儿童早期睡眠时长不足与执行功能的队列研究

翁婷婷,高国朋,汪素美,李春刚,严双琴,黄 琨,陶芳标

(1.安徽省马鞍山市妇幼保健院,安徽 马鞍山 243000;2.安徽医科大学公共卫生学院,安徽 合肥 230032)

充足而良好的睡眠对儿童健康至关重要。体格发育、认知、情绪调节等均与儿童睡眠密切相关。儿童睡眠时长减少是一个全球广泛关注的问题。一项全球大样本的调查发现,绝大多数亚洲国家儿童睡眠时长显著少于西方国家,儿童睡眠时长不足持续存在[1]。睡眠时长不足在我国婴幼儿及青少年中普遍存在[2]。我国一项横断面调查发现:3岁以下儿童中4～11月龄婴儿睡眠不足率达21.7%[3]。执行功能(executive functions,EFs)是指对自我意识和行为进行监督和控制的能力,由工作记忆、抑制控制及认知灵活性组成[4]。婴幼儿睡眠与执行功能的关联在既往诸多研究中被广泛讨论。有研究发现婴儿期夜间睡眠时长与学龄前期的智力评估结果及执行功能表现显著相关[5]。但也有学者认为儿童期睡眠不足可对儿童认知造成损伤这一观点的证据仍不清晰,需要进一步研究以阐明[6]。国内有关睡眠与儿童执行功能的前瞻性队列研究较少,本研究通过出生队列随访,连续收集儿童早期睡眠时长信息,以阐述不同时点睡眠时长不足与儿童3岁时执行功能表现的关联性。

1研究对象与方法

1.1研究对象

本研究对象来自于2015年2月至2016年8月在马鞍山市妇幼保健院招募的初次建卡孕妇,建立马鞍山母婴健康出生队列(Maanshan Maternal and Infant Health Cohort,M-MIH),共招募2 212名孕妇进入队列,孕妇年龄为(26.95±3.82)岁;婴儿出生后持续随访,随访至36月龄。共收到1 742份有效问卷(问卷填写完整性>85%)[7]。随访至36月龄时,男童902名,女童835名。研究对象均知情同意参加本研究。

1.2调查方法

研究方法为前瞻性队列研究。父母的一般人口统计学信息及孕期相关信息,均在孕期问卷调查中由孕妇填写问卷获得。在儿童体检过程中选择6个时点进行问卷调查,分别是出生后的42天、3个月、6个月、12个月、24个月及36个月。由经过培训的调查员指导儿童当前主要代养人填写。

1.3主要指标

睡眠时长:6月龄和12月龄儿童的睡眠时长指夜间(晚上7∶00-早上7∶00)儿童平均睡眠时间及白天(早上7∶00-晚上7∶00)的平均睡眠时间,问卷由家长填写。36月龄儿童的睡眠时长指近1个月儿童每天(白天加晚上)的平均睡眠时间,问卷由家长填写。夜间睡眠时间>18h、总睡眠时间<4h或超过22h定义为异常值,予以删除[8]。

1.3.1总睡眠不足

根据《0～5岁儿童睡眠卫生指南》中推荐的儿童睡眠时间范围,将总时间低于指南推荐时间最低值时定义为总睡眠不足。具体如下:

6月龄:睡眠总时间<12h定义为睡眠充足;≥12h为睡眠充足。12月龄:睡眠总时间<11h定义为睡眠不足,≥11h为睡眠充足。36月龄:睡眠总时间<10h定义为睡眠不足,≥10h为睡眠充足。

1.3.2夜间睡眠不足

儿童6月龄和12月龄夜间睡眠时长P75值均为9h,将夜间睡眠时长<9h定义为夜间睡眠不足。

1.3.3执行功能评价

使用《中文版学龄前儿童执行功能行为评定量表(父母版)》(Behavior Rating Inventory of Executive Function-Preschool Version,BRIEF-P),评价儿童日常生活中的执行功能。该量表适用于2至5岁11个月的儿童,共有63个条目[9]。各条目评分范围 1～3 分:从不(1分)、有时(2分)、经常(3分)。量表的分数合计为总执行功能(global executive composite,GEC)分数,是 EFs 的总指标。

EFs包括3个维度:抑制自我调控指数(inhibitory self-control index,ISCI),指抑制和情感控制能力;认知灵活性指数(flexibility index,FI),指转换和情感控制能力;元认知指数(emergent metacognition index,EMI),指个体工作记忆和组织计划能力。该量表经评价具有良好的信效度。EFs异常界定:根据年龄和性别将GEC和各维度初始得分转换为T分。当转换T分>65分时,为执行功能相应维度异常。

1.3.4其他变量

除人口统计学变量及儿童社会家庭经济变量外,还收集儿童出生时高危因素(早产、低出生体重、新生儿期疾病及出生缺陷等因素)、喂养、屏幕暴露等信息。儿童36月龄时,询问儿童“最近一周平均每天看电视、手机、平板电脑等电子设备时间”,将视屏时间>2h/d,定义为视屏时间过多。

1.4质量控制

调查前,项目组专家对队列研究所涉及的科室成员及专职调查员进行统一的规范化培训,保证调查方案的一致性和调查结果的准确性。安排课题组研究生负责队列随访及维护,对未按时体检的孕妇及儿童电话催查。问卷回收过程中核查问卷填写的质量,保证问卷信息的真实性和完整性,为保证问卷信息的准确性,要求问卷填写人是调查时点前1个月儿童的主要代养人。

1.5统计学方法

采用EpiData 3.0软件建立数据库,应用SPSS 20.0软件进行数据分析。计数资料以百分数表示,采用χ2检验比较EFs及3个分维度结果在不同人口统计学特征变量及睡眠时长变量间的分布差异。分别以GEC、ISCI、FI和EMI为因变量,进行多因素Logistic回归分析,探讨儿童早期睡眠时长与总执行功能及执行功能分维度的相关性。P<0.05为差异有统计学意义。

2结果

2.1儿童早期睡眠时长及睡眠不足发生情况

儿童的睡眠总时长随着年龄的增加而减少,睡眠总时长均值:6月龄为(13.15±1.78)h;12月龄为(12.39±1.58)h;36月龄为(10.59±1.97)h。夜间睡眠时长:6月龄为(9.50±1.30)h;12月龄为(9.47±1.23)h。儿童睡眠不足发生较为常见,6月龄为16.2%(316/1 948),12月龄为9.4%(170/1 818),36月龄为11.4%(886/1 626)。

2.2执行功能异常发生及分布特征

儿童执行功能评估整体异常发生率为20.5%,分维度异常发生率分别为EMI 12.8%、ISCI 6.5%和FI 1.0%。比较不同特征儿童执行功能分布时发现,性别、独生子女、高危儿、母亲文化程度、父亲文化程度及视屏暴露在执行功能正常与执行功能异常儿童间分布差异均有统计学意义(P<0.05),见表1。

表1 不同人口学特征的儿童执行功能结果分布 [n(%)]

2.3睡眠不足与执行功能结果分布

GEC:6月龄总睡眠时长、12月龄夜间睡眠时长及36月龄总睡眠时长在该维度分布差异有统计学意义(P<0.05)。ISCI:仅6月龄总睡眠时长及12月夜间睡眠时长在该维度分布差异有统计学意义(P<0.05)。EMI:6月龄和36月龄总睡眠时长组间分布差异均有统计学意义(P<0.05);且均呈现出睡眠不足的儿童其执行功能异常发生率高于睡眠正常的儿童(P<0.05),见表2。

2.4睡眠时长与执行功能的多因素分析

多因素Logistic回归分析显示,6月龄和36月龄儿童总睡眠时长不足与执行功能异常密切相关,与GEC异常相关,OR及其95%CI值分别为1.70(1.03～2.80)、1.72(1.12～2.64),见表3;与ISCI、EMI维度异常有关,OR及其95%CI值:6月龄为2.88(1.01～8.18)、36月龄为1.72(1.03～2.88)。12月龄儿童仅夜间睡眠不足与FI有关,OR及其95%CI值为8.55(1.69～43.36),见表3。

表3 不同月龄儿童睡眠情况与执行功能的多因素Logistic回归分析 [OR(95%CI)]

以GEC为因变量的模型中,6月龄睡眠不足,36月龄睡眠不足与GEC显著相关,OR及其95%CI值分别为1.83(1.16～2.87)、1.63(1.02～2.62),见表3;ISCI和FI模型中,仅12月龄睡眠时长分别与其相关,OR及其95%CI值分别为2.63(1.02～6.76)、8.99(1.63～49.60)。EMI模型与GEC模型相似,6月龄和36月龄总睡眠时长与其显著有关,见表3。

3讨论

3.1婴幼儿期睡眠不足的问题持续存在

本研究通过队列随访研究发现,儿童睡眠不足的问题在婴幼儿期较为常见,队列儿童中6月龄检出率为16.2%,至36月龄时检出率仍为11.4%。本研究睡眠不足发生率及睡眠时长均值与冯围围等[3]开展的我国儿童3岁以下儿童睡眠状况调查结果较为一致。国内一项大样本调查发现,学龄前儿童夜间睡眠不足的发生率高达22.4%[10]。Magee等在2014年报道,总结0～2岁儿童睡眠时长发展模式发现,有4种睡眠模式,其中持续睡眠不足模式占11.6%,并且该模式与儿童体格发育、社交情绪表现呈显著负相关。儿童睡眠不足的原因常与家庭养育因素相关,应加强睡眠卫生宣传,促进儿童早期充足的睡眠。

3.2睡眠时长与儿童执行功能相关性存在年龄与维度间差异

本研究发现,儿童早期EFs异常发生率较高,分维度中EMI异常率最高为12.8%,与既往学龄前期儿童调查结果较为接近[11]。父母文化程度偏低、家庭社会经济地位低等儿童均是EFs异常高危人群[12],本研究同样得出类似结论。但在讨论性别分布时发现不同研究存在差异,刘阳等在2016年大样本研究发现,女童EFs异常率表现高于男童,而本研究中女童EFs异常率高于男童。

此外,本研究发现睡眠不足与执行功能存在相关性,但同样存在年龄、睡眠时长特征及不同维度等差异。本研究中6月龄与36月龄儿童总睡眠不足均与GEC相关,而12月龄总睡眠与EFs各维度均无相关性,但12月龄夜间睡眠不足与儿童抑制自我调控及认知灵活性密切相关。既往有研究显示睡眠不足对儿童认知及执行功能有一定的影响,但在不同人群中也尚未得到较为一致的结论[13]。

一项早产儿的队列研究发现,儿童3～4岁和5～7岁时睡眠不足与7岁时执行功能表现偏差显著正相关,而婴儿期睡眠不足仅与教师报告的BRIEF总分相关,与家长报告BRIEF无关[13]。Bernier等[14]研究发现2～4岁时睡眠时长显著减少的儿童,在学龄早期工作记忆能力测试中评分更高,并认为睡眠效率增加与EFs抑制控制能力相关。

一般认为,睡眠与执行功能相关的生物学机制如下:执行功能与大脑的前额叶皮层密切相关,而睡眠时间、质量又影响脑额叶皮层功能。但在儿童群体中,同样发现睡眠时长对执行功能的影响具有滞后性[15]。因此,本研究中睡眠与EFs相关的差异性,应考虑是否存在上述可能性,下一步研究将继续对儿童持续随访,增加EFs随访节点,充分评价早期睡眠不足与EFs关联度。