人体成分分析在慢性病健康管理应用的研究进展

蔡晓璐 章婧 张亚兰 陈宗涛

1.陆军军医大学第一附属医院健康管理科，重庆 400038；2.陆军军医大学第二附属医院军人门诊，重庆 400037

近年来，以心血管疾病、糖尿病、恶性肿瘤、慢性呼吸系统疾病等为代表的慢性病严重损害个人和群体健康，明显增加疾病负担，现已成社会共识[1]。运用科学的理论、技术和手段对慢性病风险进行筛查、评估、干预和动态追踪，有利于慢性病危险因素的预防和慢性病高危人群及患者的健康管理。研究显示[1]，人体成分与营养性疾病、心力衰竭、慢性肾病、慢性阻塞性肺疾病（chronic obstructive pulmonary disease，COPD）、癌症等慢性病的发生和转归有着密切关系，随着健康意识的提高、科学技术的发展，人体成分分析在慢性病健康管理中的推广应用已成必然趋势。

1 人体成分组成及其测量方法

人体成分按照生理学进行分析，包括原子、分子、细胞、组织-系统和整体这五层[2]，日常临床对人体成分的分析主要为以生物电阻抗法（bioelectrical impedance analysis，BIA）对人体成分组成进行测量分析，主要包括水（分为细胞内水分和细胞外水分）、蛋白质、体脂肪、无机盐等的含量，以及体脂百分比、浮肿指数、内脏脂肪面积等的测值[3]。水为人体主要成分，约占60%，蛋白质占20%左右，体脂肪占15%左右，而无机盐则占5%左右，其处于相对平衡的状态，而上述成分如呈现失衡的状态则可体现机体的异常乃至疾病情况，其中水分失衡可表现为水肿与脱水，蛋白质失衡则可表现为营养过剩或营养不良，体脂肪的失衡则与过度消瘦及肥胖等密切相关，也是多类心血管疾病的重要因素之一，而无机盐的失衡则与生理代谢等密切相关，以各系统器官功能状态的维持及免疫平衡方面为主。

目前，临床上可采用体格测量法、密度测量法、BIA和医学影像学技术对人体成分进行测量[2]。其中，体格测量法包括体重指数（body mass index，BMI）计算和皮褶厚度测量法，是目前最经济、简便的人体成分测量法，但易受年龄、性别等多种因素影响，不能全面精准反映人体成分[4]。密度测量法又称水下称重法，因其操作的复杂性而不利于广泛开展。医学影像学技术包括磁共振、CT 成像及双能X 射线吸收法，具有清晰度、准确性高的优点，但有费用昂贵、技术要求高、耗时长、射线暴露、床旁检查受限的局限性[5]。BIA 以人体不同成分含水量不同而导电性能不同为原理，分析得出人体不同成分的组成情况，具有简便、安全、可重复、准确等优点，是目前应用最广泛的人体成分测量方法[6-7]。

2 人体成分分析在慢性病健康管理中的应用

对患有代谢性疾病（如肥胖症、营养失调症、糖尿病等）或其他慢性病（如心力衰竭、恶性肿瘤等）发生、发展过程中合并营养状态失衡的患者，人体成分分析可全面评估、动态监测患者的营养风险，指导实施合理的营养干预和康复治疗。

2.1 代谢性疾病

2.1.1 肥胖与营养不良 肥胖作为糖尿病、高血压等多种慢性疾病的危险因素，已然成为严重的公共健康问题。Kyle等[8]在校正了性别、年龄的影响后，发现在同一BMI 条件下，肥胖人群的去脂组织含量（free fat mass，FFM）低于对照人群，脂肪组织含量和身体总水分则高于对照人群。由此可见，相较于传统BMI，人体成分分析在全面评估人体水分含量、肌肉容积和脂肪储备的分布上具有独特优势，利于对疾病状态本身及其发生转归的正确认识。盲目的减肥方法下，体重的减轻主要是身体水分的减少和FFM 比例的减低，而不是脂肪组织的减少，采用人体成分分析方法，指导调整膳食蛋白质、脂类、碳水化合物供能比，指导制订运动干预方案以提高基础代谢率及肌肉量，有利于对肥胖的科学管理[9]。另有研究显示[10]，以实际体重或理想体重作为肥胖患者麻醉诱导用药剂量的计算标准会使药物剂量偏大或偏小，而以人体成分分析所得的FFM为计算标准则不会导致严重的心血管抑制或置管应激反应，提示人体成分分析在指导肥胖患者的合理用药上也有其潜在优势。

另有研究显示，营养不良与临床结局密切相关，FFM 的丢失会增加患者病死率、延长患者的住院时间[11]。在校正了性别、年龄、身高、体重这些个体间因素，静息能量消耗水平的差异80%取决于FFM 的多少[12]，提示FFM 相较于BMI 和体重，在营养不良筛查、评估方面具有更高敏感性。通过人体成分分析准确评估FFM，可进一步优化营养状态评估。

2.1.2 糖尿病 糖尿病的发生、发展与肥胖密切相关，胰岛素抵抗被认为是2 型糖尿病和肥胖的共同基础。在胰岛功能正常的情况下，胰岛素抵抗导致高胰岛素血症，从而导致食欲亢进、多饮多食，结果造成过多的能量摄入和血糖升高。由于脂肪细胞的胰岛素抵抗发生较晚，高胰岛素血症促使过多的能量被脂肪组织吸收利用以合成脂肪，从而使脂肪细胞膨胀导致肥胖[13]。且有研究报道，中央型肥胖患者胰岛素抵抗较均匀型肥胖患者更为严重[14]。在糖尿病与肥胖关系的研究中，有研究发现糖尿病组体脂百分比和腰臀比明显超过健康对照组，而下肢FFM 低于健康对照组[15]。由此可见，人体成分分析在糖尿病的防治上具有一定的指导意义。

2.1.3 高血压 容量负荷增加是高血压发病的重要机制之一，血压控制不佳与容量负荷显著相关，及时、准确地评估高血压患者的容量负荷，调整治疗方案以降低容量负荷，控制血压，对于改善病情、降低患者心血管风险具有重要意义[16]。但由于高容量负荷的早期临床表现不明显，且目前临床评价容量负荷的方法主要是临床体征评估和超声监测下腔静脉宽度、X 线胸片测量心胸比、检测尿纳等辅助检查，对容量负荷评估不能做到定量准确，对容量负荷的临床干预尚缺乏规范有效的方案[17]。研究报道[18]，BIA 可利用各种组织生物电阻的差异性测定细胞外液/总体液量、细胞外液/细胞内液等指标，能更准确地评估患者的容量负荷，临床常用细胞外液/总体液量≥0.4 表明患者处于高容量负荷，在高血压患者临床指导治疗中具有一定的临床意义。

2.2 其他慢性病

2.2.1 脂肪肝 脂肪肝作为常见的营养性疾病，其发生、发展与人体成分的失衡密切相关，其不仅与脂肪代谢异常及过剩有关，且与蛋白质代谢失衡等有密切的关系，同时还深受妊娠、糖尿病及其他多种情况影响，因此对脂肪肝患者的人体成分分析及干预意义较高，有助于病因的分析及干预治疗措施的制订。再者，脂肪肝不仅发生于体重超标的人群中，其在过度节食及禁食人群中的发生率也较高，因此认为其不仅与脂肪的过剩及堆积有关，也与胃肠道吸收降低，载脂蛋白表达异常有关，而上述方面均与人体成分占比的失衡有密切关系。鉴于上述情况的存在，对脂肪肝患者进行人体成分的针对性分析，并根据其分析结果进行饮食及锻炼等多方面措施的制订，更有助于有效调控脂代谢状态，从而控制脂肪肝的发生、发展，实现针对性的治疗干预效果。

2.2.2 心力衰竭 心力衰竭是各种心脏疾病的严重和终末阶段，如何进一步加强对心力衰竭的科学管理、提高心力衰竭患者的生活质量、减轻心力衰竭的疾病负担已成为刻不容缓的重大民生问题。

心力衰竭的主要临床表现包括活动耐量下降和体液潴留，其中，液体负荷的正确评估及科学管理是心力衰竭诊治中的重要环节。Sergi等[19]研究发现，相较于健康志愿者，心力衰竭患者身体总水分占FFM 的比例、细胞外水分占身体总水分的比例均明显增加；聂秋平等[20]的研究证实了心力衰竭患者体液分布的异常，主要表现为细胞外水分增加和细胞内水分减少，尤以双下肢细胞外液潴留明显，而体液分布的不均衡会导致内环境的不稳定，进一步影响器官的正常生理功能。目前临床上通常采用监测体重、计算出入量的方法间接评估心力衰竭患者液体负荷的严重程度及利尿效果，一方面个体因素（如疾病状态、文化水平等）可能导致体重、出入量难以准确测定及记录，另一方面在合并其他疾病（如肝硬化）时体液分布异常可能影响病情及疗效评估。人体成分分析使液体负荷的评估在严重或终末期心力衰竭患者中具有可操作性，并可准确、全面测量各节段组织的水分分布情况，从而指导心力衰竭患者液体负荷的科学管理。

随着伤病医学向能力医学的转型，患者活动耐量的改善是评估心力衰竭管理疗效的重要指标。一方面，心力衰竭患者因心功能受限导致活动量减少，从而增加肥胖，尤其是腹型肥胖的发生，而肥胖伴有的体能负担加重、脂质代谢与分布异常，促动脉粥样硬化进一步增加心血管疾病风险，从而形成恶性循环；另一方面，心力衰竭患者由于腹腔脏器淤血导致消化吸收不良，营养不良和恶病质进一步限制患者的活动耐量，同时低蛋白血症增加液体潴留风险、降低利尿剂疗效，是心力衰竭患者预后不良的独立预测因子。因此，正确评估和监控营养状态、科学合理的营养支持对心力衰竭患者的活动耐量及整体预后的改善起到关键作用。研究显示[21]，在评估心血管风险时，体脂优于BMI，如BMI 正常者，腹围较高者，也更易于出现心血管疾病的情况；在营养状态监控下，适当增加蛋白摄入，有利于缓解患者心力衰竭症状、提高活动耐量、改善疾病预后[22]；经过年龄、性别等多因素校正后发现，去脂组织含量指数（free fat mass index，FFMI）越高，慢性心力衰竭患者发生心脏事件的风险越低[23]。人体成分分析不仅可提供体脂率信息，还可以给出去脂体重、蛋白质含量、骨骼肌含量等信息，在心力衰竭患者营养评估和支持治疗中具有独特优势。

2.2.3 慢性肾脏病 在非透析慢性肾脏病（chronic kidney disease，CKD）患者中，运用人体成分分析仪评估不同CKD 分期患者的人体成分，发现CKD3b～5 期患者较CKD1～3a 期患者的FFM、肌肉量、FFMI 均明显下降，而BMI、腰围、臀围、体脂率无明显差异，提示FFM 较BMI 能够更敏感反映非透析CKD 患者的疾病进展[24]；非透析CKD 患者的FFMI 越高，其死亡率和心血管风险越低，且相较于BMI，FFMI 与临床结局具有更好的相关性[25]。Greenwood等[26]运用人体成分分析预测非糖尿病肾病患者的骨骼肌含量，并指导有效干预，从而有效提高了患者的肾小球滤过率。

在维持性透析的CKD 患者中，由于容量负荷过重、肾素-血管紧张素系统活性增强、交感神经系统兴奋、继发性甲状旁腺功能亢进等原因导致顽固性高血压的发病率明显增加；而不恰当的透析（如基于干体重而高估的脱水量过多、除水速度过快、尿素氮等物质清除过多导致的血浆渗透压下降明显等）又增加了低血压的发生。人体成分分析一方面能准确监测CKD患者体内水分的分布情况，合理调节干体重，有助于改善透析患者的顽固性高血压，在减少透析低血压发生的同时不增加患者液体负荷；另一方面，由于体内毒素的积聚、微炎症状态的持续、长期透析导致营养成分丢失、消极的心理情绪影响等因素，导致维持性透析的CKD 患者普遍存在蛋白质-能量营养不良，人体成分分析可准确评估其营养状况，从而指导加强营养支持[27]。

2.2.4 COPD COPD 的患者有长期通气不足、持续低氧血症、反复细菌感染、胃肠功能紊乱等特殊的病理因素，使机体存在摄入不足、消耗增加的营养风险。运用人体成分分析仪评估COPD 患者营养状况时发现，许多COPD 患者在体重正常甚至超重的情况下存在蛋白质不足的现象，蛋白质不足可导致FFM 比例的降低，且伴随COPD 患者基础代谢的增高，FFM 消耗增加，FFM 的丢失又会导致吸气肌萎缩，反过来又影响COPD 患者的吸气功能[28]。研究显示，男性COPD 患者FFMI＜16、女性COPD 患者FFMI＜15 时，活动能力明显下降，2～5 年随访期生存率亦明显降低[29]。付小芳等[30]对COPD 患者的研究发现，低FFMI 患者总体死亡风险和COPD 相关死亡风险分别是正常FFMI 患者的1.5 倍和2.4 倍，且在BMI 正常人群中，低FFMI患者的死亡风险仍是正常FFMI 患者的1.3 倍，提示在COPD 患者的预后评估中，FFMI 是较BMI 更为敏感、更为特异的观察指标，而应用人体成分分析对COPD患者进行营养评价，可指导制订更合理的营养支持治疗方案，从而改善患者预后。

2.2.5 恶性肿瘤 恶性肿瘤患者的机体长期处于高代谢状态，且由于病理因素导致摄入合成不足，进一步增加营养不良，甚至恶病质的风险；而营养不良的发生与治疗耐受性降低、住院时间延长、并发症增加、生活质量降低密切相关，从而严重影响恶性肿瘤患者的整体预后。佴永军等[31]对胃肠道肿瘤患者的人体成分研究发现，胃癌患者术前脂肪和FFM 均明显下降，而肠癌患者仅FFM 下降明显，脂肪含量与正常对照组比较，差异无统计学意义，提示胃癌和肠癌患者的疾病影响和营养代谢水平存有差异，从而对个体化的营养支持提供科学依据。在抗肿瘤药物的相关研究中，人体成分分析作为人体组分及功能的评估手段能较好地预测抗肿瘤药物的毒性与疗效[32]，提示瘦体组织含量减少的恶性肿瘤患者应适当减少亲水性药物的剂量以避免毒性反应的发生；而脂肪组织增多的患者则可适当增加亲脂性药物的剂量以达到预期的血药浓度。由此可见，人体成分与恶性肿瘤的发生发展、与机体内药代动力学过程均有着紧密联系，运用BIA 等技术对人体成分进行全面测定有利于准确评估患者体内水分、体脂肪、FFM 等成分分布情况，动态监测营养支持疗效，并指导合理用药。

3 总结与展望

综上所述，人体成分分析可贯穿应用于慢性病健康管理的各个阶段，包括对慢性病高危人群加强危险因素的早期筛查和预防性干预，对疾病早期的及时发现、及时治疗，以及在疾病中晚期促进功能恢复，防止或延缓严重并发症的发生发展，从而提高生活质量。