人體成分分析在慢性病健康管理應用的研究進展

蔡曉璐 章婧 張亞蘭 陳宗濤

1.陸軍軍醫大學第一附屬醫院健康管理科，重慶 400038；2.陸軍軍醫大學第二附屬醫院軍人門診，重慶 400037

近年來，以心血管疾病、糖尿病、惡性腫瘤、慢性呼吸系統疾病等為代表的慢性病嚴重損害個人和群體健康，明顯增加疾病負擔，現已成社會共識[1]。運用科學的理論、技術和手段對慢性病風險進行篩查、評估、干預和動態追蹤，有利于慢性病危險因素的預防和慢性病高危人群及患者的健康管理。研究顯示[1]，人體成分與營養性疾病、心力衰竭、慢性腎病、慢性阻塞性肺疾病（chronic obstructive pulmonary disease，COPD）、癌癥等慢性病的發生和轉歸有著密切關系，隨著健康意識的提高、科學技術的發展，人體成分分析在慢性病健康管理中的推廣應用已成必然趨勢。

1 人體成分組成及其測量方法

人體成分按照生理學進行分析，包括原子、分子、細胞、組織-系統和整體這五層[2]，日常臨床對人體成分的分析主要為以生物電阻抗法（bioelectrical impedance analysis，BIA）對人體成分組成進行測量分析，主要包括水（分為細胞內水分和細胞外水分）、蛋白質、體脂肪、無機鹽等的含量，以及體脂百分比、浮腫指數、內臟脂肪面積等的測值[3]。水為人體主要成分，約占60%，蛋白質占20%左右，體脂肪占15%左右，而無機鹽則占5%左右，其處于相對平衡的狀態，而上述成分如呈現失衡的狀態則可體現機體的異常乃至疾病情況，其中水分失衡可表現為水腫與脫水，蛋白質失衡則可表現為營養過剩或營養不良，體脂肪的失衡則與過度消瘦及肥胖等密切相關，也是多類心血管疾病的重要因素之一，而無機鹽的失衡則與生理代謝等密切相關，以各系統器官功能狀態的維持及免疫平衡方面為主。

目前，臨床上可采用體格測量法、密度測量法、BIA和醫學影像學技術對人體成分進行測量[2]。其中，體格測量法包括體重指數（body mass index，BMI）計算和皮褶厚度測量法，是目前最經濟、簡便的人體成分測量法，但易受年齡、性別等多種因素影響，不能全面精準反映人體成分[4]。密度測量法又稱水下稱重法，因其操作的復雜性而不利于廣泛開展。醫學影像學技術包括磁共振、CT 成像及雙能X 射線吸收法，具有清晰度、準確性高的優點，但有費用昂貴、技術要求高、耗時長、射線暴露、床旁檢查受限的局限性[5]。BIA 以人體不同成分含水量不同而導電性能不同為原理，分析得出人體不同成分的組成情況，具有簡便、安全、可重復、準確等優點，是目前應用最廣泛的人體成分測量方法[6-7]。

2 人體成分分析在慢性病健康管理中的應用

對患有代謝性疾病（如肥胖癥、營養失調癥、糖尿病等）或其他慢性病（如心力衰竭、惡性腫瘤等）發生、發展過程中合并營養狀態失衡的患者，人體成分分析可全面評估、動態監測患者的營養風險，指導實施合理的營養干預和康復治療。

2.1 代謝性疾病

2.1.1 肥胖與營養不良 肥胖作為糖尿病、高血壓等多種慢性疾病的危險因素，已然成為嚴重的公共健康問題。Kyle等[8]在校正了性別、年齡的影響后，發現在同一BMI 條件下，肥胖人群的去脂組織含量（free fat mass，FFM）低于對照人群，脂肪組織含量和身體總水分則高于對照人群。由此可見，相較于傳統BMI，人體成分分析在全面評估人體水分含量、肌肉容積和脂肪儲備的分布上具有獨特優勢，利于對疾病狀態本身及其發生轉歸的正確認識。盲目的減肥方法下，體重的減輕主要是身體水分的減少和FFM 比例的減低，而不是脂肪組織的減少，采用人體成分分析方法，指導調整膳食蛋白質、脂類、碳水化合物供能比，指導制訂運動干預方案以提高基礎代謝率及肌肉量，有利于對肥胖的科學管理[9]。另有研究顯示[10]，以實際體重或理想體重作為肥胖患者麻醉誘導用藥劑量的計算標準會使藥物劑量偏大或偏小，而以人體成分分析所得的FFM為計算標準則不會導致嚴重的心血管抑制或置管應激反應，提示人體成分分析在指導肥胖患者的合理用藥上也有其潛在優勢。

另有研究顯示，營養不良與臨床結局密切相關，FFM 的丟失會增加患者病死率、延長患者的住院時間[11]。在校正了性別、年齡、身高、體重這些個體間因素，靜息能量消耗水平的差異80%取決于FFM 的多少[12]，提示FFM 相較于BMI 和體重，在營養不良篩查、評估方面具有更高敏感性。通過人體成分分析準確評估FFM，可進一步優化營養狀態評估。

2.1.2 糖尿病 糖尿病的發生、發展與肥胖密切相關，胰島素抵抗被認為是2 型糖尿病和肥胖的共同基礎。在胰島功能正常的情況下，胰島素抵抗導致高胰島素血癥，從而導致食欲亢進、多飲多食，結果造成過多的能量攝入和血糖升高。由于脂肪細胞的胰島素抵抗發生較晚，高胰島素血癥促使過多的能量被脂肪組織吸收利用以合成脂肪，從而使脂肪細胞膨脹導致肥胖[13]。且有研究報道，中央型肥胖患者胰島素抵抗較均勻型肥胖患者更為嚴重[14]。在糖尿病與肥胖關系的研究中，有研究發現糖尿病組體脂百分比和腰臀比明顯超過健康對照組，而下肢FFM 低于健康對照組[15]。由此可見，人體成分分析在糖尿病的防治上具有一定的指導意義。

2.1.3 高血壓 容量負荷增加是高血壓發病的重要機制之一，血壓控制不佳與容量負荷顯著相關，及時、準確地評估高血壓患者的容量負荷，調整治療方案以降低容量負荷，控制血壓，對于改善病情、降低患者心血管風險具有重要意義[16]。但由于高容量負荷的早期臨床表現不明顯，且目前臨床評價容量負荷的方法主要是臨床體征評估和超聲監測下腔靜脈寬度、X 線胸片測量心胸比、檢測尿納等輔助檢查，對容量負荷評估不能做到定量準確，對容量負荷的臨床干預尚缺乏規范有效的方案[17]。研究報道[18]，BIA 可利用各種組織生物電阻的差異性測定細胞外液/總體液量、細胞外液/細胞內液等指標，能更準確地評估患者的容量負荷，臨床常用細胞外液/總體液量≥0.4 表明患者處于高容量負荷，在高血壓患者臨床指導治療中具有一定的臨床意義。

2.2 其他慢性病

2.2.1 脂肪肝 脂肪肝作為常見的營養性疾病，其發生、發展與人體成分的失衡密切相關，其不僅與脂肪代謝異常及過剩有關，且與蛋白質代謝失衡等有密切的關系，同時還深受妊娠、糖尿病及其他多種情況影響，因此對脂肪肝患者的人體成分分析及干預意義較高，有助于病因的分析及干預治療措施的制訂。再者，脂肪肝不僅發生于體重超標的人群中，其在過度節食及禁食人群中的發生率也較高，因此認為其不僅與脂肪的過剩及堆積有關，也與胃腸道吸收降低，載脂蛋白表達異常有關，而上述方面均與人體成分占比的失衡有密切關系。鑒于上述情況的存在，對脂肪肝患者進行人體成分的針對性分析，并根據其分析結果進行飲食及鍛煉等多方面措施的制訂，更有助于有效調控脂代謝狀態，從而控制脂肪肝的發生、發展，實現針對性的治療干預效果。

2.2.2 心力衰竭 心力衰竭是各種心臟疾病的嚴重和終末階段，如何進一步加強對心力衰竭的科學管理、提高心力衰竭患者的生活質量、減輕心力衰竭的疾病負擔已成為刻不容緩的重大民生問題。

心力衰竭的主要臨床表現包括活動耐量下降和體液潴留，其中，液體負荷的正確評估及科學管理是心力衰竭診治中的重要環節。Sergi等[19]研究發現，相較于健康志愿者，心力衰竭患者身體總水分占FFM 的比例、細胞外水分占身體總水分的比例均明顯增加；聶秋平等[20]的研究證實了心力衰竭患者體液分布的異常，主要表現為細胞外水分增加和細胞內水分減少，尤以雙下肢細胞外液潴留明顯，而體液分布的不均衡會導致內環境的不穩定，進一步影響器官的正常生理功能。目前臨床上通常采用監測體重、計算出入量的方法間接評估心力衰竭患者液體負荷的嚴重程度及利尿效果，一方面個體因素（如疾病狀態、文化水平等）可能導致體重、出入量難以準確測定及記錄，另一方面在合并其他疾病（如肝硬化）時體液分布異常可能影響病情及療效評估。人體成分分析使液體負荷的評估在嚴重或終末期心力衰竭患者中具有可操作性，并可準確、全面測量各節段組織的水分分布情況，從而指導心力衰竭患者液體負荷的科學管理。

隨著傷病醫學向能力醫學的轉型，患者活動耐量的改善是評估心力衰竭管理療效的重要指標。一方面，心力衰竭患者因心功能受限導致活動量減少，從而增加肥胖，尤其是腹型肥胖的發生，而肥胖伴有的體能負擔加重、脂質代謝與分布異常，促動脈粥樣硬化進一步增加心血管疾病風險，從而形成惡性循環；另一方面，心力衰竭患者由于腹腔臟器淤血導致消化吸收不良，營養不良和惡病質進一步限制患者的活動耐量，同時低蛋白血癥增加液體潴留風險、降低利尿劑療效，是心力衰竭患者預后不良的獨立預測因子。因此，正確評估和監控營養狀態、科學合理的營養支持對心力衰竭患者的活動耐量及整體預后的改善起到關鍵作用。研究顯示[21]，在評估心血管風險時，體脂優于BMI，如BMI 正常者，腹圍較高者，也更易于出現心血管疾病的情況；在營養狀態監控下，適當增加蛋白攝入，有利于緩解患者心力衰竭癥狀、提高活動耐量、改善疾病預后[22]；經過年齡、性別等多因素校正后發現，去脂組織含量指數（free fat mass index，FFMI）越高，慢性心力衰竭患者發生心臟事件的風險越低[23]。人體成分分析不僅可提供體脂率信息，還可以給出去脂體重、蛋白質含量、骨骼肌含量等信息，在心力衰竭患者營養評估和支持治療中具有獨特優勢。

2.2.3 慢性腎臟病 在非透析慢性腎臟病（chronic kidney disease，CKD）患者中，運用人體成分分析儀評估不同CKD 分期患者的人體成分，發現CKD3b～5 期患者較CKD1～3a 期患者的FFM、肌肉量、FFMI 均明顯下降，而BMI、腰圍、臀圍、體脂率無明顯差異，提示FFM 較BMI 能夠更敏感反映非透析CKD 患者的疾病進展[24]；非透析CKD 患者的FFMI 越高，其死亡率和心血管風險越低，且相較于BMI，FFMI 與臨床結局具有更好的相關性[25]。Greenwood等[26]運用人體成分分析預測非糖尿病腎病患者的骨骼肌含量，并指導有效干預，從而有效提高了患者的腎小球濾過率。

在維持性透析的CKD 患者中，由于容量負荷過重、腎素-血管緊張素系統活性增強、交感神經系統興奮、繼發性甲狀旁腺功能亢進等原因導致頑固性高血壓的發病率明顯增加；而不恰當的透析（如基于干體重而高估的脫水量過多、除水速度過快、尿素氮等物質清除過多導致的血漿滲透壓下降明顯等）又增加了低血壓的發生。人體成分分析一方面能準確監測CKD患者體內水分的分布情況，合理調節干體重，有助于改善透析患者的頑固性高血壓，在減少透析低血壓發生的同時不增加患者液體負荷；另一方面，由于體內毒素的積聚、微炎癥狀態的持續、長期透析導致營養成分丟失、消極的心理情緒影響等因素，導致維持性透析的CKD 患者普遍存在蛋白質-能量營養不良，人體成分分析可準確評估其營養狀況，從而指導加強營養支持[27]。

2.2.4 COPD COPD 的患者有長期通氣不足、持續低氧血癥、反復細菌感染、胃腸功能紊亂等特殊的病理因素，使機體存在攝入不足、消耗增加的營養風險。運用人體成分分析儀評估COPD 患者營養狀況時發現，許多COPD 患者在體重正常甚至超重的情況下存在蛋白質不足的現象，蛋白質不足可導致FFM 比例的降低，且伴隨COPD 患者基礎代謝的增高，FFM 消耗增加，FFM 的丟失又會導致吸氣肌萎縮，反過來又影響COPD 患者的吸氣功能[28]。研究顯示，男性COPD 患者FFMI＜16、女性COPD 患者FFMI＜15 時，活動能力明顯下降，2～5 年隨訪期生存率亦明顯降低[29]。付小芳等[30]對COPD 患者的研究發現，低FFMI 患者總體死亡風險和COPD 相關死亡風險分別是正常FFMI 患者的1.5 倍和2.4 倍，且在BMI 正常人群中，低FFMI患者的死亡風險仍是正常FFMI 患者的1.3 倍，提示在COPD 患者的預后評估中，FFMI 是較BMI 更為敏感、更為特異的觀察指標，而應用人體成分分析對COPD患者進行營養評價，可指導制訂更合理的營養支持治療方案，從而改善患者預后。

2.2.5 惡性腫瘤 惡性腫瘤患者的機體長期處于高代謝狀態，且由于病理因素導致攝入合成不足，進一步增加營養不良，甚至惡病質的風險；而營養不良的發生與治療耐受性降低、住院時間延長、并發癥增加、生活質量降低密切相關，從而嚴重影響惡性腫瘤患者的整體預后。佴永軍等[31]對胃腸道腫瘤患者的人體成分研究發現，胃癌患者術前脂肪和FFM 均明顯下降，而腸癌患者僅FFM 下降明顯，脂肪含量與正常對照組比較，差異無統計學意義，提示胃癌和腸癌患者的疾病影響和營養代謝水平存有差異，從而對個體化的營養支持提供科學依據。在抗腫瘤藥物的相關研究中，人體成分分析作為人體組分及功能的評估手段能較好地預測抗腫瘤藥物的毒性與療效[32]，提示瘦體組織含量減少的惡性腫瘤患者應適當減少親水性藥物的劑量以避免毒性反應的發生；而脂肪組織增多的患者則可適當增加親脂性藥物的劑量以達到預期的血藥濃度。由此可見，人體成分與惡性腫瘤的發生發展、與機體內藥代動力學過程均有著緊密聯系，運用BIA 等技術對人體成分進行全面測定有利于準確評估患者體內水分、體脂肪、FFM 等成分分布情況，動態監測營養支持療效，并指導合理用藥。

3 總結與展望

綜上所述，人體成分分析可貫穿應用于慢性病健康管理的各個階段，包括對慢性病高危人群加強危險因素的早期篩查和預防性干預，對疾病早期的及時發現、及時治療，以及在疾病中晚期促進功能恢復，防止或延緩嚴重并發癥的發生發展，從而提高生活質量。