《BMC Cardiovascular Disorders》:Impact of exercise training on exercise tolerance, cardiac function and quality of life in individuals with heart failure and preserved ejection fraction: a systematic review and meta-analysis
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该综述聚焦 HFpEF 患者,发现运动训练可改善运动耐量和生活质量,对心功能影响有限。
### 研究背景
心力衰竭(HF)是一个重大的全球公共卫生挑战,严重影响患者生活质量并与高死亡率相关。根据左心室射血分数(LVEF),HF 可分为四类,其中射血分数保留的心力衰竭(HFpEF,LVEF≥50%)的发病率在过去二十年显著增加 。HFpEF 因其复杂的病理生理学一直被认为治疗难度较大,尽管一些药物治疗(如钠 - 葡萄糖协同转运蛋白 2 抑制剂、胰高血糖素样肽 - 1 受体激动剂)取得了积极成果,但运动训练作为一种重要的非药物治疗策略,在改善 HF 患者心脏健康、身体耐力和生活质量方面的作用也日益受到关注。然而,此前关于运动训练对 HFpEF 患者运动耐量、生活质量和舒张功能影响的研究尚未达成共识,且存在研究对象定义不统一、纳入研究类型混杂等问题。因此,本研究旨在通过系统评价和荟萃分析,综合评估运动训练对 HFpEF 患者运动耐量、心功能和生活质量的影响,并比较高强度间歇训练(HIIT)和中等强度持续训练(MCT)的疗效,为临床实践和康复策略优化提供有力证据。
研究方法
遵循指南 :本研究严格遵循系统评价和荟萃分析的首选报告项目(PRISMA)指南。
检索策略 :全面检索 PubMed、Embase、Cochrane Library 和 Web of Science 等数据库,检索时间从数据库建立至 2023 年 11 月 24 日。检索词包括与 “HFpEF” 和 “运动训练” 相关的医学主题词(MeSH)和自由文本词,具体检索策略详见表 S1。
纳入与排除标准 :纳入标准为随机对照试验(RCTs);研究对象为确诊的 HFpEF 患者(LVEF≥50%);研究考察运动训练的效果,不限训练时长和频率;研究需报告运动耐量、心功能和生活质量相关指标;语言为英文。排除标准包括非 RCTs(如病例报告、评论、观点文章、综述等);涉及非 HFpEF 患者或诊断不明确的研究;数据不完整或方法不清晰的研究;重复发表的研究(除非二次发表包含首次发表未报告的额外结果)。
数据提取 :由两名独立的研究者使用预定义表格进行数据提取,内容涵盖文章基本特征(作者、发表年份、研究设计等)、参与者人口统计学信息、运动干预细节(类型、时长、规律等)、测量结果和研究发现等。若两名研究者存在分歧,则咨询第三名研究者以达成共识。
质量评估 :运用 Cochrane 协作网的偏倚评估工具对纳入的 RCTs 进行质量评价。
统计分析 :使用 Review Manager 5.4 软件进行荟萃分析。对于连续变量,采用均数差(MD)和 95% 置信区间(CIs)来量化效应量;对于生活质量相关结局,由于涉及多种测量工具(如简短健康调查 36 项(SF-36)、明尼苏达心力衰竭生活问卷(MLHFQ)、堪萨斯城心肌病问卷(KCCQ)),采用标准化均数差(SMD)合并结果。RevMan 根据样本量和标准误自动分配权重,通过I 2 统计量评估研究间的异质性。若span data-custom-copy-text="\(I^{2}50\%\)"I 2 < 50% ,采用固定效应模型;若I 2 ≥ 50% ,则采用随机效应模型。通过绘制漏斗图直观分析潜在的发表偏倚,span data-custom-copy-text="\(P0.05\)"P < 0.05 认为具有统计学意义。
研究结果
研究选择过程和特征 :通过 PRISMA 流程图展示研究选择过程。最初检索到 3943 条记录,去除重复项后筛选 3427 条,进一步审查 81 篇文章的相关性,最终 7 项 RCTs(共 470 名参与者)符合纳入标准。这些研究主要在美国开展,聚焦于中年或老年(≥40 岁)人群,运动训练方式多样,以 HIIT 和 MCT 为主,干预时长从 4 周的短期项目到长达 1 年的长期干预不等,部分研究采用门诊和远程监督下的家庭锻炼相结合的方式 。
质量评估 :多数研究在随机序列生成、结局评估盲法、结局数据完整性和选择性报告方面偏倚风险较低,但在参与者盲法方面存在较高偏倚风险,这可能与运动干预类型本身易于被受试者和研究者察觉有关。
运动训练对运动耐量的影响 :运动训练对运动耐量的评估指标包括 6 分钟步行试验(6MWT)、峰值V O 2 ? 、通气无氧阈值和V E / V C O 2 ? 斜率。结果显示,HFpEF 患者接受运动训练后,6MWT 结果显著提高(MD=31.42,95% CI:19.35 至 43.49,span data-custom-copy-text="\(P0.001\)"P < 0.001 ;I 2 = 1% ,P = 0.39 ) ;峰值V O 2 ? 也显著增加(MD=1.53,95% CI:0.13 至 2.92,P = 0.03 ;I 2 = 70% ,P = 0.009 ),但 HIIT 和 MCT 在提高峰值V O 2 ? 上无显著差异(MD=1.60,95% CI: - 0.22 至 3.42,P = 0.08 ;I 2 = 19% ,P = 0.29 ) 。此外,运动训练后患者的通气无氧阈值显著提高(MD=149.86,95% CI:42.07 至 257.64,P = 0.006 ;I 2 = 64% ,P = 0.09 ),而在V E / V C O 2 ? 斜率方面,运动组与对照组无显著差异(MD=0.10,95% CI: - 0.80 至 1.00,P = 0.83 ;I 2 = 27% ,P = 0.25 ),HIIT 与 MCT 之间也无显著差异(MD=2.23,95% CI: - 0.24 至 4.71,P = 0.08 ;I 2 = 0% ,P = 0.68 )。
运动训练对心功能的影响 :评估运动训练对心功能的影响时,采用 E/A 比值、E / e ′ 比值和左心室射血分数(LVEF)等参数。结果表明,运动组和对照组在 E/A 比值(MD=-0.03,95% CI: - 0.10 至 0.04,P = 0.42 ;I 2 = 0% ,P = 0.77 )、E / e ′ 比值(MD=-1.12,95% CI: - 3.45 至 1.20;P = 0.34 ;I 2 = 82% ,P = 0.004 )和 LVEF(MD=0.92,95% CI: - 0.72 至 2.56,P = 0.27 ;I 2 = 0% ,P = 0.64 )上均无显著差异 。同样,HIIT 组和 MCT 组在这些指标上也无明显区别(E/A 比值:MD=-0.06,95% CI: - 0.24 至 0.12,P = 0.54 ;I 2 = 46% ,P = 0.16 ;E / e ′ 比值:MD=-0.96,95% CI: - 2.24 至 0.32,P = 0.14 ;I 2 = 37% ,P = 0.20 ;LVEF:MD=0.36,95% CI: - 1.83 至 2.55,P = 0.75 ;I 2 = 0% ,P = 0.82 )。
运动训练对生活质量的影响 :通过 KCCQ、SF-36 量表和 MLHFQ 评估运动训练对生活质量的影响。运动组和对照组的总生活质量评分相似(MD=0.14,95% CI: - 0.05 至 0.33,P = 0.15 ;I 2 = 0% ,P = 0.99 ),但运动组的身体生活质量评分显著高于对照组(MD=0.22,95% CI:0.02 至 0.42,P = 0.03 ;I 2 = 10% ,P = 0.35 ),而两组的情感生活质量评分无显著差异(MD=0.18,95% CI: - 0.31 至 0.66,P = 0.48 ;I 2 = 66% ,P = 0.03 ) 。具体来看,在 SF-36 量表中,运动组的身体和情感评分均显著高于对照组(身体评分:MD=0.31,95% CI:0.06 至 0.57,P = 0.02 ;I 2 = 34% ,P = 0.21 ;情感评分:MD=0.51,95% CI:0.11 至 0.92,P = 0.01 ;I 2 = 0% ,P = 0.58 ),但在反向计分的 MLHFQ 中,两组的身体和情感评分均无显著差异(身体评分:MD=0.08,95% CI: - 0.24 至 0.39,P = 0.64 ;I 2 = 0% ,P = 0.67 ;情感评分:MD=0.16,95% CI: - 0.83 至 0.52,P = 0.65 ;I 2 = 65% ,P = 0.09 ) 。
发表偏倚 :通过漏斗图分析未发现纳入研究存在显著的发表偏倚。
讨论
研究精准性提升 :早期针对 HFpEF 的临床试验常招募 LVEF>40% 或≥45% 的患者,导致研究人群异质性大,治疗效果结论不一。本研究严格遵循最新的 HFpEF 定义(LVEF≥50%),有助于更准确地评估运动训练的影响。
运动训练对运动耐量的积极作用 :运动训练显著提高了 HFpEF 患者的峰值V O 2 ? ,这对改善患者有氧运动能力至关重要。HFpEF 患者有氧运动能力下降,与心血管和肌肉功能低效,影响氧气在活动时的有效输送和利用有关 。耐力训练,无论单独进行还是与抗阻训练结合,都是提高 HFpEF 患者有氧运动能力的安全有效策略。此外,运动训练还使患者 6MWT 结果显著提高,表明运动训练能改善患者日常生活中的功能活动能力。研究还发现,循环微小 RNA(如 miR-181c)水平的变化可预测 HFpEF 患者对运动训练的反应,这为个性化运动干预提供了潜在的生物标志物依据 。
运动训练对心功能影响的复杂性 :MCT 可使E / e ′ 比值显著降低,提示其在改善 HFpEF 患者舒张功能方面有一定潜力。然而,无论是 MCT 还是 HIIT,对 LVEF 和 E/A 比值均无显著改善,表明运动训练对这些特定心功能指标的效果有限。此前的荟萃分析在运动干预对 LVEF 和 E/A 比值的影响上存在矛盾结果,可能是由于纳入研究的异质性。本研究仅聚焦于 HFpEF 患者相关文献,且运动干预中未包含吸气肌训练。
运动训练对生活质量影响的多面性 :运动训练后,患者总生活质量评分改善不显著,但身体生活质量评分显著提高,再次证实运动训练是改善 HFpEF 患者功能能力的有效非药物策略。然而,两组情感生活质量评分无显著差异,这可能是因为 HFpEF 患者的情感健康受多种心理、社会和经济因素影响,难以单纯通过运动改变。此外,不同生活质量评估工具对运动训练效果的评估存在差异。SF-36 作为通用生活质量测量工具,能更广泛地反映健康和幸福状况;而 MLHFQ 更侧重于心力衰竭的身体和症状负担,运动训练的益处可能不足以在该量表强调的领域产生显著变化。之前的荟萃分析表明运动干预对 MLHFQ 评分有显著影响,与本研究结果不同,可能是因为这些荟萃分析纳入了吸气肌训练相关研究,而本研究仅包含体育锻炼训练,这一差异值得进一步研究。
HIIT 与 MCT 的疗效比较 :虽然 HIIT 和 MCT 在多种心血管疾病患者中都能有效提高运动能力和生活质量,但本研究发现,在 HFpEF 患者中,两者在大多数结局指标上无显著差异。这表明对于 HFpEF 患者,运动的规律性和持续性可能比训练类型更关键。HIIT 虽能诱导短期分子适应,提升有氧运动能力,但长期居家训练后效果可能减弱。有研究指出,增加运动训练的频率或持续时间可能比提高强度更能有效改善峰值V O 2 ? ,因此长期坚持运动对维持 HIIT 的益处至关重要。
研究局限性 :本研究存在一定局限性。一是依赖随访值而非基线变化值,可能因研究人群基线差异引入潜在偏倚,尽管采用随机效应模型进行了部分调整,但仍可能影响结果。未来研究应提供全面基线数据并报告基线变化,以增强荟萃分析的一致性和可靠性。二是纳入研究在分配隐藏和参与者盲法方面存在较高偏倚风险,这是运动干预研究中常见的挑战,可能导致潜在偏倚。三是在 6MWT 分析中,Kitzman 等 2016 年研究的权重过高,可能对总体效应量产生不成比例的影响。未来需要更大样本量、多来源的研究来减少单一研究对荟萃分析结果的影响,同时可通过创新的盲法技术或更严格的分配隐藏方法来解决这些方法学局限性,提高研究结果的有效性。
结论
运动训练可显著改善 HFpEF 患者的运动耐量和生活质量中的身体功能部分,对心功能有一定影响但效果有限。然而,运动训练对患者总体生活质量的改善存在差异,仍需进一步研究以全面了解运动干预对 HFpEF 患者的多维度影响,从而为临床实践和康复策略提供更精准的指导。
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