传统与新型人体测量指数对糖尿病和高血压预测效能的比较研究：基于心血管疾病风险人群的临床验证

本综述系统评估了19种传统及新型人体测量指数（包括BMI、WC、WHtR、ABSI、BRI、CUN-BAE等）对糖尿病和高血压的预测效能。研究发现Deurenberg公式在糖尿病预测中显著优于BMI（男性AUC=0.67，女性AUC=0.77），而BRI、WHtR等指标在女性糖尿病预测中展现独立价值。研究为基层医疗中肥胖相关代谢疾病的筛查工具优化提供了实证依据。

　　

引言：非传染性疾病的负担

非传染性疾病（NCDs）占全球死亡人数的近四分之三，其中心血管疾病（CVD）贡献了全球近一半的死亡和四分之一伤残调整生命年（DALYs）。高血压单独贡献了心血管疾病DALYs的49.7%。尽管近年来检出率和控制率稳步提高，但全球高血压患病率保持稳定，近半数高血压患者仍未确诊。糖尿病是非传染性疾病发病率和死亡率的另一主要贡献者——既独立发挥作用，也通过促进心血管疾病风险实现。目前全球估计有超过5亿人受2型糖尿病影响，过去30年糖尿病患病率翻了一番。

肥胖，特别是与过量内脏脂肪相关的肥胖，是代谢功能障碍（包括糖尿病和高血压）的主要促进因素。事实上，糖尿病患病率增加的重要部分归因于肥胖患病率的上升。近年来，近一半全球成年人口估计受到超重和肥胖的影响，这一比例在过去几十年中稳步上升，在几个地区翻了一番甚至两番。

传统上，体重指数（BMI）被用作肥胖的衡量标准。然而，BMI在用于个体分类时无法考虑脂肪分布甚至肥胖本身。为此，腰围（WC）已成为中心性肥胖的标准补充指标，并被视为代谢综合征的标准。使用WC作为内脏肥胖的衡量标准也并非没有缺陷；它不能完全解释个体的身体习性——主要是他们的身高。此外，还提出了几个源自这些简单测量（体重、身高和WC）的额外人体测量指数，以解决与单独使用这些措施相关的缺点。

这些指数包括身体形状（脂肪分布或内脏肥胖）和肥胖程度的衡量等。腰围身高比（WHtR）和几种“新型”人体测量指数，包括身体形状指数（ABSI）、体圆指数（BRI）和圆锥指数（CI），反映了脂肪分布，是在评估其对代谢综合征及其组成部分的预测能力时最常评估的指标之一。身体肥胖最准确地使用现有技术测量，包括生物阻抗、双能X线吸收测定法、空气置换体积描记法和磁共振成像。然而，基于BMI的身体肥胖估算器——较早提出但临床采用有限——例如Deurenberg等人和Gallagher等人提出的那些，以及最近，纳瓦拉大学临床身体肥胖估算器（CUN-BAE）已经证明了它们在量化身体肥胖方面的有效性和可靠性。它们还被证明可以预测代谢综合征的不同组成部分。

本研究旨在评估上述指数以及多种其他在临床环境中易于获取的人体测量指数，在心血管疾病风险人群中检测糖尿病和高血压的预测价值。为此，我们回顾了相关文献，以确定在时间和资源受限的环境（如初级保健）中无需进一步提供者培训或特定设备即可轻松计算的指数。我们识别并评估了包含患者特征（年龄、性别等）、体重、身高和腰围的指数。

材料与方法

本研究通过便利抽样从伊朗阿尔布尔兹省卡拉杰市Rajaei医院健康促进和预防中心的非病例访客中招募参与者。参与者根据IraPEN项目（基于WHO-PEN的国家基本非传染性疾病（PEN）包试点）筛查糖尿病、高血压和心血管风险。所有18岁以上的访客都有资格参与研究。

数据收集由训练有素的护士进行。根据IraPEN收集的数据包括：年龄；糖尿病、高血压或心血管疾病的既往诊断；一级亲属中早期心血管疾病、糖尿病或终末期肾病的诊断；过去90天内任何数量的酒精消费；吸烟或二手接触烟草制品；WC（男性和女性护理接受者的国家切点均≥90 cm）；收缩压和舒张压；以及空腹（超过8小时）血浆葡萄糖和总胆固醇的即时检测测量。身体活动的阈值是每周至少5天，每天至少30分钟。血压记录为休息坐位下右臂两次血压测量的平均值。平均收缩压≥130 mmHg或平均舒张压≥80 mmHg记为高血压。平均收缩压≥120且舒张压<80 mmHg的参与者被分类为血压升高。根据ADA指南确认糖尿病的新诊断，空腹血浆葡萄糖≥100但<126的参与者被分类为空腹血糖受损（IFG）。WC测量为站立位自然呼气结束时髂嵴上方的水平躯干周长。体重和身高在赤脚穿轻便衣物的情况下使用数字秤和校准的身高计测量。

传统和新型人体测量指数

使用参考公式计算了H³/W³、W/H²、W/H³以及以下人体测量指数，其中H = 身高（m）；W = 体重（kg）；WC = 腰围（cm）——除非另有说明。这些指数包括广泛使用的指标如BMI和WC，以及被提议作为代谢状态更好指标的新指数，如ABSI、BRI、BSI、CI、RFM、WHT.5R和WHtR，它们被假设通过提供身体形状和可能的内脏脂肪分布的表征来克服BMI和WC的局限性。其他不太常用的BMI替代方案，包括BMI√WC、H³/W³、NWAI、TMI、wBMI、W/H²、W/H³和WWI，也进行了评估。还包括更经典的身体脂肪估算器，如Deurenberg公式、Gallagher公式和CUN-BAE。

统计分析

使用SPSS（25版）和Stata（17版）进行统计分析。所有分析分别对男性和女性参与者进行。使用描述性统计呈现参与者特征。使用卡方检验和Mann-Whitney U检验比较变量对。使用单变量和多变量二元逻辑回归模型确定风险因素与每个人体测量指数以及糖尿病和高血压之间的相关性，并针对已知风险因素调整这种相关性。在模型中使用指数z分数以提供更具可比性的结果。进行受试者工作特征（ROC）分析以评估测量指数对糖尿病和高血压检测的预测性能；报告并比较ROC曲线下面积（AUC）作为预测效果的衡量。对IFG和血压升高也进行了探索性分析。执行调整后的ROC分析以确定人体测量指数预测性能对其他参与者特征的依赖性。进行了敏感性ROC分析，排除30岁以下的参与者。进行功效计算以确定使用MedCalc（22版，2023年）检测指数AUC之间差异所需的样本量。统计显著性阈值设定为0.0025以调整多重比较。计算了检测每种指数对糖尿病（假定患病率10%）和高血压（假定患病率30”）具有“尚可”（AUC > 0.7）性能与无价值（AUC < 0.6）所需样本量，分别为1,440和583名参与者。这些计算也应用于与BMI的比较，因为先前研究中注意到BMI预测这两种情况的AUC低于0.6的阈值。使用Cohen's kappa量化不同指数对参与者分类为肥胖（≥2 z分数偏离均值）的一致性。计算组内相关系数（ICC）以确定不同人体测量指数之间的一致性。还探讨了ADA糖尿病风险评估工具以及当BMI被选定人体测量指数替代时同一工具的性能。

结果

参与者人口统计学和基线信息

分析中包括了1,537名医疗保健接受者的数据。731名（47.6%）男性和806名（52.4%）女性参与者为研究提供了信息。79名男性和84名女性参与者年龄小于30岁，而161名男性和102名女性参与者年龄大于60岁。在男性参与者中，45.0%、22.2%和74.0%满足超重、肥胖和腹部肥胖的标准。40.2%、26.7%和61.9%的女性参与者可被分类为超重、肥胖和腹部肥胖。吸烟和饮酒在男性参与者中显著更常见，而缺乏身体活动以及糖尿病或心血管疾病家族史的报告在女性参与者中显著更常见。

与糖尿病和高血压相关的因素

在单变量和多变量模型中，除少数例外，评估的指数与男性和女性参与者的高血压以及女性参与者的糖尿病显著相关。在多变量模型中，评估的指数中没有一个显示与男性参与者的糖尿病有显著相关性。在包括BMI的多变量模型中，发现以下特征与糖尿病或高血压显著相关：年龄（aOR = 1.04）、糖尿病家族史（aOR = 2.48）和缺乏身体活动（aOR = 1.96）用于男性参与者的糖尿病；年龄（aOR = 1.10）和糖尿病家族史（aOR = 2.13）用于女性参与者的糖尿病；年龄（aOR = 1.04）用于男性参与者的高血压；以及年龄（aOR = 1.07）用于女性参与者的高血压。

人体测量指数对糖尿病和高血压的预测性能

未经调整时，使用Deurenberg公式估算的体脂百分比在男性和女性参与者中对糖尿病的检测表现显著优于BMI。H³/W³也是女性参与者中比BMI显著更好的糖尿病预测指标。然而，在预测男性或女性参与者高血压方面，评估的指数中没有一项表现显著优于BMI。发现BRI、WHT.5R、W/H²和WHtR能够独立预测女性参与者的糖尿病，而BMI以及通过Deurenberg和Gallagher公式估算的体脂百分比是男性参与者高血压的独立预测因子。发现几个评估的指数在女性参与者中对糖尿病的检测表现显著更好。

排除30岁以下参与者的敏感性分析显示，评估指数的预测性能没有显著改变。评估的指数中没有一个是IFG或血压升高的良好预测指标。当BMI被排除或被BRI、Deurenberg体脂百分比、WHT.5R和WHtR替代时，ADA糖尿病风险评估工具的性能有所改善——尽管这种改善未达到统计学显著性阈值。

不同指数之间的一致性和协议

体重、所有体脂百分比估算器、TMI和wBMI在男性和女性参与者中都与BMI显示出高度一致性和协议。评估指数关于肥胖分类的总体协议——排除身高和H³/W³——在男性（Fleiss' κ = 0.41）和女性（Fleiss' κ = 0.45）参与者中均为中等。人体测量指数——排除身高和H³/W³——的相关性在男性（ICC = 0.84）和女性参与者（ICC = 0.83）中都很高。

讨论

当前版本的IraPEN使用WC评估CVD风险，并推荐使用BMI作为糖尿病和高血压的预测指标。类似地，WHO-PEN使用BMI评估糖尿病风险，ADA糖尿病风险评估工具使用WC和BMI。本研究评估了身高、体重、WC以及从这些简单测量得出的19种人体测量指数对糖尿病和高血压的预测价值，以帮助在时间和资源受限的环境中选择风险评估的辅助手段。

我们发现几乎所有评估的指数都与两性的高血压显著相关。先前对2000年至2017年NHANES数据的评估显示，体重、WC、BMI、ABSI、CI、BRI和WHtR与高血压显著相关。类似地，苏丹的一项研究报告了体重、WC和WHtR之间的显著相关性。然而，墨西哥的一份横断面报告未能识别多种指数（包括BRI、TMI、wBMI）与高血压之间的相关性。与一些先前报告相反，我们的分析未检测到ABSI和CI与男性参与者高血压以及ABSI与女性参与者高血压的显著相关性。大多数指数的预测性能对女性参与者的高血压表现良好，而基于BMI的指数、体脂百分比估算器、BRI和WHtR在预测男性参与者高血压方面表现良好。值得注意的是，没有指数表现显著优于BMI。

虽然糖尿病与所有评估的指数显著相关，但体重、WC、BMI和基于BMI的指数、ABSI、BSI、H³/W³和NWAI未能显示与糖尿病的相关性，尽管基于BMI的指数的分析接近统计学显著性阈值。指数的预测性能也是如此；只有Deurenberg公式和W/H³在男性参与者中对糖尿病的检测表现尚可，而几乎所有指数在女性参与者中都表现出良好的性能。性别之间的性能差距对几个指数是显著的。这些发现与文献一致。伊朗的另一项横断面研究同样报告了BMI、BRI和WHtR在女性参与者中更好的性能，同时发现ABSI是较差的糖尿病指标。两个大型日本队列还显示WC、BMI、CUN-BAE、wBMI和WHtR在女性参与者中对糖尿病的检测表现显著更好。ABSI在这些研究中都不是糖尿病的良好预测指标。在这些队列研究中，当评估其前瞻性预测性能时，人体测量指数的性能得到增强。在这些研究中，唯一显示比BMI性能显著更好的指数是CUN-BAE。尽管未在我们的研究中直接复制，我们也发现体脂百分比指标（两性的Deurenberg公式）在检测糖尿病方面优于BMI。体重、WC、BMI、BRI、CI和CUN-BAE，而非ABSI，在南非国家健康和营养检查调查（SANHANES）的回顾中也表现良好，可用于检测女性参与者的糖尿病。

女性参与者中这些指数更好的预测性能可能是由于它们更好地反映了身体肥胖而非瘦体重，在年轻个体中更是如此。这个限制 famously 影响了BMI的使用；然而，有理由认为它也适用于从相同的肥胖间接测量得出的指数。尽管WC和使用WC计算的指数被假设能更好地反映“安卓”或甚至只是内脏肥胖，但在当前研究中未观察到此类观察结果。这可能是由于身体脂肪分布的 national variations。这个假设本身存在争议，因为BMI、WC和臀围已被观察到彼此高度相关，并且未能考虑身体脂肪分布，尽管有先前的提议。

有趣的是，我们发现当排除人体测量风险评分时，ADA糖尿病风险评估工具表现同样好。我们假设这是由于BMI在我们的研究样本中缺乏显著的独立预测作用。我们无法确定先前评估此命题的研究——甚至报告人体测量指数对糖尿病的风险因素调整后预测性能。尽管一项荟萃分析发现，调整年龄、性别、吸烟、饮酒和糖尿病家族史（当前研究中视为混杂因素的变量）并不会消除或显著减少纵向研究中与较高BMI相关的超额风险，但这可能不能完全由这些指数的同期预测性能反映。为此，我们观察到大多数指数与糖尿病在调整混杂因素后存在显著相关性；然而，很少能保持良好的独立预测性能。这进一步强调了人体测量指数作为代谢功能障碍风险的长期预测指标的作用——而不是同期筛查工具。考虑到这些因素，我们发现当用几个显示独立预测性能或性能显著优于BMI的指数替代BMI时，ADA筛查工具的性能有所增强。

考虑因素

我们评估了多种易于获取的人体测量指数。据我们所知，没有研究考虑如此广泛范围的指数在检测高血压或糖尿病方面的性能。指数的选择和将指数范围限制在那些可从简单测量计算的指数是基于研究目标。如果一个人体测量指数要用于快速筛查工具或应用于风险自我评估工具，它应该能够在有限的测量技能下在短时间内获得。这就是为什么放弃评估更复杂的代谢风险指标。这并非暗示它们没有临床价值作为未来风险的可能指标，其目标是预防而非早期检测代谢功能障碍。其中，胰岛素抵抗标志物如稳态模型评估胰岛素抵抗（HOMA-IR）和甘油三酯-葡萄糖指数（TyG）；致动脉粥样硬化指数，包括胆固醇指数和血浆致动脉粥样硬化指数（AIP）；代谢功能障碍介质，如尿酸；以及复杂的人体测量指数如内脏肥胖指数，已经证明了不同程度的临床效用。

我们进行了一系列分析，旨在确定影响人体测量指数预测代谢功能障碍性能的因素。尽管经典风险因素主要影响结果，但研究设计参数的变化，包括糖尿病和高血压的诊断标准（数据未显示）、指数阈值的选择（常规切点、四分位数或z分数；数据未显示）以及排除可能超出目标群体的参与者（年龄<30岁），并未有意义地影响研究结果。

尽管研究样本足以检测人体测量指数性能之间的显著差异，但在确定更 modest 的差异方面存在局限性。因此，仍需要更大规模的研究来确定使用有前景的指数观察到的筛查工具性能的改善是否具有实用价值。此类国家或区域规模的研究也需要确定这些指数的最佳切点，并克服当前研究单中心次国家级设计可能引入的选择偏倚。如前所述，横断面研究设计将我们的结论限制在关于使用人体测量指数筛查当前糖尿病和高血压的结论。这些指数在预测未来代谢功能障碍发展方面的价值似乎无可争议，大型纵向研究证明了这一点。因此，尽管许多评估的指数是当前代谢功能障碍的不良独立预测因子，但这些指数所指示的肥胖对于预防未来功能障碍是可行动的。

虽然BMI在预测高血压方面表现较好，但体脂百分比（特别是使用Deurenberg公式计算的）和几种内脏肥胖指数，包括BRI、WHT.5R和WHtR，似乎在糖尿病风险评估中更优。我们发现人体测量指数在两性中对IFG和血压升高的当前状态预测能力较差。它们在男性参与者中对糖尿病和高血压状态的预测也较差。尽管文献强烈表明人体测量指数在预测未来代谢功能障碍风险方面独立于其他常规考虑的风险因素，但我们发现它们在用于评估同期风险时价值较低。这进一步表明 per se 使用人体测量指数预测代谢风险缺乏价值。因此，确定与代谢风险具有统计学显著关联应仅作为选择“更好”指数过程的第一步。适当的方法是将显示代谢风险 superior 或独立预测潜力的指数作为评估其他主要风险因素的有效筛查工具的一部分，如探索性分析（修改版ADA筛查工具）中所尝试的。确定合格指数可靠切点的大规模国家和区域研究也应优先考虑。这些步骤至关重要，因为使用“有前景”指数的好处由于缺乏全面和直接的临床比较而长期未得到探索——正如许多曾经新颖的指数尽管早期研究兴趣却被遗忘所表明的那样。