孕期久坐行为、体力活动与睡眠对子代健康的影响：妊娠24/7子代多中心队列研究方案

《Journal of the American Heart Association》：Sedentary Behavior, Physical Activity, and Sleep During Pregnancy and Offspring Health: Protocol for the Pregnancy 24/7 Offspring Multi‐Site Cohort Study

　　

摘要 背景：儿童肥胖是一个重大的公共卫生问题，会增加心血管疾病（cardiovascular disease，CVD）风险。健康与疾病的发育起源理论认为，肥胖和CVD风险在一定程度上是在子宫内编程的。更深入地了解与子代儿童期肥胖和CVD风险相关的可改变母体因素，可为孕期原始预防干预措施提供依据。孕期母体久坐行为（sedentary behavior，SED）、体力活动和睡眠是可改变的，并且是子代肥胖和CVD风险的潜在决定因素，但目前研究仍不充分。本方案描述了妊娠24/7子代研究（NCT07172880）的设计，旨在填补这一知识空白。 方法：本研究探讨了基于设备的母体24小时运动行为（久坐行为、体力活动和睡眠），这些行为在每个孕晚期进行测量，并通过轨迹分析和成分分析方法，与子代至24月龄时的肥胖和CVD风险之间的关联。母体24小时运动行为数据和出生结局先前已在妊娠24/7队列研究（N=500，爱荷华州、宾夕法尼亚州和西弗吉尼亚州）中收集。子代研究通过招募多达450对母婴配对，并收集子代的新指标（包括通过医疗记录提取获得的从出生到24个月的体重指数z评分轨迹、人体测量学、CVD风险指标和母体问卷）来扩展该队列。主要结局是体重指数z评分轨迹；次要结局包括肥胖程度、血压和肱-股动脉脉搏波传导速度（brachial-femoral pulse wave velocity，bfPWV）。 结论：本研究的发现将增进对母体24小时活动如何与早期生命肥胖和CVD风险相关联的理解，从而为孕期原始预防策略提供信息。

论文解读：孕期24小时运动行为与子代健康——妊娠24/7子代多中心队列研究方案

一、研究背景与问题

儿童肥胖在过去三十年间发病率急剧上升，已成为重大公共卫生挑战，并显著增加个体远期罹患心血管疾病（cardiovascular disease，CVD）的风险。健康与疾病的发育起源理论指出，肥胖与CVD的风险在一定程度上于宫内发育阶段即被程序化。因此，在孕期这一关键窗口期实施原始预防（primordial prevention）至关重要。尽管已有证据表明，母体孕期健康与行为（如孕前肥胖、过度妊娠期体重增长、不良饮食、吸烟等）与子代肥胖及CVD风险的程序化有关，但对于孕期久坐行为（sedentary behavior，SED）、低强度体力活动（light-intensity physical activity，LPA）、中高强度体力活动（moderate-to-vigorous intensity physical activity，MVPA）及睡眠（统称为24小时运动行为）与子代健康结局之间的关联，仍存在显著的知识空白。现有研究大多孤立地考察单一行为，且依赖自我报告数据，样本量小、同质性高，缺乏对三者相互依赖关系的综合考量。特别是，研究人员的前期数据显示，孕期高SED模式（>11小时/天）与胎儿生长受限及子代24月龄内体重指数（body mass index，BMI）z评分的加速增长相关，但这些发现需在更大、更多样化的队列中得到验证。因此，开展此项研究旨在系统评估孕期设备测量的24小时运动行为与子代早期肥胖及CVD风险之间的关系，为制定孕期原始预防策略提供循证依据。

二、研究方法与技术

本研究是一项前瞻性多中心队列研究的延伸，依托于已完成的妊娠24/7研究（Pregnancy 24/7 Study，2020–2025年，纳入来自美国爱荷华州、宾夕法尼亚州和西弗吉尼亚州的500名孕妇）。子代研究（Offspring Study，2023–2028年）计划招募其中最多450对母婴配对。关键技术方法包括：1）基于设备的24小时运动行为评估：在孕早期（10⁰-12⁶周）、孕中期（20⁰-22⁶周）和孕晚期（32⁰-34⁶周），孕妇同时佩戴大腿佩戴式activPAL3 micro监测仪（评估SED、LPA和MVPA）和腕戴式Actiwatch Spectrum Plus监测仪（评估睡眠），连续7天，并结合非穿戴/睡眠日记。数据整合使用自定义R包pregnancy247完成。2）子代结局评估：主要结局为从出生至24月龄的BMI z评分变化轨迹，通过电子病历摘录获得；次要结局包括24月龄时的身体测量（身高、体重、腰围、头围、皮褶厚度）、血压（blood pressure，BP）和肱-股动脉脉搏波传导速度（brachial-femoral pulse wave velocity，bfPWV，一种评估血管硬度的亚临床指标）。3）子代体力活动监测：24月龄时，子代佩戴腰部ActiGraph GT3X加速度计7天，使用Pate Preschool 2006切点值分类活动强度。4）统计分析方法：采用基于组均值的轨迹建模（GBMT）识别SED和MVPA的轨迹分组；采用线性混合模型比较不同轨迹组间子代BMI z评分的变化率；采用成分数据分析（compositional data analysis，CoDA）评估24小时运动行为的整体构成及其时间再分配对子代结局的影响。

三、研究结果

1. 孕期SED与子代生长及CVD风险的关系

假设：孕期SED较高的女性，其子代在24月龄内BMI z评分（主要结局）增长更快，且肥胖程度、血压和bfPWV（次要结局）更高。研究人员将通过轨迹分析将孕妇分为不同的SED模式组，并使用线性混合模型比较各组子代BMI z评分从出生至24月龄的变化斜率差异。对于次要结局，将采用协方差分析（ANCOVA）比较组间差异。

2. 孕期MVPA与子代生长及CVD风险的关系

假设：孕期MVPA较低的女性，其子代在24月龄内BMI z评分增长更快，且次要结局指标更高。研究人员将采用与目标1相同的方法创建MVPA轨迹组，并在调整SED轨迹和其他协变量后，分析其与子代结局的关联。

3. 孕期最佳24小时活动组成与子代风险降低的关系

假设：在统计学上将孕期SED时间重新分配给LPA或MVPA（而非在睡眠充足者中重新分配睡眠时间），将与子代24月龄内较慢的BMI z评分增长以及较低的肥胖程度、血压和bfPWV相关。研究人员将使用成分数据分析方法，将SED、LPA、MVPA和睡眠视为一个四部分组成的闭合系统（总和为1440分钟/天），通过等时替代模型评估时间再分配的效应，并尝试识别与最有利子代结局相关的“最佳24小时活动组成”（Goldilocks Day框架）。

四、讨论与结论

讨论总结：本研究具有坚实的生理学理论基础，即孕期24小时活动模式可能通过影响胎盘血管生成和营养转运，进而编程子代的健康和疾病风险。前期初步发现已提示高SED与子代早期不利的BMI z评分变化相关。本研究通过利用一个拥有高质量、设备基、跨孕期全程24小时活动数据的既定妊娠队列，并扩展至子代2岁时的详细肥胖和CVD风险评估，旨在严格检验这些早期信号。研究预计会面临招募和评估方面的挑战，例如参与者失访以及幼儿在测量中的不配合。为此，研究者设计了独立的知情同意访视以维持参与度，并提供纯远程选项以保留主要结局数据的获取；同时，引入了认证儿童生活专家的角色，通过发展适应性支持、教育和治疗性游戏来优化儿童的体验和数据质量。本研究的优势在于：首次在一个综合性队列中，采用严谨的设备测量手段评估孕期各阶段的24小时运动行为，并对子代出生后头两年的肥胖和CVD风险进行评估；此外，还创新性地在24月龄幼儿中评估了bfPWV。局限性包括：原始队列的社会经济及种族/民族多样性有限，可能影响普适性；远程访视会导致部分次要结局数据缺失；未考虑父方遗传和行为因素的潜在混杂；观察性设计无法确定因果关系。

研究结论翻译：本研究的发现将增进对母体24小时活动如何与早期生命肥胖和CVD风险相关联的理解，从而为孕期原始预防策略提供信息。如果研究假设得到证实，这项工作将为未来旨在通过修改孕期24小时运动行为以优化子代健康的干预研究设计提供依据。