中国职业工效学因素致腰痛疾病负担的现状、趋势与预测分析

《Journal of Pain Research》：Current Status, Trends, and Forecast Analysis of LBP Disease Burden Attributable to Occupational Ergonomic Factors in China

本文系统评估了中国职业工效学因素所致腰痛（LBP）的疾病负担，基于GBD 2021数据揭示了1990–2021年间YLDs、YLD率和年龄标准化YLD率的动态变化（AAPC分别为0.160%、-0.460%和-1.492%），并通过APC模型与BAPC预测指出：尽管年龄标准化负担下降，但人口老龄化与累积职业暴露将使60岁以上人群YLDs持续上升，亟需结合工效学干预与精准防控策略优化职业健康政策。

　　

Abstract

Objective 随着中国人口老龄化和产业结构转型加速，职业工效学因素相关腰痛（LBP）已成为日益严重的公共卫生问题。本研究旨在评估中国职业工效学因素致LBP的疾病负担，揭示其长期趋势、关键驱动因素及未来变化，填补现有研究空白，为优化职业健康政策和高危人群干预策略提供科学依据。

Methods 从全球疾病负担研究2021（GBD 2021）获取1990年至2021年中国职业工效学相关LBP的伤残生存年数（YLDs）、YLD率及年龄标准化YLD率数据。采用Joinpoint回归分析时间趋势，年龄-时期-队列（APC）模型评估年龄、时期和出生队列效应，分解分析量化人口老龄化、流行病学变化和人口增长的贡献，贝叶斯APC（BAPC）模型预测至2040年的疾病负担趋势。

Results 2021年中国职业工效学相关LBP的YLDs为331.41万，粗YLD率为232.9/10万，年龄标准化YLD率为178.4/10万。女性和50–54岁人群负担较高。1990–2021年间，总YLDs小幅上升，但YLD率和年龄标准化率分别年均下降0.3%和1.5%。APC模型显示显著的时期和队列效应。分解分析表明流行病学变化是负担变化的主要驱动因素。预测显示，2040年年龄标准化YLD率将降至194.3/10万，但60岁以上人群总YLDs将上升，反映老龄化和累积职业暴露的影响。

Conclusion 职业工效学相关LBP在中国仍是一项重要负担，尤其在老年和高危职业人群中。尽管人均负担下降，但人口结构变化和工作相关暴露将维持总体负担水平。综合工效学干预和针对高危人群的精准预防对改善职业健康及指导政策制定至关重要。

Introduction

腰痛（LBP）是一种常见的肌肉骨骼疾病，定义为第十二肋下缘至臀下皱襞之间的疼痛或不适，伴或不伴腿部放射症状。流行病学统计显示全球约23%人口受其影响，其中11–12%患者因LBP出现功能障碍或残疾。LBP不仅严重影响个人生活质量，还是导致生产力损失的重大公共卫生问题。据统计，LBP每年造成约6900万劳动损失，各国相关医疗经济支出高达370亿至1000亿美元，已成为制约劳动效率和社会发展的核心因素。职业工效学因素是LBP的主要诱因，涵盖工作环境设计、任务执行和组织管理等系统性风险。研究表明，职业工效学异常导致全球1.261亿LBP流行病例和1510万伤残生存年数（YLDs），自1997年累计增长27%，此类风险直接导致12%工人病假、调岗或提前退休，造成全球生产力损失2161亿美元。其影响强度与产业结构高度相关：高收入国家以静态负荷（久坐办公）为主，低收入国家集中于制造业和农业的动态负荷。中国处于经济快速发展和工业化加速阶段，劳动力结构和工作环境变化使职业工效学相关LBP问题日益突出。在此背景下，评估中国职业工效学因素致LBP的总体疾病负担对制定科学职业健康政策和优化劳动者健康管理策略具有紧迫意义。

当前中国职业工效学相关LBP疾病负担的系统研究仍相对有限，尤其在长期趋势、关键驱动因素和未来负担预测方面。现有研究多集中于静态描述，未充分考量人口老龄化与职业结构调整等多因素动态交互作用。既往研究表明，职业工效学因素是中国LBP负担的主要贡献者，归因分值达24%（95%不确定性区间：22–26%），每年导致约286万伤残调整生命年（DALYs）损失。但由于人口老龄化和产业结构变化，工效学暴露模式发生转变：传统制造业体力负荷相关LBP比例下降，而办公人群静态负荷（久坐）和新兴服务业动态负荷（人工搬运）相关病例增加。作为常见慢性病，LBP已被列为“健康中国2030”规划的重点防控领域。因此，量化当前职业工效学相关LBP负担并基于现有数据预测未来趋势，对评估防控策略效果和卫生资源分配具有重要意义。

疾病负担是衡量疾病对人群健康影响的重要指标，广泛应用于流行病学和公共卫生研究。YLD是评估疾病负担的核心指标之一，量化了由疾病或残疾导致的健康生命年损失。YLD反映了经残疾权重（DW）调整后的带残生存年数，以捕捉健康损失总体水平。与传统发病率相比，YLD同时考虑了残疾严重程度和持续时间，更能体现疾病对生活质量的影响。该指标常被用于评估非致命性疾病（如糖尿病、LBP）及各类残疾（如听力损失、脊髓损伤）对人群健康的影响，并为疾病控制优先领域设定和卫生资源分配提供科学证据。

本研究利用全球疾病负担研究2021（GBD 2021）标准化数据，分析过去30年中国职业工效学因素致LBP负担的变化。首先，应用Joinpoint回归模型识别1990–2021年疾病负担趋势的关键时间点，采用平均年度百分比变化（AAPC）量化趋势；其次，使用年龄-时期-队列（APC）模型评估年龄、时期和出生队列对疾病负担的影响，探索群组差异；第三，进行分解分析量化人口老龄化、流行病学变化和人口增长对疾病负担变化的贡献；最后，构建贝叶斯年龄-时期-队列模型（BAPC）预测2022–2040年职业工效学相关LBP负担未来趋势。通过上述分析，本研究旨在为中国优化职业健康政策、支持高危人群识别、资源精准配置和长期干预策略制定提供量化证据。

Materials and Methods

Data Sources 为分析职业工效学因素致LBP疾病负担变化，使用遵循GATHER指南的GBD 2021数据。GBD 2021覆盖全球204个国家及地区811个次区域371种疾病负担。本研究从GBD 2021数据库获取开放数据，包括：（1）1990–2021年中国职业工效学因素致LBP的YLDs数量、YLD率及年龄标准化率（全人群、男性和女性）；（2）2022–2040年全球人口预测数据。

Definitions GBD 2021将职业工效学因素致LBP定义为第十二肋下缘至臀下皱襞后部疼痛（伴或不伴下肢放射痛）持续至少一天（ICD-10：M54.3、M54.4、M54.5）。本研究选择YLD作为衡量职业工效学因素致LBP疾病负担的主要指标。研究人群涵盖0至95岁及以上个体，15岁以下病例未纳入分析，85岁以上因病例数少合并为80–84岁组并标记为80+岁。分析两个关键指标：病例数和年龄标准化率。病例数指GBD 2021原始计数，年龄标准化率为经年龄结构调整后每10万人口病例数，便于区域间一致比较。所有GBD 2021原始数据均提供95%不确定性区间（UI）。

Ethics Committee 本研究依据中国《涉及人的生命科学和医学研究伦理审查办法》第三十二条第一项和第二项规定，经伦理委员会审查豁免伦理审批。

Statistical Analysis 采用以下统计方法：（1）Joinpoint回归分析：使用Joinpoint软件（5.1.0版）计算年度百分比变化（APC）和平均年度百分比变化（AAPC），识别显著拐点及特定时段整体趋势；（2）年龄-时期-队列（APC）模型：从年龄、时期和队列效应三视角解析疾病负担中各维度作用；（3）分解分析：评估人口年龄结构变化、人口增长和流行病学因素对职业工效学因素致LBP疾病负担趋势的独立效应，通过比较理想情景与实际结果（控制其他变量）评估各因素贡献；（4）趋势预测：基于2022–2040年人口数据，使用R语言贝叶斯年龄-时期-队列（BAPC）模型预测未来趋势，该模型提高预测精度并避免传统贝叶斯方法混合与收敛问题。所有统计分析和数据可视化在R 4.3.1版完成，统计学显著性设定为P < 0.05。

Results

Burden of LBP Due to Occupational Ergonomic Factors in China, 2021

2021年，中国职业工效学相关LBP导致的YLDs总量为3,314,128.7（95% UI：2,275,895.5–4,532,168.1）。YLD率为232.9（160.0–318.6）/10万，年龄标准化YLD率为178.4（122.5–243.6）/10万。所有指标女性均高于男性：女性YLDs为1,916,297.6（1,268,797.0–2,697,981.0），男性为1,397,831.1（934,966.0–1,938,797.6）；女性YLD率为275.9（182.7–388.4）/10万，男性为192.0（128.4–266.3）/10万；女性年龄标准化YLD率为208.0（140.9–286.3）/10万，男性为149.8（100.2–207.7）/10万。按年龄组分析，职业工效学因素致YLDs随年龄增长而增加，50–54岁组达峰值530,510.7，随后下降。性别分析显示男性LBP负担低于女性，50–59岁组差异最显著。

Trends in the Burden of LBP Due to Occupational Ergonomic Factors in China, 1990–2021

1990–2021年间，中国职业工效学因素致LBP总体负担呈下降趋势。YLDs从1990年3,168,289.7（2,223,260.7–4,267,919.1）增至2021年3,314,128.7（2,275,895.5–4,532,168.1），估计年度百分比变化（EAPC）为0.3（0.2–0.4）。YLD率从1990年269.3（189.0–362.8）/10万降至2021年232.9（160.0–318.6）/10万（EAPC = ?0.3, 95% CI：?0.4, ?0.2），年龄标准化YLD率从285.3（198.7–384.6）/10万降至178.4（122.5–243.6）/10万（EAPC = ?1.5, 95% CI：?1.6, ?1.4）。按性别分析，男性和女性YLDs数量在此期间均略有增加，但YLD率和年龄标准化YLD率均下降，女性负担始终高于男性。按年龄组分析，1990–2021年各年龄组职业工效学相关LBP的YLD率均呈下降趋势，50–59岁组仍最高；YLDs数量变化因年龄而异，35–59岁组病例数始终最多。

Joinpoint Regression Analysis of the Burden of LBP Due to Occupational Ergonomic Factors in China, 1990–2021

1990–2021年间，中国职业工效学因素致LBP的YLDs数量、YLD率和年龄标准化YLD率的AAPC分别为0.160（95% CI：0.117–0.202）、?0.460（95% CI：?0.504–?0.416）和?1.492（95% CI：?1.549–?1.435），P < 0.01。

Age-Period-Cohort Analysis of the Burden of LBP Due to Occupational Ergonomic Factors in China, 1990–2021

1990–2021年间，中国职业工效学因素致LBP的YLD率净漂移为?1.37，表明整体下降趋势。年龄效应显示YLD率随年龄增长而增加，52.5岁年龄组达峰值后下降。时期效应以2004年为参照年（相对风险RR = 1.00），YLD率稳步下降，2019年达最低点（RR = 0.79）。队列效应也显示明显下降趋势；以1957年出生队列为参照（RR = 1.00），后期队列YLD率下降，2002年队列达最低水平（RR = 0.57）。

Decomposition Analysis of the Burden of LBP Due to Occupational Ergonomic Factors

分解分析评估1990–2021年间人口老龄化、流行病学变化和人口增长对职业工效学因素致LBP负担趋势的影响。结果显示YLD率变化主要归因于年龄结构和人口规模以外的因素，这些因素的绝对贡献为?1,575,599.0，相对贡献为?1,080.4%。

Projection of the Burden of LBP Due to Occupational Ergonomic Factors

基于2022–2040年人口预测，应用BAPC模型预测未来20年中国职业工效学因素致LBP负担趋势。结果显示，中国职业工效学相关LBP的年龄标准化YLD率预计持续下降，2040年达194.3/10万；YLDs总数预计2040年降至2,278,621.6。年龄特异性分析表明各年龄组YLD率均下降，但60岁及以上人群YLDs总数预计上升。

Discussion

High Overall Burden but Declining Trend

中国职业工效学因素致LBP疾病负担多年处于全球较高水平。2021年YLDs总量达3,314,128.7，反映显著疾病负担，这归因于中国人口基数大、人口结构快速变化、工作环境多样及医疗资源分布不均。分解分析显示，尽管流行病学变化是YLDs变化的主要驱动因素，但人口老龄化和增长也有显著影响，其对总YLDs的相对贡献分别为503.9%和676.5%，合计超过流行病学因素贡献，凸显人口转型对疾病负担的深远影响。随着人口老龄化加速，LBP负担预计增加。至2023年，60岁及以上人口达2.97亿，占总人口21.1%，年均增长率3.2%，未来20年中国将成为全球老龄化程度最高国家之一。老龄化增加LBP绝对病例数，年龄分层分析也证实老年人疾病负担风险更高。此外，快速城市化和工业化进一步加重职业工效学相关LBP健康负担：城市化导致更多久坐工种（如办公和电脑工作），增加肌肉和软组织劳损所致慢性LBP风险；工业化使大量劳动者从事高强度重复体力劳动，增加脊柱退变和损伤风险。医疗资源分布不均是当前LBP负担沉重另一关键原因，城乡医疗资源差异显著，基层脊柱外科医生短缺使许多患者无法获得及时规范治疗，加重健康和社会负担。尽管存在这些挑战，值得注意的是中国职业工效学相关LBP负担呈下降趋势，YLD率和年龄标准化YLD率年度百分比变化分别为?0.3%和?1.5%（EAPC = ?0.3%, EAPC = ?1.5%），反映人均负担逐步减轻，这一趋势与既往研究一致，可能与近年加强公共卫生干预、完善健康政策和积极推广健康策略相关。

Epidemiological Dominance, Sex and Age Differences, and Distinct Period and Cohort Effects in Disease Burden

本研究发现中国职业工效学因素致LBP负担受流行病学因素强烈影响，存在明显性别和年龄差异，以及显著时期和出生队列效应。通过将疾病负担分解为人口老龄化、人口增长和流行病学因素三部分并量化其效应，分析表明流行病学因素对LBP负担的绝对贡献为?1,575,599.0，相对贡献为?1,080.4%，表明流行病学因素在疾病负担变化中起主导作用，这与既往研究一致。性别和年龄差异也呈现独特模式，表现为女性负担普遍较高和中老年组发病率较高，该模式在多国均有报道。女性负担较高可能与生理、解剖和行为差异相关：首先，女性激素波动比男性更显著，月经前后雌激素和孕酮水平变化及孕后孕酮撤退影响疼痛敏感性，此外绝经后雌激素急剧下降可能导致骨质疏松性LBP；相比之下，男性睾酮因抗炎和镇痛特性具有保护作用，可能降低男性疼痛敏感性。解剖学差异也起重要作用：男性通常比女性有更大肌肉质量和更强骨骼结构，可能对腰部劳损提供更多抵抗；此外女性骨盆更宽、腰椎前凸更明显，显著增加妊娠期腰部负荷，妊娠期身体重心前移导致腰肌和韧带劳损增加，引起松弛和慢性过度使用损伤。行为因素同样促成观察到的性别差异：女性常承担家庭照护责任（如照顾儿童），频繁弯腰和抱孩子等动作增加腰部负荷并加速LBP发生；特定职业或日常运动模式也可能增加女性LBP风险，例如较少爬楼梯的女性物理治疗师LBP风险更高，因爬楼梯可增强臀大肌，而该肌无力与LBP相关。心理和情绪因素可能进一步影响女性LBP发生和预后：女性通常更易受压力影响，促进LBP发生，研究表明高认知负荷和心理压力下女性抑制负面思维的倾向更强，可能加重抑郁症状进而影响身体健康（包括LBP发生）。年龄分层分析和APC模型均表明中年人（尤其50–59岁）承担最高LBP负担，这与脊柱退行性变和职业暴露累积效应密切相关。随年龄增长，椎间盘、关节和韧带等结构逐渐退变，长期重复机械应力可导致组织损伤和神经敏化，触发或加重LBP。职业暴露也显示剂量累积效应，长期高危环境工作降低机体自我修复能力，增加中年LBP发病率。一些研究发现LBP可从青少年期开始，若无有效预防和干预，后期成年往往更常见和严重。此外，APC模型揭示中国职业工效学相关LBP存在明显时期和队列效应：时期效应分析显示21世纪初《职业病防治法》出台和职业健康管理加强后疾病负担呈下降趋势；医疗技术进步（如红外线和冲击波疗法更广泛应用）和健康意识提高（包括健康教育和核心肌群锻炼推广）也对减轻疾病负担起积极作用。队列效应递减表明新一代劳动者受益于更好职业防护和更高健康意识，导致LBP风险逐步降低。

Public Health Recommendations: Improving Age-Standardized Rates and Addressing the Rising Burden Among Older Adults

对中国职业工效学相关LBP的预测显示分化模式：年龄标准化YLD率预计从2021年178.4/10万降至2040年194.3/10万（年均下降0.92%），表明工效学技术（如工效学座椅）和职业健康政策（如《职业病防治法》）应用已产生初步积极效果。但60岁及以上人群总YLDs将持续上升，主要由于人口老龄化加速和累积性职业损伤延迟效应。根据近期政策文件，中国法定退休年龄普遍延长1至3年，一定程度上延长了中老年人工作期，从而增加其职业健康风险。为应对这些趋势，建议构建覆盖预防、治疗和管理的综合干预网络：技术层面，可借鉴“云南腰部支撑装置试验”模式，在老年劳动者比例较高行业（如家政服务）推广适老化工效学设计（如腰部外骨骼）；健康管理方面，将脊柱功能筛查纳入常规体检，有助于减少体力负荷累积效应；医疗资源分配方面，在社区医疗系统内建立脊柱健康管理中心，扩大非药物疗法（如热疗和核心肌群训练）可及性；政策层面，将退休政策与慢性LBP工伤保险衔接，利用基于AI的风险预测模型更精准定位高危部门和高危人群。这些措施可能有助于缓解老龄化和职业暴露复合风险，并为全球职业健康管理提供宝贵经验。

Limitations

尽管本研究全面评估和预测了中国职业工效学因素致LBP负担，但存在若干局限：首先，分析主要依赖GBD数据库，部分低收入或偏远地区数据可能不完整或过时，导致疾病负担低估；此外，依赖GBD二手数据需考虑数据质量和潜在偏倚影响结果准确性。其次，用于未来预测的BAPC模型未充分考虑政策变化和医疗干预进展等外部因素，可能影响预测精度。再者，尽管考虑了性别、年龄和人口老龄化等关键因素，但未完全纳入其他重要变量（如社会经济状况、医疗资源可及性和慢性合并症），可能限制疾病负担整体解读。最后，由于缺乏详细省级和城市数据，无法分析区域差异，各地区经济发展、医疗资源分配和健康政策差异可能导致疾病负担显著地理异质性。未来研究应使用更多样化数据源，提高预测模型对外部变量适应性，并充分考虑区域差异和潜在影响因素，以增强疾病负担评估科学价值和准确性。

Conclusion

基于GBD 2021数据，本研究分析了过去30年中国职业工效学因素致LBP的负担、趋势、驱动因素及未来预测。结果表明总体负担仍较高，但年龄标准化率持续下降；由于人口老龄化和累积职业暴露，老年人群负担增加。观察到的性别和年龄差异以及时期和队列效应凸显了高危人群和关键干预窗口。随着人口老龄化和职业结构变化，职业工效学相关LBP防控仍是未来挑战。基于研究结果，建议：1）通过改进工效学技术、加强健康管理、平衡医疗资源和推动政策创新，建立预防、治疗和管理一体化体系；2）特别关注老年人和高危职业人群，支持职业健康政策持续改进。

Abbreviations

AAPC，平均年度百分比变化；APC，年度百分比变化；BAPC，贝叶斯年龄-时期-队列；DALYs，伤残调整生命年；EAPC，估计年度百分比变化；GBD，全球疾病负担；ICD，国际疾病分类；UI，不确定性区间。