中国成年人生活方式聚类与骨密度：一项基于聚类分析的横断面研究

《Frontiers in Endocrinology》：Lifestyle clusters and bone mineral density in Chinese adults: a cross-sectional study with cluster analysis

　　

摘要
背景：骨质疏松症是一项重大全球公共卫生挑战，生活方式是其中关键的可调控因素。本研究旨在探讨中国成年人生活方式模式与骨密度（bone mineral density, BMD）之间的关联。
方法：本横断面多中心研究分析了来自北京（2016–2020年）的5,324名具有完整生活方式问卷的成年人（腰椎BMD数据可用者4,028名；髋部BMD数据可用者4,654名）。在k均值聚类（k = 3）之前，将8个生活方式变量分别对年龄和性别做残差化处理，将参与者分为三组：办公室/脑力劳动且闲暇活动少者（office/mental-labor workers with low leisure-time activity, OL）、体力劳动者（physical-labor workers, PL）以及办公室/脑力劳动且闲暇生活方式活跃者（office/mental-labor workers with an active leisure-time lifestyle, OA）。采用多变量校正模型（年龄以限制性立方样条建模，性别、身体质量指数（body mass index, BMI）、医院固定效应）检验各聚类间腰椎和髋部BMD的差异，并按性别、年龄组和BMI组进行分层分析，同时进行全队列剂量-反应及聚类×暴露交互作用分析。
结果：校正后，OA聚类较OL聚类表现出更高的腰椎BMD（校正差=0.024 g/cm²，95% CI 0.012–0.036，P < 0.001）。尽管体力劳动本身包含职业性体力活动，PL聚类仍较OL聚类（校正差=?0.041 g/cm²，95% CI ?0.056至?0.027，P < 0.001）和OA聚类（校正差=0.028 g/cm²，95% CI 0.011–0.044，P = 0.002）表现出较低的髋部BMD。这些关联在性别、年龄和BMI分层中总体一致，但在≥70岁参与者及肥胖参与者中有所减弱。剂量-反应分析中，运动与日照暴露在两个骨骼部位均与BMD呈非线性关联，而钙补充频率则持续呈负向线性关联，且不随聚类变化。
结论：将活跃的闲暇时间行为与办公室职业相结合的生活方式模式与较高的腰椎BMD相关，而职业性体力劳动生活方式与较其他两个聚类更低的髋部BMD相关。这些关联呈现部位特异性模式，并在人口学亚组中总体一致。鉴于横断面设计，这些发现应解读为关联而非因果效应；需要前瞻性研究来阐明其因果结构及临床意义。

骨质疏松症是一种以骨密度（bone mineral density, BMD）降低、骨微结构破坏和骨强度受损为特征的全身性骨病，已成为全球重大公共卫生挑战。其危险因素分为不可改变因素与可改变因素，其中生活方式是重要的可干预环节。既往研究多聚焦单一生活方式因素，缺乏对多种生活方式因素如何共同影响BMD的系统认识。为此，研究人员基于中国北京多中心健康体检人群开展横断面研究，采用聚类分析识别生活方式模式，并检验其与腰椎和髋部BMD的关联。该论文发表于《Frontiers in Endocrinology》。

研究设计与关键技术方法方面，研究纳入2016–2020年北京四家医院（主要机构为空军医学中心及三家附属体检中心）的5,324名具有完整生活方式问卷的成年人（腰椎BMD可评估者4,028名，髋部BMD可评估者4,654名）。研究通过两轮德尔菲法制定生活方式问卷，采集8项生活方式变量；将这些变量分别对年龄和性别做残差化处理后标准化，采用k均值聚类（k = 3）将参与者分为OL、PL和OA三组。BMD由双能X射线吸收法（dual-energy X-ray absorptiometry, DXA）测量。主要分析采用协方差分析（ANCOVA）模型，年龄以限制性立方样条拟合，并校正性别、BMI和医院固定效应；同时进行按性别、年龄组、性别×年龄组及BMI分层分析，以及全队列剂量-反应分析和聚类×暴露交互作用分析。

研究结果如下。

3.1 基线人口学特征：共筛检20,254名参与者，排除年龄<20岁或≥80岁后，19,934名为年龄合格人群。生活方式问卷完成率在医院间差异显著，最终5,324名具有完整生活方式数据者进入聚类分析。与年龄合格总体人群相比，分析样本BMI和髋部BMD相似，但年龄偏大、女性比例更高（61.7%对50.5%）。

3.2 各聚类特征：根据k均值聚类得到OL（n = 3,803，71.5%）、PL（n = 453，8.5%）和OA（n = 1,068，20.0%）三组。OL为久坐办公室、闲暇活动少、日照少者；PL为体力劳动者，职业性活动及日照较多，但锻炼多为工作附带行为；OA为办公室工作者，但闲暇时主动锻炼和日照最多，自评健康最佳。

3.3 骨密度的年龄相关趋势：男女两性腰椎和髋部BMD均随年龄增长而下降，女性各年龄段BMD普遍低于男性；女性在50岁左右出现腰椎BMD的阶梯式下降，与绝经期相符。

3.4 生活方式聚类与骨密度的关联：未调整分析中，OA聚类腰椎BMD最高，PL聚类髋部BMD最低。校正年龄、性别、BMI和医院后，OA聚类腰椎BMD较OL聚类高0.024 g/cm²（95% CI 0.012–0.036，P < 0.001）；PL聚类髋部BMD较OL聚类低0.041 g/cm²（95% CI ?0.056至?0.027，P < 0.001），较OA聚类低0.028 g/cm²（95% CI 0.011–0.044，P = 0.002）。排除离群值后结果基本不变。

3.5 分层分析：按性别、年龄组和BMI分层的探索性分析总体与主结果一致。≥70岁参与者中多数配对差异未达显著，但≥70岁女性PL与OA聚类间腰椎BMD差异仍显著；肥胖者中腰椎BMD的聚类差异减弱，而髋部BMD差异在超重和肥胖者中仍可见。

3.6 可调控因素与BMD的剂量-反应分析：全队列中，运动和日照暴露与两个部位BMD均呈显著非线性关联；钙补充频率则呈一致的负向线性关联，且无非线性证据。

3.7 交互作用分析：运动与聚类的交互作用最明显，运动–BMD斜率的陡峭程度在OL聚类中最大，在PL和OA聚类中趋于平缓，提示额外运动在高基线活动水平者中收益递减。日照暴露也存在一定交互作用。钙补充频率与BMD的负向关联在各聚类间无显著差异，提示该关联更可能由反向因果解释，而非聚类特异的行为效应。

在讨论部分，研究人员认为，OA聚类较高的腰椎BMD与闲暇运动及日照暴露促进骨代谢的已知机制一致；PL聚类髋部BMD较低看似意外，但骨骼对机械负荷的适应性取决于负荷模式而非总体活动量，重复、单向的职业性负荷可能使骨细胞反应性下降。钙补充与BMD的负向关联因缺乏聚类交互作用，更支持反向因果解释。研究者同时指出，观察到的校正后BMD差异数值较小，临床意义尚不确定。结论可概括为：将活跃闲暇时间行为与办公室职业相结合的生活方式模式与较高腰椎BMD相关，而职业性体力劳动生活方式与较其他两个聚类更低的髋部BMD相关；这些关联呈部位特异性，在人口学亚组中总体一致。由于研究为横断面设计，上述发现应解读为关联而非因果，需前瞻性研究进一步明确其因果结构及临床意义。