HIIT对2型糖尿病及糖尿病前期人群糖脂代谢影响的Meta分析

王明鉴，陈乐琴

近几十年来，2型糖尿病(T2DM)的发病率不断上升，占所有糖尿病比例的90～95%。T2DM被定义为“非胰岛素依赖型糖尿病”。除了年龄增长、缺乏体育锻炼、肥胖等危险因素外，糖尿病高发人群还包括糖尿病前期人群。他们的血糖浓度高于正常水平，但还没有高到足以被归类为糖尿病[1,2]。包括坚持体育活动在内的生活方式的改变，是预防和延迟T2DM[3]和降低发病率的基础；有氧运动训练可降低T2DM[4]患者糖化血红蛋白(GHb)水平[4,5]，增加最大摄氧量(VO 2 max)[4～,6]，改善胰岛素敏感性[7]。

然而，美国糖尿病协会(American Diabetes Association)建议在糖尿病前期患者或高危人群中，每周至少进行150分钟中到高强度的体力活动，或较短时间(至少75分钟/周)的高强度间歇训练，并改变饮食习惯，以预防或延迟T2DM的发病。后来发现糖尿病患者遵守了饮食和药物的干预，但他们的运动水平仍然很低[8]。缺乏时间被认为是进行体育活动最重要的障碍[9,10]。但是，高强度间歇训练(High-intensity Interval Training，HIIT)是一种耗时短的锻炼，可以鼓励人们参加体育活动，从而降低罹患慢性疾病的风险。HIIT的特点在于：短时间内运动强度较大，每次都要达到最大或至少接近最大运动能力，而且运动时间相对较短，并且可以通过间歇期间的低强度来避免不适症状的出现。但目前HIIT对2型糖尿病及糖尿病前期人群糖脂代谢影响的研究结果不尽一致，因此，笔者通过Meta分析对HIIT2型糖尿病及糖尿病前期人群糖脂代谢的干预效果进行效果量和发表偏倚分析。

1 研究资料与方法

本研究将根据系统综述和荟萃分析有限报告条目(preferred reporting items for systematic reviews and meta analysis，PRISMA)的规定流程进行[11]。

1.1 检索策略

通过PubMed、Sci-Hub、EMBASE、PEDro、Scopus和中国知网等数据库进行全面的文献检索，时间从数据库建立到2019年4月期间所发表的相关文献；采用中心主题词与自由词相结合的方式进行搜索汉语关键词：2型糖尿病、糖尿病前期、高强度间歇训练等，外文检索词包括T2DM、diabetes、type 2 diabetes、pre-diabetes、Impaired glucose tolerance、IGR 和high-intensity interval training、high-intensity intermittent training、high-intensity interval exercise、sprint interval training、HIIT、HIIE、HIT、IWT、SIT等。

1.2 纳入和排除标准

纳入标准：(1)年龄≥18岁的T2DM患者及糖尿病前期人群；(2)研究类型为随机和非随机设计的对照试验；(3)干预手段为HIIT，对照组为空白对照或用其他治疗方式进行干预。(4)结局指标包括糖代谢、脂代谢的相关指标，如：空腹血糖(FGB)、糖化血红蛋白(GHb)、胰岛素抵抗指数敏感性(HOMA-IR)、总胆固醇(TC)、高密度脂蛋白(HDL)、低密度脂蛋白(LDL)、甘油三酯(TG)。

排除标准：(1)患有代谢综合征、妊娠期糖尿病和糖尿病神经病变的患者；(2)比较不同强度运动对血糖指标影响的研究；(3)结合力量训练、饮食、药物或健康教育等其他手段进行共同干预的研究；(4)不含有相关结局指标的研究；(5)病例报告类、文摘类、综述类、讲座类、述评类等。

1.3 数据提取

两名研究人员分别独立阅读初步检索文献的题目、摘要及全文，将初步检索到的文献进行筛选并从合格的研究中独立收集以下数据：(1)文献的外部特征(题目、作者、发表年限、作者国籍等)；(2)受试者基本信息(年龄、性别、样本量、病程、BMI等)；(3)实验设计与运动干预方案(干预方式、强度、时间、间歇次数、休息时间、训练频率与周期等)；(4)与研究相关的结局指标。若2人意见不统一则由第3人汇总，并通过小组讨论确定。

结局指标需要分别提取研究中干预组和对照组的样本量(NE和NC)、发生事件人数的平均值及标准差(ME、MC、SDE、SDC)，但部分研究只知干预组和对照组内的标准误，因此涉及标准差向标准误的转换。计算标准差的公式如下：

1.4 偏倚风险评价

纳入研究的方法学质量评价采用cochrane协助网推荐的偏倚风险评估量表[13]的标准进行。具体条目有：(1)随机分配方案的产生(random sequence generation)；(2)隐蔽分组(allocation concealment)；(3)对患者和医生实施盲法(blinding of participants and personnel)；(4)对结果评价实施盲法(blinding of outcome assessment)；(5)不完整的结果数据(incomplete outcome data)；(6)选择性的结果报告(selective reporting)；(7)其他偏倚(other bias)。根据以下标准进行偏倚风险评估：“Low risk”表示低偏倚风险；“High risk”表示高偏倚风险；“Unclear risk”表示文献对偏倚评估未提供足够的或不确定的信息。

1.5 统计学分析

对于干预措施、结局指标相同的文献2篇及以上者，采用Cochrane协作网提供的 RevMan 5.3进行Meta分析。若结局指标中的数据是连续性数据，则采用均数差(mean difference，MD)进行分析；若是非连续性数据，则采用标准化均数差(standard mean difference，SMD)表示。各文献间是否存在异质性采用I2检验。当I2值超过25%、50%、75%时，分别提示研究间具有低度、中度及高度异质性。一般认为，当I2≥ 50%提示存在实质性的异质性[14]。本研究采用：如果P≥0.10、I2<50% 表示各文献间不存在异质性，采用固定效应模型进行 Meta 分析；如果P<0.10、I2≥50%表示各文献间存在异质性，若异质性较大则需分析异质性来源，并采用随机效应模型进行Meta分析。以 P<0.05为差异有统计学意义。

2 研究结果

2.1 文献检索与筛选结果

经初步检索，共有502篇文献，排除重复文献后剩余476篇文献。根据纳入标准和排除标准阅读研究题目、摘要和全文进行筛选，共排除465篇文献，11篇文献符合标准，但其中有3篇结局指标通过比例的形式体现，无法获得原始数据，经过定性和定量综合分析最终纳入8篇文献。文献筛选流程见图1。

图1 文献筛选流程

2.2 纳入研究的基本特征

本研究所纳入的8篇文献均为2012年之后的英文文献。共202例患者，且试验组与对照组的基线平行可比，纳入文献基本特征详情见表1。

表1 纳入文献基本特征

注：①：空腹血糖(FGB)；②糖化血红蛋白(GHb)；③胰岛素抵抗指数敏感性(HOMA-IR)；④总胆固醇(TC)；⑤甘油三酯(TG)；⑥高密度脂蛋白(HDL)；⑦低密度脂蛋白(LDL)。NR：没有提到。HIIT：高强度间歇训练。MICT：中等强度持续训练。CTRL：空白对照组。

2.3 质量评价及发表偏倚的评价

依据cochrane评价手册推荐的质量评价标准，纳入的8篇文献均有高风险选项，并存在不同程度的偏倚。评价结果见图2和图3。在图2中灰色表示“达标”；黑色表示“未达标”。图3是各项风险因素占所有纳入文献的占比统计图。灰色表示低偏倚风险；黑色表示高偏倚风险；阴影表示不清楚偏倚风险。

2.4 Meta分析结果

2.4.1HIIT干预对2型糖尿病及糖尿病前期人群血糖代谢指标的影响

(1)HIIT干预对空腹血糖(FGB)指标的影响。有5篇文献报道了HIIT对2型糖尿病及糖尿病前期人群空腹血糖(FGB)指标的影响。共103例患者，其中HIIT干预组52例，对照组51例。I2=0, P=0.76，不存在异质性，因此选择固定效应模型进行分析。结果显示：两组之间没有显著性差异(MD=-0.15， 95%CI -0.80～0.49，P=0.64)，提示HIIT对FGB影响不太大(见图4)。

(2)HIIT干预对糖化血红蛋白(GHb)指标的影响。有5篇文献报道了HIIT对2型糖尿病及糖尿病前期人群糖化血红蛋白(GHb)指标的影响。共123例患者，其中HIIT干预组62例，对照组61例。I2=73%，P=0.006，存在异质性，因此选择随机效应模型进行分析。结果显示：两组之间存在显著性差异(SMD=-0.81，95%CI -1.55～0.07， P=0.03)，提示HIIT具有显著降低CHb的作用(见图5)。

图2 文献方法学质量评估示意图

图3 文献方法学质量评估各项占比图

图4 HIIT干预对空腹血糖(FGB)指标的影响

图5 HIIT干预对糖化血红蛋白(GHb)指标的影响

(3)HIIT干预对胰岛素抵抗指数敏感性(HOMA-IR)指标的影响。有2篇文献报道了HIIT对2型糖尿病及糖尿病前期人群胰岛素抵抗指数敏感性(HOMA-IR)指标的影响。共64例患者，其中HIIT干预组34例，对照组30例。I2=13%，P=0.28，不存在异质性，因此选择固定效应模型进行分析表示。结果显示：两组之间不存在显著性差异(MD=0.14，95%CI -0.48～0.76， P=0.66)，说明HIIT干预对HOMA-IR效果不明显(见图6)。

图6 HIIT干预对胰岛素抵抗指数敏感性(HOMA-IR)指标的影响

2.4.2HIIT干预对2型糖尿病及糖尿病前期人群血脂代谢指标的影响

(1)HIIT干预对总胆固醇(TC)指标的影响。有5篇文献报道了HIIT对该人群总胆固醇(TC)指标的影响。共108例患者，其中HIIT干预组53例，对照组55例。I2=44%，P=0.13，存在较小的异质性，因此选择固定效应模型进行分析表示。结果显示：两组之间存在显著性差异(MD=-0.68，95%CI -1.21～0.15， P=0.01)，提示HIIT干预具有降低TC的作用(见图7)。

图7 HIIT干预对总胆固醇(TC)指标的影响

(2)HIIT干预对甘油三酯(TG)指标的影响。有5篇文献报道了HIIT对该人群甘油三酯(TG)指标的影响。共108例患者，其中HIIT干预组53例，对照组55例。I2=0%，P=0.96，不存在异质性，因此选择固定效应模型进行分析表示。结果显示：两组之间不存在显著性差异(MD=-0.09，95%CI -0.26～0.44，P=0.61)，说明HIIT干预对降低TG效果不明显(见图8)。

图8 HIIT干预对甘油三酯(TG)指标的影响

(3)HIIT干预对高密度脂蛋白(HDL)指标的影响。有5篇文献报道了HIIT对该人群高密度脂蛋白(HDL)指标的影响。共108例患者，其中HIIT干预组53例，对照组55例。I2=45%，P=0.12，存在较小的异质性，因此选择固定效应模型进行分析表示。结果显示：两组之间不存在显著性差异(MD=-0.02，95%CI -0.19～0.16，P=0.86)，提示HIIT干预对降低HDL无明显效果(见图9)。

图9 HIIT干预对高密度脂蛋白(HDL)指标的影响

(4)HIIT干预对低密度脂蛋白(LDL)指标的影响。有5篇文献报道了HIIT对该人群低密度脂蛋白(LDL)指标的影响。共108例患者，其中HIIT干预组53例，对照组55例。I2=71%，P=0.008，存在异质性，因此选择随机效应模型进行分析表示。结果显示：两组之间不存在显著性差异(SMD=-0.67，95%CI -1.43～0.10， P=0.09)，说明HIIT干预对降低LDL效果不明显(见图10)。

图10 HIIT干预对低密度脂蛋白(LDL)指标的影响

3 分析与讨论

Meta分析发现：HIIT对2型糖尿病及糖尿病前期人群生理指标和代谢变量中的GHb(SMD=-0.81，95%CI -1.55～0.07， P=0.03)具有显著降低效应，对TC(MD=-0.68，95%CI -1.21～0.15， P=0.01)具有非常显著的降低作用。对FGB、HOMA-IR等其他指标的影响不大，可能与前期研究样本量较小有关。之前的Meta分析表明HIIT能有效改善有氧能力，增加不同人群的VO2max[23]。HIIT在有氧健身方面的优势具有重要的临床意义，因为VO2max是心血管风险[24]更强的预测因子，与降低心血管疾病发病率、死亡率和糖尿病患病率有关[25]。其机制可能是由于心肌收缩力增加[26]、骨骼肌氧化能力增加引起的心肌卒中体积的改变以及葡萄糖转运的改变[27]，进而改善线粒体功能，产生更多ATP，增加有氧能力。

(1)Liubaoerjijin Y等[27]在研究中比较HIIT和MICT对糖尿病患者的影响，指出HIIT和MICT对一组2型糖尿病患者FGB和GHb指标的影响无差异，同时通过分析发现HIIT对GHb的改善效果更明显(WMD = -0.23，95%CI -0.43～-0.02， I2= 0%，P=0.03)。后者与本研究的结果相似。因为空腹血胰岛素(FINS)仅在一项糖尿病前期研究中得到验证[28]，由于数据少不能进行Meta分析。本研究同样因为纳入的文献仅有Karstoft K等[17]人的一篇文献对空腹血胰岛素(FINS)进行了研究，数据不足以进行Meta分析，因此不能评价HIIT对空腹血胰岛素(FINS)的影响。

(2)关于T2DM患者及糖尿病前期人群的血脂情况，本Meta分析结果表明：HIIT干预措施仅对TC有非常显著的影响(MD=-0.68，95%CI -1.21～0.15， P=0.01)，对TG、HDL、LDL指标的影响没有显著差异。这可能是因为这些人的TG、HDL和LDL水平在正常范围内，而这些水平在运动后并没有太大变化。此外，没有任何饮食控制的调整可能会削弱运动对血脂的有益影响。比较HIIT干预对TC、HDL和LDL影响的异质性检验中，I2值分别为44%、45%和71%。这可能是由于研究方法的差异与运动方案设置(包括运动时间、频率和强度)的不同引起的。

(3)本研究的大部分文献由于信息不足或潜在偏倚的不确定性被归为偏倚风险不明确。由于在大多数研究中没有正确地进行盲法以及不完整的结果数据导致研究结果出现偏倚。这一发现表明：未来的研究需要精心设计实验方案，也需要对实验的实施、测量及失访情况等进行详细的报道。

本Meta分析存在的局限性：首先，只纳入了8项T2DM患者及糖尿病前期人群的研究，每组的样本量都相对较少，而且大多数研究都存在方法上的局限性；其次，研究使用不同的HIIT方案，包括不同的运动方式、运动强度、持续时间、间歇时间，以及确定HIIT强度的方法各不相同。另外，某些指标仅通过比例的提升或下降来体现，缺乏某些数据的明确信息。本研究结果表明：为了给临床实践提供更有效的证据，需要进行更严谨的实验设计、更大的样本量进行研究，以加强现有证据的质量。

4 结论

HIIT对2型糖尿病及糖尿病前期人群糖脂代谢指标中的GHb具有显著的影响；，对TC具有非常显著的影响。对FGB、HOMA-IR等其他指标的影响不具有显著性差异。