不同代谢当量水平对儿童及青少年1型糖尿病患者血糖控制影响的系统评价与Meta分析

《Frontiers in Nutrition》：Effects of different metabolic equivalent of task on glycaemic control in children and adolescents with type 1 diabetes mellitus: a systematic review and meta-analysis

　　

： 目的： 本系统评价与Meta分析旨在探讨不同代谢当量（metabolic equivalent of task, MET）水平对儿童及青少年1型糖尿病（type 1 diabetes mellitus, T1DM）患者血糖控制的影响。 方法： 遵循PRISMA 2020指南，检索PubMed、Embase、Web of Science、SPORTDiscus及Cochrane Library数据库，检索时间截至2025年7月，纳入比较运动干预与常规护理对5–18岁T1DM患者影响的随机对照试验（randomized controlled trials, RCTs）。主要结局指标为糖化血红蛋白（HbA1c）；次要结局指标包括空腹血糖（fasting blood glucose, FBG）、每日胰岛素剂量及目标范围内时间（time in range, TIR）。MET值按强度（MET）×时长（分钟）×频率（每周次数）计算。亚组分析考察低（<600）、中（600–1,200）及高（>1,200 METs-min/周）MET水平。效应量采用随机效应模型合并。 结果： 共纳入14项RCT，涉及543名受试者。运动显著降低HbA1c（加权均数差WMD = ?0.83%，95% CI：?1.34%至?0.33%，p < 0.001）及空腹血糖（WMD = ?41.38 mg/dL，95% CI：?61.23至?21.53，p < 0.001）。亚组分析显示，中等MET组HbA1c降幅数值最大（WMD = ?1.21%，95% CI：?1.94至?0.49，p < 0.05），其次为低MET组（WMD = ?0.50%，95% CI：?1.35至0.34，p > 0.05）及高MET组（WMD = ?0.30%，95% CI：?1.12至0.52，p > 0.05）；然而，亚组间差异检验未达统计学显著（Q = 3.05，p = 0.22）。 结论： 中等MET组在HbA1c降幅上呈现最大数值效应，尽管亚组间差异未达统计学显著。上述发现为该人群的运动处方提供循证支持，但仍需进一步研究以阐明剂量–反应关系及长期结局。 系统评价注册号： CRD42024563752。

论文主体内容总结

研究设计与方法

检索策略与筛选标准

本系统评价与Meta分析的研究方案已在PROSPERO注册，并严格遵循修订版PRISMA声明以保证研究结果的透明性与标准化。研究系统检索了PubMed、Embase、Web of Science核心合集、SPORTDiscus及Cochrane Library五个英文数据库，检索时间截至2025年7月30日。检索采用医学主题词与自由词相结合的策略，组合方式为儿童与青少年、糖尿病及运动。研究纳入标准依据PICOS原则制定：研究对象为5–18岁确诊T1DM的儿童与青少年；干预措施为有氧运动、力量训练或其组合，干预周期至少1周；对照组接受常规护理、不同运动干预方式或其他非运动干预措施；结局指标要求至少报告一项血糖控制相关指标，如HbA1c、FBG或胰岛素敏感性；研究设计限定为英文发表的随机对照试验。

结局指标

研究的主要结局指标为HbA1c，次要结局指标包括FBG、每日胰岛素剂量及TIR。纳入研究需报告至少一项上述血糖控制相关指标。

数据提取与质量评估

所有识别文献导入Note Express 20.0去除重复。研究采用改良版Cochrane良好实践数据提取表，由两名研究人员独立进行数据提取与录入，提取内容包括发表信息、人口学特征、干预与对照组细节及血糖管理相关结局指标。当父母与儿童双方均报告血糖控制结局时，优先提取父母报告数据以保证可靠性。对于多记录试验，所有相关数据作为单一研究收集分析。缺失数据通过邮件联系通讯作者获取。研究采用Cochrane偏倚风险工具（ROB 2）对RCT从五个关键领域进行评估：随机化过程偏倚、偏离预期干预偏倚、结局数据缺失偏倚、结局测量偏倚及报告结果选择性偏倚，各领域评为“低风险”“存在一定问题”或“高风险”，总体偏倚风险按最严重评级确定。

数据合成与分析

采用Stata 17.0进行统计分析。MET是本研究亚组分析的重要依据，定义为相对于静坐状态能量消耗的体力活动强度与总能量消耗量化指标（1 MET = 3.5 mL O₂·kg^?1·min^?1）。总MET（单位：METs-min/周）按运动强度（MET）×单次时长（分钟）×每周频率（次/周）计算。参考国际体力活动问卷（IPAQ）的METs-min分层标准，并考虑T1DM儿童与青少年运动耐受性降低的特点，将总运动量分为低（<600）、中（600–1,200）及高（>1,200 METs-min/周）三档进行亚组分析。异质性分析采用Cochran's Q 检验，检验水准设为 α = 0.1，并以 I² 定量评估异质性。若 I² < 50% 且 p > 0.1，认为低异质性可接受，采用固定效应模型；若 I² ≥ 50% 且 p < 0.1，存在高异质性，采用随机效应模型。结局指标为连续变量，使用相同测量工具时以加权均数差（WMD）及其95%置信区间作为效应量，使用不同测量工具时采用标准化均数差（SMD）。若一项试验比较≥2个运动干预组与一个对照组，视为2+N项独立试验，对照组人数均分至各试验以避免重复计数。采用逐一剔除法探索合并效应量稳健性，采用Egger检验及漏斗图检验发表偏倚。对于高异质性结局，预先设定按MET类别、干预类型及受试者年龄进行亚组分析以探索异质性来源。

结果

研究特征

共纳入14项RCT，发表于1984年至2025年间，涉及543名受试者，其中男性254名（46.8%），女性289名（53.2%）。受试者平均基线年龄为12.8 ± 2.5岁，范围5至18岁；T1DM平均病程5.1 ± 2.4年；平均基线HbA1c为8.2 ± 1.3%。

偏倚风险评估

研究者间评估共识达96%（κ = 0.93），一致性高。14项研究中，7项（50.0%）评为低偏倚风险，6项（42.9%）评为存在一定问题，1项（7.1%）评为高偏倚风险。4项研究未清晰报告随机序列生成或分配隐藏过程，故在随机化方面评为“存在一定问题”。尽管一项研究评为高风险、四项在随机化方面存在一定问题，但所有14项研究均予保留，敏感性分析表明合并HbA1c估计值对其纳入具有稳健性。

主要结局

共纳入来自13项研究的15个比较组分析运动干预对HbA1c的影响。结果显示，与对照组相比，干预组HbA1c水平显著降低（WMD = ?0.83%，95% CI：?1.34%至?0.33%，p < 0.001），表明运动干预能有效改善T1DM儿童与青少年的长期血糖控制水平。纳入研究间存在中度统计学异质性（I² = 62.08%，T² = 0.52；Q = 34.28，df = 14，p < 0.001），研究采用随机效应模型进行数据合并。

次要及安全性结局

每日胰岛素剂量：共纳入10个比较组，采用随机效应REML模型分析。结果显示，与对照组相比，干预组每日胰岛素剂量下降（WMD = ?0.16 U/kg/d，95% CI：?0.31至?0.01，p = 0.04），虽未达统计学显著，但负向效应量提示运动干预具有降低胰岛素剂量的趋势。研究间异质性较高（T² = 0.03，I² = 82.39%，H² = 5.68；Q(8) = 30.85，p < 0.001）。

空腹血糖：共纳入6个比较组，采用固定效应逆方差模型分析。与对照组相比，干预组FBG显著降低（WMD = ?41.38 mg/dL，95% CI：?61.23至?21.53，p < 0.001），差异具有统计学意义，结果受异质性影响较小。研究间异质性检验显示 I² = 0.00%，H² = 1.00，Q(6) = 5.62，p = 0.47，提示研究间无异质性。

目标范围内时间：共纳入3个比较组，采用固定效应逆方差模型分析。结果显示，与对照组相比，干预组在目标血糖范围内时间未呈现统计学显著差异（WMD = 8.23%，95% CI：?5.12至21.59，p = 0.23），即不能认为干预对该结局指标有显著影响。研究间异质性分析显示 I² = 30.45%，H² = 1.44，Q(2) = 2.88，p = 0.24，提示低异质性。

亚组分析

按METs-min/周将纳入研究分为低、中、高三个MET亚组，采用随机效应模型分析不同MET对HbA1c的影响。中等MET亚组共纳入6个比较组，结果显示该亚组干预后HbA1c较对照组显著下降（WMD = ?1.21%，95% CI：?1.94至?0.49，p < 0.05），研究间异质性检验显示 T² = 0.48，I² = 65.29%，H² = 2.88，Q(5) = 13.44（p = 0.02），呈中度异质性。低运动剂量亚组纳入6个比较组，对HbA1c无显著影响（WMD = ?0.50%，95% CI：?1.35至0.34，p > 0.05），异质性检验显示 T² = 0.63，I² = 61.63%，H² = 2.61，Q(5) = 13.04（p = 0.02），呈中度异质性。高MET亚组纳入3个比较组，对HbA1c无显著影响（WMD = ?0.30%，95% CI：?1.12至0.52，p > 0.05），异质性检验显示 T² = 0.00，I² = 0.00%，H² = 1.00，Q(2) = 1.18（p = 0.55），研究间无异质性。组间差异检验显示 Q_b(2) = 3.05，p = 0.22，提示不同MET亚组间效应差异未达统计学显著。总体而言，中等MET可能在HbA1c降幅上数值更大，但亚组间差异缺乏统计学显著性，需更多研究进一步验证不同MET的具体效应。

敏感性分析与发表偏倚

采用Stata 17进行敏感性分析，结果表明Meta结果较为稳定，剔除任何文献后总体结果均未发生显著变化。漏斗图结果显示纳入研究效应量分布未完全形成对称“漏斗”形态，中等样本量且效应量显著的研究聚集于漏斗图中上部区域，小样本研究相对分散，可能代表阴性结果或小效应量的研究点在漏斗图中缺失，提示存在潜在发表偏倚风险。偏倚来源可能包括：运动干预对T1DM儿童与青少年血糖控制效应不显著的小样本研究、随访期过短导致结局指标变化极小，或研究设计缺陷。

讨论

本系统评价与Meta分析聚焦不同MET水平对T1DM儿童与青少年血糖管理的影响，综合整合现有研究证据，为该人群运动干预的临床实践提供重要循证支持，并在MET细分及多结局指标联合分析方面补充了领域研究不足。需强调，T1DM儿童与青少年HbA1c降幅受多种因素影响，包括饮食、糖尿病教育、遗传背景及种族等，不能仅归因于运动当量（MET），因此不同MET水平与血糖结局的关系应结合上述因素综合解读。

关于运动干预对结局指标的影响，HbA1c是评估糖尿病患者长期血糖控制的关键指标。本研究结果显示运动显著改善HbA1c水平，与García-Hermoso等及Quirk等对T1DM儿童与青少年运动干预的Meta分析结果一致。其机制在于运动有效激活T1DM儿童与青少年骨骼肌关键信号通路，促进葡萄糖转运体（GLUT）更高效工作，增强肌肉摄取葡萄糖能力，同时优化胰岛素信号通路、提高胰岛素敏感性，从根本上重塑葡萄糖代谢稳态。FBG是评估基础静息状态血糖水平的关键指标，直接反映肝糖原分解与机体基础胰岛素分泌之间的平衡。本研究发现运动干预后FBG水平显著下降，与MacMillan等报道的规律运动有效降低T1DM青少年FBG水平的结果一致。

饮食是影响HbA1c的重要独立因素。Cruz Castillo等的系统评价与Meta分析纳入8项成人T1DM研究，发现低碳水化合物饮食（LCD，约每日50–100 g碳水化合物）持续12周可显著降低HbA1c及每日总胰岛素剂量，且对血脂、体重或BMI无显著影响。该研究表明碳水化合物限制通过减少餐后血糖波动、改善空腹血糖及血糖变异性来降低HbA1c，独立于运动发挥作用。因此，本研究所纳入T1DM儿童与青少年中，各试验间膳食碳水化合物摄入量、碳水化合物计数准确性、胰岛素与碳水化合物比值及饮食教育的差异可能独立影响HbA1c与胰岛素剂量，构成MET之外的重要混杂因素。ISPAD建议儿童T1DM碳水化合物摄入应占总能量40–50%，不鼓励可能损害生长发育的过度碳水化合物限制。未来研究应详细记录膳食摄入并在分析中控制饮食因素。

糖尿病教育同样是HbA1c降低的关键决定因素。强化胰岛素治疗依赖于准确的碳水化合物计数及胰岛素与碳水化合物比值来计算餐时胰岛素剂量，基础碳水化合物计数（BCC）与进阶碳水化合物计数（ACC）均与较低HbA1c相关。结构化糖尿病教育可改善患者自我管理能力，如运动前后血糖监测、低血糖识别与处理及胰岛素剂量调整，从而影响运动干预的依从性与血糖效应。各试验间糖尿病教育水平、教育模式及患者自我管理能力的差异可能部分解释HbA1c降幅的异质性，不能仅归因于MET。

遗传背景与种族差异亦显著影响HbA1c水平及其降幅。Soranzo综述报告HbA1c遗传度达47–59%，高于空腹血糖（34–36%）及2小时OGTT血糖（33%）。全基因组关联研究已鉴定多个与HbA1c相关的位点，包括GCK、G6PC2、MTNR1B、HK1、HFE、TMPRSS6、ANK1、SPTA1、FN3K及TCF7L2，其中部分通过血糖通路发挥作用，另一些则通过非血糖通路如红细胞寿命、血红蛋白浓度、铁代谢及红细胞膜稳定性发挥作用。非裔美国人HbA1c水平高于欧洲人，但遗传祖先仅解释约1%的变异，社会经济、人口学及代谢因素作用更大。不同种族T1DM儿童与青少年HbA1c降幅可能受遗传背景影响，运动干预效应不能仅归因于MET。未来研究应纳入种族、遗传标记及非血糖因素并进行分层分析。

胰岛素剂量是衡量T1DM儿童与青少年外源性胰岛素依赖程度的直接指标。T1DM中胰岛素分泌不足与胰岛素抵抗并存，运动通过提高细胞胰岛素敏感性及增加葡萄糖利用来减少额外胰岛素需求。本研究发现运动可显著降低胰岛素剂量，与“运动优化血糖管理并减少胰岛素依赖”的假说一致，但结果受研究间高异质性影响。TIR作为新型动态血糖监测工具，通过测量葡萄糖处于理想3.9–10.0 mmol/L范围内的时间，精确反映血糖控制水平及波动风险。然而，本研究中运动未显著改善TIR，与部分研究结论不一致，推测与纳入研究间高异质性有关，各研究TIR测量方法、运动干预细节等差异可能掩盖了运动的潜在正向效应。

亚组分析结果显示，中等MET对T1DM儿童与青少年健康改善的数值效应最大，低MET仅带来轻微改善，而高MET对HbA1c无统计学显著影响。中等MET对HbA1c的显著改善与部分研究提出的“中等强度运动对糖尿病患者具有更有利血糖效应”的观点一致，可能因为该强度能更好地平衡运动代谢刺激与机体耐受性。其核心机制在于中等MET范围内的干预能持续激活AMPK通路，促进GLUT4向细胞膜转位，增强胰岛素介导的葡萄糖摄取与利用，有效改善长期血糖管理。低MET未能提供持续充分的代谢刺激，难以突破T1DM儿童与青少年葡萄糖代谢紊乱的病理状态，无法有效激活骨骼肌葡萄糖摄取通路及显著增强胰岛素敏感性，故对HbA1c改善不显著。高MET亚组仅含3个比较组，统计效能不足，置信区间宽泛，非显著性不一定意味着无获益；此外，高强度运动可诱发急性血糖变异性，如短暂儿茶酚胺驱动的高血糖及随后低血糖风险，可能使日常血糖管理复杂化并抵消对HbA1c的长期净获益。

本研究存在若干局限性。纳入研究数量有限及部分亚组研究样本量较小可能影响结果稳定性；各研究运动干预实施细节及研究对象基线特征的异质性亦增加结果解读难度。未来研究应扩大样本量，开展多中心、大规模前瞻性研究，严格标准化运动干预设计，深入探究不同MET影响各结局指标的生理机制，并通过长期随访研究确定运动的长期效应及潜在不良反应。

结论

本研究证明运动可有效改善T1DM儿童与青少年的血糖控制，显著降低HbA1c及FBG水平。每日胰岛素剂量的降低达到统计学显著，而对目标血糖范围内时间未见显著影响。按MET进行亚组分析显示，中等MET组显著降低HbA1c。该发现为量化临床运动处方提供循证支持，但仍需更多高质量研究验证其长期价值并推进T1DM儿童与青少年精准化运动干预。