维生素D（vitamin D）是人体不可或缺的一种脂溶性维生素，其在骨骼和肌肉代谢中具有关键作用，但最近的大型研究显示我国学龄儿童维生素D营养状况不容乐观^[1]。人体肌肉含量和功能与骨量积累和骨骼发育的密切相关，肌肉含量不足和功能不健全亦会导致跌倒风险的增加^[2]。儿童处于身体各器官快速生长发育的关键时期，特别是骨量的积累直接影响峰值骨量水平，另外由于儿童青少年活泼好动，而平衡能力和协调性尚未发育完善，加之对潜在危险认识不足，容易跌倒摔伤。儿童因肌肉量较少或肌力不足引起骨量积累下降，增加跌倒、摔伤和骨折风险，对儿童期生长发育乃至未来成人期健康造成不利影响。血中的25-羟基维生素D [25-hydroxyvitamin D，25（OH）D]水平是体内维生素D营养状况的常用评价指标，目前已有研究报道了25（OH）D水平和机体肌肉量之间存在关联^[3-8]，但是研究对象多是面向成年人、孕妇、老年人和运动员，针对儿童青少年的研究在国内鲜有报道，且缺乏前瞻性研究资料。本研究拟对北京市学龄儿童25（OH）D水平与肌肉量之间的关系进行横向和纵向分析，旨在探讨维生素D在肌肉代谢中的作用，为儿童实现良好肌肉健康提供参考证据。

1. 研究对象：来自儿童青少年心血管与骨健康促进项目（School-based Cardiovascular and Bone Health Promotion Program，SCVBH），SCVBH是在北京地区开展的一项旨在了解北京市学龄儿童心血管与骨健康状况的变化及其相关影响因素的前瞻性队列研究。该项目采用分层整群抽样的方法于2017年11月至2018年1月在北京市东城、房山、密云和通州区的30所学校进行了基线调查，共对15 391名6~16岁儿童进行了问卷调查和体格检查，研究方案及基线特征见已发表文献^[9]。于2019年11月至2020年1月对该人群进行了随访调查，共随访到12 984人（随访率84.4%）。本研究排除基线25（OH）D、身高、体重以及基线或随访时点肌肉量等关键变量缺失和患有严重脏器疾病的儿童后，最终共纳入10 890人进行分析（在此样本量下把握度可达95%以上）。研究方案通过首都儿科研究所伦理委员会批准（批号：SHERLL2016026），所有研究对象的监护人均签署书面知情同意书。

2. 问卷调查：通过结构化问卷收集调查内容包括：一般人口学特征（出生日期、性别等）、生活行为因素（最近1个月内吸烟、饮酒、运动情况，最近半年内奶制品摄入、维生素D和钙补充剂使用情况等）和生长发育情况，必要时由研究对象监护人协助完成。其中吸烟定义为吸过≥1支完整的香烟；饮酒定义为饮过≥1个标准量的酒（白酒1两/啤酒1听/葡萄酒120 ml）；经常摄入奶制品定义为平均每周≥3次；运动充分定义为平均每天中等以上强度运动≥60 min。青春期发育状态按照基线和随访时点是否出现遗精（男生）或月经初潮（女生）分为3类，即发育成熟（基线时已出现遗精或初潮）、成熟中（随访时点已出现遗精或初潮）和未成熟（基线和随访时点均未出现遗精或初潮）。

3. 体格检查：受试者穿轻薄衣物，使用经校准的仪器按照标准方法测量身高和体重，读数分别精确到0.1，连续测量2次，取平均值纳入分析，计算BMI，按照中国儿童肥胖筛查标准诊断超重/肥胖^[10]。

4. 身体肌肉量测定：通过八电级生物阻抗法（H-Key350，北京四海华辰科技有限公司）测量体成分，记录全身肌肉质量、脂肪质量等，计算基线和随访时点全身肌肉质量指数（muscle mass index，MMI）=肌肉质量（kg）/身高（m）²，考虑儿童的生长发育的变异性，对MMI进行年龄别-性别Z值转换[（X-均值）/标准差]。

5.维生素D检测：基线采集空腹12 h后的静脉血5 ml，静置30 min后，1 509.3×g离心10 min，分离血清，冷藏运输至中心实验室进行相关指标检测。采用化学发光免疫法（DiaSorin公司）检测基线血清25（OH）D水平。并按照 < 30、30~、≥50 nmol/L分别诊断为维生素D缺乏、不足和充足^[11]。

6.统计学分析：在“北京市儿童成人慢性病防治中心科研项目数据管理平台”录入研究数据，经自动和人工双重核查，采用R 4.0.2软件进行分析。连续变量经正态性检验后采用x±s表示，组间比较采用方差分析；分类变量用频数（%）表示，采用χ²检验进行组间比较。采用多因素线性回归调整文献报道影响肌肉量或维生素D水平的较为密切的指标，分析维生素D水平与基线及随访时点MMI Z值的关系，模型1校正年龄、性别、体脂肪量，模型2在模型1的基础上进一步校正吸烟、饮酒、奶制品摄入、维生素D补充、钙剂补充、体力活动、青春期发育状态，以及基线MMI（仅在分析随访时点校正）。另外采用自然平滑样条模型绘制25（OH）D水平与基线及随访时点MMI的拟合曲线。并进一步按照性别、年龄、BMI、体力活动、青春期发育状态和基线MMI分层后进行亚组分析。所有检验均为双侧检验，检验水准α=0.05。

1. 基本特征：纳入分析的10 890名儿童的年龄为（11.5±3.3）岁，男童占49.6%，基线25（OH）D水平为（35.4±12.0）nmol/L，充足率为11.1%，缺乏率为36.0%。维生素D充足的儿童中男童较多（60.9%），并倾向于有较低的年龄、基线MMI水平、体脂率、BMI和饮酒率，以及较高的摄入奶制品、补充维生素D、补充钙剂、充分运动频率、未发育成熟率（P < 0.05），随访时点MMI水平在各维生素D营养状况组间差异无统计学意义（P > 0.05）。见表 1。

表 1 研究人群的基本特征

表选项

2. 维生素D营养状况与MMI的关系：平滑曲线拟合显示25（OH）D水平与基线MMI Z值呈倒“U”形关系，拐点值约为50 nmol/L（图 1），而与随访时点MMI Z值呈正相关关系（图 1）。多因素线性回归分析结果中未能观察到维生素D营养状况与基线MMI水平关联有统计学意义（P > 0.05）。对于随访时点MMI，校正年龄、性别、体脂肪量后（模型1），25（OH）D每增加10 nmol/L，其Z值增加0.016（P=0.010）；相对于维生素D缺乏，维生素D不足和充足的儿童分别增加0.021（P=0.172）和0.060（P=0.015），趋势P=0.017；相对于维生素D缺乏/不足组，维生素D充足的儿童增加0.047（P=0.041）。进一步校正吸烟、饮酒、摄入奶制品、维生素D补充、钙剂补充、体力活动、青春期发育状态和基线MMI（模型2）后，回归β值略有下降，但相当于维生素D不足/缺乏组，维生素D充足儿童随访时点MMI Z值增加仍有统计学意义（P < 0.05）。见表 2。

注：模型校正年龄、性别、体脂肪量、吸烟、饮酒、摄入奶制品、维生素D补充、钙剂补充、体力活动和青春期发育状态，以及基线肌肉质量指数（仅对于随访时点分析） 图 1 25（OH）D水平与基线和随访时点肌肉质量指数的拟合曲线

图选项

表 2 维生素D营养状况与基线及随访时点肌肉质量指数的线性回归分析

表选项

3. 不同亚组中维生素D营养状况与MMI关系：亚组分析结果显示，多因素校正后，在BMI正常组和运动不足组中维生素D营养状况与基线MMI关联有统计学意义[25（OH）D每增加10 nmol/L：β=0.019 vs. 0.016，P < 0.05]，在BMI分组间交互P < 0.05。对于随访时点MMI，在BMI正常组中观察到关联有统计学意义（β=0.014，P < 0.05），但各亚组间交互作用均无统计学意义。见图 2。

注：MMI：肌肉质量指数；a线性回归结果为25（OH）D每增加10 nmol/L；b青春期发育成熟分组包括成熟中和已成熟儿童；模型均校正年龄、性别、体脂肪量、吸烟、饮酒、奶制品摄入、维生素D补充、钙剂补充、体力活动、青春期发育状态和基线MMI（仅在分析随访时点MMI），协变量作为分组变量时不校正 图 2 不同亚组维生素D营养状况与基线和随访时点MMI的线性回归分析

图选项

儿童青少年时期是机体处于不断生长发育的阶段，肌肉质量和功能的提升是增强身体素质的重要方面。研究显示我国居民肌肉量在3~18岁期间随着人体的生长发育快速增长，男性与女性均在20~24岁左右达到峰值^[12-13]，因此预防成年后肌减少性疾病、增强国民体质、提高健康水平要从儿童开始。近年来，人们对儿童肥胖的重视程度越来越高，需要注意的是控制儿童肥胖不是单纯的追求降低儿童体重，而是减脂的同时注重增肌健骨^[14-15]。

以往多项针对成年人、孕妇、老年人的研究都表明血25（OH）D水平与全身或四肢肌肉质量呈正相关关系^[4-8]。Liu等^[5]对568名中国50~70岁社区中老年人为期6年的研究发现，低25（OH）D水平与四肢肌肉质量降低有关。另一项以医院为基础的研究^[4]对163名泰国成年女性进行横断面分析观察到维生素D与骨骼肌质量存在正相关关系（r=0.18，P=0.03）。但另一些研究并未得到一致的结论^[16-18]。针对儿童的研究相对较少，Carson等^[19]在239名15岁的北爱尔兰儿童中发现高维生素D水平与较高的瘦体重和瘦体重质量指数有关。本调查结果显示在总体人群中维生素D营养状况在校正混杂因素后与随访时点MMI而非基线MMI存在显著关联，维生素D充足的儿童2年后倾向于有更高的MMI。这些研究结果提示维生素D对肌肉健康或有积极作用，但维生素D与肌肉质量和功能的关系与研究设计、种族、年龄、测量方法等因素有关，前瞻性纵向研究或许能得到更为真实的结果，同时也说明在探讨维生素D与肌肉健康关系时，应尽量排除混杂因素的干扰，如人口统计学特征、肥胖程度、体力活动量、吸烟、饮酒、饮食习惯、营养剂补充等。另外，值得注意的是本研究纳入分析学龄儿童在秋冬季节维生素D不足或缺乏流行率较高（约88%），同时在亚组分析时观察到在BMI正常和运动不足组中维生素D与MMI的关系或更为密切，可能原因是维生素D调节肌肉代谢作用是一个长期的过程，易受到肥胖、体力活动、体内激素水平等多方面因素的影响，未来研究需要继续探索这些潜在的交互作用，明确需重点干预和收益较大的人群。

对于维生素D促进肌肉健康的内在作用机制虽然尚未完全明确，但目前研究观点认为维生素D主要可通过基因作用和非基因作用对肌肉质量、形态、肌纤维大小、代谢和功能发挥作用^{[2, 20]}。维生素D的基因作用通过与肌肉细胞上维生素D受体（vitamin D receptor，维生素DR）结合，调控多种蛋白质的基因表达，诱导mRNA的表达及肌纤维的增殖分化相关蛋白质的合成；非基因作用主要通过对肌内钙、磷稳态的调节来实现，调控全身钙稳态促进肌肉收缩，非基因途径与基因途径具有互补作用。也有证据表明^[21]，维生素D或许可以通过调控体内雄性激素的变化，进而对骨骼肌形态和功能起到增进作用，今后相关的人群研究需进一步验证和探索这些潜在的机制。

本研究利用中小学在校学生为研究人群，在横向和纵向两个层面探讨了维生素D营养状况与身体肌肉量的关系，充分考虑了潜在的混杂因素，具备统一的实施和质控方案，研究结果证据强度较好。但仍存在一些局限性：首先，出于大规模调查可行性考虑，身体肌肉量的评价采用生物电阻抗法，并非金标准方法，但生物电阻抗法操作简便、经济安全，与金标准方法有良好相关性，更适用于大规模调查^[22]。其次，在混杂因素控制方面存在一定不足，研究未能收集Tanner分期资料，仅通过问卷得到月经和遗精信息来判定青春期性发育状况存在一定局限性，对于另外一些混杂因素如阳光照射时间、家族遗传史等信息研究未能获取，可能会过高或过低的估计了维生素D和肌肉量的关系。第三，研究属于观察性研究，且随访时间仅为2年，相对较短，同时只评价了肌肉重量，对于肌肉功能等的长期变化的临床意义反映可能不充分，未来需要更长随访期、干预性研究来进一步研究结果。此外，研究儿童均来自北京市，且存在一定失访比例，可能存在潜在的选择偏倚，故结果的解释和外推需谨慎。

综上所述，儿童维生素D营养状况与身体肌肉量有关，维生素D充足的儿童倾向于在未来获得更高的肌肉量。儿童青少年时期应关注体成分的正常生长发育，倡导儿童青少年维持充足的维生素D水平，加强营养与运动，减少不利因素，对于获得理想的骨骼肌储备，提升身体素质，预防肌少症等成年期疾病或具有深远意义。

利益冲突  所有作者均声明不存在利益冲突

志谢 首都儿科研究所（刘军廷、陈芳芳、王文鹏、黄贵民）；北京市东城区中小学卫生保健所（陈海华、石晓燕、陈春宇、付鹏翀）；北京市密云区中小学卫生保健所（王莲革、尹钱、崔海洪、聂长琳）；北京市通州区中小学卫生保健所（李建辉、韩卫民、王景波）；北京市房山区中小学卫生保健所（林宁翔、高素梅）；北京市教育委员会（宋玉珍）