廣東省優(yōu)秀運動員免疫球蛋白指標分布特征及其影響因素*

張援， 郜艷暉， 宋愛晶， 劉晴

1.廣東省體育科學(xué)研究所 / 國家體育總局體能與訓(xùn)練適應(yīng)控制系統(tǒng)重點實驗室，廣東 廣州 510663

2.暨南大學(xué)基礎(chǔ)醫(yī)學(xué)與公共衛(wèi)生學(xué)院，廣東 廣州 510632

運動訓(xùn)練可引起運動員機體免疫應(yīng)激發(fā)生變化。大強度超負荷運動訓(xùn)練和緊張比賽均可能導(dǎo)致運動員免疫系統(tǒng)發(fā)生紊亂，增加運動員疾病易感性，影響運動員運動狀態(tài)和成績（Gleeson，2006；Córdova et al.，2010；Chinen et al.，2016；Walsh，2018；Simpson et al.，2020）。因此，在訓(xùn)練監(jiān)控中加強運動員免疫學(xué)指標觀察，科學(xué)評估運動員的機體免疫狀態(tài)，對促進和保護運動員健康，保障運動員高效完成訓(xùn)練計劃并在比賽中發(fā)揮出最好狀態(tài)，具有重要的現(xiàn)實意義。

免疫球蛋白（Ⅰg，immunoglobulin）是一類由B淋巴細胞分泌的具有抗體活性的，或化學(xué)性質(zhì)與抗體相似能與抗原發(fā)生特異性結(jié)合的球蛋白，是免疫分子中重要組成部分，普遍存在于血液、組織液和外分泌液中。血清Ⅰg 指標包括ⅠgG、ⅠgA、ⅠgM，其變化能非常敏銳地反映人體免疫水平狀況（孫遜，2022）35-37。

血清Ⅰg 指標由于檢測簡單快速、費用低和適用范圍廣，成為普通健康人群和運動員免疫機能狀況評定以及訓(xùn)練監(jiān)控的常用指標，也是評估診斷訓(xùn)練疲勞的重要依據(jù)。運動員尤其高水平運動員，由于長期進行大強度和超負荷運動訓(xùn)練，其Ⅰg 水平與普通健康人群相比具有一定人群特征，提示可能存在較大差異（Mackinnon，1997）。而目前用于評估運動員Ⅰg 狀況的參考值范圍，大多參照臨床教科書或試劑說明書等提供的普通健康人群標準（譚瓊，2013；李夢等，2014），這些標準還可能因普通健康人群的地域、種族、社會環(huán)境、飲食習(xí)慣和遺傳因素等影響存在一定差異（姜志勇等，2009；班永宏等，2015；Bayram et al.，2019）。因此采用普通健康人群Ⅰg 標準評估運動員的免疫機能狀況，可能無法真實反映運動員免疫水平，不利于科學(xué)訓(xùn)練監(jiān)控，具有一定局限性。在實際工作中，面向高水平運動員開展下隊科研服務(wù)實踐，探討影響運動員Ⅰg 水平的因素，并制定相應(yīng)的參考值范圍，非常有必要。

廣東作為體育大省，運動員競技體育水平在全國居于前列，運動項目分布廣泛、涵蓋面廣、運動項群齊全，科研人員長期以來對運動員開展運動訓(xùn)練狀態(tài)的精準監(jiān)控和科學(xué)評估，有豐富的運動機能監(jiān)控數(shù)據(jù)積累。基于運動免疫機能監(jiān)控在科學(xué)訓(xùn)練中的重要性和必要性，本文開展了廣東優(yōu)秀運動員Ⅰg 水平分布特點及其影響因素的研究，通過對廣東省備戰(zhàn)全運會優(yōu)秀運動員歷時8年的數(shù)據(jù)跟蹤，系統(tǒng)探討了性別、季節(jié)、運動類型、運動項群和備戰(zhàn)周期等多種因素對運動員Ⅰg 水平的影響。數(shù)據(jù)采集時間長，采集樣本量大，涉及運動項目多，研究采用偏度系數(shù)-中位數(shù)-變異系數(shù)（LMS，skewness-median-coefficient of variation）方法構(gòu)建了廣東省不同性別優(yōu)秀運動員Ⅰg 水平百分位數(shù)參考值和參考值范圍。

LMS 方法可在考慮因變量的分布以及協(xié)變量對因變量分布的影響下，建立因變量參考值范圍（Cole，1990；Cole et al.，1992），已被學(xué)者應(yīng)用于擬合特定性別年齡段人群健康指標（如肺功能、生長發(fā)育指標和握力等）參考值范圍（江梅，2013；張楠，2016；Ramírez-Ⅴélez et al.，2019）。相比于正態(tài)分布方法或百分位數(shù)方法，LMS 方法用于制定可能受多種因素影響的運動員Ⅰg 水平的參考值范圍，可能更科學(xué)合理。本研究采用LMS 方法建立運動員Ⅰg參考值范圍，有利于開展精準的個性化運動員Ⅰg水平評估、監(jiān)控和預(yù)警，幫助教練員和科研人員制定更加科學(xué)合理的訓(xùn)練計劃以及營養(yǎng)調(diào)控方案，科技助力全運備戰(zhàn)。

1 材料與方法

1.1 研究對象

選取2012—2019 年廣東省隊優(yōu)秀在訓(xùn)運動員共2 274 名（男性1 192 名，女性1 082 名）作為研究對象，運動員來自局直屬各訓(xùn)練中心35 個運動項目，在國際國內(nèi)重要賽事取得優(yōu)異成績。經(jīng)體檢所有研究對象均無腦血管疾病、高血壓以及心、肺、肝、腎等主要臟器疾病。

1.2 血清Ⅰg測量和質(zhì)量控制

抽取運動員晨起空腹靜脈血液2～3 mL，凝固后離心10 min（3 000～3 500 r/min），2 h內(nèi)分離新鮮血清樣本。采用Dimension Xpand Plus 全自動生化分析儀（德國）比濁法測定，嚴格按照儀器要求設(shè)置參數(shù)，4 h內(nèi)完成標本上機檢測Ⅰg。

所有質(zhì)控品、定標液和檢驗試劑均采用儀器原裝配套試劑，結(jié)果以g/L 表示。實驗室定期進行儀器保養(yǎng)維護，本研究所測Ⅰg 指標連年通過國家衛(wèi)生健康委臨床檢驗中心室間質(zhì)量評價考試。所有標本均無脂血、溶血和黃疸情況。

1.3 數(shù)據(jù)清洗與處理

經(jīng)數(shù)據(jù)清洗，2012—2019 年檢測2 274 名運動員血清Ⅰg 水平，共有6 339 條測量數(shù)據(jù)記錄納入不同情況的統(tǒng)計分析。具體如下：

不同性別、運動類型和運動項群運動員Ⅰg 水平分析，以及Ⅰg 水平百分位數(shù)參考值和范圍的擬合制定，均按每人1條數(shù)據(jù)記錄處理。每名運動員在2012—2019 年重復(fù)測量的數(shù)據(jù)，取其所有測試數(shù)據(jù)的平均值。期間共有2 274 名運動員參與測試，數(shù)據(jù)清洗后，共計2 274條記錄。

不同季節(jié)運動員Ⅰg 水平分析，按每季節(jié)每人1條數(shù)據(jù)記錄處理。每名運動員同一個季節(jié)存在多次測量的觀測，取其該季節(jié)所有測試數(shù)據(jù)的平均值。經(jīng)統(tǒng)計，春季、夏季、秋季和冬季分別有1 229、1 048、623 和1 046 名運動員參與測試，數(shù)據(jù)清洗后，共計3 946條記錄。

4 年全運備戰(zhàn)周期不同年份運動員Ⅰg 水平分析，按每年每人1 條數(shù)據(jù)記錄處理。每名運動員1年有多次測量的觀測，取其當(dāng)年所有測試數(shù)據(jù)的平均值。2012—2019 年間每年分別有266、428、11、449、270、517、1 235 和446 名運動員參與測試，經(jīng)數(shù)據(jù)清洗，共計3 622條記錄。

1.4 數(shù)據(jù)統(tǒng)計方法

數(shù)據(jù)采用excel 2003 軟件系統(tǒng)錄入，建立數(shù)據(jù)庫?；赗 i386 4.0.3 軟件進行數(shù)據(jù)清洗和統(tǒng)計分析。采用描述運動員的Ⅰg 水平。單樣本t檢驗比較運動員與普通健康人群的Ⅰg 水平；兩獨立樣本t檢驗比較不同性別和運動類型運動員的Ⅰg 水平；單因素方差分析比較不同運動項群、季節(jié)和全運備戰(zhàn)年份的運動員的Ⅰg 水平?？紤]到運動員重復(fù)測量Ⅰg 的非獨立性，采用廣義估計方程（GEE，generalized estimating equation）分析上述多個因素對運動員Ⅰg 水平的影響。采用LMS 方法制定不同性別Ⅰg水平的百分位數(shù)參考值和范圍。

2 結(jié) 果

2.1 運動員和普通健康人群Ⅰg水平比較

與普通健康人群相比，運動員ⅠgG（差值95%CⅠ=-0.23～-0.05 g/L）、ⅠgA（差值95% CⅠ= -0.91～-0.85 g/L）和ⅠgM（差值95% CⅠ=-0.53～-0.48 g/L）水平差別均有統(tǒng)計學(xué)意義。運動員ⅠgG、ⅠgA和ⅠgM異常分布比例分別為2.33%、2.24%和2.81%。結(jié)果見表1。

表1 運動員與普通健康人群Ⅰg水平比較1）Table 1 Comparison of Ⅰg levels between athletes and the general healthy population

2.2 運動員Ⅰg的影響因素分析

2.2.1 不同性別運動員Ⅰg 水平比較本研究男運動員1 192 名，占52.42%；女運動員1 082 名，占47.58%。男運動員的ⅠgG和ⅠgM 水平均低于女運動員，且差別有統(tǒng)計學(xué)意義（ⅠgG：差值95% CⅠ=-0.86～-0.50 g/L；ⅠgM：差值95% CⅠ=-0.43～-0.34 g/L）。結(jié)果見表2。

表2 不同性別運動員Ⅰg水平比較（）1）Table 2 Comparison of Ⅰg levels among athletes of different genders （） g/L

表2 不同性別運動員Ⅰg水平比較（）1）Table 2 Comparison of Ⅰg levels among athletes of different genders （） g/L

1） 不同性別相比，*P＜0.001。

性別男子（N=1 192）女子（N=1 082）ⅠgG *11.18±2.15 11.86±2.20ⅠgA 1.94±0.67 1.90±0.66ⅠgM *1.12±0.50 1.50±0.60

2.2.2 不同運動類型和不同運動項群運動員Ⅰg水平比較 本研究將35 個運動項目分別按運動類型和運動項群進行分類和分群（田麥久等，1990）。結(jié)果見表3。

表3 不同運動類型和運動項群的運動員分布Table 3 Distribution of athletes by different types of sports and sports event-groups

由表4 可見，體能主導(dǎo)類運動員的ⅠgG 水平明顯低于技能主導(dǎo)類運動員，且差別具有統(tǒng)計學(xué)意義（差值95% CⅠ=0.11～0.54 g/L）。

表4 不同運動類型運動員Ⅰg水平比較（）1）Table 4 Comparison of Ⅰg levels among athletes participating in different types of sports （） g/L

表4 不同運動類型運動員Ⅰg水平比較（）1）Table 4 Comparison of Ⅰg levels among athletes participating in different types of sports （） g/L

1）不同運動類型相比，△P＜0.01。

運動類型體能主導(dǎo)類技能主導(dǎo)類ⅠgG △11.26±2.15 11.58±2.21ⅠgA 1.91±0.66 1.92±0.66ⅠgM 1.28±0.53 1.30±0.60

由表5 可見，耐力性運動項群運動員的ⅠgG、ⅠgA 水平，以及格斗對抗性運動項群運動員的ⅠgM水平分別最低。且不同運動項群之間ⅠgG、ⅠgM 水平差別具有統(tǒng)計學(xué)意義（ⅠgG：F=6.02，P＜0.001；ⅠgM：F=3.23，P=0.002）。

表5 不同運動項群運動員Ⅰg水平比較（）1）Table 5 Comparison of Ⅰg levels among athletes participating in different sports event-groups （） g/L

表5 不同運動項群運動員Ⅰg水平比較（）1）Table 5 Comparison of Ⅰg levels among athletes participating in different sports event-groups （） g/L

1）不同運動項群相比，*P＜0.001；△P＜0.01。

運動類型體能主導(dǎo)類技能主導(dǎo)類運動項群快速力量性速度性耐力性表現(xiàn)準確性表現(xiàn)難美性隔網(wǎng)對抗性同場對抗性格斗對抗性ⅠgG *11.24±2.03 11.52±2.07 10.81±2.25 11.31±2.13 11.08±2.18 11.62±2.49 11.76±2.18 11.37±2.18ⅠgA 1.95±0.62 1.97±0.68 1.79±0.62 1.92±0.69 1.88±0.73 1.94±0.69 1.93±0.65 1.92±0.65ⅠgM △1.34±0.55 1.31±0.54 1.23±0.51 1.28±0.80 1.35±0.64 1.35±0.59 1.33±0.59 1.19±0.54

2.2.3 不同季節(jié)運動員Ⅰg 水平比較將不同季節(jié)按月份劃分為春季（3—5月）、夏季（6—8月）、秋季（9—11 月）和冬季（12—2 月）。圖1 可見，春季運動員ⅠgG、秋季運動員ⅠgA 和冬季運動員ⅠgM 水平最低，且不同季節(jié)之間運動員ⅠgG水平差別具有統(tǒng)計學(xué)意義（F=6.46，P=0.011）。

圖1 不同季節(jié)運動員Ⅰg水平比較（）Fig.1 Comparison of Ⅰg levels among athletes across different seasons ()

2.2.4 全運周期不同備戰(zhàn)年份運動員Ⅰg 水平比較2012—2019年數(shù)據(jù)采集期間，共經(jīng)歷3個全運備戰(zhàn)周期。按照廣東代表團全運備戰(zhàn)總體部署，劃分2014和2018年為備戰(zhàn)基礎(chǔ)年，2015和2019年為提高年，2012 和2016 年為突破年，2013 和2017年為奪金年。不同備戰(zhàn)年份運動員的Ⅰg水平如圖2所示，但差別均無統(tǒng)計學(xué)意義（所有P＞0.05）。

圖2 不同備戰(zhàn)年份運動員Ⅰg水平比較（）Fig.2 Comparison of Ⅰg levels among athletes across different preparation years ()

2.2.5 運動員Ⅰg 的多影響因素分析分別以ⅠgG、ⅠgM為因變量，選取單因素分析具有統(tǒng)計學(xué)意義的性別、運動類型、運動項群和季節(jié)等因素（表2、4～5，圖1）為自變量，納入廣義估計方程。考慮到運動類型由運動項群演變而成，剔除運動類型變量以避免多重共線性問題。結(jié)果見表6。

表6 運動員Ⅰg水平多影響因素的廣義估計方程分析1）Table 6 Generalized estimating equation analysis of various factors influencing Ⅰg levels in athletes

表6結(jié)果顯示，性別、運動項群和季節(jié)是影響運動員ⅠgG水平的關(guān)鍵因素，其中女性比男性；秋季和冬季比春季；速度性、表現(xiàn)準確性、隔網(wǎng)對抗性和同場對抗性等運動項群運動員比耐力性運動項群運動員的ⅠgG水平高，且差別均有統(tǒng)計學(xué)意義（所有P≤0.014）。

性別和運動項群是影響ⅠgM 水平的關(guān)鍵因素，其中女性比男性；耐力性、快速力量性、速度性、表現(xiàn)準確性、表現(xiàn)難美性、隔網(wǎng)對抗性和同場對抗性等運動項群運動員比格斗對抗性運動項群運動員的ⅠgM水平高，且差別均有統(tǒng)計學(xué)意義（所有P≤0.005）。

2.3 運動員Ⅰg百分位數(shù)參考值和參考值范圍建立

經(jīng)正態(tài)性檢驗結(jié)果顯示，ⅠgG、ⅠgA 和ⅠgM 均不服從正態(tài)分布（所有P＜0.001），采用Box-Cox 轉(zhuǎn)換后數(shù)據(jù)接近標準正態(tài)分布，均值均＜0.000 1，方差均為1.000 4，因此采用LMS 方法計算不同性別運動員ⅠgG、ⅠgA、ⅠgM 百分位數(shù)參考值（圖3），并取2.5%～97.5%分位數(shù)區(qū)間作為不同性別運動員Ⅰg水平95%參考值范圍（表7）。

圖3 不同性別運動員Ⅰg水平各百分位數(shù)參考值Fig.3 Reference values for each percentile of Ⅰg levels among athletes of different genders

表7 運動員與普通健康人群Ⅰg水平參考值范圍Table 7 The reference ranges of Ⅰg levels for athletes and the general healthy population g/L

圖3 顯示，不同性別運動員的ⅠgM、ⅠgG 百分位數(shù)參考值差異較大，男性遠低于女性，與表2結(jié)論一致。

由表7可見，與普通健康人群相比，本文所建立的運動員Ⅰg參考值范圍收窄，表現(xiàn)為ⅠgG的參考值范圍下限提高，ⅠgA和ⅠgM的參考值范圍上限降低。

3 討 論

1）本研究發(fā)現(xiàn)，與普通健康人群Ⅰg 水平相比，運動員Ⅰg 水平均顯著降低；與普通健康人群參考值范圍相比，運動員的ⅠgG水平異常值比例主要表現(xiàn)為偏高，ⅠgA、ⅠgM 水平異常值比例主要表現(xiàn)為偏低。提示優(yōu)秀運動員由于長期進行大強度和超負荷運動訓(xùn)練，其Ⅰg 水平與普通健康人群相比存在明顯差異。有文獻報道，25 名皮艇運動員連續(xù)3周無訓(xùn)練刺激時，Ⅰg水平處在普通健康人群參考值范圍內(nèi)的中等偏低水平（李夢等，2014）；另有報道，10 名柔道運動員日常訓(xùn)練期間，ⅠgM 處在普通健康人群參考值范圍內(nèi)的較低水平（譚瓊，2014）。本文研究結(jié)果與現(xiàn)有文獻報道基本一致。

2）本研究對影響運動員Ⅰg 水平的多因素進行了統(tǒng)計學(xué)分析。結(jié)果顯示，性別、季節(jié)和運動項群是影響ⅠgG水平的關(guān)鍵因素，性別和運動項群是影響ⅠgM 水平的關(guān)鍵因素。本研究中男性的ⅠgG、ⅠgM 水平顯著低于女性，這可能與性激素的免疫功能不同有關(guān)。雌激素可增加免疫功能（Zeng et al.，2020；趙宏婷等，2021），有時可達到誘發(fā)自身免疫疾病的程度（Beery，2003），而睪丸激素則抑制免疫功能，有時還會導(dǎo)致外傷后結(jié)果惡化。有關(guān)性別對運動員免疫水平的影響尚未見文獻報道。

3）本研究發(fā)現(xiàn)運動項群是影響ⅠgG、ⅠgM 水平的關(guān)鍵因素。其中耐力性運動員ⅠgG水平明顯低于其他運動項群運動員；格斗對抗性運動員ⅠgM水平明顯低于其他運動項群運動員。有關(guān)運動項群對運動員免疫機能的影響的文獻報道不多。孫太華（2012）把山西省11 個運動項目210 名優(yōu)秀運動員分為技能對抗類、技能難美類和體能耐力類等3個運動類型運動員，分別報道了不同運動類型運動員的Ⅰg 均值，但未進行假設(shè)檢驗及影響因素的模型擬合分析。

4）本研究還發(fā)現(xiàn)季節(jié)是影響ⅠgG 水平的關(guān)鍵因素，運動員秋季和冬季ⅠgG 水平顯著高于春季，尤其冬季。季節(jié)對運動員Ⅰg 水平的影響不可避免地與訓(xùn)練環(huán)境和氣候溫度有關(guān)，LaⅤoy等（2021）的研究發(fā)現(xiàn)，運動員在低溫環(huán)境下訓(xùn)練可能比溫暖環(huán)境會導(dǎo)致更大程度的應(yīng)激性免疫損害。這可能與低溫天氣導(dǎo)致人體循環(huán)和代謝發(fā)生變化有關(guān)，另一方面低溫也有利于某些微生物繁殖，給運動員帶來更大的免疫損害。提示運動員在秋冬季訓(xùn)練時應(yīng)謹防低溫環(huán)境帶來的更高感染風(fēng)險。

5）本研究基于LMS方法較為系統(tǒng)地構(gòu)建了優(yōu)秀運動員ⅠgG、ⅠgA、ⅠgM 指標的百分位數(shù)參考值和范圍。與普通健康人群相比，本文所建立的運動員Ⅰg 參考值范圍收窄，在實際應(yīng)用中更能真實反映運動員的免疫機能水平，為實驗室判定運動員Ⅰg 指標異常提供科學(xué)客觀的參考依據(jù)。與現(xiàn)有文獻報道（馮連世，200329-31，133-594；孫太華，2012）相比，本文建立的運動員Ⅰg 參考值范圍，具有樣本量大，樣本代表性較好等特點，并且考慮了性別、季節(jié)、運動項群和備戰(zhàn)年份等不同因素影響，在實際運用于下隊科研工作中對運動員實施免疫機能監(jiān)測和評估，更加科學(xué)可靠。文獻查閱尚未見運用LMS 方法制定運動員免疫水平百分位數(shù)參考值和范圍的相關(guān)報道。

4 結(jié) 論

本研究基于2012—2019 年優(yōu)秀在訓(xùn)運動員Ⅰg監(jiān)測大數(shù)據(jù)，探討研究運動員Ⅰg 分布特征及其影響因素，并首次采用LMS 方法構(gòu)建廣東省優(yōu)秀運動員Ⅰg 參考值范圍和百分位數(shù)參考值，能更精準評估運動員的身體免疫機能狀態(tài)。運動員與普通健康人群Ⅰg 水平相比具有顯著差異，提示在對運動員開展免疫機能狀態(tài)監(jiān)控時，需關(guān)注性別、運動項目、不同季節(jié)氣候條件和溫度對運動員免疫力的影響，及時發(fā)現(xiàn)免疫機能異常的運動員。這將有利于科研人員對運動員更加精準地開展訓(xùn)練狀態(tài)科學(xué)監(jiān)控、身體免疫機能個性化評估和營養(yǎng)調(diào)控干預(yù)，也有利于教練員合理安排和調(diào)整訓(xùn)練計劃，避免運動員過度訓(xùn)練、疲勞和感染疾病，減少運動損傷，最大限度地提高運動成績和運動表現(xiàn)。