膳食纤维摄入与美国成年人帕金森病患病风险的负相关性：基于NHANES 2005–2018的横断面研究

本研究发现膳食纤维（DF）摄入量与帕金森病（PD）风险呈显著负相关，低纤维摄入人群患病风险增加68%（OR: 1.68, 95% CI: 1.15–2.46），而每单位纤维摄入增加可降低16%患病风险（OR: 0.84）。研究通过多变量逻辑回归和限制性立方样条（RCS）模型证实该关联呈线性趋势（p非线性=0.213），且在女性和无卒中人群中尤为显著。这项基于3万余名美国成年人的研究为PD的膳食干预提供了重要流行病学证据。

　　

引言

帕金森病（PD）是一种常见于中老年人群的神经退行性疾病，主要表现为运动症状（如静止性震颤和运动迟缓）和非运动症状（如便秘、嗅觉障碍和睡眠障碍）。根据2021年全球疾病负担研究，全球PD患者数量已从1990年代的250万增至1176万，造成约38.8万例死亡。随着人口老龄化和预期寿命延长，这一趋势预计将持续。在美国，预计到2030年PD患者将达到约123.8万例。

膳食纤维（DF）通常来自植物性食物中的多糖形式，是人类肠道无法消化的碳水化合物，包括非淀粉多糖、纤维素、果胶、水胶体、低聚果糖和抗性淀粉。DF可调节肠道微生物群，其含有的酚类化合物能产生抗氧化作用。DF摄入与人类健康密切相关，摄入富含DF的食物可有效降低代谢性、心血管性、自身免疫性和神经系统疾病的风险。相反，DF缺乏会改变肠道微生物群-海马轴，导致认知障碍并对大脑功能产生负面影响。目前欧洲和美国人群推荐的DF摄入量为男性30-50克/天，女性25-32克/天，但实际摄入量因国家和地区而异。

目前研究主要关注已确诊PD患者的饮食管理和食物与药物的相互作用，表明DF摄入对PD患者有积极作用。然而，探索DF摄入水平与PD患病率之间关联的研究相对较少，因此有必要进一步研究DF消耗与PD之间的关系。

方法

数据来源与研究对象

本研究利用2005-2018年美国国家健康与营养检查调查（NHANES）数据，该调查采用多阶段分层抽样设计，每两年进行一次，评估美国非机构化平民的健康和营养状况。最初从2005-2018年七个连续NHANES调查周期中筛选出70,190名受试者，排除30,441名20岁以下参与者、8,834名缺乏DF摄入数据的参与者和31名其他变量信息缺失的参与者，最终研究人群为30,884人。

膳食纤维测量

DF摄入量在移动体检中心（MEC）进行评估，采用美国农业部（USDA）的自动多遍法（AMPM）收集膳食数据。膳食摄入数据通过USDA的膳食研究食品和营养素数据库（FNDDS）处理。平均膳食纤维摄入量（ADFI，克/天）计算公式为：ADFI = [第1天DF摄入量 + 第2天DF摄入量]/2。根据ADFI分布范围，通过四分位间距法将参与者分为四个四分位数（Q1-Q4）：Q1（<10.85克/天）、Q2（≥10.85且<15.40克/天）、Q3（≥15.40且<21.30克/天）和Q4（≥21.30克/天）。

帕金森病诊断

通过NHANES中处方药相关问题的回答来识别PD患者。参与者如果报告使用一种或多种专门用于治疗PD的药物，则被归类为PD患者。未报告使用已识别的抗PD药物的参与者被归类为非PD患者。尽管这种方法存在一定局限性（如可能漏报或错误分类药物使用），但目前是分类研究参与者PD状态的最佳可用方法。

其他协变量测量

人口统计学协变量包括年龄、性别、种族、教育水平和婚姻状况，来自NHANES社会人口学数据。能量摄入协变量包括总糖（TSUG）和总脂肪（TFAT），计算公式与ADFI类似。合并症包括卒中、糖尿病和高血压，信息来自NHANES中的问卷、体检和实验室数据。

统计分析

使用开源统计软件R（4.4.1版）和Zstats v1.0进行处理和分析，对纳入的样本数据进行加权分析。连续变量以加权平均值±标准误差表示，分类变量以观察频数和加权百分比表示。

采用多变量逻辑回归分析计算比值比（OR）和95%置信区间（CI），评估四个协变量模型：模型1未调整；模型2调整年龄、性别、种族、婚姻状况、教育水平、吸烟状况和饮酒；模型3在模型2基础上增加卒中、糖尿病和高血压等合并症；模型4在模型3基础上增加TSUG和TFAT能量摄入协变量。使用限制性立方样条（RCS）回归评估DF与PD之间的潜在非线性和剂量反应关系。最后通过NHANES加权方法进行亚组交互分析，探讨ADFI与PD关联在不同亚组中的差异。p值<0.05（双尾）被认为具有统计学意义。

结果

研究人群的一般特征

2005-2018年横断面调查的30,884名参与者的基线特征按ADFI四分位数分类显示，其中411人（1.27%）被诊断为PD。所有参与者的加权平均年龄为47.95岁，47.31%为男性，52.69%为女性。

随着ADFI四分位数的增加，参与者主要为中年人（p<0.001），男性比例增加（p<0.001）。墨西哥裔美国人比例上升，非西班牙裔黑人比例下降（p<0.001）。已婚参与者数量增加（p<0.001），大学及以上学历比例增加（p<0.001）。不吸烟者比例增加（p<0.001），饮酒者比例也增加（p<0.001）。卒中和高血压患病率下降（p<0.001），糖尿病患病率下降（p=0.015）。TSUG和TFAT均逐渐增加（p<0.001）。

随着ADFI的增加，PD发病率逐渐下降（p=0.003），PD患病率从Q1的1.66%下降到Q4的0.90%。

ADFI与PD关联的多变量逻辑回归分析

四个加权逻辑回归模型分析显示，在所有模型中，尤其是在调整所有协变量后，发现ADFI较低四分位数的个体比高四分位数的个体患PD的风险显著更高（模型4，OR：1.68，95% CI：1.15–2.46，p=0.008）。

趋势分析使用ADFI中值作为节点值，结果显示所有模型的OR均小于1，表明ADFI增加与PD风险反向相关。在模型4中，ADFI增加与PD风险降低相关（OR：0.84，95% CI：0.74–0.95，p=0.007）。

DF与PD风险的线性关联

RCS图直观显示了ADFI与PD之间的剂量反应关系，并探讨了潜在的非线性关系。开发了四个模型来调整不同的混杂因素。所有四个RCS模型的结果表明，较高的ADFI与较低的PD患病几率显著相关，没有非线性证据。

ADFI与PD关联的亚组交互分析

亚组分析将人群按年龄、性别、种族、婚姻状况、教育水平、吸烟和饮酒、以及卒中、糖尿病和高血压等合并症，以及按TSUG和TFAT四分位数分层的能量摄入分为多个亚组。结果表明，除性别和卒中状态外，其他亚组的交互结果一致，未观察到统计学显著的交互作用。

ADFI增加与PD风险降低的负相关在女性亚组（交互作用p=0.038，OR：0.95，95% CI：0.93–0.98，p=0.001）和无卒中亚组（交互作用p=0.005，OR：0.97，95% CI：0.95–0.99，p=0.002）中更为明显。

讨论

本研究利用NHANES七个周期（2005-2018年）的数据调查了ADFI与PD之间的关系。发现调整其他协变量后，ADFI水平与PD风险呈负相关。ADFI水平低的个体比水平高的个体患PD的几率高68%。此外，较高的ADFI（每单位）与降低16%的PD几率相关。亚组交互分析结果显示，除性别和卒中状态外，所有亚组的交互结果一致，因此需要进一步深入研究和探索女性和无卒中亚组中ADFI与PD关系的潜在机制。

DF是人类健康必需的营养素，广泛存在于植物性食物中，如全谷物、蔬菜和水果。DF主要分为可溶性和不可溶性两种类型。可溶性DF可在水中溶解形成凝胶状物质，主要来自燕麦、豆类、苹果和柑橘类水果。这种纤维有助于降低血糖水平和胆固醇，促进肠道健康，并可能在预防心血管疾病方面发挥积极作用。不可溶性DF不溶于水，增加粪便体积并促进肠道蠕动，主要来源包括全谷物、坚果和蔬菜。这种纤维有助于预防便秘和维持肠道健康。

一项调查饮食、微生物群和PD发病之间关系的研究表明，富含多种植物性食物的地中海饮食可以降低PD风险。同样，基于英国生物银行的一项前瞻性研究表明，将容易获得的蔬菜纳入习惯性饮食与较低的PD风险相关。此外，在PD患者中，与杂食者相比，主要食用植物性食物的人可以通过植物性饮食改善运动症状来控制疾病进展。植物性食物通常富含DF。

然而，当代饮食模式以超加工食品的高消费和普遍低DF摄入为特征。这种低DF饮食模式可能影响肠道微生物群的组成和功能，从而可能影响PD风险。研究表明，PD患者的肠道微生物组特征通常与健康人显著不同，特别是在短链脂肪酸（SCFA）生产功能方面观察到损害。研究表明，较高的DF摄入与包括PD在内的几种神经系统疾病的风险降低相关。潜在机制可能与肠道微生物发酵DF产生SCFA有关。这些SCFA不仅作为肠道上皮的能量来源，而且具有抗炎特性，并显示出改善肠道屏障功能的潜力。此外，DF摄入有助于促进有益细菌的生长。

此外，神经炎症在PD发病机制中起关键作用。证据表明，肠道炎症可能通过肠-脑轴影响神经健康。研究表明，DF摄入与全身炎症水平呈负相关。从机制上讲，微生物发酵DF产生的SCFA通过G蛋白偶联受体（GPCR）信号通路发挥抗炎作用。这可能是DF摄入与PD风险负相关的关键生物学途径之一。

关于亚组交互分析，ADFI摄入增加与PD风险降低的负相关在女性中更为明显。这种性别差异可能不仅归因于黑质纹状体回路的性别差异和雌激素的潜在神经保护作用，还归因于已建立的饮食模式：随着年龄增长，女性在热量控制和蛋白质选择方面表现出更大的意识，显示出消费有益的高DF食物（如水果和蔬菜）的更高意愿，而男性倾向于保持一致的热量/营养摄入，更多地消费不太健康的食物组。同样，在无卒中亚组中观察到更强的ADFI-PD负相关。这与一致的证据相一致，即较高的DF摄入是卒中的保护因素，特别是缺血性卒中。因此，无卒中的个体通常代表整体生活方式更健康的人群，其中DF消耗增加作为一个组成部分，可能部分解释了该亚组中关联程度的增强。

RCS分析显示ADFI与PD之间没有显著的非线性关系（p_整体=0.002，p_非线性=0.213），支持主要是线性关联，即较高的ADFI与较低的PD患病几率相关。因此，需要更多的研究来了解DF如何直接影响PD的发病和进展。如前所述，DF分为不可溶性和可溶性纤维。除了调节胃肠道功能外，DF可以维持血糖水平并结合胆汁酸以降低低密度脂蛋白（LDL）胆固醇，从而保护心血管健康。为了获得更深入的见解，可以利用质谱法等方法来充分探索DF的各种生物活性成分。应采用多学科方法，包括分子细胞实验、体内动物研究、人体随机对照试验、流行病学调查、人体组织研究和遗传研究，来研究这些生物活性成分的作用机制。我们相信，我们的发现将鼓励PD领域的研究人员和关注饮食调节神经系统疾病的研究人员进行更多的研究， potentially leading to improved PD prevention and treatment strategies. 未来的研究应侧重于收集更详细和具有代表性的日常膳食成分摄入数据，并补充关于ADFI对PD发病机制直接影响的数据。此外，应进行全基因组关联研究（GWAS）以识别影响DF消化和利用水平的遗传因素及其与PD风险的相互作用。还应进行大规模纵向队列研究以监测ADFI水平和PD发病率随时间的变化。

这项研究有几个需要承认的局限性。首先，由于分析基于NHANES数据库的数据，横断面设计无法建立因果关系。因此，需要未来的前瞻性队列研究来进一步阐明DF摄入对PD患者的影响。其次，尽管在我们的模型中调整了关键协变量，但残留混杂的可能性仍然是一个重要的局限性。具体来说，NHANES数据库中未捕获或未控制的几个重要混杂因素无法完全纳入我们的分析。这些包括身体活动的详细测量（强度和时间）、多种膳食补充剂的使用、遗传易感性（如PD家族史）和细粒度的环境毒素暴露数据（如农药、重金属、塑料相关化学品、辐射和电磁场）。这些变量的缺失可能会将偏见引入观察到的ADFI与PD风险之间的关联， potentially distorting the true effect size. 我们必须承认我们无法收集和调整这些特定因素；因此，在解释研究结果时应考虑这一局限性。此外，尽管NHANES采用复杂的多阶段分层抽样设计来选择代表性样本，但一定程度的选择偏倚是不可避免的，可能影响结果的可推广性。最后，本研究中的PD病例基于参与者在NHANES数据集中自我报告的使用抗帕金森病处方药的情况。然而，这种基于药物的定义具有固有的局限性，并可能引入显著的错误分类偏倚。关键局限性包括：1. 已识别的抗帕金森病药物（如左旋多巴、多巴胺激动剂、MAO-B抑制剂）对PD缺乏特异性，因为它们也适用于其他运动障碍（如特发性震颤[ET]和不宁腿综合征[RLS]）或非运动障碍疾病。2. 自我报告的药物使用容易受到回忆偏倚和报告不准确的影响。3. 这种方法无法识别未治疗的PD患者。这些偏倚，特别是假阳性的可能性，可能会将观察到的ADFI与PD之间的关联向零衰减，因为错误地将非PD药物使用者纳入病例组可能会稀释真实的关联。然而，观察到的显著关联可能仍然表明真实效应的存在。鉴于对公开可用的NHANES数据的依赖，研究方案无法进一步优化以纳入更明确的诊断标准（如神经科专家评估、标准化诊断标准或神经影像生物标志物）。因此，基于药物的代理定义代表了NHANES数据结构约束内的最佳方法，但由此产生的错误分类偏倚构成了本研究的一个重要局限性。

结论

总之，我们的研究揭示了ADFI与PD风险之间的负相关。与ADFI较高的个体相比，ADFI较低的个体患PD的几率高68%。此外，较高的ADFI（每单位）与降低16%的PD几率相关。因此，ADFI摄入量较低的个体可能值得优先关注PD风险。这项研究的结果为了解ADFI在PD发病机制中的作用提供了一些见解，并强调了均衡饮食的重要性，特别是强调足够的DF摄入。此外，还需要进一步的纵向队列研究来探索DF与PD之间关系的更深层次机制和潜在应用。