脂肪体重指数和去脂体重指数与肥胖相关研究与进展

金 梦，金立民，王多友，陈 适

(1.吉林大学临床医学院，吉林 长春130021；2.吉林大学第一医院 麻醉科，吉林 长春130021；3.中国医学科学院 北京协和医院 内分泌科，北京100730)

*通讯作者

脂肪体重指数和去脂体重指数与肥胖相关研究与进展

金 梦1，金立民2，王多友2，陈 适3*

(1.吉林大学临床医学院，吉林 长春130021；2.吉林大学第一医院 麻醉科，吉林 长春130021；3.中国医学科学院 北京协和医院 内分泌科，北京100730)

随着社会经济的发展和人们生活方式、饮食结构的改变，超重和肥胖已经成为全球重要的公共健康问题[1-2]。根据WHO的诊断标准[3]，约有17%的亚洲人为肥胖。肥胖也与许多慢性疾病息息相关[2-4]，是公认的糖尿病等代谢相关疾病和心脑血管疾病等重要危险因素，并可增加死亡风险。

目前临床上多用体重指数(Body Mass Index,BMI)、腰围(Waist Circumferance,WC)、腰臀比(Waist-to-Hip Ratio,WHR)等人体测量学指标来预测和诊断肥胖相关疾病，因为传统测量指标的局限性，近年来新的人体测量学指标，如脂肪体重指数(fat mass index,FMI)、去脂体重指数(fat-free mass index,FFMI)等应运而生。本文就FMI和FFMI与超重和肥胖的关系的研究进展进行综述。

1 肥胖的传统定义和诊断标准

传统上，因为BMI便于测量并且与肥胖及其相关疾病的相关性好，通常利用BMI值来界定是否超重或者评估群体风险[5]。但是每个国家根据本国人口具体情况，采用不同的BMI值作为衡量肥胖的标准，如世界卫生组织(WHO)和美国国立卫生研究院对肥胖的定义是BMI>30 kg/m2[6]，而中国则定义为BMI>28 kg/m2[7]者即为肥胖。但是部分关于不同群体的研究指出只根据BMI推测或诊断肥胖会产生偏移[8,9]。因BMI值是一个粗测值，只考虑到身高这一个体型因素的影响，而没有考虑到体内脂肪的真正分布情况而受到质疑[9]。为了消除脂肪分布对肥胖诊断的影响，有学者在制定代谢综合征的诊断标准时提出利用腰围定义腹型肥胖[10]，并认为肥胖的诊断不再只相对身高下体重超出一定范围即为肥胖，而是强调过量的脂肪堆积，并且更关注于脂肪所分布的部位。分布位置不同可能会对人体的健康状态和疾病的发生产生不同的影响[11]，所以身体脂肪含量及其分布的测定则显得尤为重要。

2 脂肪体重(指数)和去脂体重(指数)的定义及优势

体重包含了脂肪体重(Fat Mass,FM)和去脂体重(Fat-Free Mass，FFM)两部分，人体中脂肪组织的含量被称为脂肪体重；去脂体重则是人体中非脂肪组织的含量，主要由骨骼肌、内脏组织、总体水量和骨组织等构成。VanItallie等[12]首次提出了脂肪体重指数(fat mass index,FMI;FM/height2)和去脂体重指数(fat-free mass index,FFMI;FFM/height2)，将(F)FMI定义为(去脂)脂肪体重公斤数除以身高米数平方得出的数字，可见FMI和FFMI可组成BMI。

与BMI、腰围等测量指标相比，任何体重上的变化可以通过FM和FFM的变化展现出来，这也会对疾病风险产生显著不同的影响。 首先，FMI和FFMI既反映了脂肪分布情况，也消除了身高相关的体脂率的差异[12]。其次，FMI和FFMI可以独立测量体脂，因此与BMI、BF%和WHR相比，将FMI和FFMI二者结合使用可以作为衡量肥胖的指标，并且能够提供更有意义的关于特定人群的身体成分参考值信息[13-16]。再次，与BMI和BF%相比，FMI和FFMI对身体脂肪和去脂组织的变化有高度敏感性，这使得二者在评估人体生理、营养状况以及能源储备端点方面有很大潜能[17]。最后，FMI在判断超重或肥胖时也无需考虑特定人群(如运动员或肌萎性肥胖者等)，同时，FMI可以鉴别出BMI升高但是FM不高的个体，也可以鉴别出BMI正常但是因FM升高而存在潜在患病风险的个体[14,17]。BMI相同而身体成分不同者可导致其对肥胖、代谢等疾病的易感性存在相当大的差异。

3 人体成分的测量方法

由于FM和FFM的较为复杂的数据获得方法限制了二者的使用[18]。FFMI及FMI的计算需要人体成分的测量，具体测量方法如下所述。

人的机体是由骨骼、肌肉、脂肪和水分等不同成分组成，不同性别和年龄者机体各组成部分含量是不相同的。而机体成分与相关疾病的发生、发展密切相关，因此身体成分的准确测定显得十分必要。人体测量学指标可较好地间接反映体内脂肪含量和分布，近年来，越来越多的研究开始利用核磁共振(Magnetic Resonance Imaging,MRI)、双能X线吸收法(Dual Energy X-ray Absorptiometry,DEXA/DXA)和生物电阻抗法(Bioelectrical Impedance Analysis,BIA)等进行人体成分的测量[24]。

3.1 双能X线吸收法 双能X线吸收法是指利用两种不同能量的X线束穿过人体不同组织后的衰减和吸收的程度不同，再经计算机处理后得到人体骨、脂肪等成分的含量。

DEXA过去主要用于骨和矿物质含量的测定，但近10年来越来越多的研究开始利用DEXA对脂肪含量及其分布做出定量评价。DEXA法有很好的可靠性、有效性和可重复性，但是DEXA法技术复杂、价格较贵，并不适用于大范围开展，尤其是在大样本量调查研究时[25]。

3.2 生物电阻抗法 生物电阻抗法进行人体成分测量是Lukaski等[27]在1985年由提出的，它是利用人体脂肪组织和去脂组织等不同成分的导电性差异，根据预测方程，结合性别、年龄、身高和体重等数据，通过测量人体的电阻值以间接获得人体各成分的含量，还可用以评估人体营养状态。

上述方法中目前BIA在临床实践和流行病学调查研究中应用较为广泛。其特点[25,27]是价格便宜、操作相对简单、快速且无创，并且可重复性好，所得结果可靠性高，Sillanpaa等[25]研究证实利用BIA法测得的身体成分各项数值与DEXA法所得结果相关系数接近于0.99。但BIA法在测定FM和FFM时存在一定的局限性，最主要的是不同人群人体成分的预测方程的标准尚未达成统一，这可能造成不同研究结果的差异，从而产生偏移。

4 FMI和FFMI诊断肥胖标准

目前FFMI与FMI的正常参考范围尚未明确，Kyle等[13]最先通过研究提出FFMI的下限男性应大于16.5，女性应大于14；由于FFMI反映人体肌肉、骨骼等“健康”成分，所以FFMI没有上限，通常认为越高越好。与此不同的是，Coin等[19]基于1866例意大利健康成人的多中心回顾性研究对FFMI的上限做出了界定，并且提出不同性别的年龄特异性参考值范围。Kim等[17]也对Kyle的说法提出质疑，认为FFMI过高同样会引起不同类型的肥胖，通过对18-89岁的韩国成年人的横断面研究，认定韩国成年男性和女性FFMI参考值分别为16.3-22.3 kg/m2和13.3-17.8 kg/m2；而FMI参考值分别为1.8-8.7 kg/m2和3.9-11.6 kg/m2。我国的一项针对成年人的研究得出的FMI和FFMI的参考值范围与Kim等研究结果相仿[29]。

由于FMI和FFMI在不同人群及预测肥胖的分界值不同，目前尚没有统一标准，且存在性别差异，故其在诊断肥胖上的标准也各不相同。Strugnell等[20]提出了澳大利亚白种人的肥胖FMI分界值是男性>8.2 kg/m2，女性>11.8 kg/m2。西亚的一项关于成年男性的研究提出了与上一研究相似的男性群体的分界值，并认为FMI是最佳肥胖预测因子，因FMI的灵敏度和特异性更高，未来可能代替BMI成为诊断肥胖的良好指标[21]。与上述研究不同的是，一项关于墨西哥裔美国人的研究提出的FMI分界值略小，具体为男性>7.3 kg/m2，女性>9.0 kg/m2[22]。印度的一项研究指出FMI>6.6 kg/m2作为肥胖的判定标准，无性别区分[23]。

我国尚未制定关于国人的FMI和FFMI的参考范围，需要进一步的临床研究数据，以更好地界定肥胖和肥胖的亚型以针对性地进行防治。可见未来需要更多关于不同种族群体特异性参考值的研究。

5 FMI和FFMI的影响因素

5.1 性别 绝大部分研究[17,20,29]肯定了FMI和FFMI存在性别差异，结论为女性的平均FFMI要低于男性，而平均FMI要远高于男性。这归因于男性和女性的人体成分组成不同，男性肌肉通常比女性更为发达，而且二者脂肪分布和脂肪堆积方式存在差异。因此在采用FMI和FFMI判定肥胖的时候，应考虑男、女性的生理差异。

5.2 年龄 FMI和FFMI与年龄的变化同样密不可分。Strugnell等[20]对8582例年龄在25-91岁澳大利亚白种人的身体成分测量比较的横断面研究中指出，在男性和女性中，年龄与FMI呈曲线关系，即随着年龄的增长，FMI逐渐增加达峰值后下降。对于FFMI，在女性中随年龄的增长呈线性下降，而在男性中与年龄无显著相关。与此不同的是，Kim等[17]提出随着年龄的增长，无论男性和女性，韩国成年人的FMI值在逐渐增加，而FFMI在逐渐减少。Coin等[19]肯定了Kim等对FMI与年龄间变化趋势的阐述，但认为FFMI没有明显变化。Zheng等[29]提出中国成年女性的FMI随年龄的增长在不断增加，中国成年人的FFMI和成年男性的FMI和FFMI都与年龄呈曲线关系。这可能因研究所选取的研究对象的年龄范围不同，老年人群样本量较少从而无法观察到完整的FMI和FFMI随年龄增长的变化趋势。

5.3 地区和种族 从上文中提到的不同地区的研究可见，FMI和FFMI的正常参考值范 围和界定肥胖的分界值在不同种族人群中存在较大争议。Hull等[30]对来自四个不同种族(白种人、非裔美国人、西班牙裔及伊斯兰裔和亚裔)的1339名年龄在18-110岁成人的研究，肯定了FFMI值存在显著的种族差异(在西班牙裔中最高，在亚裔中最低)，并且提出年龄和FFMI呈曲线关系。原因主要在于不同种族的人群体型不同，在相同高度下，亚洲人的骨骼、肌肉和结缔组织的含量较欧美人少而致体型较小。不同地区人群的生活方式的差异也可能影响研究结果。

5.4 测量方法和统计学方法 不同研究[15,19,30]采用的人体成分测量方式并不统一，即使在相同的测量方式下，选用的仪器、设备和分析软件的不同可能会导致人体成分测量结果的差异。而且，在统计分析时不同研究所对研究对象的纳入标准和统计学处理方面存在差别。这些都可能造成研究得到的FMI和FFMI的范围不同。

6 FMI和FFMI临床应用以及与其他疾病关系的研究进展

国内的几项针对不同地区的健康体检者的研究提出FMI和FFMI都与代谢综合征(MetaboIic Syndrome,MS)风险增加独立相关[14,31,32]。Liu等[14]首次提出中国健康人群中FMI预测MS的最佳分界值，男性和女性分别是7.00 kg/m2和7.90 kg/m2。研究同时指出，与体脂率相比，FMI是预测MS更好地筛查工具。

与BMI相比，身体成分更可能是健康和预后的决定因素，随着年龄的增长，机体组成发生生理变化，包括FFM的减少的FM的相对或实际增加。一项前瞻性研究分析来自英国生物样本库中年龄在45-69岁的中老年人后提出FFM降低是功能障碍的独立危险因素，可降低生活质量，增加老年人的死亡率[15]。另一项针对年龄在65岁以上的老年人的研究同样指出，不论性别或原发疾病如何，FFMI的下降增加老年人的死亡风险，而BMI和FMI变化对死亡率没有影响[33]。因此，FFMI可以早期识别肌肉减少并采取应对措施，可能降低由肌肉减少而导致的相关疾病的发病率和死亡率。此外，Clark等[34]提出在慢性疾病患者[如慢性阻塞性肺病(COPD)、慢性心力衰竭(CHF)或癌症患者]中，发病率和死亡率增加与FFM的降低相关，而与体重无关。所以，在老年人和慢性病患者的未来临床管理和流行病学研究中评估FFM和FFMI是很有必要的，探究预防FFMI的降低能否改善生存率。

虽然关于哪种指标可以作为预测肥胖相关疾病的最佳指标尚存争议、说法不一，但是现有研究肯定了FMI和FFMI在判定肥胖及相关疾病的前景和价值，二者可以反应机体成分，而体内脂肪等分布情况影响疾病的发生和预后。而且，FMI和FFMI可能在未来取代BMI等成为超重及肥胖的有效筛查指标。然而，国内尤其缺乏多中心大样本量研究来确定FMI、FFMI在不同性别、年龄、地区和民族的人群诊断肥胖的最佳分界值。未来还可开展更多的研究将FMI和FFMI与传统测量指标进行比较，以更好的确定筛查疾病的敏感指标。将FMI和FFMI等指标结合应用可能达到更好的效果，可开展更多研究以探索FMI和FFMI在不同领域的潜能。同时，绝大多数国内外研究为横断面研究，无法推断因果关系。需要进一步的前瞻研究来阐明FMI和FFMI值与疾病的发病率和死亡率之间的关系，以帮助人们通过筛查早期预防和发现相关疾病，从而改善其预后。这些尚存的问题都有待通过未来的研究加以明确。

[1]Ng M,Fleming T,Robinson M,et al.Global,regional,and national prevalence of overweight and obesity in children and adults during 1980-2013:a systematic analysis for the Global Burden of Disease Study 2013[J].Lancet,2014,384(9945):766.

[2]Ogden C L,Carroll M D,Flegal K M.Prevalence of obesity in the United States[J].Jama,2014,312(2):189.

[3]James W P T.WHO recognition of the global obesity epidemic[J].International Journal of Obesity,2008,32 (Suppl 7):S120.

[4]Kodama S,Horikawa C,Fujihara K,et al.Comparisons of the strength of associations with future type 2 diabetes risk among anthropometric obesity indicators,including waist-to-height ratio:a meta-analysis[J].American Journal of Epidemiology,2012,176(11):959.

[5]Yang F Y,Wahlqvist M L,Lee M S.Body mass index (BMI) as a major factor in the incidence of the metabolic syndrome and its constituents in unaffected Taiwanese from 1998 to 2002[J].Asia Pacific Journal of Clinical Nutrition,2008,17(2):339.

[6]Clinical Guidelines on the Identification,Evaluation,and Treatment of Overweight and Obesity in Adults-The Evidence Report.National Institutes of Health[J].American Journal of Clinical Nutrition,1998,68(4):51S.

[7]中华人民共和国国家卫生和计划生育委员会.中华人民共和国卫生行业标准:成人体重判定(WS/T428-2013)[S].北京.中国标准出版社,2013.

[8]Romerocorral A,Somers V K,Sierrajohnson J,et al.Accuracy of body mass index in diagnosing obesity in the adult general population[J].International Journal of Obesity,2008,32(6):959.

[9]Thibault R,Pichard C.The evaluation of body composition:a useful tool for clinical practice[J].Ann Nutr Metab,2012,60:6.

[10]Alberti K G M M,Eckel R H,Donato K A,et al.Harmonizing the metabolic syndrome:a joint interim statement of the International Diabetes Federation Task Force on Epidemiology and Prevention;National Heart,Lung,and Blood Institute;American Heart Association;World Heart Federation;International A[J].Circulation,2009,120(16):1640.

[11]Sam S,Haffner S,Davidson M H,et al.Relation of abdominal fat depots to systemic markers of inflammation in type 2 diabetes[J].Diabetes care,2009,32(5):932.

[12]VanItallie TB,Yang MU,Heymsfield SB,et al.Height normalized indices of the body’s fat-free mass and fat mass:potentially useful indicators of nutritional status[J].Am J Clin Nutr,1990,52:953.

[13]Kyle UG,Morabia A,Schutz Y,et al.Sedentarism affects body fat mass index and fat-free mass index in adults aged 18 to 98 years[J].Nutrition,2004,20:255.

[14]Liu P,Ma F,Lou H,et al.The utility of fat mass index vs.body mass index and percentage of body fat in the screening of metabolic syndrome[J].Bmc Public Health,2013,13(1):1.

[15]Franssen F M,Rutten E P,Groenen M T,et al.New reference values for body composition by bioelectrical impedance analysis in the general population:results from the UK Biobank[J].Journal of the American Medical Directors Association,2014,15(6):1.

[16]Rao K M,Arlappa N,Radhika M S,et al.Correlation of Fat Mass Index and Fat-Free Mass Index with percentage body fat and their association with hypertension among urban South Indian adult men and women[J].Annals of human biology,2012,39(1):54.

[17]Kim C H,Chung S,Kim H,et al.Norm references of fat-free mass index and fat mass index and subtypes of obesity based on the combined FFMI-%BF indices in the Korean adults aged 18-89 yr[J].Obesity Research & Clinical Practice,2011,2011(5):210.

[18]Sillanpää,E,Cheng SuLin,Häkkinen,K,et al.Body composition in 18- to 88-year-old adults - comparison of multifrequency bioimpedance and dual-energy X-ray absorptiometry[J].Obesity,2014,22(1):101.

[19]Coin A,Giannini S,Minicuci N,et al.Fat-free mass and fat mass reference values by dual-energy X-ray absorptiometry (DEXA) in a 20-80 year-old Italian population[J].Clinical Nutrition,2008,27(1):87.

[20]Strugnell C,Dunstan D W,Magliano D J.Influence of Age and Gender on Fat Mass,Fat-Free Mass and Skeletal Muscle Mass Among Australian Adults:The Australian Diabetes,Obesity and Lifestyle Study (AusDiab)[J].The journal of nutrition,health & aging,2014,18(5):540.

[21]Abulmeaty M,Almajwal A,Hassan H.New cutoff values of fat mass index,fat free mass index and percent body fat in overweight and obese men living in Riyadh,SA[J].International Journal of Diabetes in Developing Countries,2016:1-9.

[22]Peltz G,Aguirre M T,Sanderson M,et al.The role of fat mass index in determining obesity[J].American Journal of Human Biology,2010,22(5):639.

[23]Rao K M,Arlappa N,Radhika M S,et al.Correlation of Fat Mass Index and Fat-Free Mass Index with percentage body fat and their association with hypertension among urban South Indian adult men and women.[J].Annals of Human Biology,2012,39(1):54.

[24]Lee S Y,Gallagher D.Assessment methods in human body composition.[J].Current Opinion in Clinical Nutrition & Metabolic Care,2008,11(5):566.

[25]Elina Sillanpaa,Sulin,Cheng,Keijo,Hakkinen,et a.Body composition in 18- to 88-year-old adults—comparison of multifrequency bioimpedance and dual-energy X-ray absorptiometry[J].Obesity,2014,22(1):101.

[26]Lukaski H C,Johnson P E,Bolonchuk W W,et al.Assessment of fat-free mass using bioelectrical impedance measurements of the human body[J].American Journal of Clinical Nutrition,1985,41(4):810.

[27]Pietiläinen K H,Kaye S,Karmi A,et al.Agreement of bioelectrical impedance with dual-energy X-ray absorptiometry and MRI to estimate changes in body fat,skeletal muscle and visceral fat during a 12-month weight loss intervention[J].British Journal of Nutrition,2013,109(10):1910.

[28]So W Y,Swearingin B,Crooms B,et al.Body composition measurements determined by air displacement plethysmography and eight-polar bioelectrical impedance analysis are equivalent in African American college students[J].Healthmed,2012,6(6):1896.

[29]郑延松，卢艳慧，舒 画，等.中国成人去脂体重指数与脂肪体重指数分析[C].全国健康管理,2011.

[30]Hull H R,Thornton J,Wang J,et al.Fat-free mass index:changes and race/ethnic differences in adulthood[J].International Journal of Obesity,2011,35(1):121.

[31]Wang J,Rennie K L,Gu W,et al.Independent associations of body-size adjusted fat mass and fat-free mass with the metabolic syndrome in Chinese[J].Annals of Human Biology,2009,36(1):110.

[32]张冠荣,麦韵屏,吴彩萍,等.广州地区成年人脂肪组织指数与代谢综合征的相关性及预测价值分析[J].中山大学学报(医学科学版),2015,36(3):472.

[33]Graf C,Karsegard V L,Spoerri A,et al.SUN-PP115:Loss of Fat-Free Mass Index has Substantial Impact on Mortality Risk for Subjects > 65 Years[J].Clinical Nutrition,2015,34:S66.

[34]Clark AL,Anker SD.Body mass,chronic heart failure,surgery and survival[J].J Heart Lung Transplant,2010,29:261.

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