基于加速度计测量的轻强度体力活动与全因死亡率及心血管疾病和癌症发病风险的剂量反应关系:一项前瞻性队列研究

【字体: 时间:2025年10月26日 来源:Journal of Sport and Health Science 10.3

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  本研究针对当前缺乏明确的轻强度体力活动(LPA)最低与最佳推荐剂量问题,通过对UK Biobank队列中69,492名成年人的前瞻性数据分析,揭示了LPA与全因死亡率、心血管疾病(CVD)及癌症风险之间存在显著的非线性负相关关系。研究发现,每日进行约3.5小时LPA可保守降低风险,而达到约6.0小时/天的优化剂量时,风险降低幅度最大(HR可低至0.63)。该结果为未来公共卫生指南制定具体的LPA定量推荐提供了关键证据。

  
在追求健康的道路上,我们常常听到“多运动”的建议。世界卫生组织(WHO)和美国心脏协会等权威机构发布的指南,主要强调中高强度体力活动(MVPA)的重要性,例如每周进行150-300分钟的快走、跑步等。然而,对于老年人、慢性病患者或平时不常运动的人来说,一下子达到这样的运动强度可能颇具挑战性,甚至存在风险。相比之下,轻强度体力活动(LPA)——如慢速散步、站立、做家务、烹饪等日常活动——则显得平易近人得多,更容易融入生活并长期坚持。尽管有研究表明LPA对健康有益,但一个关键问题一直悬而未决:每天到底需要进行多长时间的LPA才能有效促进健康?是否存在一个“最低有效剂量”和一个“最佳效果剂量”?现有的指南由于证据不足,未能给出明确的定量建议。
为了回答这些问题,由广东医科大学孙嘉洪、乔亚男等人组成的研究团队在《Journal of Sport and Health Science》上发表了一项重要研究。他们利用英国生物样本库(UK Biobank)这一大型人群队列的数据,对69,492名43-78岁成年人的加速度计测量数据进行了深入分析,旨在精确描绘LPA与死亡率及心血管疾病、癌症发病风险之间的剂量反应关系,并确定其最小和最佳有效剂量。
研究人员开展这项研究主要依赖于几个关键技术方法。首先是利用大规模前瞻性队列UK Biobank,该队列提供了丰富的基线信息和长期随访数据。其次,研究的核心是客观测量体力活动,参与者佩戴Axivity AX3三轴加速度计于优势手腕连续7天,收集原始加速度数据。最关键的技术是采用经过验证的机器学习方法——基于随机森林(Random Forest)的活动分类算法,来精确区分不同强度的活动(如跑步、步行、小幅度实用动作),从而准确量化LPA的时间,这种方法相比传统的固定阈值法能显著减少活动强度的误分类。此外,研究结局(死亡和疾病发病)通过链接到国家死亡登记系统、住院记录和癌症登记库等权威数据源进行严格确认。在数据分析方面,研究者运用了Cox比例风险模型来评估关联强度,并采用限制性立方样条(Restricted Cubic Spline)模型来灵活地拟合LPA与健康结局之间的非线性剂量反应关系,从而能够识别出风险最低的“最佳点”和达到一半最大获益的“最小有效点”。
3.1. 研究对象基本特征
本研究最终纳入了69,492名参与者,平均年龄为61.26岁,男性占42.47%,绝大多数(96.59%)为白人。中位随访时间达8.04年。在此期间,共记录了2024例全因死亡、539例心血管疾病死亡和1175例癌症死亡;同时发现了7731例心血管疾病新发病例和6347例癌症新发病例。分析发现,参与更多LPA的参与者更可能是年龄较大、女性、非白人、失业者,且教育程度和社会经济水平较低,但水果蔬菜摄入量较高。
3.2. 死亡率与疾病发病风险
3.2.1. 按LPA四分位数分析
研究人员将LPA时间按四分位数分为四组。结果显示,与LPA最少的组(<3.9小时/天)相比,LPA时间越多,死亡风险越低。对于全因死亡率,LPA时间在3.9-<5.0小时/天、5.0-<6.1小时/天和≥6.1小时/天的参与者,其风险比(HR)分别降至0.82、0.75和0.77。对于心血管疾病特异性死亡率,相应的HR分别为0.76、0.78和0.68;对于癌症特异性死亡率,HR分别为0.89、0.77和0.83。心血管疾病和癌症的发病风险也呈现出类似的下降趋势。生存曲线清晰显示,随着LPA quartile等级的升高,各种结局的累积风险逐渐降低。
3.2.2. 剂量反应关系
更精细的剂量反应分析揭示了LPA与健康益处之间的非线性关系。以每周LPA时间的第5百分位数(1114分钟/周,约2.7小时/天)作为参考,研究发现:
  • 全因死亡率:存在显著的非线性负相关关系。LPA的“最佳剂量”为每周2404分钟(约5.7小时/天),此时风险比最低,为0.63。“最小有效剂量”为每周1506分钟(约3.6小时/天),对应的风险比为0.81。
  • 心血管疾病特异性死亡率:同样存在非线性关系,最佳剂量为每周2566分钟(约6.1小时/天,HR=0.63),最小剂量为每周1535分钟(约3.7小时/天,HR=0.82)。
  • 癌症特异性死亡率:非线性关系显著,最佳剂量为每周2457分钟(约5.9小时/天,HR=0.73),最小剂量为每周1533分钟(约3.7小时/天,HR=0.86)。
  • 心血管疾病发病率:关联为非线性的,最佳剂量为每周2929分钟(约7.0小时/天),最小剂量为每周1619分钟(约3.9小时/天)。
  • 癌症发病率:关联则呈线性,未发现明确的“最佳点”,但其“最小有效剂量”为每周1848分钟(约4.4小时/天)。
3.3. 人群归因分值
研究进一步计算了人群归因分值(PAF),估算如果所有参与者都能达到LPA的最佳或最小剂量,可以预防多少比例的疾病或死亡事件。结果显示,达到最佳剂量预计可预防7.9%的全因死亡、16.6%的心血管疾病死亡和3.2%的癌症死亡;达到最小剂量则可预防6.2%的全因死亡、10.4%的心血管疾病死亡和4.0%的癌症死亡。
3.4. 亚组分析
亚组分析发现,LPA的保护作用在某些人群中尤为明显。例如,在年龄≥60岁、女性、MVPA不足(<150分钟/周)、每日屏幕时间≥3小时、自报健康状况为一般/差、教育水平较低或社会经济水平较低的人群中,LPA带来的健康益处更为显著。这提示针对这些特定人群推广LPA可能获得更大的公共卫生收益。
3.5. 敏感性分析
一系列敏感性分析(如对缺失值进行多重插补、排除随访初期发生的结局事件、更换参考点、进一步调整潜在中介因素等)均证实了主要研究结果的稳健性。
该研究的结论部分对发现进行了总结和升华。研究人员指出,这项大规模前瞻性队列研究首次基于客观测量的LPA数据,明确了其与死亡率和主要疾病发病风险之间的非线性剂量反应关系,并量化了最小和最佳有效剂量。每日进行约3.5小时的LPA即可显著降低风险,而将活动量提升至每日约6.0小时可获得最大程度的保护效应。这些发现具有重要的公共卫生意义。它们为填补当前体力活动指南的空白提供了关键证据,未来指南可以考虑纳入针对LPA的具体定量建议,特别是对于那些无法完成中高强度活动的人群。LPA作为一种易于融入日常生活、安全性高、可持续性强的活动方式,其推广有望为更广泛的人群,尤其是老年人和慢性病患者,带来切实的健康福祉。研究还强调,未来的公共卫生信息和行为干预应立足于完整的24小时活动周期,将促进LPA作为一项重要策略,并可根据不同人群的特征进行针对性指导。
总之,这项研究有力地证明了“勿以善小而不为”在促进身体活动方面同样适用。即使是看似微不足道的日常轻体力活动,只要累积到一定时间,就能对健康产生深远而积极的影响。它为每个人,无论其年龄、健康状况或运动能力如何,都提供了一个简单易行且有效的健康改善途径。
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