超重肥胖儿童代谢综合征组分的因子分析

【摘要】  　　目的 分析超重肥胖儿童代谢综合征(MS)各组分的聚集特征，探索儿童代谢综合征的病理生理机制。方法 研究对象来自前期工作收集的2批样本，为北京市835名14，15岁超重肥胖儿童，其中样本1有93人（超重62人，肥胖31人）、样本2有742人（超重371人，肥胖371人）。先对样本1中超重和肥胖儿童代谢综合征的组分(包括体质指数、腰围、血糖、血脂、血压)进行因子分析，后对样本2进行因子分析用以验证和确认分析结果。结果 超重儿童MS组分共提取4个因子，脂代谢因子（LDL-C，TC，TG，HDL-C）、血压因子（SBP，DBP）、肥胖因子（WC，BMI）和糖代谢因子（FPG，HDL-C），累积方差贡献率达到77.44%；肥胖儿童MS组分共提取3个因子，肥胖-血压因子（WC，BMI，SBP，DBP）、脂代谢因子（LDL-C，TC，TG，HDL-C）和糖代谢因子（FPG），累积方差贡献率达到69.84%。结论 儿童MS的病理生理机制复杂，任何一个因子都不能单独解释MS的全部变量。

【关键词】  超重 肥胖症 代谢综合征X 人体质量指数 儿童

　　Factor Analyses of Metabolic Syndrome Components in Chinese Overweight and Obese Children/

　　WU Shuangsheng*, WANG Haijun, MA Jun, et al.

　　* Institute of Child and Adolescent, Peking University, Beijing (100191), China
   
　　【Abstract】  Objective  To identify the clustering characteristics of metabolic syndrome (MS) components in overweight and obese children, and to explore the mechanism of pediatric metabolic syndrome. Methods   Factor analyses were applied to identify the clustering characteristics of MS in a schoolbased population of 835 children aged 14-15 years in Beijing, including 93 exploratory samples (62 overweight, 31 obesity) and 742 validation samples (371 overweight, 371 obesity). The following MS components were considered: body mass index, waist circumference, fasting glucose, total cholesterol, triglycerides, low and high density lipoprotein, systolic and diastolic pressure. Results   Principal component factor analyses revealed four factors in overweight group: lipidmetabolic (LDL-C, TC, TG, HDL-C), blood pressure (SBP, DBP), adiposity (WC, BMI), carbohydratemetabolic (FPG, HDL-C) that cumulatively explained 77.44% of the observed variance of metabolic syndrome; and three factors in obesity group: adiposityblood pressure (WC, BMI, SBP, DBP), lipidmetabolic (LDL-C, TC, TG, HDL-C), carbohydratemetabolic (FPG) that cumulatively explained 69.84% of the observed variance of metabolic syndrome. Conclusion   MS pathological mechanism in children is complicated, more than one physiological mechanism account for the clustering of risk factors of metabolic syndrome in Chinese children.
   
　　【Key words】  Overweight; Obesity; Motabolic syndrome X; Body mass index; Child

　　代谢综合征(metabolic syndrome,MS)是一组代谢性疾病症候群，包括高血压、高血糖、糖耐量异常、高胰岛素血症、高三酰甘油血症、高密度脂蛋白降低、中心性肥胖等。代谢综合征的病理生理机制复杂，至今尚未完全阐明。因子分析是探索代谢综合征组分聚集特征及其机制的有效方法，并且对于MS判定标准的制定具有指导意义。到目前为止国际上尚无统一的儿童MS判定标准。
   
　　由于儿童超重、肥胖与代谢综合征密切相关［1］，国外有学者对超重肥胖儿童代谢综合征组分进行因子分析，发现几个因子可能是影响超重肥胖儿童代谢综合征发生的因素，但是结论还不确定。本研究对北京市超重肥胖儿童的MS各组分进行因子分析，目的是分析我国儿童代谢综合征各组分的聚集特征，探索儿童代谢综合征的发病机制，为制定我国儿童MS的标准提供理论依据。

　　1  对象与方法

　　1.1  对象  研究对象来自前期工作收集的2批样本，样本1是从北京市东城区3所中学和2所小学选择的1 093名7～18岁中小学生，样本2是从北京市东城区9所中学选择的937名14～17岁初中生。2批样本的体重正常组是从入选学校随机抽取的2个班中获得，超重组和肥胖组则是将这些学校所有超重和肥胖中小学生纳入。样本入选是根据海淀区和东城区中小学卫生保健所中小学生体检的身高、体重测量结果，计算学生的身体质量指数（BMI=体重（kg）/身高2（m2）），依据“中国学龄儿童青少年BMI超重、肥胖筛查分类标准”［2］，初步判断学生是体重正常、超重或肥胖。通过既往病史和体检，剔除心、肺、肝、肾等重要脏器疾病、身体发育异常、身体残缺、畸形以及内分泌疾病、药物副作用等引起的肥胖。对确定入选的学生，依据《2005年全国学生体质与健康调研检测细则》［3］重新测量身高、体重进行分组。
   
　　为了排除年龄的影响，本研究选择2批样本中14，15岁儿童进行因子分析。由于体重正常儿童数量太少，只选择了其中的超重肥胖儿童分析。所以本研究对象为北京市835名14，15岁超重肥胖儿童，其中样本1有93人，包括男生63人，女生30人超；超重62人，肥胖31人。样本2有742人，包括男生490人，女生252人；超重371人，肥胖371人。

　　1.2  方法  在样本1与样本2中均测量BMI、腰围(WC)、收缩压(SBP)、舒张压(DBP)、总胆固醇（TC）、三酰甘油(TG)、高密度脂蛋白胆固醇(HDL- C)、低密度脂蛋白胆固醇(LDL- C)、空腹血糖(FPG)。儿童清晨空腹（禁食12～14 h）到达测试现场后由医生先采集空腹静脉血3 mL。静坐5 min之后，由经严格培训的医生测试身高、体重、腰围和血压，并进行肝脏B超检查。身体测量均遵循《全国学生体质健康与调研检测细则》进行。采用全自动生化分析仪测定TC，TG，HDL-C，LDL- C和FPG， TC，TG采用酶法，HDL-C，LDL- C采用过氧化物酶清除法，FPG采用葡萄糖氧化酶法。

　　1.3  统计分析  用EpiData 3.1软件建立数据库，进行数据的双录入和检错。利用SPSS 13.0软件对数据进行统计分析。因TG呈偏态分布,TG组间比较使用Mann-Whitney检验。其他指标水平的组间比较使用t检验。对TG进行自然对数转换后再做因子分析。采用Kaiser-Meyer-Olkin法和Bartlett球形检验确认资料是否适用于因子分析。采用主成分方法提取初始因子，只有特征值大于1的主成分才被保留，因子负荷≥0.4的变量被认为是因子的主要成分，并且采用变异最大(Varimax)正交旋转法对初始因子进行旋转，以获得意义更明确的公因子。因子分析时，先用样本1进行探索性分析，后用样本2验证结果的一致性。

　　2  结果

　　2.1  样本1和样本2中超重与肥胖儿童的MS各组分水平  超重儿童SBP，DBP，WC，FPG，TC，LDL-C，BMI，TG的数值均小于肥胖儿童，但是超重儿童的HDL-C大于肥胖儿童（表1）。除样本1和样本2的TC，HDL-C以及样本1的DBP在超重与肥胖儿童间差异无统计学意义（P值均>0.05），其他MS各组分在超重、肥胖儿童间差异均有统计学意义（P值均＜0.05）。

　　2.2  超重、肥胖儿童MS各组分之间的相关性  多数MS组分间存在明显的相关性。肥胖儿童与超重儿童不同之处是，肥胖指标（BMI、WC）与血压（SBP、DBP）的Pearson相关系数在肥胖儿童中大于超重儿童。

　　2.3  超重、肥胖儿童MS组分的因子分析  见表2，3。

　　表1  两样本超重、肥胖儿童MS各组分水平的比较（略）

　　注：＊TG为偏态数据，表示为中位数(最小值～最大值)。

　　表2  两样本中超重儿童的MS组分因子分析正交旋转后的结果（略）

　　表3  两样本中肥胖儿童的MS组分因子分析正交旋转后的结果（略）

　　通过Kaiser-Meyer-Olkin（KMO）法和Bartlett球形检验确认该资料适用于因子分析。KMO检验的目的是分析各变量之间的简单相关系数和偏相关系数的相对大小，KMO值越接近1，则越适合作因子分析；KMO越小，则越不适合作因子分析。样本1超重组、样本2超重组、样本1肥胖组、样本2肥胖组的KMO值分别为0.46，0.49，0.58，0.58。Bartlett统计指标检验相关矩阵是不是单位矩阵（原假设为相关矩阵为单位阵），Bartlett球形检验的值分别为236.812，1 542.28，166.92，1 780.35(P值均＜0.01)，均拒绝原假设，相关矩阵不是单位阵，可以考虑进行因子分析。
   
　　如表2所示，样本2与样本1超重儿童的分析结果相似；但是不同的是在样本1中FPG同时是肥胖因子和糖代谢因子的主要成分，而在样本2中FPG仅是糖代谢因子的主要成分。样本1样本量较小，作为探索样本；样本2作为验证确定样本。根据样本2的结果，超重儿童MS组分可提取4个因子，分别是：脂代谢因子（LDL-C，TC，TG，HDL-C）、血压因子（SBP，DBP）、肥胖因子（WC，BMI）和糖代谢因子（FPG，HDL-C）；因子方差贡献率分别为28.12%，22.61%，14.35%，12.35%，累积方差贡献率达到77.44%。
   
　　如表3所示，对肥胖儿童MS组分的因子分析，样本2与样本1的结果也相似；不同的是HDL-C在样本2中是脂代谢的主要成分，而在样本1中是糖代谢的主要成分。根据样本2的结果，肥胖儿童MS组分共提取3个因子，分别是：肥胖-血压因子（WC，BMI，SBP，DBP）、脂代谢因子（LDL-C，TC，TG，HDL-C）、糖代谢因子（FPG）；因子方差贡献率分别为31.60%，26.68%，11.56%，累积方差贡献率达到69.84%。

　　3  讨论
   
　　代谢综合征表现为一系列心血管危险因素的聚集，包括中心性肥胖、高血压、低HDL-C、高TG和糖耐量减低，这些危险因素之间两两相关。通过因子分析可以提取出少数彼此不相关的共同因子，更能够反映本质规律。如果MS存在共同的发病机制，因子分析仅能得到1个因子; 如果1个因子支配2个或更多的MS组分，则提示这些组分具有某种共同的特征［4］。Ford等［5］对1996年到2006年关于儿童青少年MS组分因子分析的文献进行了综述，发现1999年之后的9篇文献提取的因子数都在2～5之间。本研究与绝大部分研究一样，提取的因子数超过1个，可见MS存在不只1个病理生理学基础。
   
　　不同特征(种族、性别、年龄、营养程度)的人群，纳入分析的代谢综合征组分不同，因子分析公因子提取方法和判断标准不同等因素都可以造成因子分析结果的不一致。以前有研究显示，不同年龄、性别、种族(黑色/白色人种)间因子分析得到的MS模式相似［6］，而肥胖和体重正常儿童的因子分析结果不完全相同［7］。因此，本研究选择两样本中14，15岁儿童，并对不同体型的儿童分组(超重和肥胖儿童)进行分析。本研究发现，2样本因子分析结果基本一致，结论可靠。肥胖儿童与超重儿童MS组分的聚集性略有不同，肥胖儿童的肥胖因子与血压因子有更强的聚集性，可能原因是在肥胖儿童中肥胖指标与血压的相关性大于超重儿童。
   
　　国外关于儿童MS组分因子分析的研究主要有以下几项。Bogalusa心脏研究对4 522名美国儿童青少年和成人的临床资料进行因子分析，共提取2个公因子：代谢因子(FINS，TG，HDL-C，FPG，Ponderal指数)，血压因子(SBP，DBP，FINS) ［6］。对加拿大魁北克儿童的研究共提取3个因子：脂代谢因子 (BMI，FINS，HDL-C，TG) ，糖代谢因子 (BMI，FINS，FPG) 、血压因子(SBP，DBP)［8］。类似的研究结果发现3个因子：肥胖-糖代谢(BMI，FINS，FPG)、脂代谢(TG，HDL)、血压(SBP，DBP)［9］。本研究与上述研究相同点是都提取了糖代谢因子、脂代谢因子、血压因子，不同点是本研究还提取了肥胖因子。有研究也提取出反映肥胖的因子［10］。另有研究应用因子分析得到的因子得分计算各因子的MS危险度，得到儿童的肥胖因素比胰岛素抵抗更加能够预测MS［11］的结论。这2项证据支持肥胖在儿童MS中的重要性。
   
　　Anderson对148名17～68岁的中国成人MS组分聚集性进行的研究显示，提取了糖代谢因子（FPG，FINS，WC，BMI）、血压因子（WC，BMI，平均动脉压）、脂代谢因子（HDL-C，FINS，WC）3个因子［12］。当前儿童代谢综合征尚没有统一的标准，造成不同标准下儿童MS发生率相差很大，不同研究的结果很难进行比较［13］。本研究对儿童MS组分进行因子分析，探索MS组分的聚集特征，有助于我国儿童代谢综合征标准的建立。Goodman对美国212名儿童的研究显示，共提取4个因子：肥胖因子（WC，BMI ，FPG，Fibrinogen）、脂代谢因子（LDL-C，TC）、糖代谢因子（FPG，FINS，TG，HDL-C）、血压（SBP，DBP）［11］，结果与本研究相似，提示我国儿童与美国儿童MS组分的聚集特征相似，儿童MS标准制定可以参照国外研究成果。
   
　　本研究先用一个样本探索因子结构，再用另一个样本进行验证和确认，避免了不可预见的偶然因素对分析结果的影响。不足之处有：第一，本研究只选择了14和15岁儿童进行研究，没有对其他年龄的儿童进行分析；第二，未纳入反映胰岛素抵抗的变量，不能反映胰岛素与其他组分的关系。综上所述，对儿童MS组分因子分析发现，从超重儿童MS组分可提取4个因子：脂代谢紊乱、血压异常、肥胖和糖代谢紊乱；从肥胖儿童MS组分可提取3个因子：肥胖-血压异常、脂代谢紊乱和糖代谢紊乱。提示MS的病理生理学基础复杂，任何一个因子都不能单独解释MS的全部变量；我国儿童与美国儿童MS组分的聚集特征相似，儿童MS标准制定可以参考国外研究成果。

【参考文献】
  　　［1］ MORRISON JA, FRIEDMAN LA, WANG P, et al. Metabolic syndrome in childhood predicts adult metabolic syndrome and type 2 diabetes mellitus 25 to 30 years later. J Pediatr, 2008,152(2): 201-206.

　　［2］ 季成叶. 中国学生超重肥胖BMI筛查标准的应用. 中国学校卫生, 2004, 25(1): 125-128.

　　［3］ 中国学生体质与健康研究组. 2005年中国学生体质与健康调研报告. 北京:高等教育出版社，2007：18-19.

　　［4］ MEIGS JB. Invited commentary: Insulin resistance syndrome?Syndrome X? Multiple metabolic syndrome? A syndrome at all?Factor analysis reveals patterns in the fabric of correlated meta-bolic risk factors. Am J Epidemiol, 2000,152(10):908-911.

　　［5］ FORD ES, LI CY. Defining the metabolic syndrome in children and adolescents: Will the real definition please stand up. J Pediatr,2008,152(2):160-164.

　　［6］ CHEN W, SRINIVASAN SR, ELKASABANY A, et al. Cardiovascular risk factors clustering features of insulin resistance syndrome (syndrome X) in a biracial (black-white) population of children, adolescents, and young adults: The Bogalusa Heart Study. Am J Epidemiol,1999,150(7): 667-674.

　　［7］ MORENO LA, PINEDA I, RODRIGUEZ G, et al. Leptin and metabolic syndrome in obese and non-obese children. Horm Metab Res, 2002, 34(7):394-399.

　　［8］ LAMBERT M, PARADIS G, O'Loughlin J, et al. Insulin resistance syndrome in a representative sample of children and adolescents from Quebec,Canada. Int J Obes Relat Metab Disord, 2004,28(7): 833-841.

　　［9］ WEISS R, DZIURA J, BURGERT TS, et al. Obesity and the metabolic syndrome in children and adolescents. N Engl J Med, 2004, 350(23): 2 362-2 374.

　　［10］GOHSH A. Factor analysis of risk variables associated with metabolic syndrome in Asian Indian adolescents. Am J Hum Biol, 2007,19(1):34-40.

　　［11］GOODMAN E, DOLAN LM, MORRISON JA, et al. Factor analysis of clustered cardiovascular risk in adolescence, obesity is predominant correlate of risk among youth. Circulation, 2005,111(15):1 970-1 977.

　　［12］ANDERSON PJ, CRITCHLEY JAJH, CHAN JCN，et al. Factor analysis of the metabolic syndrome: Obesity vs insulin resistance as the central abnormality. Int J Obes, 2001, 25(12):1 782-1 788.

　　［13］REINEHR T, SOUSA G, TOSCHKE AM, et al. Comparison of metabolic syndrome prevalence using eight different definitions: A critical approach. Arch of Dis in Child,2007,92(12):1 067-1 072.

作者单位：北京大学公共卫生学院/儿童青少年卫生研究所,北京 100191;北京大学公共卫生学院妇女与儿童青少年卫生学系