高強度間歇訓練對COPD患者干預效果的Meta分析

鄭江，漢瑞娟，張紅霞，韓欣怡

2020年，慢性阻塞性肺疾病(Chronic Obstructive Pulmonary Disease，COPD)已成為我國第三大疾病死亡原因，是全球范圍內發病率和病死率最高的疾病之一[1-2]。全球40歲以上人群COPD患病率為9%～10%，我國40歲以上人群COPD患病率約為13.7%，且總體上仍處于增長狀態[3-4]。COPD患者會出現呼吸困難、疲勞、運動耐力下降等一系列癥狀，嚴重影響其日常活動及生活質量[5]。肺康復可以改善COPD患者的健康狀況、提高運動耐量，對COPD患者有很多好處[6]。美國胸科協會、歐洲呼吸學會和美國心肺康復學會等均認為運動鍛煉是肺康復治療的核心部分[7-8]。2021年版COPD全球倡議仍關注運動訓練在肺康復中的作用，并推薦患者進行長期、規律的軀體活動鍛煉[9]。高強度間歇訓練(High-Intensity Interval Training，HIIT)是在短時間內多次重復高強度運動，并在運動間穿插較低強度或間歇的一種訓練方式[10]。HIIT有利于克服部分COPD患者對長時間、持續強度運動的不耐受性，近年來被國內外學者廣泛應用于肺康復治療中，但具體效果仍存在爭議。因此，本研究利用Meta分析評價HIIT對COPD患者的干預效果，旨在為臨床指導COPD患者進行運動鍛煉提供參考。

1 資料與方法

1.1文獻納入與排除標準 納入標準:①研究對象。臨床診斷為COPD，處于疾病穩定期；年齡≥40歲；意識清楚，無精神疾病。②干預措施。試驗組為HIIT；對照組為常規護理或中、低強度運動。③研究類型。國內外公開發表的隨機對照試驗(RCT)。④結局指標。為以下7項中的任意1項或多項：峰值攝氧量(VO2peak)；第1秒用力呼氣容積(FEV1)；第1秒用力呼氣容積占用力肺活量百分比(FEV1/FVC%)；6分鐘步行距離(6WMD)；運動持續時間；圣喬治呼吸問卷(SGRQ)；呼吸困難癥狀。排除標準：試驗組高強度運動干預措施不清楚；非隨機對照試驗；未能獲取全文；試驗設計不嚴謹；提供的數據、信息存在缺失的文獻；重復發表的文獻；非中、英文文獻；文獻質量評價為C級的文獻。

1.2檢索策略 計算機檢索PubMed、Embase、Web of Science、Cochrane Library、中國知網、中國生物醫學文獻數據庫、萬方、維普等數據庫，并輔以手工檢索納入文獻的參考文獻。檢索時限為建庫至2021年6月，采用主題詞結合自由詞的方式。英文檢索詞為：high-intensity interval training，HIIT，HIIE，high intensity interval exercise，aerobic interval exercise，aerobic interval training，high intensity intermittent exercise，high intensity intermittent training，high intensity aerobic exercise；chronic obstructive pulmonary disease，COPD。中文檢索詞為：高強度間歇訓練，高強度間歇運動，高強度間隔訓練；慢性阻塞性肺疾病，COPD，慢阻肺。

1.3文獻篩選及數據提取 使用EndNote X9去除重復文獻后，由2名研究者獨立按照納入與排除標準篩選文獻，用Excel建立統一的資料提取表提取文獻數據，并交叉核對結果。如有分歧，2名研究者討論，并征求第3名研究者的意見，最終達成一致。資料提取內容包括：①文獻第一作者、發表年份、國家；②研究對象、分組及樣本量；③試驗組及對照組的干預措施；④結局指標。

1.4文獻質量評價 由2名研究者采用Cochrane RCT質量風險評價標準，獨立對納入文獻進行質量評價。主要評價內容包括：隨機序列產生、分配隱藏、盲法、結果數據的完整性、選擇性報告研究結果、其他偏倚。以“低風險偏倚”“高風險偏倚”或“不清楚”評價每項標準。納入研究完全滿足上述標準，表明發生各種偏倚的可能最小，文獻質量等級為A級；納入研究部分滿足上述標準，文獻質量等級為B級；納入研究完全不滿足上述標準，表明發生各種偏倚的可能最大，文獻質量等級為C級。本研究不納入質量等級為C的文獻。

1.5統計學方法 采用RevMan5.4軟件進行統計分析。首先進行異質性檢驗，納入的研究結果間異質性采用χ2檢驗進行分析(檢驗水準α=0.1)，同時結合I2定量判斷異質性大小，若各研究間無異質性(P≥0.1，I2≤50%)，則采用固定效應模型分析；若各研究間存在異質性(P<0.1，I2>50%)，則采用隨機效應模型分析。本研究納入的結局指標均為連續型資料，評估工具及度量衡單位相同時，采用均數差(MD)、95%CI表示，不全相同時采用標準化均數差(SMD)、95%CI表示。檢驗水準α=0.05。

2 結果

2.1文獻檢索結果、基本特征及質量評價 初步檢索共獲得文獻1 866篇，最終納入13篇文獻[11-23]，其中英文12篇，中文1篇。基本特征及質量評價見表1。

表1 納入文獻的基本特征及質量評價

2.2Meta分析結果

2.2.1峰值攝氧量 7項研究評價了HIIT對COPD患者VO2peak的影響。由于測量工具不同，選擇SMD合并效應量，研究間無異質性(P=0.12，I2=41%)，采用固定效應模型。結果顯示，HIIT能提高COPD患者的峰值攝氧量，見圖1。

圖1 高強度間歇訓練對COPD患者VO2peak的影響

2.2.2FEV13項研究[13，15，23]報告了HIIT對COPD患者FEV1的影響。研究間存在異質性(P=0.01，I2=76%)，采用敏感性分析，去除Alcazar等[13]研究后，各研究間無異質性(P=0.85，I2=0%)，采用固定效應模型進行分析。結果顯示，HIIT可以改善COPD患者FEV1，差異具有統計學意義[SMD=0.54，95%CI(0.13，0.95)，P=0.01]。

2.2.3FEV1/FVC% 3項研究[13，15，23]報告了HIIT對COPD患者FEV1/FVC%的影響。研究間存在異質性(P=0.000，I2=88%)，采用敏感性分析，去除Alcazar等[13]研究后，各研究間不存在異質性(P=0.92，I2=0%)，采用固定效應模型進行分析。結果顯示，HIIT可以改善COPD患者FEV1/FVC%，差異具有統計學意義[SMD=0.52，95%CI(0.11，0.92)，P=0.01]。

2.2.46WMD 9項研究評價了HIIT對COPD患者6WMD的影響。研究間無異質性(P=0.24，I2=22%)，采用固定效應模型。結果顯示，HIIT能顯著提高COPD患者的6WMD，見圖2。

圖2 高強度間歇訓練對COPD患者6WMD的影響

2.2.5運動持續時間 4項研究[14，18，21-22]使用運動持續時間作為結局指標，共納入197例，其中HIIT組97例，對照組100例。研究間無異質性(P=0.22，I2=32%)，采用固定效應模型進行分析，結果顯示，HIIT組與對照組相比，運動持續時間差異無統計學意義[SMD=-0.04，95%CI(-0.31，0.24)，P=0.79]。

2.2.6SGRQ 4項研究比較了兩組患者SGRQ。研究間無異質性(P=0.46，I2=0%)，采用固定效應模型。結果顯示，HIIT組SGRQ得分顯著低于對照組，說明HIIT可改善COPD患者SGRQ得分，見圖3。

圖3 高強度間歇訓練對COPD患者SGRQ的影響

2.2.7呼吸困難癥狀 4項研究[15，20-22]采用Brog量表評價呼吸困難癥狀，共納入213例，其中HIIT組103例，對照組110例。合并結果顯示研究間無異質性(P=0.82，I2=0%)，采用固定效應模型。結果顯示，HIIT對改善COPD患者呼吸困難癥狀無明顯作用，差異無統計學意義[MD=-0.08，95%CI(-0.42，0.26)，P=0.65]。

2.3發表偏倚和敏感性分析 將結局指標為6WMD的9篇文獻[12-15，17-19，21-22]進行漏斗圖分析，見圖4。結果顯示大部分研究處于頂端且漏斗圖兩側基本對稱，故認為研究存在發表偏倚的可能性小。分別將研究的結局指標VO2peak、運動持續時間、SGRQ、呼吸困難癥狀逐個剔除后行敏感性分析，結果顯示合并效應量并未發生明顯改變，Meta分析結果基本穩定。

圖4 結局指標為6WMD文獻的漏斗圖

3 討論

3.1HIIT可改善COPD患者的心肺功能 本研究結果顯示，HIIT組VO2peak、FEV1、FEV1/FVC%均高于對照組，表明HIIT能夠改善COPD患者的心肺功能。Alcazar等[13]研究表明，與常規護理組COPD患者的心肺功能狀況相比較，完成12周高強度間歇訓練的COPD患者VO2peak、FEV1、FEV1/FVC%等指標都有明顯改善，與本研究的結果相似。COPD是一種以氣道和肺泡異常為特征、氣流受限不完全可逆的慢性肺部疾病，患者呼吸肌力量和活動耐量降低，肺功能持續下降[24]。VO2peak、FEV1、FEV1/FVC%是評價心肺功能重要的客觀指標[25]。體力活動減少是COPD患者心肺功能下降的原因之一，心肺功能下降后患者被迫采取久坐不動的生活方式[26]。因此，運動訓練對COPD患者心肺的影響是至關重要的。與其他訓練方案相比，HIIT給機體的刺激更大，同時利用間歇期克服患者對高強度運動的不耐受。高強度的訓練一方面能提高心肌收縮力、提高心率、擴大每搏輸出量，增加身體組織可以吸收和利用的氧氣量；另一方面，能增加潮氣量，改變呼吸頻率，使患者的呼吸肌力、呼吸肌耐力及通氣效率提高，改善動態肺過度充氣[27]。而訓練中的間歇期有助于減少呼氣末肺容量，降低攝氧量和減慢心率。高強度訓練與間歇期的結合，能有效提高心肺運動負荷，從而改善COPD患者的心肺功能。

3.2HIIT能增強COPD患者的運動能力 本研究結果顯示HIIT組的6WMD優于對照組，表明HIIT能夠增強患者的運動能力。COPD患者通換氣功能障礙，導致運動能力下降、骨骼肌萎縮，反過來進一步損害肺功能[28]。目前國內公認的反映運動能力的指標包括6WMD、運動持續時間等[29]。6WMD是COPD嚴重程度的重要觀察指標，受患者肌肉力量、疾病狀況或運動效率的影響。COPD患者的運動效率降低，可能與肌肉氧化酶活性、新陳代謝和肌肉毛細血管的減少有關[30]。HIIT可以改善機體對骨骼肌的氧供應，減少乳酸生成，同時可以減少全身氧化應激，提高骨骼肌有氧運動能力，進一步改善運動耐量和體能表現。因此，HIIT有助于提高患者外周肌肉力量及運動時的機體工作效率，增加6WMD。Gallo-Silva等[19]的隨機對照研究中，試驗組在恒溫泳池進行高強度間歇運動，對照組進行常規護理，結果顯示，HIIT組6WMD顯著增加，差異具有統計學意義，與本研究結果相似。但本研究結果顯示HIIT未能顯著影響COPD患者的運動持續時間，這與Mador等[21]的研究結果有差異，分析原因可能是納入研究的運動干預時間不同，且均未對研究對象進行長期隨訪，存在一定的異質性。建議研究者未來在開展相關研究時，要進行長期隨訪，記錄隨訪期間COPD患者運動時長、持續時間、身體狀況的變化，鼓勵患者增強堅持長期運動的信心，督促其盡量按照計劃完成訓練方案。

3.3HIIT可提高COPD患者健康相關生活質量 本研究結果顯示，相比對照組，HIIT組SGRQ得分明顯下降。COPD易反復發作且呈進行性加重，患者肺功能和運動能力逐漸下降，勞動能力日益喪失。部分患者生活無法自理，日常活動受到限制，甚至出現呼吸困難加重、心理障礙、營養不良等并發癥，嚴重影響患者的生活質量[29]。SGRQ與患者健康相關生活質量和功能狀態相關，被認為是評價COPD患者生活質量效能最高的評分系統，得分越高表明健康相關生活質量越差[31]。分析原因可能是因為HIIT更好地改善了COPD患者的肺功能和運動能力，改變了其日常體力活動和運動習慣，利于患者調節焦慮、抑郁、孤獨等情緒，從而在一定程度上提高了健康相關生活質量。Borg評分用于評估COPD患者呼吸困難的程度，與其他健康狀況評估方法有一定的相關性[32]。本研究結果顯示兩組患者Borg得分差異無統計學意義，表明HIIT對COPD患者呼吸困難癥狀的改善效果不顯著。Hsieh等[15]研究結果表明，無論訓練強度如何，Borg評分在訓練后均無明顯變化，與本研究的結果相似。進一步分析發現，可能是由于所納入的研究對象多為老年患者，其身體機能差，加上干預時間過短、患者缺乏主動活動意愿等因素，無法充分體現高強度間歇訓練的干預效果。建議研究者在開展HIIT時，要關注研究對象，尤其是老年患者的身體條件和活動意愿，可以在運動過程中給予患者低流量氧氣治療，以改善低氧血癥，緩解呼吸困難癥狀。

4 小結

HIIT可以改善COPD患者的心肺功能，增強運動能力，一定程度上提高健康相關生活質量，但對延長運動持續時間、改善呼吸困難癥狀的效果不明顯。本研究的局限性：僅納入中、英文文獻，可能存在檢索不全的問題；納入的13篇文獻質量多為B級，原因可能是以訓練為干預措施時，難以對患者和實施者均實施雙盲；納入研究所采用的HIIT強度及方式、訓練時間、強度、頻率均存在差異，導致部分評價指標間異質性較高，可能造成最終測量指標存在誤差。未來需要進行高質量、大樣本、多中心的研究，進一步驗證HIIT對運動持續時間、呼吸困難癥狀的干預效果。