基于倾向值匹配的慢性呼吸系统疾病对体成分的影响研究

裴华莲，罗 涛，符文慧，王 璐，田 恬，陈 珍，张泽文，戴江红

(新疆医科大学1公共卫生学院，2第一附属医院,乌鲁木齐 830011)

随着我国人口老龄化的发展及环境污染与气象因素的综合作用，慢性呼吸系统疾病的发病率逐年上升[1]。患者由于长期慢性缺氧、营养及能量失衡、慢性炎症等多种因素，使得呼吸系统疾病已成为累积血液、神经、运动等多器官系统的综合征，可导致患者衰弱速度的明显增加及生活质量的严重下降，给家庭和社会造成沉重的经济负担。体成分是人机体不同成分的构成比例,由体脂重和去脂体重两部分组成。去脂体重主要是由水分和无机物、蛋白质等组成[2]。体成分是形态、机能变化的物质基础，反映了人体的健康水平和营养状况[3]。可通过体成分分析仪测量，常用原理有同位素法，多导生物电阻抗法，双能X线吸收法等[4]，操作简单，准确度高。已有文献显示[5-6]慢性阻塞性肺疾病(COPD)与肌少症的正相关关系研究，而进一步对体成分的研究也日益受到关注，本研究旨在通过倾向值匹配的方法，均衡可能的混杂因素分析常见慢性呼吸系统疾病对体成分(BMI、脂肪含量、脂肪质量指数、去脂体重指数、全身肌肉含量)的影响，在特殊的地理、气候、采暖方式等多因素导致的呼吸系统疾病较高发的新疆地区应更具现实意义[7-9]。

1 对象与方法

1.1 研究对象研究对象为来自“新疆多民族自然人群队列建设研究”和田墨玉县调查现场，本研究在调查开始前获得了新疆维吾尔自治区中医药研究院伦理委员会的批准(项目伦理号：2018XE0108)，年龄为35～74岁，均签署知情同意书。研究对象具体筛选过程见图1。

1.2 研究方法

1.2.1 问卷调查 由经过统一培训的调查员采用面对面调查的方式获得，问卷基本内容包括基本人口学信息、疾病与健康状况、体力活动等相关信息。本研究重点关注呼吸系统疾病与体成分的关联性。

1.2.2 测量指标 体格检查指标：(1)身高与体重：主要来自基线数据；(2)体成分[10]：采用TANITA DC-430MA人体成分分析仪(多导生物电阻抗原理)，测量内容包括体重、肌肉量、体脂肪量(fat mass ,FM)、去脂含量(free fat mass，FFM)等指标，由经过统一培训并考核合格的调查员测量。

1.2.3 分析指标 体成分指标定义[11-12]：体质指数(BMI)=体重/身高(m2)；脂肪质量指数(fat mass index,FMI)=脂肪含量/身高(m2) ；去脂体重指数(free fat mass index,FFMI)=去脂肪含量/身高(m2)；肌肉质量质数=全身肌肉含量/身高(m2)。

1.2.4 疾病定义 呼吸系统各类疾病及调整变量中的糖尿病、心血管疾病(包括冠心病、缺血性心脏病、风湿性心脏病)、消化道溃疡、骨质疏松等疾病的来源均来自现场调查前曾被二级及以上医院明确诊断者。

图1 研究对象入选流程图

1.2.5 倾向值匹配方法 倾向值匹配法(Propensity score matching,PSM)是对非随机对照数据进行效应评估时的一种统计学方法，可使组间协变量均衡可比，并减少混杂因素对研究结果的影响。倾向值(Propensity score ,PS)即倾向评分，为在一系列可变的协变量条件下，每位研究对象被分配到病例组或者对照组的概率[13-14]。在本研究中的步骤为：首先，按照专业知识及相关文献[15-16]，找出在本次调查问卷所涉及到的对体成分影响较大的变量，分别是：年龄、性别、体力活动、有无糖尿病、有无心血管疾病、有无消化性溃疡、有无骨质疏松，然后分别对7个协变量进行赋分，应用SPSS23.0软件包计算每个研究对象的PS值。第二，在病例组与对照组中，按照PS值大小排序，从病例组中依次选出一个研究对象，从对照组中寻找PS值与之相同或最相近的一个对象作为配比个体(“最近邻法”)组成1∶1匹配，即匹配后病例组与对照组的个体唯一的差别在于是否患病。第三，统计检验，匹配后检验各匹配变量在组间均衡性分布情况。其中PS值相同或相近即为匹配精度，数值上等于两匹配个体PS值之差，精度越高，匹配越精确，但匹配的难度加大[17]。在本研究卡钳值为0.001，采用无放回1∶1匹配，匹配后用χ2检验组间均衡性。

2 结果

2.1 一般情况10 337例研究对象，其中呼吸系统疾病者2 323例(22.47%)，倾向值匹配后呼吸系统疾病例组与对照组各有2 199例，匹配前两组一般情况差异较大，体力活动、是否糖尿病、是否心血管疾病、是否消化性溃疡、是否骨质疏松5个变量组间存在不均衡性(P<0.05)，匹配后7个变量两组间差异均无统计学意义(P>0.05)，见表1。

2.2 匹配前后呼吸系统疾病与体成分的关联模型1显示，匹配前呼吸系统疾病与体成分各指标之间无关联(P>0.05)；模型2在调整了一般情况的7个变量后，进行多元线性回归分析，结果显示呼吸系统疾病组相对于对照组FFMI减少0.002(P<0.05)；模型3显示，呼吸系统疾病组相对于对照组BMI、FFMI、肌肉质量指数分别减少0.779、3.306、0.057，而FM与FMI分别增加1.681、1.010。

2.3 呼吸系统各类疾病与体成分各指标的关联六类呼吸系统疾病，慢性支气管炎、肺气肿与体成分3项指标之间的关联性无统计学意义(P>0.05)。慢性阻塞性肺疾病、支气管哮喘与体成分5项指标之间均有关联，而肺心病组FM增加1.638，FMI增加0.023，陈旧性肺结核组BMI相对降低1.012,见表3。

表1 倾向值匹配前后病例组与对照组一般情况比较

注：括号外数据为人数，括号内数据为构成比（％）。

表2 倾向值匹配前后呼吸系统疾病与体成分的关联

注：模型1是未调整其他因素；模型2是调整了年龄、性别、体力活动、是否糖尿病、心血管疾病、消化性溃疡、骨质疏松7个因素后；模型3是倾向值匹配后。

表3 匹配后呼吸系统各类疾病与体成分的关联

3 讨论

本研究利用在和田地区墨玉县大队列基线数据分析呼吸系统疾病与体成分的关系，呼吸系统患者尤其是老年患者，可能伴有代谢异常、缺氧、慢性炎症等多种因素的影响，而使得身体肌肉、脂肪等构成比例的变化。本研究应用倾向值匹配法匹配后组间均衡性较好，具有可比性，并且在纳入模型时，变为更稳定的单变量模型(模型3)，使结果更可靠。关联结果显示，匹配前体成分各指标与呼吸系统疾病无关联，而匹配后(模型3)呼吸系统疾病患者BMI、FFMI、肌肉含量相对减少，脂肪含量与脂肪质量指数相对增加。人体成分主要由脂肪质量和去脂体重组成，是能够较为全面地反映全身的营养状态的重要指标。特征性氧化应激、肺部和全身炎症反应及负氮平衡[18]，将影响患者的总体营养状况，主要表现为蛋白为主要组成的机体成分的丧失，导致呼吸肌肉功能及运动耐力的下降，因此早期进行营养干预和肺康复锻炼，改善患者营养状态及运动功能，以延缓疾病进展[19]。

呼吸系统各类疾病与体成分的关联分析中显示，慢性阻塞性肺疾病、支气管哮喘与体成分3项指标之间均有关联，支气管哮喘为广泛多变的气道变态反应性疾病，与COPD有共同的遗传易感性及临床特征[20]，均可导致通气血流比例失调 ，最终引起低氧伴或不伴有高碳酸血症。去脂含量与BMI及肌肉含量密切相关[21]，肌肉与去脂组织含量中主要成分为骨骼肌，其含量的降低加之长期低氧状态导致患者运动功能的随之减退。廉洁等[22]的研究结果显示，呼吸系统疾病患者合并低的BMI是合并肌少症的重要危险因素。呼吸系统疾病尤其是随着病程延长，伴随其他共病及长期用药、饮食等多种因素的影响，肌肉作为最主要蛋白成分，其分解代谢增强[23]，而脂肪相对比例增高，或因为老年患者活动减少，脂肪代谢减慢导致的绝对比例升高。大量研究表明，中重度COPD患者由于长期的慢性能量消耗状态，骨骼肌功能障碍已成为最重要的肺外表现，甚至进一步影响全身各器官系统的功能，影响疾病预后[24-26]。因此，肌肉含量与功能成为制约疾病进展与生存状态的重要因素。另外，亚组分析中慢性支气管炎、肺气肿与体成分指标未显示关联性。分析可能原因为：患病时间短，体成分未见明显改变，还可能由于其他伴随疾病的相互作用导致。

本研究的局限性：缺乏四肢骨骼肌直接测量指标，只能用去脂含量及全身肌肉含量代替，骨骼肌含量与功能随着患病时间的变化趋势将作为后续研究。

总之，慢性呼吸系统疾病随着疾病进展会不同程度影响体成分分布，使脂肪含量相对升高，去脂成分与肌肉含量相对降低，应及早对患者进行营养干预，防止或延缓肌少症的发生发展，提高生活质量。