運動鍛煉干預對我國中老年女性骨密度影響的meta分析

吳志建，王竹影，宋彥李青，張 帆

人口老齡化已經成為我國社會面臨的嚴峻考驗。我國60歲及以上人口占比從2010年的12.4%（1億6 800萬）到2040年將增長到28%（4億200萬）［1］。隨著我國人口老齡化及女性預期壽命的增加，骨質疏松癥的發生率持續快速上升，有研究指出約50%的50歲以上女性患有骨質疏松癥［2］；因此，預防和治療中老年女性骨密度下降已經成為我國健康領域的研究熱點問題。

循證醫學的大量證據表明，體力活動能有效抑制中老年女性的骨密度降低，我國已有大量關于體力活動對中老年女性骨密度影響的研究，但在不同的研究結果之間存在分歧［3-4］。鑒于此，本研究收集了我國中老年女性骨密度運動鍛煉干預的隨機對照實驗（RCT）進行meta分析，旨在把多項研究結果進行定量合成，以提供更加可靠的量化結果，并針對患者的不同情況，提出最佳運動處方，為骨質疏松患者的運動鍛煉干預提供循證依據，為廣大中老年女性骨質疏松的預防及臨床治療提供參考。

1 研究方法

1.1 納入與排除標準

1.1.1 研究設計

所選研究為隨機對照實驗（RCT），實驗前實驗組與對照組沒有顯著差異。

1.1.2 研究對象

參照中國老年學學會骨質疏松委員會1999年10月22日制定的《中國人骨質疏松癥建議診斷標準（第2稿）》［5］，研究對象選取符合診斷標準，年齡＞40歲的女性，并且沒有精神異常、嚴重感知覺障礙、嚴重的肺疾病與有癥狀的心血管疾病及并發癥。

1.1.3 干預措施

實驗組在對照組的基礎上施加運動療法，運動鍛煉方式不限，對照組處于常規生活方式或進行常規治療。

1.1.4 截取指標

選取能反映骨質疏松癥患者骨量變化的骨密度指標，包括腰椎、大轉子或其他部位的骨密度，或全身骨密度。

1.1.5 排除標準

1）調查性和描述性研究，meta分析文獻；2）自身對照實驗；3）重復的文獻；4）實驗數據描述不清，不能算出截取指標的平均數和標準差。

1.2 文獻檢索

檢索的數據庫包括中國學術期刊全文數據庫（CNKI）、萬方（WAN-Fang）數據庫、中文科技期刊數據庫（VIP）。以骨密度、骨質疏松、骨質疏松癥、中年女性、老年女性、體力活動、運動鍛煉干預等為關鍵詞，在各數據庫中進行混合檢索。收集各數據庫中所有關于體力活動影響中老年女性骨密度的文獻，檢索時間為從各數據庫建庫開始到2017年1月15日。從各數據庫中共檢索到1 253篇文獻，運用計算機軟件剔除重復文獻228篇，通過閱讀題名、摘要，剔除不相關861篇，可能符合要求的文獻164篇，再通過閱讀全文，排除不符合要求的文獻，最終納入15篇隨機對照試驗［6-20］，文獻篩選流程如圖1所示。

圖1 研究納入文獻篩選流程

1.3 文獻篩選、資料提取與評價

從各數據庫檢索到文獻后，統一導入文獻管理軟件進行排重。由2位研究員分別按照納入、排除標準篩選文獻，先閱讀題目和摘要進行初步剔除，得到可能符合要求的文獻之后，下載全文，精讀全文判斷是否符合要求。篩選結束后，2名研究員將各自認為符合要求的文獻進行對比，對于兩者判斷結果不一致的文獻通過與第三人共同討論決定是否納入。

納入meta分析文獻共15篇，其基本特征見表1。包括實驗被試為703名中老年女性；其中5篇干預周期為12個月，3篇干預周期為10個月，7篇干預周期將近6個月；對照組中有6篇進行了藥物治療，實驗組在藥物治療的基礎上施加1項或多項運動鍛煉干預；干預方式為太極拳的有5篇，干預方式為有氧運動+抗阻訓練的3篇，體育療法的有4篇，廣場舞的2篇，抗阻訓練的1篇。

對滿足納入標準的文獻進行資料提取，2位研究員自制提取表格，各自分別提取研究文獻，提取內容如下。1）一般資料:第一作者、發表年限；2）實驗特征:實驗樣本量、實驗對象年齡、實驗組與對照組的處理情況、干預措施、實驗周期、有無失訪情況；2）截取指標:骨密度。對納入的15篇文獻進行方法學評價（如圖2所示），運用Cochrane風險偏倚評估工具主要從6個域評價納入文獻方法學，如選擇性偏倚、實施偏倚、測量偏倚、隨訪偏倚、報告偏倚及其他偏倚。對每條指標采用“低度偏倚風險”“偏倚不確定性”“高度偏倚風險”進行判定，分為3個等級:A級（滿足4個或以上條目低風險）、B級（滿足2個或3個條目低風險）、C級（滿足1個或沒有條目低風險，有可能發生偏倚）。納入的15篇文獻中有4篇評價等級為A，6篇評價等級為B，5篇評價等級為C。

表1 納入meta分析研究的基本特征

圖2 偏倚風險示意

1.4 統計學方法

采用Stata12.0（meta模板）軟件進行統計學分析，選擇標準化均數差（SMD）和95%置信區間（95%CI）為效應尺度進行合并效應量，采用Revman5.3軟件對納入文獻進行質量評價。合并meta分析前，先進行異質性檢驗，采用Homogeneitytest（Q檢驗）（檢驗水準為a=0.1），其本質為χ2檢驗，P＜a，表明研究間存在異質性；反之，則認為各研究間是同質的。再結合I2定量分析異質性的大小，I2取值范圍為0～100%之間，I2值越大，則各研究間異質性越大。在Cochrane Handbook中，推薦I2不大于40%，其異質性可以接受，應選擇固定效應模型進行meta分析；當各研究間異質性明顯時選擇隨機效應模型進行meta分析。對于異質性的處理方法用亞組分析、meta回歸，為了檢驗結果的可靠性進行敏感性分析，最后采用Egger法檢驗各研究間發表偏倚。

2 meta分析結果

2.1 合成分析

由于各研究間骨密度測量部位、測量方法和表示單位不同，因此，選擇標準化均數差（SMD）和95%置信區間（95%CI）為效應量進行meta分析。結果顯示，Q=34.98，自由度（df）為14，I2=60%，P=0.001，各研究間存在異質性差異，選擇隨機效應模型進行 meta 分析。由表 2 可知，SMD=0.57，95%CI:0.32～0.83，P＜0.01，表示著2組之間的差異具有統計學意義。

表2 體力活動對中老年女性骨密度影響的meta分析

2.2 meta回歸分析

由于各研究間存在異質性I2=60%，為了探討異質性的來源，對可能引起異質性的研究特征進行單因素meta回歸分析。以實驗對象年齡為協變量進行單因素meta回歸分析可知，實驗對象年齡不同能夠解釋各研究間變異量的67.99%，該模型的擬合度為0.047 5，P=0.007，具有統計學意義，說明實驗對象年齡不同是引起異質性的主要來源；以運動鍛煉方式不同為協變量進行meta回歸分析顯示，各研究間的異質性能夠解釋回歸方程的I2=62.51，該模型的擬合度為 Tau2=0.1736，P=0.697＞0.05，不具有統計學意義，說明運動鍛煉方式不是變異來源；以發表年限為協變量進行meta回歸分析顯示，異質性能解釋的殘差變異大小為61.36%，該模型的擬合度Tau2值越小，說明其模型的擬合度越好，Tau2=0.157，P=0.445＞0.05，不具有統計學意義，表示發表年份不是異質性來源；以樣本含量為協變量進行單因素meta回歸顯示，異質性能解釋的殘差變異大小為57.63%，調整后的R2為0，說明該變量不能解釋研究間的變異，該模型的擬合度Tau2=0.148，P=0.438＞0.05，不具有統計學意義，說明各研究間樣本含量不是變異來源；以實驗周期為協變量的單因素meta回歸分析可知，各研究間的異質性能夠解釋回歸方程的I2=60.65，各研究間本身存在異質性，該模型的擬合度Tau2=0.155，P=0.305＞0.05，不具有統計學意義，說明實驗周期不能解釋變異原因，如圖3、表3所示。

表3 不同研究特征對研究間異質性影響的單因素meta回歸分析

圖3 不同研究特征對研究間異質性影響的單因素meta回歸分析

2.3 亞組分析

亞組分析也是meta分析中處理異質性的常用方法之一，它從臨床異質性和方法學異質性的角度探討異質性的來源，借鑒同質性研究才能合并效應量的問題。按照可能引起異質性的特征對實驗對象年齡、實驗周期、每周鍛煉次數及每次鍛煉的時間進行亞組分析，在文獻評價、實驗對象年齡、實驗周期、每周鍛煉次數及每次鍛煉時間的分組中，運動鍛煉干預均能延緩中老年女性骨密度降低，具有統計學意義（P＜0.05）。在年齡（歲）分組中，≤55或＞55其I2分別為37.1%和0.0%，說明每個亞組均沒有明顯的異質性；但將2個亞組一起合并則I2為60.0%，表示有異質性，說明實驗對象年齡不同是引起異質性的來源之一。此外，在干預周期＞6個月、文獻評價為A級與B級、每周鍛煉次數＞4、每次鍛煉的時間為45～60 min和＜30 min的同質性也較好，說明異質性可能來源于文獻評價不高、干預周期較短、每周鍛煉次數少或每次鍛煉時間過長的研究。亞組分析還發現，干預周期＞15周、每周鍛煉次數＞4、每次鍛煉時間＞60 min對延緩中老年女性骨密度降低的效果較好。

2.4 敏感性分析

敏感性分析是指在一定假設條件下檢驗所獲結果穩定性的方法，改變某些影響合并結果的重要因素，例如納入標準、文獻評價、失訪情況和不同的效應量等，重新進行meta分析之后并與改變條件之前的meta分析進行比較，觀察改變條件前后結果是否發生變化，從而判斷meta分析結論的穩定性。本研究采用逐個剔除單項研究，觀察剩余研究的合并效應量與總效應量差異的敏感性分析方法，又稱影響分析。如圖4所示，0.57的垂直實線表示總的效應量，左右2條垂直實線表示總的效應量95%CI值的上下限（0.32，0.83），每個研究對應的橫線表示剔除該研究后剩余其他研究的合并效應量及95%CI值的范圍。由圖4可知，逐個剔除研究后的效應量均在總的效應量的95%CI值之內，因此，對總合并效應量影響不大，可以接受，加強了原meta分析結果，使其更具說服力。

2.5 發表性偏倚

共15篇文獻描述了體力活動對中老年女性骨密度的影響，運用Egger法檢驗其發表性偏倚。Egger法對發表偏倚的檢測統計量為截距a對應的t值及P值，并通過其95%CI值是否包含0來判斷其是否有發表偏倚。若截距a對應P＜0.05或95%CI值不包含0，則表示有發表偏倚；反之，表示無發表偏倚。如圖5所示，小樣本研究基本對稱，檢驗結果也顯示:t=-0.26，P=0.803＞0.05，95%CI值:（-1.15，0.91），不具有統計學意義，因此，不存在發表偏倚。

表4 不同特征的亞組分析結果

圖4 metaninf命令完成的敏感性分析

圖5 Egger法檢驗發表偏倚

3 討論

近年來，隨著人口老齡化加劇，骨質疏松癥的發病率在不斷提高，骨質疏松的防治已成為國際公共衛生領域、健康促進領域關注的熱點問題［21］。特別是絕經后女性由于雌激素分泌減少，調節骨代謝能力降低，導致骨質流失加速。為了探究運動鍛煉干預在骨質疏松治療方面的療效，本研究對體力活動對中老年女性骨密度影響的研究進行meta分析。

本研究按照meta分析的評價原則和要求，采用明確的檢索策略和嚴謹的文獻納入與排除標準，檢索國內有關數據庫，對體力活動延緩中老年女性骨密度下降的研究作出評價。meta分析結果發現，體力活動能有效延緩我國中老年女性骨密度下降的速度，經過體力活動干預的中老年女性相對于對照組其骨密度提高了0.57個標準差，具有統計學意義。可能原因包括:1）適當體力活動能促進骨皮質的血流增加，改善骨組織的血液供給，促使血液中的鈣離子向骨內運輸，加快破骨細胞轉變成成骨細胞的速度，從而促進骨的形成［22］；2）機械負荷也是調節骨代謝和重建的重要因素，體力活動可以通過肌肉活動對骨骼產生應力，骨骼應力提高使骨骼產生負壓電位，促使其與Ca2＋結合，使骨細胞增生分化［23］；3）經常參與體力活動的中老年女性在接受充足的陽光后，可使其體內維生素D的含量提高，從而促進對鈣離子的吸收［24］，從而使參加規律性體力活動的中老年女性骨密度增加。

所有的研究結果并不完全一致，各研究間存在較高異質性I2=60%，為了分析異質性的來源，本研究以實驗對象年齡、運動鍛煉方式、樣本含量、實驗周期及發表年限為協變量進行meta回歸分析，結果顯示，實驗對象年齡不同是引起異質性的主要來源，P＜0.05；其余研究特征均不能解釋研究間的異質性，P＞0.05。為了進一步探索造成異質性的原因，本研究又進行了亞組分析，分別以文獻評價、實驗對象年齡、實驗周期、每周鍛煉次數及每次鍛煉時間為亞組進行分析，結果顯示，在年齡（歲）分組中，≤55或＞55其I2分別為37.1%和0.0%，表示在亞組中同質性較好，說明實驗對象年齡不同是造成各研究間異質性的原因之一。＞55 歲分組中，SMD=0.289，95%CI值:0.113～0.466，體力活動有效地提高了中老年女性骨密度，提高了0.289個標準差；而≤55分組中，SMD=1.265，95%CI值:0.946～1.583，體力活動更加有效地改善了中老年女性骨密度，提高了1.265個標準差。可見，體力活動對年齡小于55歲的女性的改善效果更好，這可能與年齡大于55歲的女性骨質流失速度加快，運動鍛煉對其緩解程度降低有關。在對文獻評價亞組分析中發現，文獻評價從A級到C級，其同質性越來越好，A級I2=0.0%，B級I2=50.40%，C級I2=73.30%，說明實驗設計過程越嚴謹出現異質性的可能就越低。在實驗周期、每周鍛煉次數及每次鍛煉時間的亞組中發現，干預周期＞6個月、每周鍛煉次數＞4、每次鍛煉的時間為45～60 min和＜30min的異質性分別為:I2=21.90%、I2=34.50%、I2=27.70%、I2=0.0%，同質性較好。此外，還發現干預周期＞15周、每周鍛煉次數＞4、每次鍛煉時間＞60 min對中老年女性骨密度的改善效果最好。為了確保meta分析結果的可靠性，進一步采用敏感性分析發現，逐個剔除單項文獻后，meta分析結果仍在95%置信區間之內，二者未發生明顯變化，表明本meta分析結果穩定、可靠。

為了更加有效地改善中老年女性骨密度，本研究繼續追蹤效果量最佳的原文獻，旨在為骨質疏松癥患者提供最優的運動處方。最佳效果量的運動處方為健步走，由快走、大步走、高抬腿走、扭胯走、側向交叉走、舉臂直線走、倒著走7個動作組成，運動鍛煉強度為60%～80%HRmax，干預周期15周，每周3次，每次60 min左右。

本研究局限與啟示:1）各研究中的運動鍛煉強度、運動鍛煉頻率及運動鍛煉時間不一致，可能增加研究的異質性；2）由于研究地區不一樣，對指標的測量方式及表示單位不同，可能使各指標產生差異；3）亞組分析發現文獻評價由A級到C級其同質性越來越好，因此，我國該領域研究應加強實驗設計過程，描述隨機分組方法，減少實驗對象失訪現象。

4 結論

體力活動能有效改善我國中老年女性骨密度含量，延緩骨質流失。由于異質性較大，進行meta回歸分析、亞組分析結果發現，實驗對象年齡不同是異質性的主要來源；追蹤效果量最佳的研究文獻，其運動處方如下:運動鍛煉方式為健步走，運動鍛煉強度60%～80%HRmax，干預周期15周，每周3次，每次60 min左右。