体育锻炼改善老年人认知症的系统评价再评价

蔡治东 王兴 尹继林 陈芝峂 王靖

摘    要：目的：对体育锻炼改善老年人认知症的干预效果及安全性进行系统评价再评价。方法：检索国内外6大电子数据库中体育锻炼干预老年人认知功能的系统评价，检索时限均从建库至2020年2月20日。采用 R-AMSTAR评价纳入研究的方法学质量，采用 GRADE 评价系统对证据质量进行分级。结果：最终纳入20篇Meta分析，R-AMSTAR评价结果显示，所有纳入文献的方法学质量较高。GRADE证据质量评价显示，24个结局指标证据质量为高级，25个为中级。与对照组相比，72个结局指标中有39个显著性改善。体育锻炼对整体认知功能的干预效果已形成共识，对执行功能、记忆功能、注意等干预效果仍需进一步证实;有氧运动、抗阻运动、多成分运动和身心运动对认知症的干预效果已被证实;研究多采用每周锻炼2～4次，每次30～60min，中等强度，12～24周的干预方案。结论：体育锻炼是改善老年人认知症的一种有效安全的方法，有氧运动、抗阻运动、多成分运动和身心运动均有干预效果。

关键词：体育锻炼;老年人;认知症;干预效果;Meta分析;系统评价再评价

中图分类号：G 80-3           学科代码：040302           文献标识码：A

Abstract：Objective： To evaluate the efficacy and safety of physical exercise in improving cognitive decline in the elderly with cognitive impairment. Methods： We searched 6 electronic databases for systematic reviews on the effects of exercise on cognitive function， published up to February 20， 2020. R-AMSTAR was used to evaluate the methodological quality of the included study， and the GRADE evaluation system was used to grade the quality of evidence. Results： A total of 20 Meta-analyses were included， the results of R- AMSTAR showed that the methodological quality of all the included studies was high. GRADE evidence quality evaluation showed that the evidence quality of 24 outcomes was high， 25 were intermediate. Compared with the control group， 39 of the 72 outcomes were significantly improved. The efficacy of physical exercise on global cognition has reached a consensus， while the efficacy of executive function， memory function and attention needs to be further confirmed. The efficacy of aerobic exercise， resistance exercise， multi-component exercise， and mind-body exercise has been proved. The intervention programs of exercise， 2～4 times a week， 30～60 minutes every session， moderate-intensity， and 12～24 weeks of duration， were mostly used in the study. Conclusion： Physical exercise is a safe and effective method to improve the cognitive function of the elderly with cognitive impairment. Aerobic exercise， resistance exercise， mind-body exercise， and multi-component exercise are all effective.

Keywords：physical exercise; the elderly; cognitive impairment; efficacy; meta-analysis; overview of systematic review

隨着老龄人口的日益增加，轻度认知障碍（mild cognitive impairment， MCI）、痴呆（dementia，DA）等类型的认知症患者数量越来越多，有研究显示，我国60～70岁、70～80岁、80岁以上3个年龄段轻度认知障碍的患病率分别为9.93%、18.46%，26.13%[1]。如何改善认知症老年人的认知功能，提高晚年生活质量，己成为老龄化社会亟待解决的问题。

尽管横断面研究的结果已经提供了体育锻炼对认知症有益影响的确凿证据，但有关随机对照实验的结果并没有形成共识[2-3]，有些研究设计、干预方案等方面存在的差异[4-5]，使得研究结果变得相当复杂。此外，多篇系统评价、Meta分析研究结果也表明，体育锻炼对改善认知症有一定效果，但是各系统评价的质量存在一定差异，证据等级仍不明确[6-7]，有必要对前人的RCT和Meta分析的结果进行总结。

系统评价再评价是针对同一健康问题的病因、诊断、治疗和愈后等方面的相关系统评价进行再評价的一种综合研究方法[8]。它从更高的层次上对系统评价的信息进行综合，比一般的系统评价蕴含的信息量更加丰富和全面，为证据使用者提供更集中的高质量证据。对疾病的不同临床问题，证据使用者需要检索、阅读大量系统综述，系统评价再评价可以解决这一费时费力的问题。此外，系统评价再评价可以分析不同干预措施对同一疾病，同一干预措施对同一疾病的不同测量指标，同一干预措施对不同疾病的影响，以及干预措施的不良反应。

对体育锻炼干预老年人认知症的Meta分析进行再评价，采用R-AMSTAR评估纳入文献的方法学质量[9]，并通过GRADE[10]对结局指标进行证据质量分级，归纳不同体育锻炼方案对整体认知功能、执行功能、记忆功能等认知领域的干预效果，以及相同体育锻炼方案对不同认知功能的影响，以期为临床实践和社会体育指导员提供参考。

1   资料与方法

1.1  纳入与排除标准

1.1.1  纳入标准

①研究类型为Meta分析。②研究对象为患MCI、DA的老年人。③干预措施实验组采用体育锻炼干预，对照组采用空白对照或健康教育、社会集会、拉伸等措施。④结局指标为整体认知功能、执行功能、记忆功能、注意、视空间能力、信息处理速度、语言等。

1.1.2  排除标准

①非中、英文文献;②未对原始研究进行合并定量分析的系统评价;③无法提取相关数据。

1.2  文献检索

检索PubMed、The Cochrane Library、PsycINFO、Web of Science、万方和CNKI 数据库，搜集有关体育锻炼干预老年人认知功能的Meta分析， 检索期限均从各个数据库收录起始年限至2020年2月20日。中文检索词如下：老年人、体育锻炼、运动、体育活动、有氧运动、抗阻运动、身心运动、轻度认知障碍、阿尔茨海默症、认知衰退、痴呆、认知功能、记忆、执行功能、注意力、元分析;英文检索词如下：old people、exercise、physical activity、aerobic exercise、resistance training、mind-body exercise、mild cognitive impairment、cognitive decline、dementia、Alzheimer’s disease、cognitive function、executive function、memory、attention、meta-analysis、systematic review。使用布尔逻辑、截词等方法连接检索词形成合理的检索策略。

1.3  文献筛选与数据提取

由本文的2位作者分别按纳入与排除标准独立筛选文献，筛选结束后，将提取的文献数据进行比对，若有分歧，则由本文的第3位作者共同讨论决定是否纳入。

用事先设计的EXCEL数据表提取纳入文献的信息并编码。若文献数据缺失或无法提取，则请求作者提供原始数据。

提取的数据主要包括：①文献基本信息，作者、发表年份、干预措施、对照措施。②主要结局指标、效应量及95%的置信区间、主要结论。③偏倚风险评估工具、R-AMSTAR方法学评价要素信息、结局证据质量评价要素信息。④体育锻炼变量，根据本团队前期研究结果进行划分[11]。

1.4  质量评价

1.4.1  方法学质量评价

由本文2位作者分别对纳入的文献利用R-AMSTAR量表，量表共11个条目，根据每个条目“符合”“部分符合”“不符合”的情况评为1～4分，总分最高44分，最低11分[12]。Kappa系数≤0.2、0.21～0.4、0.41～0.6、0.61～0.80和0.81～1，分别表示较差、一般、中等、较好和极好的一致性[13]，本文Kappa系数为86.3%，有很好的一致性。

1.4.2  证据质量评价

本文运用GRADE系统对纳入的Meta分析结局指标进行证据分级。

2   结果

2.1  文献筛选流程及结果

通过检索PubMed（n=48）、WOS（n=92）、Cohran（n=47）、PsyINFO（n=51）、知网（n=73）、万方（n=96）6个数据库得到407篇相关文献，手动检索到11篇文献。除重后得到文献369篇，初筛获得46篇，排除323篇，最终纳入20篇文献。

2.2  纳入文献的基本特征

表1所示，纳入文献中原始研究数量最多46篇，最少5篇，样本量最多5 099人，最少171人。18篇评价了整体认知功能，13篇评价了执行功能，11篇评价了记忆功能，5篇评价了注意，5篇评价了语言，4篇评价了视空间能力。有11篇采用 Cochrane 推荐的偏倚风险评价表、5篇采用DEPro量表，2篇采用EPHPP，定量研究质量评估工具、AMSTAR各1篇。

10篇文献的干预周期在12～24周之间，9篇24周以上，1篇未说明;有15篇文献的锻炼时间在30～60min，3篇60min以上，2篇未说明。锻炼频率全部在2～4次之间，锻炼强度几乎都属于中、低强度，只有个别原始研究采用了高强度。对照组主要采用健康教育、日常护理、拉伸、访问等措施。

2.3  纳入文献的方法学质量评价

纳入的20篇文献中，没有一篇满足11个条目，其中评分最高为41分，最低为28分，平均分为（34.4±3.7）。得分偏低条目主要是前期设计研究方案、排除文献清单和发表偏倚评估。纳入研究特征、研究结果的合成方法、检索策略、文献筛选流程、文献质量、结果合并方法恰当、资助来源等方面得分较高。

2.4  主要结局指标的干预效果与证据等级

2.4.1  整体认知功能

由表2可知，纳入文献中对整体认知功能的测试工具主要有简明精神状态量表、蒙特利尔认知评估量表、老年性痴呆评定量表-认知分量表，结果显示除了Forbes2015、Zhang2019以外，其余16篇均显示体育锻炼显著提高了整体认知功能。其中5篇（25%）Meta分析的结果为大效应量，2篇（10%）为中效应量，9篇（45%）为小效应量。

从运动类型看，绝大多数系统评价纳入了多种运动类型的原始文献。有13篇涉及有氧运动，9篇涉及抗阻运动，11篇涉及多成分运动，12篇涉及身心运动。从改善效果上看，11篇有氧运动显著改善整体认知功能，7篇抗阻运动显著提高整体认知功能，8篇多成分运动显著提高整体认知功能，且比单一成分运动干预效果好，11篇身心运动显著提高整体认知功能。

干预方案的“剂量”存在较大差异。从运动周期看，有10篇的平均干预周期在12～24周，8篇24周以上;从运动频率看，绝大多数的研究采用了2～4次/周的干预频率;从运动时间看，多数研究采用30～60 min的干预时间;从运动强度看，9篇系统评价为中低强度，4篇为中高强度，7篇文献未说明。

根据GRADE对结局指标进行质量分级，高级证据为7个，中级证据为8个，低级证据为2个，极低级证据为1个（见表 2）。在降级因素中，局限性是主要降级因素，有13篇因为局限性被降级，多数文中只提及随机，但未描述随机数字的产生方法，多数文献未使用盲法和分配隐藏，只有个别文献描述了单盲或双盲以及分配隐藏的方法。其次的降级因素为不一致性和不精确性，多数研究显示研究间的异质性较大、可信区间值差值较大且重叠程度不高或者是因为纳入文献数量太少，导致了不一致性的潜在风险。最后，由于多数文献纳入RCT不足10个，文献中没有制作漏斗图或进行发表偏倚检验，导致存在发表偏倚的风险很大。

2.4.2  执行功能

执行功能测试工具主要有Stroop色词测试、数字广度测试、连线测试、威斯康星卡片测试。结果显示有12篇文献的效应量为正值，小效应量居多，且仅有6篇文献具有统计学意义，说明体育锻炼对认知症老年人的执行功能的锻炼效果存在争议。

根据GRADE质量分级，高级证据为4项，中级证据为7项，低级证据为4项，极低级证据为3项（见表3）。在降级因素中，局限性仍然是最主要的降级因素，有9篇因局限性被降级;其次是不一致性，有6篇因为不一致性被降级;再其次是不精确性，5篇因不精确性被降级;最后，由于多数纳入RCT不足10个，没有制作漏斗图或进行发表偏倚检验，导致存在发表偏倚的风险很大。

2.4.3  记忆功能

记忆功能的结局指标主要是即刻回忆、延迟回忆。结果均显示出小到中等的效应量，且只有5篇文献具有统计学意义，其余研究的置信区间均跨越无效线，说明体育锻炼对认知症老年人的记忆功能干预效果不一致。

根据GRADE质量分级，中级证据有1项，低级证据有2项，极低级证据有3项（见表4）。在降级因素中，局限性是最主要的降级因素，有8篇因为局限性被降级;不精确性是主要的降级因素，6篇因不精确性被降级;第三是不一致性，有1篇因为不一致性被降级。

2.5  次要結局指标的干预效果和证据等级

2.5.1  注意功能

纳入的20篇文献中有4篇对注意功能进行了Meta分析（见表5），结果显示均有小的效应量，但只有1篇具有统计学意义，其余研究的置信区间均跨越无效线，根据GRADE等级划分标准，证据质量为中高等级，说明体育锻炼对认知症老年人的注意功能有较小效应的干预效果。

2.5.2  语言功能

纳入的20篇文献中有6篇对语言功能进行了Meta分析（见表5），结果显示5篇具有正向小效应量的干预效果，且只有2篇具有统计学意义，2篇的置信区间均跨越无效线，根据GRADE等级划分标准，证据质量多为中高等级，说明体育锻炼对认知症老年人的语言功能有较小的干预效果。

2.5.3  视觉空间功能

纳入的20篇文献中有3篇对视觉空间功能进行了Meta分析（见表5），结果显示均有小效应量，且均具有统计学意义，根据GRADE等级划分标准，证据质量为中高等级，说明体育锻炼对认知症老年人的视空间功能有干预效果。

2.5.4  信息处理速度

纳入的20篇文献中有2篇对信息处理速度进行了Meta分析（见表5），结果显示均有小效应量，但只有1篇具有统计学意义，根据GRADE等级划分标准，证据质量为高等级，说明体育锻炼对认知症老年人的信息处理速度有较小的干预效果。

2.6  安全性

绝大多数研究未显示体育锻炼干预老年人认知症的不良反应，而且多篇文献显示体育锻炼还可显著提高老年人的日常生活能力、肌肉力量、步行速度等[33]。只有Wang、 Law的研究显示运动后出现呼吸短促、眩晕、肌肉酸痛等不良反应[29，31]。目前，体育锻炼是改善老年人认知症的安全、无副作用的手段 。

3   讨论

3.1  研究结果总结

本研究认为体育锻炼能改善老年人的认知症。在进行合并的指标中多数有正向中小效应量，特别是对整体认知功能的干预效果有较为一致的研究结果。执行功能、记忆功能的研究结果一致性相对较低，注意、视空间能力、语言、信息处理速度等指标研究较少，在纳入的系统评价中进行定量合成的更少，但改善效果仍然是显著的。体育锻炼可以改善老年人的认知症这一结论是毋庸置疑的，体育锻炼能改善认知症的因果关系已经得到证实。

3.2  证据的全面性和适用性

本研究证实了体育锻炼改善认知症、重塑大脑结构的结论，但是关于最佳的锻炼剂量参数仍存在争议。多数系统评价的纳入标准没有限制运动类型。有氧运动是最早被用于干预认知功能运动类型，干预效果被大量研究所证实。目前干预运动类型趋于多样化，抗阻运动、多成分运动、身心运动等各种类型的运动被证实对老年人认知症改善有正向效益，但是最好的运动类型目前仍没有形成一致观点。

部分纳入文献对锻炼剂量关系进行了探讨，锻炼时间为30 ～60 min，周期为12周以上，效果较好[29]。4～12周的锻炼效果好于16～24周[34]，高频率的效果好于低频率[18， 20，27]，每周进行3次有氧訓练有效改善了MCI的整体认知功能[35];中等强度的锻炼效果较为理想[28]，中等强度的有氧训练最有利于执行功能的增强，高强度有氧间歇训练对信息加工速度的影响最大，中等强度的抗阻训练更有利于改善信息处理速度[36]。但是纳入研究的研究对象遍布世界各地，地理环境、人文环境、研究者自身的局限性可能存在较大差异，纳入人群的患病时间、病情存在差异，很难形成统一的剂量关系，造成了锻炼剂量关系的模糊性。虽然各个研究之间存在一定的差异，但是纳入的系统评价研究结果基本能正确指导临床实践。有规律的参与中等强度、30～60 min的体育锻炼能改善认知症，不同锻炼类型存在着交互作用，鼓励参加多种体育锻炼。此外，剂量关系的模糊性给了不同人群可选择的机会，体现了个体的多样性，锻炼方案的个性化。

3.3  证据质量

本研究采用GRADE评价工具对纳入文献的结局指标进行了证据等级评价，多数指标的证据等级在中等以上。但多数原始文献没有清晰地描述随机数字产生方法、盲法和分配隐藏的方法，导致因为存在严重局限性而被降级。由于原始研究的体育锻炼变量、结局指标测试工具、纳入标准等方面存在一定的异质性，导致I2较大，可信区间重叠程度不高，存在严重不一致性。说明体育锻炼对老年人认知症干预效果需要更多高质量的随机对照研究进行验证。

本研究显示只有整体认知功能这一结局指标的结果较为一致，证据等级较高。而执行功能、记忆功能高证据等级只占50%，说明体育锻炼对认知症老年人的执行功能和记忆功能改善作用在某些方面仍存在争议。次要结局指标的证据等级也较为分散，而且只有个别系统评价进行了效应量合成，影响证据的真实性。这一观点与前人研究的结果是一致的，有些学者的研究认为体育锻炼对认知症老年人的执行功能、记忆功能的改善效果不显著[37]，也有研究认为体育锻炼可以有效改善认知症老年人的执行功能、记忆功能[38]。

造成这种结果的原因主要是对整体认知功能研究较为成熟，对其概念认识较为统一，虽然存在几种测量工具，但涵盖内容相似，容易得出较为统一的研究结果。而执行功能和记忆功能虽然是整体认知功能的一个领域，但是执行功能和记忆功能内容的丰富性和测试工具多样性，可能造成研究结果的不一致。研究者往往仅从一个方面对执行功能和记忆功能进行了测试，测量指标呈现多样化，导致研究结果分散。

3.4  优势与局限

本文的优势在于运用了较为敏感的检索策略对多个数据库进行了检索，确保了检索的全面性和准确性，同时只纳入了随机对照实验的Meta分析，确保了较高的证据等级。但是仍存在一些局限性。

第一，绝大多数没有注册研究方案，可能造成选择性偏倚和利益关系造成的人为影响。

第二，有些Meta分析纳入RCT数量太少而没有制作漏斗图，并进行发表偏倚检验。

第三，纳入研究的Meta分析中的研究对象认知状态、体育锻炼类型、频率、强度、时间、周期、测试工具以及对照组的内容安排等存在较大的异质性，影响证据等级。

第四，GRADE质量评估具有一定的主观性，可能会影响结果。

3.5  对未来研究的启示

目前，体育锻炼对老年人认知症干预效果的系统评价方法学存在较多问题，锻炼方案多样，结局指标不统一，使得研究结果的真实性和可靠性存在诸多疑问，也造成了目前较多研究目标不一致。

建议今后的随机对照研究加强顶层设计，比如实行多中心、多组别、大样本量的随机对照实验，加强在盲法、分配隐藏、意向性治疗等方面的科学性，尽量提高方法学质量。需要进行网状Meta分析找出提高不同认知功能的最优方案，寻求体育锻炼与认知表现的剂量关系是今后研究的重点。系统评价者应该严格按照PRISMA的标准进行报告，为临床医生和社会体育指导员提供高级别的质量依据。

4   结论

体育锻炼是一种安全的方法，可以有效改善老年人认知症，有氧运动、抗阻运动、多成分运动和身心运动均有干预效果。

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