2020, Vol. 41
文章信息
- 陈芳芳, 刘军廷, 黄贵民, 米杰, 中国儿童青少年心血管健康研究项目组(CCACH项目组).
- Chen Fangfang, Liu Junting, Huang Guimin, Mi Jie, China Children and Adolescents Cardiovascular Health Research Project Group(for the CCACH Collaboration Group)
- 中国7个城市3~17岁儿童青少年体成分调查
- Developmental characteristics on body composition in Chinese urban children and adolescents aged 3-17 years old
- 中华流行病学杂志, 2020, 41(2): 213-219
- Chinese Journal of Epidemiology, 2020, 41(2): 213-219
- http://dx.doi.org/10.3760/cma.j.issn.0254-6450.2020.02.014
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文章历史
收稿日期: 2019-05-15
2. 国家儿童医学中心首都医科大学附属北京儿童医院儿童慢病管理中心, 北京 100045
2. Chronic Management Center, Beijing's Children Hospital, Capital Medical University, National Center for Children's Health, Beijing 100045, China
肥胖会增加疾病的发病率和死亡率[1]。在临床上主要利用BMI表示肥胖情况[2-3]。但是，肥胖是指身体的脂肪过剩，而不是体重[4]。肥胖之所以增加个体心血管代谢异常的风险，是因为身体脂肪含量和/或分布部位异常，导致脂肪组织功能异常。BMI并不能区分脂肪组织和非脂肪组织，作为评价体内脂肪含量的间接指标具有很多局限性，而在不同体重状态人群中，与脂肪组织的关联强度也不同，在评估处于生长发育阶段的儿童青少年时局限性更大[5]。体成分（body composition）指在人体总重量中，不同身体成分的构成比例。在目前的研究中常将体成分简单分为脂肪组织和非脂肪组织两部分。有研究显示，在进入青春期以前，人体脂肪组织发育水平性别差异不明显，而成年后男性体脂含量百分比明显低于女性，非脂肪组织重量是女性的两倍[6]，因此，在进入青春期以后，儿童青少年的体成分发育应该存在性别差异。本研究采用中国儿童青少年心血管健康研究（China Child and Adolescent Cardiovascular Health Study，CCACH）调查数据，采用双能X线吸收法（dual energy X-ray absorptiometry，DXA）技术精准评估身体脂肪及非脂肪含量，描述儿童青少年脂肪组织、非脂肪组织的发育特征，比较性别差异，衡量BMI反映体内脂肪含量的可靠性，有助于界定及发展适宜的肥胖诊断技术和标准，探讨肥胖的易患阶段和危险因素，探索青春期发育与体成分的关系等，从而可为临床及公共卫生领域提供更多信息。
1、对象与方法1.研究对象：来源于CCACH研究，采用分层整群抽样方法，将秦岭-淮河作为中国南北分界线，分别抽取南方和北方共计7个城市，按年级整群抽样，包括长春、北京、天津、济南、上海、银川、重庆的3~17岁城市汉族儿童青少年10 867例[7]。本研究的纳入标准为调查城市常住儿童，排除标准：①未签署知情同意书；②近期服用影响骨密度及体成分的药物（如激素类）；③肢体有残疾或体内有外科手术植入设备及支具等；④身高或体重超出设备的测量范围（体重≥204 kg，身高≥197.5 cm）；⑤有骨折史；⑥存在影响骨密度体成分代谢的慢性疾病（如风湿免疫疾病、血液疾病、肝肾疾病等）；⑦-4≤年龄别性别分组的BMI的Z值≤4；⑧妊娠。本研究通过首都儿科研究所伦理委员会批准（批准文号：2012062），所有调查对象均由监护人签署知情同意书。
2.研究方法：
（1）调查问卷：主要内容包括人口学资料、既往病史等，要求家长和学生共同填写问卷，保证数据真实性。
（2）身体测量：身高测量精确到0.1 cm；体重测量精确到0.1 kg；身高和体重均测量2次，取平均值。采用美国Hologic Discovery系列DXA骨密度仪，按照国际临床骨密度测量学会（International Society for Clinical Densitometry，ISCD）的标准操作规范检测骨密度和体成分，其中重庆采用Discovery-W进行测量，其他6个城市采用Discovery-A仪器进行测量，Discovery-W与Discovery-A之间用同一标准体模进行质控调试，误差在系统允许范围内；采用Hologic仪器自带专业体成分分析软件分析四肢及全身的脂肪组织质量和非脂肪组织质量。
3.质量控制：①人员培训：操作人员均由ISCD认证的同一技师按照标准操作规范进行培训；②操作者质控：每名操作者重复扫描15名志愿者腰椎、髋关节部位各3次，计算准确度，每次扫描志愿者均需重新摆位；③机器质控：每日检测前，使用标准体模对机器进行系统质控。
4.定义和判定标准：①超重/肥胖：3~5岁儿童采用“中国0~18岁儿童、青少年体块指数的生长曲线”标准[8]，6~17岁儿童采用“学龄儿童青少年超重与肥胖筛查”标准[9]，将所有研究对象分为正常体重、超重和肥胖3组；BMI＝体重/身高2（kg/m2）；②脂肪质量指数（fat mass index，FMI）＝全身脂肪质量/身高2（kg/m2）；③非脂肪组织质量指数（fat free mass index，FFMI）＝全身非脂肪组织质量/身高2（kg/m2）；④体脂肪含量百分比（fat mass percentage，FMP）＝全身脂肪质量/体重×100%。
5.统计学分析：数据采用EpiData 3.0软件双录入，采用SAS 9.4软件对数据进行整理、逻辑核查；采用SPSS 20.0软件进行统计学分析。采用x±s描述FMI、FFMI及FMP随年龄变化情况，采用简单相关分析方法分析相关关系，采用简单r表示BMI和FMI的关联。数值型变量的组间比较采用t检验，随年龄变化趋势采用线性回归分析，以P＜0.05为差异有统计学意义。
2、结果1.一般特征：共纳入10 867例3~17岁儿童青少年，男生5 512人（50.7%），女生5 355人（49.3%），年龄为（11.6±4.4）岁，其中男生（11.4±4.4）岁，女生（11.7±4.5）岁。
2. 4种体成分指标水平：具体各指标（x±s）随年龄变化曲线见图 1，2。
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| 图 1 中国7个城市3~17岁儿童体脂肪含量百分比（FMP）随年龄变化曲线 |
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| 注：FMI为脂肪质量指数；FFMI为非脂肪组织质量指数 图 2 中国7个城市3~17岁儿童不同体成分质量指数随年龄变化曲线 |
（1）FMP：男生FMP在10~15岁组随年龄增长迅速下降[β＝-1.811（95%CI：-1.987~-1.635），t＝-20.182，P＜0.001]，15岁以后变化不明显[β ＝0.215（95%CI：-0.188~0.619），t＝1.045，P＝0.296]；女生FMP在3~7岁组有随年龄增长而下降的趋势[β＝-0.896（95%CI：-1.100~-0.691），t＝-8.585，P＜0.001]，7~12岁变化不明显[β＝-0.050（95%CI：-0.204~0.103），t＝-0.643，P＝0.520]，12~15岁随年龄增长增速明显[β＝ 0.989（95%CI：0.753~1.224），t＝8.236，P＜0.001]，15岁以后变化不明显[β＝0.069（95%CI：-0.217~0.354），t＝0.471，P＝0.638]。除9岁（t＝-0.704，P＝0.482）和10岁（t＝-0.780，P＝0.436）组以外，女生FMP高于男生（均P＜0.05）。
（2）BMI：总体上男生BMI高于女生（除外11岁组，t＝1.922，P＝0.055；13岁组，t＝1.455，P＝0.146；15岁组，t＝1.525，P＝0.128；其他年龄组均P＜0.05）。
（3）FFMI：男生FFMI在3~17岁各个年龄段均明显高于女生（均P＜0.05），11岁以后，女生和男生的FFMI差异间距变大。
（4）FMI：男生和女生的FMI随年龄变化的生长曲线有交叉，略有随年龄增长而增加的趋势[男生：β＝0.033（95%CI：0.018~0.048），t＝4.364，P＜0.001；女生：β＝0.192（95%CI：0.181~0.204），t＝32.385，P＜0.001）]。
3.不同体重状态儿童体成分变化特征：学龄前3~6岁是BMI开始增加的年龄，即脂肪重聚年龄肥胖组小于超重组和正常体重组；男生不同体重状态组BMI、FFMI随年龄变化情况类似；随着年龄的增加，男生正常体重组FMI随年龄增长略有降低趋势，一直保持在5 kg/m2以下[β＝-0.011（95%CI：-0.020~-0.003），t＝-2.573，P＝0.010]，超重组[β＝0.114（95%CI：0.091~0.136），t＝9.934，P＜0.001]和肥胖组[β＝0.211（95%CI：0.176~ 0.245），t＝12.096，P＜0.001]的FMI有明显的增加趋势；不同体重状态组男生FMP在10岁以后呈现随年龄增长而下降趋势[正常体重组：β＝-0.836（95%CI：-0.924~-0.748），t＝-18.687，P＜0.001；超重组：β＝-1.090（95%CI：-1.269~-0.910），t＝-11.923，P＜0.001；肥胖组：β＝-1.144（95%CI：-1.321~-0.967），t＝-12.707，P＜0.001]；不同体重状态组女生的BMI、FFMI、FMI随年龄变化情况类似，女性FMI在8岁以后呈现随年龄增长而上升趋势[正常体重组：β＝0.174（95%CI：0.165~0.182），t＝40.452，P＜0.001；超重组：β＝0.325（95%CI：0.304~0.346），t＝29.777，P＜0.001；肥胖组：β＝0.447（95%CI：0.406~0.488），t＝21.483，P＜0.001]；女生FMP的变化12岁以后呈现随年龄增长明显增加的趋势[正常体重组：β＝0.963（95%CI：0.851~1.074），t＝16.920，P＜0.001；超重组：β＝0.910（95%CI：0.695~1.125），t＝8.325，P＜0.001；肥胖组：β＝ 0.895（95%CI：0.569~1.221），t＝5.428，P＜0.001]。见表 1，2。
4. BMI和FMI的相关性：总体上来看，BMI和FMI的相关性很强（男生：r＝0.767；女生：r＝0.873），不同体重状态儿童青少年BMI和FMI的r不同，见表 3。在正常体重、超重、肥胖组人群中，男生各年龄组超重组的r均最低，肥胖组最高；女生3~5岁组和6~11岁组也同样表现为超重组r最低，肥胖组最高，而12~17岁组儿童青少年的肥胖组r最低，正常体重组最高。
本研究结果显示，3~17岁儿童青少年脂肪组织和非脂肪组织随年龄增长发育的特点不一致，不同体重状态儿童青少年BMI和FMI的r不同。人的体成分包括非脂肪组织和脂肪组织，非脂肪组织主要包括肌肉和骨骼，是维护心血管代谢健康的有利因素，而体脂肪过度积累会引起肥胖等一系列慢性代谢性疾病，因此有必要采用更精准的方法来评估体成分。已有研究显示，BMI与青少年皮下脂肪以及总的脂肪含量相关[10]，是判断儿童青少年肥胖的良好指标，能够预示后期疾病发生和死亡的危险[11]。成年人的研究显示，BMI和骨骼肌质量指数相关性很强，尤其是和超重/肥胖男性的相关性高[12]。BMI最重要的局限性表现在不能准确的区分脂肪组织和非脂肪组织，且具有性别和种族间差异[13]。
本研究的儿童青少年在脂肪重聚年龄以后[14]，男生BMI和FFMI的发育变化趋势整体类似，均保持增加趋势，而女生BMI和FFMI总体均随年龄的增长而增加，但11岁以后，FFMI增速更加平缓，和男生FFMI差距也越来越大。说明不管男生还是女生，在脂肪重聚年龄以后，BMI整体处于增加趋势，但是在各年龄段不同性别间的身体脂肪组织和非脂肪组织的发育特征并不相同，尤其在11岁以上男生中，非脂肪组织的增加贡献了BMI增长的大部分。此外，男生和女生FMP随年龄增长发育特点不一致，10岁以后男生FMP明显呈现随年龄增长而下降趋势，女生12岁以后FMP呈现明显随年龄增长而增加趋势，在15岁以后男生和女生的FMP随年龄变化趋势不明显。而且，BMI和FMI的r在超重的男生中较低，尤其是12~17岁组已经进入青春期的男生。综上所述，BMI曲线明显的掩盖了男生（尤其青春期男生）体内脂肪发育的特征，将BMI作为评估体脂肪发育指标时，由于不能区分脂肪组织和非脂肪组织，在男生中评估肥胖将造成更多的错分。
韩国第四次国家健康与营养调查（KNHANES）显示[15]，10~15岁女孩的FMI和FMP均表现为逐渐增加趋势，并在之后维持平稳，而男生10岁以后FMI逐渐下降直到15岁以后稍有升高，男生FMP在10~15岁之间逐渐降低，并保持低水平。研究结果在趋势上和本研究10岁以后儿童青少年体成分变化趋势一致。美国2008年国家健康统计中心数据分析了美国8~20岁人群的体成分[16]，并分别显示了白人和黑人的结果，趋势和本研究同样类似。英国4~20岁体成分新参考曲线各指标趋势也和本研究同年龄段结果类似[17]。不同种族间学龄儿童青少年体成分在数值上有区别，在发育趋势上较为一致。
本研究采用整群抽样的方法，对我国多城市的儿童进行调查研究，样本量大具有一定代表性，并且调查员经过严格的培训，仪器经过严格的准确性校正，现场调查时定期实施质控，研究结果可信度较高。此外，国内大部分现场调查均采用皮褶厚度法或者生物电阻抗法来评价儿童体成分[18-21]，本研究采用DXA评估体成分准确性更高，且样本量大、研究对象年龄范围广。本研究的局限性在于横断面调查无法说明因果联系，如肥胖组脂肪重聚年龄明显早于超重组和正常体重组，需要纵向研究结果来证实脂肪重聚年龄与青少年时期以及成年后体重状态之间的联系。其次，本研究人群仅包括城市人群，将研究结果外推至我国农村儿童时需谨慎。
总之，在10~12岁以后，和女生相比，男生更多的以非脂肪组织，即骨骼肌肉的增加为主。BMI和FMI的变化特征不一致，尤其男生的BMI曲线掩盖了体脂肪变化的特征，有必要对儿童进行更精准的体成分评估。
CCACH项目组： 程红、侯冬青、赵小元、刘军廷、黄贵民、孟玲慧、陈芳芳、王文鹏、单馨影（首都儿科研究所）；刘琴（首都儿科研究所附属儿童医院）；米杰、闫银坤（国家儿童医学中心首都医科大学附属北京儿童医院）；熊丰、朱高慧（重庆医科大学附属儿童医院）；孙景辉、王晓娜、李影（吉林大学第一医院）；刘功姝、刘恩庆、潘蕾（天津市妇女儿童保健中心）；严卫丽、刘芳、张羿、程毅、陈少科、赵倩、曹芳、穆锴、牛大彦（复旦大学附属儿科医院）；席波、赵敏（山东大学）；丁文清、张玲、贾磊娜（宁夏医科大学）
利益冲突 所有作者均声明不存在利益冲突
志谢 感谢所有参与CCACH调查的项目组成员及所有参与调查的受试者的辛勤付出
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