體膳食模式與疾病關(guān)聯(lián)已成為膳食研究新的方向。Schols等[19]的研究證實(shí)，均衡、高質(zhì)量的膳食對(duì)所有COPD患者機(jī)體功能都是有益的。Bloom等[20]的薈萃分析同樣顯示了均衡膳食與身體衰弱的負(fù)向關(guān)聯(lián)性。本研究基于膳食平衡指數(shù)(DBI-16)對(duì)COPD患者進(jìn)行膳食質(zhì)量與肌肉力量下降的關(guān)聯(lián)分析也得到了與之相似的結(jié)果，即攝入食物種類不足是骨骼肌力量下降的危險(xiǎn)因素。食物多樣性是均衡膳食的保證，多樣性膳食可滿足機(jī)體各種營(yíng)養(yǎng)需求，補(bǔ)充單一膳食的不足，對(duì)于保護(hù)身體機(jī)能具有重要作用。另外，低FFMI同樣是影響骨骼肌力量下降的重要因素，這與Chua等[21]團(tuán)隊(duì)的研究結(jié)果一致。FFMI是反映去脂含量的指標(biāo)，體現(xiàn)肌肉骨骼等健康成分，代表健壯程度，COPD患者會(huì)出現(xiàn)肌肉質(zhì)量和骨密度的同步下降[22,23]，導(dǎo)致患者肌肉力量下降，甚至導(dǎo)致認(rèn)知功能障礙[24]，加之患者呼吸困難導(dǎo)致的氣體交換受損，使患者處于被迫靜息狀態(tài)，最終加劇肌肉力量下降。

本研究中還進(jìn)一步呈現(xiàn)了可視化模型及模型驗(yàn)證，列線圖可以簡(jiǎn)單直觀地看出COPD骨骼肌力量下降的診斷風(fēng)險(xiǎn)，AUC為0.958，較精準(zhǔn)確定肌力下降的風(fēng)險(xiǎn)，并具有較高的靈敏度、可靠性及可推廣性。雖然握力下降臨床測(cè)量非常簡(jiǎn)單，但是提前風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估更為重要。COPD患者機(jī)體處于高分解代謝狀態(tài)，營(yíng)養(yǎng)攝入量下降和活動(dòng)減少加劇了營(yíng)養(yǎng)不良的發(fā)生，導(dǎo)致骨骼肌質(zhì)量損失和功能下降[25]，甚至構(gòu)成了肌肉衰減綜合征，并進(jìn)一步影響全身各器官系統(tǒng)的功能及疾病預(yù)后。因此，肌肉功能成為制約疾病進(jìn)展與生存狀態(tài)的重要因素，應(yīng)從預(yù)防和管理與年齡、營(yíng)養(yǎng)狀況及疾病分級(jí)有關(guān)的肌肉力量和身體功能損失的策略出發(fā)，精準(zhǔn)評(píng)估，采取防病治病及營(yíng)養(yǎng)干預(yù)綜合措施提高患者健康水平，延緩疾病進(jìn)展。

綜上所述，本研究在針對(duì)COPD患者骨骼肌力量下降基線調(diào)查的基礎(chǔ)上，以膳食質(zhì)量調(diào)查為切入點(diǎn)構(gòu)建膳食相關(guān)的風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估模型，對(duì)骨骼肌力量下降進(jìn)行更精準(zhǔn)風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估，對(duì)今后探索更有效預(yù)防、護(hù)理及康復(fù)途徑，提高患者運(yùn)動(dòng)能力及生活質(zhì)量提供理論依據(jù)。但本研究存在局限性，樣本量偏小且非隨機(jī)抽樣，可能存在選擇偏倚。另外，僅局限于橫斷面的研究，因果關(guān)系的結(jié)論還需要今后更大規(guī)模的前瞻性研究進(jìn)一步確定。