运动处方在癌症患者群体中应用的研究进展

郭晨，任弘，曹宝山，马力文，周范杰，王荣辉*

在医学上，癌是指起源于上皮组织的恶性肿瘤，是恶性肿瘤中较常见的一类。世界卫生组织（World Health Organization，WHO）指出，癌症是仅次于心血管疾病的第二大死因，目前22%的人类死亡源于癌症；《2018年全球癌症统计数据》报告称2018年全球有约1 810万癌症新发病例和960万癌症死亡病例，新增病例中，亚洲占据近一半，死亡病例中，亚洲占近七成；现阶段我国癌症防治工作形势严峻，发病率、死亡率均处于全球第一位[1]。并且近十年来，我国恶性肿瘤发病率每年保持约3.9%的增幅，死亡率每年保持2.5%的增幅。相对于全球其他国家，我国结直肠癌、肝癌、食管癌、胃癌等消化系统癌症的发病率和死亡率明显偏高[2]。研究表明，癌症治疗通常会带来疲劳、疼痛、抑郁、焦虑、淋巴水肿、更年期症状、影响神经肌肉功能等不良反应，提高癌症幸存者的健康意识，同时对其进行有效运动干预有助于减少和解决上述问题[3]。在癌症治疗与恢复阶段，保证充足的休息至关重要，但是过分强调卧床休息和保存体能也可能导致身体功能受限与肌肉力量下降的现象发生，使人体难以维持每日基本活动[4]。另外，癌症患者的功能性行走距离、去脂体质量与体质量的保持有助于提高其对治疗方法的耐受性，减少手术并发症、住院时间和医疗费用，提高生活质量[5-8]。本文在对相关文献和指南进行分析的基础上，总结了运动处方的定义、运动在癌症治疗和预后中的重要作用及癌症患者运动处方制定与指南，以期为我国癌症患者运动处方研究与制定提供理论依据。

1 运动处方的定义

现代运动处方是20世纪50年代以健康为目的开始研究和应用的。1953年西德的HETTINGER和LEMIEUX发表了不同运动强度、持续时间和频率对人体产生不同影响的论文，对现代运动处方的兴起发挥了积极作用。20世纪50年代初美国生理学家KARPOVICH提出运动处方概念。1960年日本学者开始使用运动处方这一术语。1969年WHO采用了“Prescribe Exercise”（运动处方）这个术语，从而使其在国际上得到确认。

目前认为，运动处方是针对从事体育锻炼的人或者患者，由康复工作者或者体育工作者依据医学检查资料，按其身体成分的各项比例、体力、心血管功能情况等，用处方形式规定其运动的种类、强度、频率、时间等，并提出注意事项。运动处方是有目的、有计划的科学锻炼方法。在进行运动处方的制定之前，需要对受试者进行必要的测试训练，包括健康测试和体能测试。运动处方的制定主要从以下几点入手：运动项目、运动类型、运动时间、运动强度、运动方式、运动频率、运动的监控与调整及运动进度。总之，运动处方是指针对个人的身体状况，采用处方的形式规定健身者锻炼的内容和运动量的方法。其特点是因人而异，对“症”下药。研究表明，在特定的情况下，运动处方和医学处方同样有效，且在某些情况下，运动处方可以提高治疗的效果[8]。

2 癌症患者运动处方的功能

2.1 运动处方与癌因性疲劳（cancer-related fatigue，CRF）CRF是影响患癌成人与儿童最广泛的不良反应，有此症状的癌症患者达75%～99%[9]，CRF的发生和严重程度与疾病类型和治疗方法均无关，与疾病分期、肿瘤大小、所涉及的淋巴结数量、是否发生转移等也均未发现有效关联[10]，因此难以识别具有最大疲劳风险的人群。在对1 294例乳腺癌、前列腺癌或直肠癌幸存者的调查中发现，约1/3的患者治疗后，CRF持续6年之久[11]。CRF困扰人数众多，但目前没有发现任何单一的药理学干预手段对于解决此问题是完全有效的[10]。TORRES等[12]对72项随机对照试验进行荟萃分析后得出结论，运动不仅有助于减轻CRF，还可改善抑郁和睡眠障碍；且这一结论适用于乳腺癌、结肠癌、直肠癌、前列腺癌、妇科癌等。未来可寻找CRF相关监测指标，进行运动干预对癌症患者CRF和其他生理指标的影响的定量研究，以便更加清晰地揭示运动改善CRF的原因。

2.2 运动处方与免疫系统功能 癌症及其治疗会影响免疫系统功能。C反应蛋白（CRP）是一种能够灵敏反映炎性反应的生物标志物，研究发现其在癌症幸存者中具有较高水平；促炎细胞因子，如肿瘤坏死因子-α（TNF-α）、白介素6（IL-6）与癌因性贫血、肌肉损失及CRF有关，在癌症患者中水平也较高[13]。BALLARD-BARBASH等[14]对乳腺癌、肺癌和前列腺癌患者的研究发现，运动可以降低癌症患者的CRP水平。针对乳腺癌幸存者的长期研究发现，经过有氧训练15周后，其CRP水平降低，6个月后，IL-6水平降低[15]。提示采用有氧运动与抗阻训练结合的方式对癌症患者进行干预，对于提高免疫系统功能是一种切实可行的方法。运动可以提高癌症患者生命质量的机制之一就是提高患者的免疫系统功能。

2.3 运动处方与生理健康 癌症及其治疗会影响患者的生理健康，主要体现在有氧工作能力下降、睡眠质量下降等方面，肌肉减少症也是癌症及其治疗的常见不良反应之一[16]。癌症患者表现出较低的氧气消耗，此症状与肌肉力量的减少相结合，使得日常活动的相对强度更接近无氧阈值[17]，导致超过50%的癌症幸存者身体功能受限，较常见的困难是无法蹲伏或跪着、无法站立2 h、无法举起或携带4.5 kg、无法行走400 m路程，而这些都是日常生活必需的身体功能[18]。研究发现运动处方的应用可以改善肌肉萎缩，提高肌肉力量、有氧工作能力、心肺功能，改善睡眠质量，减少疼痛和情绪障碍。对3 254例不同癌症类型参与者运动干预随机对照试验的荟萃分析发现，与常规治疗对照组比较，采用中高强度抗阻运动如3～6 MET（MET为身体活动的强度单位）、60%～80%最大重复次数重量（repetition maximum，RM）干预可以更大限度地提高生理健康水平[19]。另外，运动可以在一定程度上降低癌症患者的死亡率，FRIEDENREICH等[20]针对乳腺癌、结直肠癌确诊患者进行的锻炼与癌症死亡率相关性的前瞻性研究发现，经常运动的癌症患者比运动少的患者特异性死亡率降低37%〔RR=0.63，95% CI（0.54，0.73）〕。可能机制为：运动可以加快血液流速，增加血液灌注，激活肌肉-癌细胞通路，从而使癌症患者生理健康水平得到提高；可以促进机体释放更多的IL-6、白介素10（IL-10）等，同时脂肪细胞分泌更多脂联素，使骨骼肌过氧化物酶体增殖，γ辅助活化因子1α增加，促使线粒体生物合成，也使脑源性神经营养因子分泌增多，最终表现为疲劳改善、自我效能提高、肌肉力量上升及有氧工作能力提高[21]。

2.4 运动处方与神经系统和内分泌系统功能 癌症患者可能会发生自主神经系统不平衡等相关症状。目前研究已经发现乳腺癌、卵巢癌、鼻咽癌、前列腺癌、白血病及其治疗会导致患者自主神经系统出现不平衡，下丘脑-垂体-肾上腺轴功能紊乱[22]。运动干预可以改善这一现象，减少由此带来的呼吸深度和频率的变化，以及减少阵发性高血压、周期性低血压、窦性心动过速或过缓、胃肠功能及消化液分泌障碍等情况。副交感神经的兴奋可以通过心率变异性（heart rate variability，HRV）来评估。研究发现，在癌症治疗期间与治疗后对患者进行为期16周中等强度运动训练，可以有效提高其HRV[23]。这表明，运动可以恢复交感神经和副交感神经活动之间的平衡。运动对大脑功能也有保护作用，如运动可以减少小胶质细胞激活，并增加如脑源性神经营养因子和脂联素等神经营养因子的表达，使癌症患者神经系统功能得到一定的改善[24]。

另外，癌症患者的内分泌功能也会受到一定的影响。胰岛素、类胰岛素生长因子（insulin like growth factor，IGF）与类胰岛素生长因子受体（IGFBP）是能量代谢与生长发育的重要调节剂；高胰岛素水平与肿瘤复发风险的增加有关，并且与乳腺癌和结肠癌术后患者死亡风险有关[25]。运动可以通过中介作用改善胰岛素、IGF与IGFBP水平调节内分泌功能[26]。

3 癌症患者运动处方制定与指南

过去十余年，学者们在运动干预癌症患者方面取得了一定的研究成果，但各学者采用的运动方式不尽相同，引发了对于癌症患者治疗中与治疗后特定运动处方的需求。为此，国际上很多机构发表了癌症患者的运动指南。2003年，美国癌症协会（ACS）发表了报告，第1次提到了体力活动方面的建议：为预防癌症发生，每天至少进行30 min的运动，45～60 min更佳，保证≥5 d/周的中至高强度体力活动较好[27]。但缺少对于癌症患者的运动建议。澳大利亚运动与体育科学学会（ESSA）[28]、美国运动医学学会（ACSM）[29]、英国体育与运动科学协会（BASES）[30]相继于2009、2010、2012年发表了专家声明或指南，均说明了癌症患者对运动具有良好的耐受性。但指南适用于长期目标，对于患者治疗期间与初始阶段，还应提供个性化运动处方。杜克大学JONES等[31]在Lancet子刊上发表的运动处方制定原则为后续研究奠定了基础：首先调查患者当前或过去1个月的运动频率、强度、种类和时间，若达到ACSM指南要求，则应用改良的运动处方，以≥5 次/周的频率、中等强度或中高强度的多种锻炼方式，每次锻炼20～60 min；若未达到ACSM指南要求，则选用初始运动处方，即以中等强度的快步走方式，每周运动3次，20 min/次，经2～3周后，若适应则使用进阶的运动处方，以中等强度的快步走方式，每周运动5次，30 min/次，若不适应则继续进行初始运动处方。而后，若适应，可进行抗阻训练（resistance exercise training，RET）运动处方，以12～15 RM的强度，做2组，2次/周，20 min/次，也可选用改良的运动处方，若不适应可维持进阶运动处方（见图1）。但癌症患者病情一般比较复杂，且禁忌较多，因此在制定运动处方时应多方考虑，建议接受化疗或放疗的患者，若白细胞计数低于0.5×109/L、体温高于38 ℃、使用轮椅，则不参加运动训练；若有骨转移发生则应避免大负荷RET；若发生感染则应停止训练，直至患者一整天没有感染症状后再逐渐恢复训练[32]。

图1 运动处方制定原则流程图Figure 1 Exercise prescription formulation principle flow chart

4 癌症患者运动处方的应用现状

近年来运动处方在癌症患者中相关应用的文献汇总见表1[33-45]。目前，美国大部分癌症患者主要采用在机构或家庭监督下的、为期12～15周、2～3次/周、10～60 min/次的中等强度〔50%～75%最大心率（HRmax）〕运动处方进行干预。研究中常使用摄氧量峰值（VO2peak）、一次反复最大重量（1 RM）百分比及最大功率（Wmax）百分比衡量运动处方强度；使用6 min步行试验（6-minute walk test，6MWT）评价受试者有氧工作能力；运动处方的常用运动方式为有氧运动（aerobic exercise trainig，AET）、RET、有氧运动结合抗阻训练（combined aerobic and resistance training，CART）。

5 结语

长久以来，居高不下的癌症发病率与死亡率使其成为各机构与学术界的持续关注对象。随着医疗水平的进步和生活水平的提高，运动这一安全有效的预防与治疗手段渐渐进入人们的视野。20世纪80年代起，国际上开始进行运动促进癌症患者生理健康方面的研究，并取得了一定的研究成果。本文系统阐述了运动处方在癌症治疗与预后中的作用，并结合国外学者的现有研究详细分析了运动处方对癌症患者具有的重要意义。未来我国运动处方在癌症研究方面的重要方向有：制定适合我国癌症现状的运动处方及体力活动指南，尤其关注我国高发的消化系统癌；使用运动处方干预时，增加多种运动模式，并注意设计随机对照试验；探索运动改善癌症患者预后效果的机制及内在联系。建议运动科学家与肿瘤学家共同实现运动处方对癌症患者的科学干预，降低癌症发病率与死亡率，提高癌症患者的生命质量，减少癌痛，延长生命。

本文主要结果：

（1）调查患者当前或过去1个月的运动频率、强度、种类和时间，若达到美国运动医学学会（ACSM）指南要求，则应用改良的运动处方，以≥5 次/周的频率、中等强度或中高强度的多种锻炼方式，每次锻炼20～60 min；若未达到ACSM指南要求，则选用初始运动处方，即以中等强度的快步走方式，每周运动3次，20 min/次，经2～3周后，若适应则使用进阶的运动处方，以中等强度的快步走方式，每周运动5次，30 min/次，若不适应则继续进行初始运动处方。而后，若适应，可进行抗阻训练（RET）运动处方，以12～15 RM的强度，做2组，2次/周，20 min/次，也可选用改良的运动处方，若不适应可维持进阶运动处方癌症治疗。（2）建议接受化疗或放疗的患者，若白细胞计数低于0.5×109/L、体温高于38 ℃、使用轮椅，则不参加运动训练；若有骨转移发生则应避免大负荷RET；若发生感染则应停止训练，直至患者一整天没有感染症状后再逐渐恢复训练。

作者贡献：郭晨、任弘、王荣辉负责文章的构思与设计；曹宝山、马力文负责文章的可行性分析、文章的质量控制及审校；郭晨负责文献收集、论文撰写；郭晨、周范杰负责文献整理、论文修订；周范杰负责英文的修订；任弘、王荣辉对文章整体负责，监督管理。

表1 癌症患者运动处方应用文献汇总Table 1 Application literature of exercise prescription for cancer patients

本文无利益冲突。