美國(guó)成年人的骨密度與健康飲食指數(shù)的關(guān)聯(lián)研究

熊琪宇　楊穎笛　王凱　王素青

摘要：目的：研究20歲及以上美國(guó)成年人的骨骼礦物質(zhì)密度（BMD）與健康飲食指數(shù)（HEI-2015）的關(guān)系。方法：選取美國(guó)國(guó)家營(yíng)養(yǎng)與健康調(diào)查（NHANES）2011—2018年4個(gè)調(diào)查周期的成年人作為研究對(duì)象，研究包含有完整的性別、年齡、種族、學(xué)歷與家庭收入等人口學(xué)變量信息，完整的膳食數(shù)據(jù)，體質(zhì)指數(shù)（BMI）、空腹血糖和骨密度數(shù)據(jù)。本研究最終納入研究對(duì)象人數(shù)為4 373人，經(jīng)過個(gè)體加權(quán)后，可代表約1億427萬(wàn)名美國(guó)成年人。研究按照三分位數(shù)對(duì)腰椎骨密度進(jìn)行分類，分為“＜最小三分位數(shù)”和“≥最小三分位數(shù)”2組，建立以BMD為因變量的二元邏輯回歸模型，分析HEI-2015及構(gòu)成HEI-2015的13個(gè)食物或營(yíng)養(yǎng)素組件與BMD之間的關(guān)系。結(jié)果：全變量模型中，較高水平的HEI-2015得分對(duì)腰椎骨密度呈危害效應(yīng)，HEI-2015的Q4水平（OR=1.255，95%CI：1.253～1.256）對(duì)骨密度危害作用最大。在構(gòu)成HEI-2015的推薦組件中，水果總量（OR=0.922，95%CI：0.921～0.923）、蔬菜和豆類（OR=0.913，95%CI：0.912～0.914）、全谷物（OR=0.828，95%CI：0.827～0.83）、海鮮和植物蛋白（OR=0.931，95%CI：0.93～0.932）及脂肪酸（OR=0.834，95%CI：0.833～0.835）均為BMD的保護(hù)因素；在適當(dāng)組件中，攝入不超過限制標(biāo)準(zhǔn)的精制谷物（OR=0.909，95%CI：0.908～0.91）和添加糖（OR=0.884，95%CI：0.883～0.885）為BMD的保護(hù)因素。結(jié)論：更嚴(yán)格地遵守美國(guó)膳食指南，獲得更高的HEI-2015分?jǐn)?shù)，與較低的美國(guó)成年人骨密度有關(guān)。

關(guān)鍵詞：骨密度；健康飲食指數(shù)；二元邏輯回歸；美國(guó)國(guó)家營(yíng)養(yǎng)與健康調(diào)查

骨密度降低對(duì)骨質(zhì)疏松和骨折易發(fā)生產(chǎn)生直接影響，膳食是影響骨健康的重要因素。健康飲食指數(shù)（HEI-2015）是用來全面評(píng)估膳食質(zhì)量的量度，它主要用來衡量居民飲食與美國(guó)膳食指南的一致性，然而目前缺少全人群中骨密度與HEI-2015關(guān)系的研究。

1材料與方法

1.1研究對(duì)象

本研究納入美國(guó)國(guó)家營(yíng)養(yǎng)與健康調(diào)查（NHANES）2011—2018年的成年人調(diào)查對(duì)象。NHANES是一項(xiàng)旨在評(píng)估美國(guó)成人和兒童健康與營(yíng)養(yǎng)狀況的持續(xù)性研究計(jì)劃，采訪包括人口統(tǒng)計(jì)、社會(huì)經(jīng)濟(jì)、飲食和健康相關(guān)問題，檢查部分包括醫(yī)學(xué)檢查、牙科和生理測(cè)量，并由訓(xùn)練有素的醫(yī)務(wù)人員進(jìn)行專業(yè)實(shí)驗(yàn)室測(cè)試。該調(diào)查通過了美國(guó)國(guó)家衛(wèi)生統(tǒng)計(jì)研究倫理審查委員的批準(zhǔn)，且每位參與者在批準(zhǔn)表格上簽署了知情同意。

1.2研究?jī)?nèi)容與方法

1.2.1骨密度測(cè)定在移動(dòng)檢查中心（MEC）中，由經(jīng)過培訓(xùn)的專業(yè)人員通過雙能X線吸收測(cè)定法（DEXA）對(duì)調(diào)查對(duì)象進(jìn)行全身骨密度測(cè)定，并由腰椎骨礦物質(zhì)密度（BMD）（g/cm²）來代表骨骼礦物質(zhì)密度水平。在分析中，將腰椎骨密度分為“＜最小三分位數(shù)”與“≥最小三分位數(shù)”2組，作為二元邏輯的因變量進(jìn)行分析。

1.2.2飲食數(shù)據(jù)經(jīng)過嚴(yán)格培訓(xùn)的調(diào)查員在移動(dòng)檢查中心（MEC）對(duì)調(diào)查對(duì)象進(jìn)行24 h飲食回顧法的訪談，所獲膳食攝入量數(shù)據(jù)用于估計(jì)在訪談前24 h內(nèi)調(diào)查對(duì)象所消耗的食物和飲料的種類和數(shù)量，以及從這些食物和飲料中攝入的能量、營(yíng)養(yǎng)素和其他食物成分。

健康飲食指數(shù)（HEI-2015）是由美國(guó)農(nóng)業(yè)部營(yíng)養(yǎng)政策及促進(jìn)中心根據(jù)食物金字塔及膳食指南所設(shè)計(jì)，用于全面評(píng)價(jià)及監(jiān)測(cè)美國(guó)居民的膳食狀況，將國(guó)民膳食是否符合美國(guó)膳食指南要求以及是否達(dá)到各營(yíng)養(yǎng)素要求的情況整合為一個(gè)單一指標(biāo)來全面反映居民膳食質(zhì)量[1]。HEI-2015總分最大值為100，是13個(gè)組件分?jǐn)?shù)的總和，各組件分?jǐn)?shù)為0～10分，包含9項(xiàng)充足成分（水果總量、完整水果、蔬菜總量、蔬菜和豆類總量、全谷物、總蛋白食物、海鮮和植物蛋白、乳制品和脂肪酸比例），其得分越高表明攝入量越高；4項(xiàng)適當(dāng)成分（精制谷物、飽和脂肪、添加糖和鈉），得分越高表明攝入量越低。每個(gè)組件的最高分?jǐn)?shù)表示個(gè)人膳食營(yíng)養(yǎng)攝入量符合膳食指南推薦攝入量。除脂肪酸比例外，其他組件分?jǐn)?shù)標(biāo)準(zhǔn)化為每1 kcal的份數(shù)[2]。

研究根據(jù)HEI-2015計(jì)算方法分別對(duì)13個(gè)組件食物種類進(jìn)行評(píng)分，并計(jì)算出每個(gè)調(diào)查對(duì)象的HEI-2015總分。在分析中將HEI-2015總得分按照四分位數(shù)，從低到高分為Q1、Q2、Q3、Q4共4組。在構(gòu)成HEI-2015的13個(gè)組件中，將各個(gè)組件按照個(gè)人營(yíng)養(yǎng)攝入量是否符合膳食指南推薦標(biāo)準(zhǔn)分為2組。

1.2.3其他協(xié)變量人口學(xué)信息包括年齡、性別、種族、學(xué)歷和家庭收入信息，均由訓(xùn)練有素的訪談員使用計(jì)算機(jī)輔助個(gè)人訪談（CAPI）系統(tǒng)在進(jìn)行家庭詢問時(shí)得到。調(diào)查對(duì)象為年齡達(dá)到20歲及以上的美國(guó)成年人，分為“20～50歲”和“≥50歲”2個(gè)組[3]；性別分為男性和女性；種族分為非西班牙裔白種人、非西班牙裔黑種人、墨西哥裔美國(guó)人、非西班牙裔亞洲人以及其他種族5個(gè)類別；學(xué)歷分為高中以下、高中/GED、一些大學(xué)/AA學(xué)位、大學(xué)畢業(yè)生及以上4個(gè)類別；家庭收入信息選取收入與貧困基線比值（FPL）代表家庭收入水平，按照貧困（≤130%）、中等（130%～350%）、富裕（＞350%）分為3組。身體質(zhì)量指數(shù)（BMI）：由經(jīng)過培訓(xùn)的調(diào)查人員和專業(yè)的人體測(cè)量師測(cè)量調(diào)查對(duì)象的身高和體重， BMI以體重（kg）除以身高（m）的平方計(jì)算。在分析中將BMI按照WHO分類標(biāo)準(zhǔn)分為偏瘦（＜18.5 kg/m²）、正常（18.5～25 kg/m²）、超重（25～30 kg/m²）、肥胖（≥30 kg/m²）4組進(jìn)行分析。糖尿病：使用Roche/Hitachi Cobas C化學(xué)分析儀-C311測(cè)定調(diào)查對(duì)象的空腹血糖，根據(jù)美國(guó)糖尿病協(xié)會(huì)的診斷標(biāo)準(zhǔn)，空腹血糖＞7.0 mmol/L即診斷為糖尿病[4]。

1.2.4樣本權(quán)重采用空腹子樣本2年MEC權(quán)重（WTSAF2YR）對(duì)每個(gè)調(diào)查對(duì)象個(gè)體進(jìn)行加權(quán)。

1.2.5納入及排除標(biāo)準(zhǔn)研究共納入美國(guó)營(yíng)養(yǎng)與健康調(diào)查（NHANES）2011—2018年所有調(diào)查對(duì)象37 399人，在排除了未成年（＜20歲）、無完整膳食數(shù)據(jù)、骨密度數(shù)據(jù)后剩余11 481人。剔除缺失協(xié)變量（性別、年齡、種族、學(xué)歷、收入、BMI、空腹血糖）信息的個(gè)體，本研究最終納入研究對(duì)象人數(shù)為4 373人。經(jīng)過個(gè)體加權(quán)后，本研究可代表約1億427萬(wàn)名美國(guó)成年人。研究對(duì)象的篩選流程如附圖所示。

1.3統(tǒng)計(jì)方法

使用Excel軟件對(duì)4個(gè)調(diào)查周期的數(shù)據(jù)進(jìn)行合并，并剔除數(shù)據(jù)殘缺的研究對(duì)象。通過趨勢(shì)性卡方檢驗(yàn)估計(jì)4個(gè)連續(xù)周期內(nèi)變量的變化趨勢(shì)，采用t檢驗(yàn)和頻率描述比較BMD的各組基線特征。通過二元邏輯回歸模型來評(píng)估健康飲食指數(shù)（HEI-2015）與骨密度（BMD）之間的關(guān)系。最后，通過二元邏輯回歸模型進(jìn)一步評(píng)估構(gòu)成HEI-2015的13個(gè)組件與骨密度之間的關(guān)系。研究使用SPSS 26.0進(jìn)行分析，P＜0.05具有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義。

2結(jié)果與結(jié)論

表1經(jīng)過加權(quán)后的4個(gè)連續(xù)調(diào)查周期中“≥最小三分位”腰椎骨密度的人群比例隨時(shí)間而增長(zhǎng)，從2011—2012年的22.2%上升到2017—2018年的26.2%，表明隨著時(shí)間推移，美國(guó)成年人的腰椎骨密度情況有所改善。此外，年齡≥50歲的成年人群比例逐漸升高，較高收入人群比例隨時(shí)間變化也出現(xiàn)較大增幅。身體質(zhì)量指數(shù)（BMI）較低的偏瘦人群從2011—2012年的28.4%下降為2017—2018年的23.4%，而BMI最高的肥胖人群從首個(gè)調(diào)查周期的20.7%增加到末次調(diào)查周期的27.9%。可以看出，隨著時(shí)間推移，美國(guó)成年人的肥胖人群比例大幅增加，偏瘦人群比例發(fā)生下降，肥胖問題較為突出。未患糖尿病的人群比例隨著時(shí)間推移而增加，糖尿病情況有所好轉(zhuǎn)。在4個(gè)調(diào)查周期內(nèi)，獲得Q1水平HEI-2015總分的成人比例升高了9.9%，獲得高HEI-2015得分的人群比例也有小幅度提升，但在末次調(diào)查周期內(nèi)，健康飲食指數(shù)HEI-2015的Q1水平人群比例最大，達(dá)到總?cè)巳旱?2%，健康飲食情況不容樂觀。

表2為美國(guó)成年人的分組骨密度（BMD）人口學(xué)特征描述。在低腰椎骨密度人群中，男性比例高于女性，平均年齡為（49.59±17.05）歲，墨西哥裔美國(guó)人比例小于其他種族人群。相較于其他學(xué)歷，大學(xué)畢業(yè)生及以上學(xué)歷人群在低骨密度人群中占比最小，意味著腰椎骨密度與學(xué)歷水平可能呈正向關(guān)系。低骨密度人群的家庭收入水平低于人群中骨密度較高者，且在低骨密度人群中患糖尿病人群的比例高于未患糖尿病人群。2個(gè)類別的腰椎骨密度人群平均身體質(zhì)量指數(shù)（BMI）均處于超重范圍，低骨密度人群的BMI平均水平略高于高骨密度人群。人群中的平均健康飲食指數(shù)（HEI-2015）得分為（51.41±13.43）分，且低骨密度人群的HEI-2015得分略高于高骨密度人群。

表3描述了在不同控制變量模型下，對(duì)健康飲食指數(shù)（HEI-2015）與美國(guó)成年人腰椎骨密度之間進(jìn)行加權(quán)邏輯回歸的結(jié)果。模型1根據(jù)人口學(xué)變量進(jìn)行了調(diào)整，模型2根據(jù)模型1的所有協(xié)變量和糖尿病進(jìn)行了調(diào)整，模型3在模型2的基礎(chǔ)上，額外調(diào)整了身體質(zhì)量指數(shù)（BMI）水平。將人口學(xué)變量納入模型1，HEI-2015 Q4水平較Q1水平獲得低腰椎骨密度的風(fēng)險(xiǎn)比為1.249（95%CI：1.248～1.251），額外對(duì)糖尿病和BMI水平進(jìn)行調(diào)整，HEI-2015對(duì)BMD的所有效應(yīng)均未發(fā)生顯著變化。在全變量模型中，女性與“年齡≥50歲”均為低腰椎骨密度的保護(hù)因素，HEI-2015 的Q2、Q3、Q4水平與BMD降低有關(guān)，HEI-2015 Q4等級(jí)（OR=1.255，95%CI：1.253～1.256）對(duì)骨密度危害作用最大。患糖尿病（OR=1.244，95%CI：1.242～1.245）及肥胖（OR=1.032，95%CI：1.031～1.033）均為BMD的危險(xiǎn)因素，但在不同BMI水平中，超重和偏瘦均為腰椎骨密度的保護(hù)因素。

表4描述了在全變量控制模型3的基礎(chǔ)上，進(jìn)一步對(duì)構(gòu)成HEI-2015的13個(gè)組件及BMD之間進(jìn)行加權(quán)邏輯回歸分析的結(jié)果。分析可知，在充足組件中，與未達(dá)到推薦標(biāo)準(zhǔn)相比，攝入達(dá)到推薦標(biāo)準(zhǔn)的水果總量（OR=0.922， 95%CI：0.921～0.823），蔬菜和豆類（OR=0.913，95%CI：0.913～0.914），全谷物（OR=0.828，95%CI：0.827～0.83），海鮮和植物蛋白（OR=0.931，95%CI：0.93～0.932）及脂肪酸（OR=0.834，95% CI：0.833～0.835）均為腰椎骨密度的保護(hù)因素。在適當(dāng)組件中，攝入未超過限制標(biāo)準(zhǔn)的精制谷物（OR=0.909，95% CI：0.908～0.91）和添加糖（OR=0.884，95% CI：0.883～0.885） 為腰椎骨密度的保護(hù)因素，即攝入過量的精制谷物和添加糖對(duì)骨密度有害。

3討論

本研究結(jié)果顯示，女性、年齡在50歲以上均為骨密度的保護(hù)因素，這與早前的一項(xiàng)關(guān)于人口特征學(xué)和腰椎骨密度的研究結(jié)果不一致，其研究表明，老年、女性人群很可能有更低的腰椎骨密度［5］。這可能與本研究未對(duì)女性的絕經(jīng)情況作區(qū)分，以及高齡分布從50歲開始計(jì)算所導(dǎo)致的聯(lián)系。一項(xiàng)針對(duì)中國(guó)成年人的大規(guī)模觀察性研究也有發(fā)現(xiàn)［6］，75歲以上女性的腰椎骨密度值隨著年齡增長(zhǎng)而增加，這一原因尚不明確。本研究顯示，高學(xué)歷和高家庭收入水平與美國(guó)成年人較高骨密度有關(guān)，這與先前的研究一致［7-8］。個(gè)體可能擁有更高的教育水平以獲得健康知識(shí)，同時(shí)也更有可能產(chǎn)生較多的健康需求、采取促進(jìn)健康的行為和生活方式，這也提示了從關(guān)注教育提升方面促進(jìn)骨骼健康。高家庭收入人群更注重在身體活動(dòng)方面的投入以維持良好的體型以及保持身體健康，一項(xiàng)根據(jù)2011—2016年間針對(duì)相關(guān)文獻(xiàn)的回顧性研究表明，體力活動(dòng)可以改善絕經(jīng)后婦女的骨密度［9］。另外，一項(xiàng)針對(duì)佛蘭德男性開展的為期 27 年的隨訪研究也表明終生體育活動(dòng)、身體健康都有助于成人男性骨量［10］，這些證據(jù)均與研究結(jié)果相符。肥胖與患糖尿病均為骨密度的危險(xiǎn)因素，這與先前的研究結(jié)果一致［11-12］。從表2可以看出，骨密度較高的美國(guó)成年人HEI-2015平均分?jǐn)?shù)僅為（50.57±13.61）分，盡管近年來美國(guó)人的飲食質(zhì)量評(píng)分有所改善，但總體水平與推薦標(biāo)準(zhǔn)仍有較大差距［13］。根據(jù)全變量邏輯回歸分析結(jié)果，較高的HEI-2015得分與較低骨密度有關(guān)，這與先前的研究結(jié)果不同，盡管現(xiàn)有關(guān)于膳食模式與腰椎骨密度的關(guān)系研究較少，但在廣東省進(jìn)行的一項(xiàng)研究顯示，健康飲食指數(shù)（HEI-2005）與替代性健康飲食指數(shù)（AHEI）得分較高與髖部骨折風(fēng)險(xiǎn)降低相關(guān)［14］，在伊朗進(jìn)行的一項(xiàng)關(guān)于HEI-2015與腰椎骨密度的橫斷面研究中也同樣有此結(jié)論［15］。此外，在以往的研究中發(fā)現(xiàn)，飲食中維生素C攝入量的增加與髖部骨折和骨質(zhì)疏松癥風(fēng)險(xiǎn)的降低顯著相關(guān)［16-17］。結(jié)合本研究中構(gòu)成HEI-2015的13個(gè)組件與骨密度間的關(guān)系分析，這可能與攝入更多的水果總量與蔬菜和豆類意味著維生素C攝入量增加直接相關(guān)，水果總量、蔬菜和豆類為骨密度的保護(hù)因素。一些薈萃研究發(fā)現(xiàn)健康飲食模式（具體為水果、蔬菜、全谷類、豆類、堅(jiān)果、魚、低脂乳制品和低脂牛奶的攝入量較高，而軟飲料，糖、精制谷物或谷類食品，紅肉和加工肉的攝入量較低）與包括所有年齡組的低骨密度風(fēng)險(xiǎn)之間負(fù)相關(guān)［18］。這與本研究的結(jié)果一致，構(gòu)成HEI-2015的13個(gè)組件中，選擇水果總量、蔬菜和豆類、全谷物、海鮮和植物蛋白以及脂肪酸，并攝入較少的精制谷物和添加糖均對(duì)骨密度有保護(hù)作用。以上證據(jù)提示，選擇均衡、充足的整體膳食才是骨健康的保護(hù)因素，而非單一營(yíng)養(yǎng)素。本研究的主要優(yōu)勢(shì)在于選擇了具有全國(guó)代表性的大型數(shù)據(jù)庫(kù)，并且對(duì)4個(gè)周期的數(shù)據(jù)進(jìn)行合并，增加樣本量，分析結(jié)果具有可推廣意義。但由于該研究為橫斷面設(shè)計(jì)，無法從研究中得出任何因果關(guān)系，為本研究的最大局限，其次，采用了根據(jù)自我報(bào)告的24小時(shí)膳食回顧法來獲得飲食數(shù)據(jù)會(huì)不可避免的產(chǎn)生回憶偏倚。參考文獻(xiàn)

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Association Study on Bone Density and Healthy Eating Index in American AdultsXIONG Qi-yu， YANG Ying-di， WANG Kai， WANG Su-qing

（Wuhan University School of Public Health， Wuhan 430071，China）

Abstract：ObjectiveTo examine whether Bone Mineral Density （BMD） was associated with Healthy Eating Index （HEI-2015） in US adults aged 20 years and older.MethodAdults from four cycles of National Health and Nutrition Examination Survey （NHANES） from 2011 to 2018 were selected as research subjects. The study included complete information on demographic variables such as gender， age， race， education and family income， complete dietary data， body mass index （BMI）， fasting blood glucose and bone mineral density. The final study population was 4 373， individually weighted to represent about 144.27 million American adults. Lumbar bone mineral density was divided into two groups according to the quintile， "＜ minimum quintile" and "≥ minimum quintile". A binary logistic regression model with BMD as the dependent variable was established to analyze the relationship between BMD and HEI-2015 and 13 components of HEI-2015.ResultIn the total variable model，a higher level of HEI-2015 score had a detrimental effect on lumbar bone density，and the Q4 level of HEI-2015 （OR=1.255，95%CI：1.253—1.256） had the greatest detrimental effect on bone density. Among the recommended components that comprise HEI-2015，total fruit （OR=0.922，95%CI：0.921—0.923），vegetables and legumes （OR=0.913，95%CI：0.912—0.914），whole grains （OR=0.828，95%CI：0.827—0.83），seafood and vegetable protein （OR=0.931，95%CI：0.93—0.932） and fatty acids （OR=0.834，95%CI：0.833—0.835） were protective factors for BMD. In the limited components，intake of refined grains （OR=0.909，95%CI：0.908—0.91） and added sugars （OR=0.884，95%CI：0.883—0.885） not exceeding the limit were protective factors for BMD.ConclusionGreater adherence to U.S. Dietary Guidelines and higher HEI-2015 scores were associated with lower bone density in U.S. adults.

Keywords：BMD；HEI-2015；binary logistic regression；NHANES