膳食模式统计学分析方法及在心血管疾病领域的应用

【摘 要】膳食模式分析是将所有食物、营养素作为整体进行研究,目前常用膳食模式统计学分析方法包括先验法、后验法,以及二者的综合运用。采用膳食模式研究,可以对心血管疾病发病风险进行综合考虑。

【关键词】膳食模式;统计分析;心血管疾病

0 前言

膳食因素与心血管疾病发病风险存在密切相关性。迄今为止,针对一种或几种营养素,或某种食物的摄入量与心血管疾病主要危险因素的相关性,已经开展大量研究。然而,人们吃的不是独立的营养素,而是含有多种营养素的多种食物,营养素之间存在复杂的相互作用。因此,针对单一营养素或食物的分析可能存在概念及方法上的局限[1]。

膳食模式分析是将所有食物、营养素作为一个整体进行研究,更接近真实的摄入情况,因此也更有利于对营养相关性疾病的发病风险进行评价。

膳食模式统计学分析方法:

膳食模式不能直接测量,因此,研究人员必须使用相应的统计学方法对收集到的饮食数据进行分析,进而对人群膳食模式予以划分。膳食模式研究方法不断发展,目前,常用方法有三类:先验法、后验法,以及二者的综合运用。

1)先验法

先验法是以现有的膳食指南或其他科学饮食建议为基础,通过将个体的饮食与之比较进行评分,主要包括膳食指数法。常见有:美国农业部门提出的与食物指南金字塔和膳食指南相配套的健康饮食指数(Healthy Eating Index, HEI)[2],Patterson R.E.等以膳食推荐量为基础建立的膳食质量指数(Diet Quality Index, DQI)[3],之后逐步修订发展的修订膳食质量指数(Diet Quality Index Revised, DQI-R)[4]、国际膳食质量指数(Diet Quality Index-International, DQI-I)、中国膳食质量指数(INFH-UNC-CH DQI),何宇纳等以中国居民膳食指南及平衡膳食宝塔中各类食物推荐量为依据建立的中国膳食平衡指数(Diet Baiance Index, DBI)[5],亚太地区食物与营养网络专家委员会提出的理想膳食模式评分法(Desirable Dietary Pattern, DDP)[6]。

2)后验法

后验法是以膳食调查数据为基础,运用统计方法确定膳食模式种类,包括因子分析、聚类分析和潜类别分析等。

因子分析是一种多变量统计分析方法,该方法利用食物频率问卷、膳食日记等调查资料提炼出潜在的维度,即因子/膳食模式。然后计算每一因子/膳食模式的得分,进而利用相关分析或回归分析研究膳食模式与营养相关性疾病的关系。

聚类分析也是一种多变量统计分析方法。与因子分析不同,聚类分析从食物使用频率、供能比、食物摄入量等角度将被调查者分为不同的亚组(类),之后再对不同亚组的特征进行分析。

潜在类别分析是以模型为基础的聚类方法,其目的在于利用潜在类别解释食物摄入变量之间的复杂关联。

3)先验法和后验法的综合运用

综合运用先验法和后验法,主要包括降秩回归法和偏最小二乘回归法,既利用了先验信息,又基于当前的研究,综合了先验法和后验法的优点。

降秩回归是分析膳食模式的一种新方法,类似于因子分析。这种方法是通过建立食物摄入变量的线性函数解释反应变量(如营养素、生物标志物等)的变异,用降秩回归分析法得到的膳食模式可以更好地阐述疾病病因中膳食的重要性[7]。

偏最小二乘回归法是介于主成分分析和降秩回归之间的一个折中方法,通过建立有预测能力的回归模型解释营养素或生物标志物的变异。

1 膳食模式与心血管疾病危险因素相关性研究

早在20世纪80年代初,发达国家就已经开始膳食模式分析。Jean M Kerver等人对美国全国健康与营养调查(NHANES)的数据进行分析,得到西方膳食、美国健康膳食、加州型等膳食模式,发现以红肉及肉制品、高脂奶制品、鸡蛋等为主的西方膳食模式与血清C反应蛋白、血清胰岛素、糖化血红蛋白等心血管疾病生物标志物浓度成正相关,而与叶酸浓度成负相关,说明西方膳食模式是心血管疾病的危险因素。

哈佛大学的Frank B.Hu等人[8]对44875名男性进行了为期8年的队列研究“医务人员随访研究”,得到两种主要膳食模式:精明膳食模式(以大量的蔬菜水果、豆类、全谷类、鱼类、家禽类为主)和西方膳食模式(以大量的红肉及肉制品、精细谷物、糖果和糕点、油炸薯片、高脂奶类为主)。精明膳食模式得分与冠心病发病率的五分位相对危险度由高到低分别为1.0、0.87、0.79、0.75、0.70;而西方膳食模式得分与冠心病发病率的五分位相对危险度由低到高分别为:1.0、1.21、1.36、1.40、1.64。

美国国立肺血液研究所主持的大型多中心试验DASH试验是近年来领域内非常著名的研究[9]。受试者分别使用典型美国饮食、典型美国饮食但增加水果和蔬菜份量、DASH饮食。在每日总热量相同的情况下,典型美国饮食富含脂肪(特别是饱和脂肪)和胆固醇,缺少水果和蔬菜。DASH饮食组则强调增加水果、蔬菜和低脂奶制品的比例,而减少肉类、饱和脂肪和含糖饮料摄入。试验发现,与对照组相比,第二组和DASH饮食组都成功地降低了受试者的血压,且DASH饮食在功效上更胜一筹。

中国人群膳食模式与心血管疾病危险因素相关性研究并不多。现有的膳食模式研究中,研究者更多地对中国人群膳食结构进行分析,评价总体膳食质量,或对不同时期、不同种族、不同社会经济状况人群的膳食质量进行比较。如何宇纳等[10]应用DBI综合评价中国18~59岁成年人的膳食质量。结果表明:中国居民的膳食状况以摄入不足为主,同时也存在摄入过量的问题。城乡间人群的膳食质量存在一定的差异,农村居民摄入不足和摄入过量的程度都大于城市。Stookey J.D.等[11]应用中国DQI对1991年中国健康营养调查中的7450名成年人进行膳食质量评价。结果表明,样本人群膳食质量存在的最大问题是钠的摄入量高,钙、蔬菜和水果摄入量低,食物多样性差;且中国DQI总分与食物及营养素摄入、城乡、收入及体重状况均具有相关性。另外,有研究者应用因子分析得出3种膳食模式,并与4种慢性病(肿瘤、糖尿病、高血压、心血管疾病)的患病风险进行相关性分析,结论是慢性病患者更有可能食用蔬菜类为主的膳食,而不是水果类或肉类为主的膳食[12]。也有研究者采用主成分分析法提炼出肥胖与高血压患者的主要食物种类[13],但并没有对膳食与肥胖或高血压患病风险的相关性作进一步的研究。

2 结语

膳食是一种复杂的暴露变量,需要从不同角度考察膳食与心血管疾病危险因素的关系。膳食评价方法从最初的营养素、食物组单一指标,到营养素和食物组的简单组合,再到综合考虑膳食摄入的充足、适量、多样性以及平衡,已从不同角度反映了人群和个体的膳食质量及存在的问题,进而与心血管疾病危险因素相联系。

目前,中国在膳食模式方面的研究数量有限,心血管疾病危险因素与膳食模式相关性方面的探索也为数不多。因此,研究者应广泛借鉴国外经验,创建并发展适合中国人群的膳食模式研究方法,并在心血管疾病危险因素与膳食模式相关性方面深入探究。

【参考文献】

[1]Hu FB. Dietary pattern analysis: a new direction in nutritional epidemiology [J]. Current Opinion in Lipidology,2002;13(1):3-9.

[2]Kennedy ET, Ohls J, Carlson S, Fleming K. The Healthy Eating Index - Design and Applications[J]. Journal of the American Dietetic Association,1995;95(10):1103-1108.

[3]Patterson RE, Haines PS, Popkin BM. Diet Quality Index-Capturing a Multidimensional Behavior[J]. Journal of the American Dietetic Association,1994;94(1):57-64.

[4]Haines PS, Siega-Riz AM, Popkin BM. The Diet Quality Index Revised: A Measurement Instrument for Populations[J].Journal of the American Dietetic Association,1999;99(6):697-704.

[5]何宇纳, 翟凤英, 葛可佑. 建立中国膳食平衡指数[J].卫生研究,2005;34(2):208-211.

[6]李丹. 理想膳食模式(Ddp):介绍一种评价膳食[J].国外医学:卫生学分册,1992;19(5):282-285.

[7]Tucker KL, Dietary patterns, approaches, and multicultural perspective [J]. Applied Physiology, Nutrition, and Metabolism,2010,35(2):211-218.

[8]Hu FB, Rimm EB, Stampfer MJ, Ascherio A, Spiegelman D, Willett WC. Prospective study of major dietary patterns and risk of coronary heart disease in men [J]. American Journal of Clinical Nutrition,2000;72(4):912-921.

[9]Appel LJ, Moore TJ, Obarzanek E, et al. A Clinical Trial of the Effects of Dietary Patterns on Blood Pressure [J]. New England Journal of Medicine,1997;336(16):1117-1124.

[10]何宇纳, 翟凤英, 葛可佑.应用中国膳食平衡指数评价中国18~59岁人群的膳食质量[J].卫生研究, 2005;34(4):442-444.

[11]Stookey JD, Wang Y, Ge K, Lin H, Popkin BM. Measuring diet quality in China: the INFH-UNC-CH Diet Quality Index[J]. European Journal of Clinical Nutrition,2000;54(11):811-821.

[12]Cai H, Zheng W, Xiang YB, et al. Dietary patterns and their correlates among middle-aged and elderly Chinese men: a report from the Shanghai Men"s Health Study [J]. British Journal of Nutrition,2007;98(5):1006-1013.

[13]曲立美, 董淑琴, 迟玉聚, 刘兵, 王晓虹.肥胖与高血压人群的膳食结构分析[J].中国公共卫生管理, 2007;23(1):61-63.

[责任编辑:周天凤]