欺骗性给予被描述为咖啡因的安慰剂对运动表现的影响：系统综述与Meta分析

《Journal of the International Society of Sports Nutrition》：Placebo effects of caffeine on sport performance: a systematic review and meta-analysis

　　

背景：已有研究表明，欺骗性给予受试者被描述为咖啡因的安慰剂可显著改善运动表现。研究人员旨在合成并估计欺骗性给予被描述为咖啡因的安慰剂对运动表现结局（例如卧推、自行车计时赛、重复冲刺）的效应量。方法：研究人员检索了从数据库建库至2026年7月、以健康成人为研究对象的文献。计算安慰剂咖啡因与基线之间的标准化均数差（standardized mean difference, d），并采用Cochrane偏倚风险评估（Cochrane's risk of bias assessment）。结果：纳入17项研究。9项研究被判定为高偏倚风险，8项为偏倚风险不明确。随机效应模型（random-effects models）显示，安慰剂咖啡因对运动表现具有小至中等程度的获益效应（d = 0.49，95% CI = 0.28至0.69）；Meta回归（meta-regressions）表明，当研究人员处于盲态时（b = 0.52 ± 0.24，95% CI = 0.01至0.99），以及纳入男性更多的研究中（b = ?0.93 ± 0.38，95% CI = ?1.68至?0.19），合并效应更可能较大。讨论：数据强调咖啡因安慰剂效应可显著影响运动表现，合并效应估计提示小至中等效应。然而，根据GRADE（Grading of Recommendations Assessment, Development and Evaluation）评估，总体证据质量较低。因此，鉴于所有研究均存在高偏倚风险且置信区间（confidence interval, CI）存在变异，需要更强的研究设计来检验咖啡因安慰剂效应，即研究人员对治疗实施和分配隐藏（allocation concealment）处于盲态。本综述未获得资助，方案见：doi: 10.17605/OSF.IO/W8KY6。

Introduction
安慰剂效应是对一种据称有益治疗的心理生物学反应。既有证据显示安慰剂效应可显著改善运动表现，系统综述和Meta分析报告其可改善速度、力量和耐力等结局。运动领域安慰剂效应研究常考察增能剂，其中咖啡因研究最多。咖啡因被各年龄和能力运动员广泛使用；伞状综述显示咖啡因对运动表现结局的合并效应量（Cohen's d）为0.16至0.63，机制涉及腺苷受体拮抗、增强游离脂肪酸氧化和细胞内钙动员等。尽管如此，有观点认为安慰剂效应在咖啡因有效性中起关键作用。随机安慰剂对照试验显示安慰剂效应较小（d = 0.09），但该类试验中受试者被告知可能接受咖啡因或安慰剂，会增加治疗不确定性；安慰剂效应主要依赖期望，不确定性可能影响其发生。为克服此问题，安慰剂效应研究者采用欺骗性给药，将安慰剂描述为活性治疗。为更好理解咖啡因安慰剂效应的幅度、变异性和条件，需要合成欺骗性给予被描述为咖啡因的安慰剂研究。本系统综述和Meta分析旨在理解该欺骗性给药对运动表现结局的影响，具体目标为：系统综述并合成当前证据；通过Meta分析确定合并效应；识别合并效应是否随研究特征变化。

Methods
Eligibility criteria
纳入考察咖啡因安慰剂效应对运动表现结局影响的研究。采用人群、干预、对照和结局框架：人群为18岁及以上表面健康、男女均可的受试者；干预为欺骗性给予被描述为咖啡因的安慰剂；对照为基线比较或无治疗对照组；结局为运动表现（如功率输出、速度、距离）。仅当研究包含独立基线或无治疗对照时才可推断安慰剂效应。纳入实验、随机、准随机和非随机研究以及交叉和平行设计；仅纳入英文、已发表或印刷、同行评议期刊论文。

Information sources
检索Ovid MEDLINE（自1946年）、EMBASE（自1971年）、Web of Science（自1971年）和EBSCO CINAHL（自1982年）至2026年7月。手检所有纳入研究和关键综述的参考文献，并咨询研究安慰剂效应和咖啡因的学者。未系统检索专门灰色文献数据库或学位论文库。

Search strategy
检索策略围绕三个主题：安慰剂效应、咖啡因和运动表现。依据PRESS（Peer Review of Electronic Search Strategies）指南制定Ovid MEDLINE策略，并由项目团队输入，最终按其他数据库语法和主题词改编。

Selection process
检索记录导入Rayyan并自动去重。两名研究者分两阶段独立筛选：先读标题和摘要，符合标准者进入全文筛选；按Cochrane手册在此阶段采取过度纳入策略，并对100项研究预试验以明确标准，采用Cohen's kappa（?）评估编码者间一致性；标题或摘要信息不足时获取全文，分歧经讨论或第三研究者解决。第二阶段由同一研究者评估全文，彼此盲法，并对10篇文章预试验以确保一致性，分歧同样解决。同一数据多篇报告时由作者确定主要数据来源。

Data collection process
三名研究者使用数据提取表独立、盲法、重复提取数据，比较提取结果并通过讨论解决分歧；必要时联系作者澄清或补充缺失数据，两周后随访、一个月后最终提醒，未回应者考虑排除。

Data items
提取研究及受试者特征、方法学、干预（类型、感知剂量、时机、频率、操纵检查及给药者、方式、地点和时间）、结局均数和标准差以及结论；仅提取安慰剂和基线/对照相关数据，并使用TiDieR（Template for Intervention Description and Replication）提取干预细节。主要结局为被描述为咖啡因的安慰剂条件与基线或无治疗对照比较；每项研究分配一个主要结局以避免重复偏倚，其余为次要结局。主要结局按运动类型（自行车、跑步、举重）和持续时间（短<1 min、中等1至10 min、长>10 min）分类；次要结局包括表现、生理、生物力学和心理测量（如RPE，ratings of perceived exertion）。样本按受试者描述分为训练和非训练；给药至测试间隔分为<1 min、1至20 min和>20 min；并计算基于TiDieR报告的干预成分数量。

Study risk of bias assessment
采用Cochrane偏倚风险评估，两名研究者独立评估选择偏倚（序列生成和分配隐藏）、实施偏倚（受试者和研究者盲法）、失访偏倚、报告偏倚和其他偏倚；高、不明确、低分别计2、1、0分。信息不足时评为不明确；总体高、不明确、低质量分别为所有标准低风险、至少一项不明确、至少一项高风险。分歧经讨论解决。

Effect measures
计算基线2与安慰剂条件之间的标准化均数差（standardized mean difference, SMD），即基线至安慰剂均数差除以合并标准差，表示为Cohen's d（d）；0.2、0.5、0.8分别解释为小、中、大效应。正值表示安慰剂条件较基线改善，负值表示恶化。

Synthesis methods
第一目标为总结并列表各研究特征和结论。第二目标使用Comprehensive Meta-Analysis Software v4进行Meta分析，评估安慰剂与基线对每项研究主要结局的总体效果；相似结局至少两项研究时行亚组分析。Beedie等比较4.5和9.0 mg·kg^?1咖啡因的安慰剂，纳入后者数据；Costa等、Ortiz-Sanchez等和Valero等在递增强度下测量，选择最大强度分析。鉴于测量类型异质性大，先验采用随机效应模型；以I²统计量量化研究间变异，低、中、高分别为25%、50%、75%；Cochran Q统计量p < 0.05表示存在异质性。至少10项研究时行留一法敏感性和研究偏倚敏感性分析；报告95% CI、均值±标准误，双侧检验，p < 0.05。第三目标使用随机效应Meta回归分析调节因素，包括运动类型、持续时间、样本能力、女性比例、平均年龄、研究设计、受试者和研究者盲法、随机化、熟悉化和独立对照、安慰剂类型、感知咖啡因剂量、给药时机、是否实际给予咖啡因、操纵数量和偏倚评分；少于10项研究不行Meta回归，因研究数少逐项评估调节因素。

Reporting bias assessment
采用Egger回归检验，p < 0.10表示存在发表偏倚；计算失安全数（fail-safe number, FSN）。FSN大于贡献于各分析的研究数（k）时不计发表偏倚。研究数少且样本量相似时漏斗图不对称检验把握度不足，故不使用；少于10项研究不评估发表偏倚。

Certainty assessment
采用GRADE（Grading of Recommendations Assessment, Development and Evaluation）方法评估主要结局证据确定性，包括偏倚风险、不一致性、间接性、不精确性和发表偏倚，每项从极低到高；两名作者独立评级，分歧讨论解决。

Results
Study selection
检索识别2799条记录，去重1507条后筛选1292条，排除1244条；获取并评估48篇全文，排除32篇：13篇无无治疗对照或基线，10篇未测量运动表现，4篇未采用欺骗性设计，2篇为重复样本，2篇未给予被描述为咖啡因的安慰剂，1篇样本年龄低于18岁。最终纳入17项研究（16篇报告）。各筛选阶段编码者间一致性极好（? = 99%）。

Study characteristics
17项研究发表于2006年至2026年。多数为交叉设计（k = 14），其中前后测试（k = 10）或平衡安慰剂析因设计（k = 4）；平行设计（k = 3）均为前后测试。13项研究进行随机设计和熟悉化试验，5项在给予实际咖啡因同时比较被描述为咖啡因的安慰剂。共招募257名受试者，中位年龄23.0岁（19.7至43.0岁），多数为男性（n = 210，82%）；12项仅男性，1项仅女性，4项混合性别；混合性别研究中女性平均40%（32%至47%）。训练者（k = 12）和非训练者（k = 5）均有。9项测量举重、5项跑步、3项自行车；报告10种主要结局，以功率输出（k = 3）和完成时间（k = 3）最多，其他包括总做功、重复次数、力竭时间、1RM（1 rep max）、距离、平均速度和RPE；另有14项次要结局，分为表现、生理和心理。干预以胶囊（k = 11）最多，其次脱因咖啡（k = 3）、盐水（k = 2）和口香糖（k = 1）；>20 min给药（k = 11）最多，1至20 min（k = 3）和<1 min（k = 3）次之；感知剂量低（≤3.0 mg·kg^?1，k = 4）、中（4.0至6.0 mg·kg^?1，k = 5）、大（>6.0 mg·kg^?1，k = 4），4项未报告。研究采用7种操纵期望方法，科学证据（k = 10）和口头告知改善表现（k = 10）最常见，其他包括轶事证据、告知曾为禁用物质、演示、视频和预条件程序；操纵方法中位数为2（0至5）。

Risk of bias
研究质量较差：9项（53%）高偏倚风险，8项（47%）不明确。分配隐藏高偏倚风险超过半数（k = 9，53%）；受试者或研究者盲法未实施近半数（k = 8，47%）；操纵检查报告不明确超过三分之二（k = 13，76%）。多数研究报告随机分配（k = 16，94%）、所有受试者纳入分析（k = 16，94%），所有研究充分报告所有结局（k = 17，100%）。

Results of synthesis
Primary outcomes
对17项研究257名受试者的主要结局行Meta分析。合并估计提示安慰剂咖啡因对运动表现有小至中等获益效应（d = 0.49，95% CI = 0.28至0.69，p < 0.001）。研究间异质性低（Q = 19.30，p = 0.21，I² = 21.03%），无发表偏倚证据（Egger检验 = 0.84 ± 1.31，p = 0.53）。FSN提示需107项研究才能使合并估计降至不显著（Z = 5.28，p < 0.001）；留一法敏感性分析显示去除任一研究后效应量不变（d最小值至最大值 = 0.43至0.53，p < 0.01）。简单Meta回归显示，研究人员对治疗实施处于盲态（b = 0.52 ± 0.24，95% CI = 0.01至0.99，Z = 2.21，p = 0.03）和女性比例（b = ?0.93 ± 0.38，95% CI = ?1.68至?0.19，Z = ?2.46，p = 0.01）可能调节合并效应：研究人员不知情为安慰剂及女性较少样本中合并效应更大；其他变量未显示调节作用。

Sub-group analyses
有足够数据考察RPE、心率、功率输出、重复次数、速度、总举重、力竭时间、乳酸和耗氧量的合并效应。力竭时间呈显著大效应，RPE、重复次数和总举重呈中等效应，其他无显著合并效应。RPE研究间异质性低（Q = 11.784，p = 0.30，I² = 15.14%），发表偏倚证据低（Egger检验 = 2.56 ± 2.90，p = 0.40），FSN提示需44项研究才能使合并估计不显著（Z = 4.36，p < 0.001）；敏感性分析显示去除任一研究后效应量不变（d = 0.46至0.57，p < 0.001）。Meta回归显示欺骗操纵数量调节RPE合并效应（b = 0.21 ± 0.10，95% CI = 0.01至0.41，Z = ?2.09，p = 0.04），操纵越多效应越大；跑步与举重比较有调节（b = ?0.90 ± 0.38，95% CI = ?1.64至?0.15，Z = ?2.34，p = 0.02），自行车比较无调节（b = ?0.97 ± 0.57，95% CI = ?2.10至0.16，Z = ?1.69，p = 0.09），提示RPE安慰剂效应在跑步中可能高于举重。其他亚组研究数少（k < 10），未行敏感性分析或Meta回归。

Certainty of evidence
GRADE评估显示，主要结局分析结果在试验间一致，样本为总体身体活跃的健康成人，异质性和发表偏倚风险低；但所有研究均存在高偏倚风险，无低偏倚风险研究，且置信区间存在变异。总体证据质量可能为低，效应估计不确定，需要更强研究设计；各分析GRADE评级为低至极低。

Discussion
研究发现，欺骗性给予受试者被描述为咖啡因的安慰剂对运动表现有小至中等效应；当研究人员对给药处于盲态及样本中男性更多时效应可能更大；安慰剂咖啡因对力竭时间任务有大效应，对RPE、举重重复次数和总举重量有中等效应。分析异质性低，结果可能不受发表偏倚影响；但无研究为低偏倚风险，证据确定性低，需更强设计。与既往综述相似，安慰剂效应可在运动员接受安慰剂并被告知为咖啡因时改善表现。尽管研究设计差异和低确定性限制比较，本合并估计（d = 0.49）与既往实际咖啡因Meta分析（0.16至0.63）相似甚至更大，提示运动员摄入咖啡因并相信其为咖啡因时，其有效性部分可归因于安慰剂效应。合并效应受研究者盲法调节：研究者不知治疗为安慰剂时效应更大。此看似反直觉，但可推测研究者知道给予安慰剂时可能预期其不应影响表现，并通过改变指令、肢体语言和举止等无意识行为影响受试者结局；研究者不知情时这些行为改变可能不发生。数据强调考察研究者对治疗的期望对报告结局的重要性。安慰剂研究中受试者盲法常不切实际，因需告知将接受咖啡因以提高期望，故高实施偏倚风险可能是必然。女性比例调节显示女性越少效应越大，可能提示男性更易出现安慰剂效应，但研究偏倚高且女性代表性不足；17项研究中仅5项纳入女性，合并数据82%为男性，存在男性偏倚。亚组分析显示RPE中等合并效应；运动、疼痛和认知的安慰剂效应常由主观自评症状 underpinning，感知用力是知觉、认知和代谢过程的复杂交互，受既往经验、任务知识和记忆等心理社会因素调节。受试者接受被描述为咖啡因的安慰剂可能与其心理社会因素交互，增加其可跑得更快等期望，并可能由神经生物学和生理通路介导。Meta回归显示操纵数量调节RPE合并效应；安慰剂并非在真空中给予，而是在包含多种心理社会刺激的复杂环境中给予，研究者可利用这些方面增强期望并影响RPE。

Limitations
超过半数研究存在高偏倚风险；多数研究分配隐藏差，受试者或研究者知道治疗及时间；分配隐藏不足可影响治疗效应量，未来研究应确保分配时对研究者盲法直至招募后。近半数研究未对研究者实施盲法；本研究表明研究者知道治疗会降低总体效应，提示其可能无意识偏倚结局，未来给药时应确保研究者盲法。女性受试者不足限制证据；尽管因生殖激素波动常排除女性重复调查，但需纳入更多女性以理解咖啡因安慰剂效应。本综述仅纳入英文同行评议文献，可能遗漏其他语言或灰色文献（学位论文和会议摘要），后者可能放大合并效应；未来应扩展检索。六项研究在任务前不足20 min给予安慰剂咖啡因；咖啡因峰值浓度在30至60 min，部分知晓此点的受试者可能质疑干预有效性而不相信其有益表现；未来应按预期药代动力学给予安慰剂咖啡因。

Implications
数据强调运动员接受安慰剂并相信其为咖啡因时，安慰剂效应可影响运动表现；在分析和解释研究结果时需测量和控制受试者对所接受干预的期望。若干知觉线索可提示是否接受咖啡因（如心率增加、精神警觉性提高）；若受试者在试验前或试验中知道自己接受咖啡因，可能因期望而影响表现；同样，若知道接受安慰剂，可能负面影响观察结局。实践上，在给运动员施用咖啡因时培养其有效性的积极期望很重要；实践中欺骗性给予安慰剂不伦理，因此在实际咖啡因给药时，应使运动员充分期望其可改善表现。安慰剂效应常与实际咖啡因效应交互，应利用咖啡因的安慰剂效应成分以最大化获益。