运动锻炼干预对我国中老年女性骨密度影响的meta分析

吴志建，王竹影，宋彦李青，张 帆

人口老龄化已经成为我国社会面临的严峻考验。我国60岁及以上人口占比从2010年的12.4%（1亿6 800万）到2040年将增长到28%（4亿200万）［1］。随着我国人口老龄化及女性预期寿命的增加，骨质疏松症的发生率持续快速上升，有研究指出约50%的50岁以上女性患有骨质疏松症［2］；因此，预防和治疗中老年女性骨密度下降已经成为我国健康领域的研究热点问题。

循证医学的大量证据表明，体力活动能有效抑制中老年女性的骨密度降低，我国已有大量关于体力活动对中老年女性骨密度影响的研究，但在不同的研究结果之间存在分歧［3-4］。鉴于此，本研究收集了我国中老年女性骨密度运动锻炼干预的随机对照实验（RCT）进行meta分析，旨在把多项研究结果进行定量合成，以提供更加可靠的量化结果，并针对患者的不同情况，提出最佳运动处方，为骨质疏松患者的运动锻炼干预提供循证依据，为广大中老年女性骨质疏松的预防及临床治疗提供参考。

1 研究方法

1.1 纳入与排除标准

1.1.1 研究设计

所选研究为随机对照实验（RCT），实验前实验组与对照组没有显著差异。

1.1.2 研究对象

参照中国老年学学会骨质疏松委员会1999年10月22日制定的《中国人骨质疏松症建议诊断标准（第2稿）》［5］，研究对象选取符合诊断标准，年龄＞40岁的女性，并且没有精神异常、严重感知觉障碍、严重的肺疾病与有症状的心血管疾病及并发症。

1.1.3 干预措施

实验组在对照组的基础上施加运动疗法，运动锻炼方式不限，对照组处于常规生活方式或进行常规治疗。

1.1.4 截取指标

选取能反映骨质疏松症患者骨量变化的骨密度指标，包括腰椎、大转子或其他部位的骨密度，或全身骨密度。

1.1.5 排除标准

1）调查性和描述性研究，meta分析文献；2）自身对照实验；3）重复的文献；4）实验数据描述不清，不能算出截取指标的平均数和标准差。

1.2 文献检索

检索的数据库包括中国学术期刊全文数据库（CNKI）、万方（WAN-Fang）数据库、中文科技期刊数据库（VIP）。以骨密度、骨质疏松、骨质疏松症、中年女性、老年女性、体力活动、运动锻炼干预等为关键词，在各数据库中进行混合检索。收集各数据库中所有关于体力活动影响中老年女性骨密度的文献，检索时间为从各数据库建库开始到2017年1月15日。从各数据库中共检索到1 253篇文献，运用计算机软件剔除重复文献228篇，通过阅读题名、摘要，剔除不相关861篇，可能符合要求的文献164篇，再通过阅读全文，排除不符合要求的文献，最终纳入15篇随机对照试验［6-20］，文献筛选流程如图1所示。

图1 研究纳入文献筛选流程

1.3 文献筛选、资料提取与评价

从各数据库检索到文献后，统一导入文献管理软件进行排重。由2位研究员分别按照纳入、排除标准筛选文献，先阅读题目和摘要进行初步剔除，得到可能符合要求的文献之后，下载全文，精读全文判断是否符合要求。筛选结束后，2名研究员将各自认为符合要求的文献进行对比，对于两者判断结果不一致的文献通过与第三人共同讨论决定是否纳入。

纳入meta分析文献共15篇，其基本特征见表1。包括实验被试为703名中老年女性；其中5篇干预周期为12个月，3篇干预周期为10个月，7篇干预周期将近6个月；对照组中有6篇进行了药物治疗，实验组在药物治疗的基础上施加1项或多项运动锻炼干预；干预方式为太极拳的有5篇，干预方式为有氧运动+抗阻训练的3篇，体育疗法的有4篇，广场舞的2篇，抗阻训练的1篇。

对满足纳入标准的文献进行资料提取，2位研究员自制提取表格，各自分别提取研究文献，提取内容如下。1）一般资料:第一作者、发表年限；2）实验特征:实验样本量、实验对象年龄、实验组与对照组的处理情况、干预措施、实验周期、有无失访情况；2）截取指标:骨密度。对纳入的15篇文献进行方法学评价（如图2所示），运用Cochrane风险偏倚评估工具主要从6个域评价纳入文献方法学，如选择性偏倚、实施偏倚、测量偏倚、随访偏倚、报告偏倚及其他偏倚。对每条指标采用“低度偏倚风险”“偏倚不确定性”“高度偏倚风险”进行判定，分为3个等级:A级（满足4个或以上条目低风险）、B级（满足2个或3个条目低风险）、C级（满足1个或没有条目低风险，有可能发生偏倚）。纳入的15篇文献中有4篇评价等级为A，6篇评价等级为B，5篇评价等级为C。

表1 纳入meta分析研究的基本特征

图2 偏倚风险示意

1.4 统计学方法

采用Stata12.0（meta模板）软件进行统计学分析，选择标准化均数差（SMD）和95%置信区间（95%CI）为效应尺度进行合并效应量，采用Revman5.3软件对纳入文献进行质量评价。合并meta分析前，先进行异质性检验，采用Homogeneitytest（Q检验）（检验水准为a=0.1），其本质为χ2检验，P＜a，表明研究间存在异质性；反之，则认为各研究间是同质的。再结合I2定量分析异质性的大小，I2取值范围为0～100%之间，I2值越大，则各研究间异质性越大。在Cochrane Handbook中，推荐I2不大于40%，其异质性可以接受，应选择固定效应模型进行meta分析；当各研究间异质性明显时选择随机效应模型进行meta分析。对于异质性的处理方法用亚组分析、meta回归，为了检验结果的可靠性进行敏感性分析，最后采用Egger法检验各研究间发表偏倚。

2 meta分析结果

2.1 合成分析

由于各研究间骨密度测量部位、测量方法和表示单位不同，因此，选择标准化均数差（SMD）和95%置信区间（95%CI）为效应量进行meta分析。结果显示，Q=34.98，自由度（df）为14，I2=60%，P=0.001，各研究间存在异质性差异，选择随机效应模型进行 meta 分析。由表 2 可知，SMD=0.57，95%CI:0.32～0.83，P＜0.01，表示着2组之间的差异具有统计学意义。

表2 体力活动对中老年女性骨密度影响的meta分析

2.2 meta回归分析

由于各研究间存在异质性I2=60%，为了探讨异质性的来源，对可能引起异质性的研究特征进行单因素meta回归分析。以实验对象年龄为协变量进行单因素meta回归分析可知，实验对象年龄不同能够解释各研究间变异量的67.99%，该模型的拟合度为0.047 5，P=0.007，具有统计学意义，说明实验对象年龄不同是引起异质性的主要来源；以运动锻炼方式不同为协变量进行meta回归分析显示，各研究间的异质性能够解释回归方程的I2=62.51，该模型的拟合度为 Tau2=0.1736，P=0.697＞0.05，不具有统计学意义，说明运动锻炼方式不是变异来源；以发表年限为协变量进行meta回归分析显示，异质性能解释的残差变异大小为61.36%，该模型的拟合度Tau2值越小，说明其模型的拟合度越好，Tau2=0.157，P=0.445＞0.05，不具有统计学意义，表示发表年份不是异质性来源；以样本含量为协变量进行单因素meta回归显示，异质性能解释的残差变异大小为57.63%，调整后的R2为0，说明该变量不能解释研究间的变异，该模型的拟合度Tau2=0.148，P=0.438＞0.05，不具有统计学意义，说明各研究间样本含量不是变异来源；以实验周期为协变量的单因素meta回归分析可知，各研究间的异质性能够解释回归方程的I2=60.65，各研究间本身存在异质性，该模型的拟合度Tau2=0.155，P=0.305＞0.05，不具有统计学意义，说明实验周期不能解释变异原因，如图3、表3所示。

表3 不同研究特征对研究间异质性影响的单因素meta回归分析

图3 不同研究特征对研究间异质性影响的单因素meta回归分析

2.3 亚组分析

亚组分析也是meta分析中处理异质性的常用方法之一，它从临床异质性和方法学异质性的角度探讨异质性的来源，借鉴同质性研究才能合并效应量的问题。按照可能引起异质性的特征对实验对象年龄、实验周期、每周锻炼次数及每次锻炼的时间进行亚组分析，在文献评价、实验对象年龄、实验周期、每周锻炼次数及每次锻炼时间的分组中，运动锻炼干预均能延缓中老年女性骨密度降低，具有统计学意义（P＜0.05）。在年龄（岁）分组中，≤55或＞55其I2分别为37.1%和0.0%，说明每个亚组均没有明显的异质性；但将2个亚组一起合并则I2为60.0%，表示有异质性，说明实验对象年龄不同是引起异质性的来源之一。此外，在干预周期＞6个月、文献评价为A级与B级、每周锻炼次数＞4、每次锻炼的时间为45～60 min和＜30 min的同质性也较好，说明异质性可能来源于文献评价不高、干预周期较短、每周锻炼次数少或每次锻炼时间过长的研究。亚组分析还发现，干预周期＞15周、每周锻炼次数＞4、每次锻炼时间＞60 min对延缓中老年女性骨密度降低的效果较好。

2.4 敏感性分析

敏感性分析是指在一定假设条件下检验所获结果稳定性的方法，改变某些影响合并结果的重要因素，例如纳入标准、文献评价、失访情况和不同的效应量等，重新进行meta分析之后并与改变条件之前的meta分析进行比较，观察改变条件前后结果是否发生变化，从而判断meta分析结论的稳定性。本研究采用逐个剔除单项研究，观察剩余研究的合并效应量与总效应量差异的敏感性分析方法，又称影响分析。如图4所示，0.57的垂直实线表示总的效应量，左右2条垂直实线表示总的效应量95%CI值的上下限（0.32，0.83），每个研究对应的横线表示剔除该研究后剩余其他研究的合并效应量及95%CI值的范围。由图4可知，逐个剔除研究后的效应量均在总的效应量的95%CI值之内，因此，对总合并效应量影响不大，可以接受，加强了原meta分析结果，使其更具说服力。

2.5 发表性偏倚

共15篇文献描述了体力活动对中老年女性骨密度的影响，运用Egger法检验其发表性偏倚。Egger法对发表偏倚的检测统计量为截距a对应的t值及P值，并通过其95%CI值是否包含0来判断其是否有发表偏倚。若截距a对应P＜0.05或95%CI值不包含0，则表示有发表偏倚；反之，表示无发表偏倚。如图5所示，小样本研究基本对称，检验结果也显示:t=-0.26，P=0.803＞0.05，95%CI值:（-1.15，0.91），不具有统计学意义，因此，不存在发表偏倚。

表4 不同特征的亚组分析结果

图4 metaninf命令完成的敏感性分析

图5 Egger法检验发表偏倚

3 讨论

近年来，随着人口老龄化加剧，骨质疏松症的发病率在不断提高，骨质疏松的防治已成为国际公共卫生领域、健康促进领域关注的热点问题［21］。特别是绝经后女性由于雌激素分泌减少，调节骨代谢能力降低，导致骨质流失加速。为了探究运动锻炼干预在骨质疏松治疗方面的疗效，本研究对体力活动对中老年女性骨密度影响的研究进行meta分析。

本研究按照meta分析的评价原则和要求，采用明确的检索策略和严谨的文献纳入与排除标准，检索国内有关数据库，对体力活动延缓中老年女性骨密度下降的研究作出评价。meta分析结果发现，体力活动能有效延缓我国中老年女性骨密度下降的速度，经过体力活动干预的中老年女性相对于对照组其骨密度提高了0.57个标准差，具有统计学意义。可能原因包括:1）适当体力活动能促进骨皮质的血流增加，改善骨组织的血液供给，促使血液中的钙离子向骨内运输，加快破骨细胞转变成成骨细胞的速度，从而促进骨的形成［22］；2）机械负荷也是调节骨代谢和重建的重要因素，体力活动可以通过肌肉活动对骨骼产生应力，骨骼应力提高使骨骼产生负压电位，促使其与Ca2＋结合，使骨细胞增生分化［23］；3）经常参与体力活动的中老年女性在接受充足的阳光后，可使其体内维生素D的含量提高，从而促进对钙离子的吸收［24］，从而使参加规律性体力活动的中老年女性骨密度增加。

所有的研究结果并不完全一致，各研究间存在较高异质性I2=60%，为了分析异质性的来源，本研究以实验对象年龄、运动锻炼方式、样本含量、实验周期及发表年限为协变量进行meta回归分析，结果显示，实验对象年龄不同是引起异质性的主要来源，P＜0.05；其余研究特征均不能解释研究间的异质性，P＞0.05。为了进一步探索造成异质性的原因，本研究又进行了亚组分析，分别以文献评价、实验对象年龄、实验周期、每周锻炼次数及每次锻炼时间为亚组进行分析，结果显示，在年龄（岁）分组中，≤55或＞55其I2分别为37.1%和0.0%，表示在亚组中同质性较好，说明实验对象年龄不同是造成各研究间异质性的原因之一。＞55 岁分组中，SMD=0.289，95%CI值:0.113～0.466，体力活动有效地提高了中老年女性骨密度，提高了0.289个标准差；而≤55分组中，SMD=1.265，95%CI值:0.946～1.583，体力活动更加有效地改善了中老年女性骨密度，提高了1.265个标准差。可见，体力活动对年龄小于55岁的女性的改善效果更好，这可能与年龄大于55岁的女性骨质流失速度加快，运动锻炼对其缓解程度降低有关。在对文献评价亚组分析中发现，文献评价从A级到C级，其同质性越来越好，A级I2=0.0%，B级I2=50.40%，C级I2=73.30%，说明实验设计过程越严谨出现异质性的可能就越低。在实验周期、每周锻炼次数及每次锻炼时间的亚组中发现，干预周期＞6个月、每周锻炼次数＞4、每次锻炼的时间为45～60 min和＜30min的异质性分别为:I2=21.90%、I2=34.50%、I2=27.70%、I2=0.0%，同质性较好。此外，还发现干预周期＞15周、每周锻炼次数＞4、每次锻炼时间＞60 min对中老年女性骨密度的改善效果最好。为了确保meta分析结果的可靠性，进一步采用敏感性分析发现，逐个剔除单项文献后，meta分析结果仍在95%置信区间之内，二者未发生明显变化，表明本meta分析结果稳定、可靠。

为了更加有效地改善中老年女性骨密度，本研究继续追踪效果量最佳的原文献，旨在为骨质疏松症患者提供最优的运动处方。最佳效果量的运动处方为健步走，由快走、大步走、高抬腿走、扭胯走、侧向交叉走、举臂直线走、倒着走7个动作组成，运动锻炼强度为60%～80%HRmax，干预周期15周，每周3次，每次60 min左右。

本研究局限与启示:1）各研究中的运动锻炼强度、运动锻炼频率及运动锻炼时间不一致，可能增加研究的异质性；2）由于研究地区不一样，对指标的测量方式及表示单位不同，可能使各指标产生差异；3）亚组分析发现文献评价由A级到C级其同质性越来越好，因此，我国该领域研究应加强实验设计过程，描述随机分组方法，减少实验对象失访现象。

4 结论

体力活动能有效改善我国中老年女性骨密度含量，延缓骨质流失。由于异质性较大，进行meta回归分析、亚组分析结果发现，实验对象年龄不同是异质性的主要来源；追踪效果量最佳的研究文献，其运动处方如下:运动锻炼方式为健步走，运动锻炼强度60%～80%HRmax，干预周期15周，每周3次，每次60 min左右。