饮食运动联合干预对糖尿病前期人群干预效果的Meta分析

The effects of combined diet‑exercise interventions on prediabetes：A systematic review and meta-analysis

摘要

目的 通过系统评价饮食运动联合干预对糖尿病前期人群的干预效果，为糖尿病前期人群的疾病预防提供证据。 方法 检索中国知网、维普数据库、万方数据库、The Cochrane Library、Pubmed、Web of Science、Embase等数据库，检索时间为从建库到2024年3月选择关于糖尿病前期与饮食运动干预有关的随机对照试验，对纳入的文献进行Meta分析，使用Revman5.4软件进行统计分析。 结果 最终纳入24篇文献，Meta分析结果显示：饮食运动联合干预对糖尿病前期人群的糖尿病发病率（RR=0.61，95%CI：0.51，0.72，P<0.001）、空腹血糖（MD=-0.30，95%CI：-0.59，-0.01，P=0.04）、糖化血红蛋白（MD=-0.25，95%CI：-0.40，-0.10，P=0.001）、餐后2 h血糖（MD=-0.78，95%CI：-1.41，-0.15，P=0.02）、BMI（MD=-0.69，95%CI：-1.16，-0.22，P=0.004）具有改善效果。亚组分析结果表明在年龄>55岁人群中相较于年龄≤55岁人群干预效果更好；但长时间（>12个月）的干预效果有待进一步验证。 结论 生活方式干预能够有效降低糖尿病前期人群糖尿病发病率、空腹血糖、糖化血红蛋白、餐后2 h血糖、BMI水平，延缓糖尿病的进展。

Abstract

Objective This systematic review aims to evaluate the effects of combined diet-exercise modifications on individuals with prediabetes， aiming to provide compelling evidence for the prevention of prediabeteic conditions. Method The search was conducted across multiple databases， including CNKI， VIP Database， Wanfang Database， the Cochrane Library， PubMed， Web of Science， and Embase. The search period encompassed the entire duration of the databases， starting from their inception and extending until March 2024. Randomized controlled trials pertaining to prediabetes and combined diet-exercise were specifically chosen for inclusion. The included literature was subjected to a meta-analysis using Revman 5.4 software for statistical analysis. Results A total of 24 studies were included in the meta-analysis， which revealed that combined diet-exercise interventions significantly reduced the incidence of diabetes （RR=0.61， 95%CI： 0.51， 0.72， P<0.001）， fasting blood glucose （MD=-0.30， 95%CI：-0.59，-0.01， P=0.04）， glycated hemoglobin （MD=-0.25， 95%CI：-0.40，-0.10， P<0.001）， postprandial 2-hour blood glucose （MD=-0.78， 95% CI：-1.41，-0.15， P=0.02）， and BMI （MD=-0.69， 95%CI：-1.16，-0.22， P=0.004）， all demonstrating improvements as a result of these interventions. The subgroup analysis findings suggested that the intervention was more effective in individuals aged over 55 compared to those aged 55 or younger. However， further validation is required to confirm the efficacy of longer-term interventions （>12 months）. Conclusion Combined diet-exercise interventions have been shown to effectively reduce the incidence of diabetes， fasting blood glucose levels， glycated hemoglobin levels， postprandial 2-hour blood glucose levels， and BMI among individuals in the prediabetic stage， thereby delaying the progression to diabetes.

Graphical abstract

关键词

生活方式 / 饮食运动 / 糖尿病前期 / Meta分析

Key words

Lifestyle / Diet and exercise / Prediabetes / Meta-analysis

糖尿病前期是糖尿病发病前的过渡阶段，包括空腹血糖受损（Impaired fasting glucose，IFG）和糖耐量受损（Impaired glucose tolerance，IGT）以及两者的混合状态（IFG+IGT）是在正常血糖和高血糖之间的中间高血糖阶段^［1］。据统计，全球IFG和IGT人数预计从2021年的2.98亿和4.64亿分别上升到2045年的4.14亿和6.38亿^［2］。有研究对2015-2017年和2018~2019年我国人群的糖尿病前期流行情况进行调查，结果显示糖尿病前期人群患病率分别为35.2%和38.1%^［3，4］，我国人群的糖尿病前期流行水平呈上升趋势。糖尿病前期个体在不进行人为干预的情况下每年大概有5%~10%进展为糖尿病^［1］。糖尿病前期不仅会增加糖尿病发生的风险，还与心脑血管疾病、微血管病变、肿瘤、痴呆等疾病相关^［1］。

糖尿病前期是逆转糖尿病的黄金阶段，国内外大型研究表明糖尿病前期人群通过接受生活方式干预可有效地缓解或预防糖尿病的发生^［5-7］。中国大庆研究和美国糖尿病预防计划证实生活方式干预可将糖尿病前期人群发生糖尿病的风险分别降低69%和58%^{［5， 6］}。目前国内外关于糖尿病前期的生活方式干预方案各不相同，众多现有研究的生活方式干预方案都是以单个饮食或单个运动为主^［8-10］，同时进行饮食运动联合干预研究较少。为了进一步探讨饮食运动联合干预对于糖尿病前期的干预效果，本研究搜集相关文献，通过Meta分析评估同时进行饮食运动联合干预对糖尿病前期人群的效果，为糖尿病前期人群的预防提供证据。

1 资料与方法

1.1 纳入和排除标准

根据PICOS原则，本研究纳入标准：（1）根据世界卫生组织或美国糖尿病学会颁布的糖尿病前期诊断标准，确诊为糖尿病前期的18岁及以上成年人；（2）所有文献的研究类型为随机对照实验（Randomized controlled trial，RCT），且随访时长六个月及以上；（3）对干预组同时进行运动饮食联合干预，对照组维持现状不进行干预；（4）研究结果包括以下任意一项：发病率、空腹血糖、糖化血红蛋白、餐后2h血糖、BMI（Body mass index，BMI）。（5）中文或英文文献。排除标准：（1）未确诊为糖尿病前期人群；（2）小于18岁的未成年人；（3）干预措施为单个运动或单个饮食；（4）无法获得全文；（5）非随机对照实验或随访时间小于六个月；（6）结果无研究所需结局指标，并且无法根据研究数据计算结局指标；（7）非中文或英文文献。

1.2 文献检索策略

在中国知网（CNKI）、万方数据库（Wang Fang Data）、维普数据库（VIP）、The Cochrane Library、Pubmed、Web of Science、Embase等数据库进行检索，检索时间从数据库建库到2024年3月，通过主题词与自由词排列组合进行检索，英文检索词为lifestyle、Exercise、Diet、Impaired Fasting Glucose、Glucose Intolerance、Prediabetic state、Randomized Controlled Trial等，中文检索词为糖尿病前期、空腹血糖受损、生活方式、饮食、运动、随机对照实验等。

1.3 文献筛选与数据提取

由两名研究人员独立进行所有文献的筛选及数据摘录，并进行交叉核对，意见不一致的地方，由第三个人进行决定。初筛文献时先阅读文章标题与摘要排除与本研究主题不相关的文献，最后进一步阅读全文确定最终需要纳入的文献。资料提取内容主要包括：（1）第一作者；（2）发表年份；（3）国家；（4）干预时长；（5）年龄；（6）样本量；（7）结局指标。

1.4 风险偏倚评价

通过Cochrane偏倚风险评估工具对所纳入的文献进行质量评价^［11］。本研究从以下几个方面进行评价：（1）选择偏倚（生成随机序列、隐藏分配）；（2）报告偏倚（选择性报告）；（3）实施偏倚（对参与者及工作人员使用盲法）；（4）检测偏倚（对评估人员使用盲法）；（5）失访偏倚（不完整的结局数据）；（6）其他偏倚。每个条目通过“高风险偏倚”、“低风险偏倚”、“偏倚风险不明”进行评估。意见不一致的地方，由第三个人进行决定。

1.5 统计学分析

采用Revman5.4软件进行分析，计量资料采用均数差（Mean difference， MD）作为效应量指标，并提供效应量指标的95%置信区间（Confidence interval， CI）。计数资料采用相对危险度（Risk ratio， RR）及95%CI为效应量指标。通过Q检验及I² 值评价异质性检验，当P<0.1或I² >50%时，表明各研究之间存在较高的异质性，使用随机效应模型进行统计分析。当P>0.1或I² <50%时，表明各研究之间异质性较低，使用固定效应模型进行统计分析。通过敏感性分析和亚组分析判断异质性来源。连续型变量采用Egger′s检验、二分类变量采用Peters检验来评价发表偏倚存在的可能性。

2 结果

2.1 纳入文献筛选流程及结果

本研究共检索3 151篇文献，通过层层筛选最终纳入24个RCT^［12-35］，包括4 236名研究对象。具体筛选流程及结果见图1。

2.2 文献基本特征及风险偏倚评价

本研究共纳入24个RCT^［12-35］，其中干预组2 120人，对照组2 116人，平均随访时长为18个月，结局指标为糖尿病发病率、空腹血糖、糖化血红蛋白、餐后2 h血糖、BMI。文献具体基本特征见表1。

12个RCT中采用了随机生成序列^{［13-15， 18， 20， 22， 23， 26-28， 34， 35］}，评价为低风险偏倚。6个RCT中采用了隐藏分配^{［15， 18， 19， 22， 26， 28］}，评价为低风险偏倚。5个RCT采用了对参与者及工作人员使用盲法^{［12， 14， 24， 26， 28］}，评价为低风险偏倚。6个RCT未对结局评估人员使用盲法^{［12， 14， 20， 23， 24， 27］}，2个RCT存在不完整的结局数据^{［13， 22］}，评价为高风险偏倚。5个RCT存在选择性报告^{［12， 16， 23， 25， 29］}，评价为高风险偏倚。具体风险偏倚评价见图2、3。

2.3 Meta分析结果

2.3.1 饮食运动联合干预对糖尿病发病率的影响

共8个RCT报道了饮食运动联合干预组与对照组对糖尿病发病率的影响^{［23， 24， 26， 27， 31-34］}，各研究之间不存在明显的异质性（P=0.44，I² =0%），故采用固定效应模型进行Meta分析，结果显示表明饮食运动联合干预组的糖尿病发生率低于对照组的糖尿病发生率（RR=0.61， 95%CI： 0.51， 0.72）。见图4。

2.3.2 饮食运动联合干预对空腹血糖的影响

共20个RCT报道了饮食运动联合干预组与对照组对空腹血糖的影响^{［12-22， 25， 27-31， 33-35］}，各研究之间存在明显的异质性（P<0.001， I² =98%），随机效应模型进行Meta分析，结果表明饮食运动联合干预组的空腹血糖水平低于对照组的空腹血糖水平（MD=-0.30， 95%CI：-0.59，-0.01）。见图5。

2.3.3 饮食运动联合干预对糖化血红蛋白的影响

共9个RCT报道了关于饮食运动联合干预组与对照组对糖化血红蛋白的影响^{［12， 15， 17， 19， 21， 22， 26， 33， 35］}，各研究之间存在明显的异质性（P<0.001，I² =86%），随机效应模型进行Meta分析，结果表明饮食运动联合干预组的糖化血红蛋白水平低于对照组的糖化血红蛋白水平（MD=-0.25， 95%CI：-0.40， -0.10）。见图6。

2.3.4 饮食运动联合干预对餐后2 h血糖的影响

共15个RCT报道了关于饮食运动联合干预组与对照组对餐后2 h血糖的影响^{［14， 16， 20-22， 25， 27-35］}，各研究之间存在明显的异质性（P<0.001，I² =94%），随机效应模型进行Meta分析，结果表明饮食运动联合干预组的餐后2 h血糖水平低于对照组的餐后2 h血糖水平（MD=-0.78，95%CI：-1.41，-0.15），见图7。

2.3.5 饮食运动联合干预对BMI的影响

共16个RCT报道了关于饮食运动联合干预组与对照组对BMI的影响^{［12， 13， 15， 16， 18-22， 25， 28-33， 35］}，各研究之间存在明显的异质性（P<0.001，I² =79%），随机效应模型进行Meta分析，结果表明结果表明饮食运动联合干预组的BMI水平低于对照组的BMI水平（MD= -0.69，95%CI：-1.16，-0.22）。见图8。

2.4 亚组分析

2.4.1 不同随访时间

在进行不同随访时间的亚组分析中，随访时长6~12月：饮食运动联合干预组相较于对照组能够降低糖尿病空腹血糖、BMI水平。随访时长>12月：饮食运动联合干预组与对照组的空腹血糖、BMI、餐后两小时血糖之间无明显差异。考虑到糖化血红蛋白时随访时长>12个月只纳入1个RCT^［33］，所以不进行亚组分析。见表2。

2.4.2 不同年龄

按照不同年龄段进行亚组分析，结果表明饮食运动联合干预组在≤55岁人群和>55岁人群中均能够改善糖尿病前期人群空腹血糖、糖化血红蛋白、餐后2 h血糖、BMI水平，且>55岁人群的干预效果优于≤55岁人群。见表2。

2.5 敏感性分析

由于敏感性分析采用逐一剔除法，结果显示饮食运动联合干预与发病率、空腹血糖、糖化血红蛋白、餐后2 h血糖、BMI合并后效应量值无明显变化，表明合并后结果稳定性良好。此外，对各结局指标分别选用固定效应模型与随机效应模型进行合并，发现结果无明显差异，表明本研究定量合并结果较为稳定。见表3。

2.6 发表偏倚检测

对连续变量采用Egger′s检验评价发表偏倚，二分类变量采用Peters检验评价发表偏倚，结果显示糖化血红蛋白（P=0.14）、糖尿病发病率（P=0.69）、餐后2 h血糖（P=0.10）P值均大于0.05，表明存在这三项结局指标存在发表偏倚概率较小。BMI（P=0.005）、空腹血糖（P<0.001）的P值均小于0.05，表明这两项结局指标存在发表偏倚的可能性较大。见表4。

3 讨论

本研究共纳入24个RCT（4 236名研究对象）进行合并分析饮食运动联合干预对糖尿病前期的影响。主要从糖尿病发病率、空腹血糖、糖化血红蛋白、餐后2小时血糖、BMI等结局指标来探讨饮食运动联合干预对糖尿病前期的干预效果。结果显示饮食运动联合干预组相对于对照组显著降低参与者的糖尿病发病率、空腹血糖、糖化血红蛋白、餐后2小时血糖、BMI水平。饮食运动联合干预是糖尿病前期人群减重、降血糖的有效手段。

本研究结果表明纳入文献的饮食运动联合干预形式以轻度到中度有氧运动、优化三大营养素比例（低脂饮食、低碳水化合物饮食、高膳食纤维）为主。有氧运动被证明是改善血糖的重要途径。研究表明，适度的有氧运动除了有效改善胰岛素抵抗和提高胰岛素敏感性，还可以增强骨骼肌对葡萄糖的转运能力^［36］。有氧运动对胰岛素敏感性的调节特点是，早期主要增强外周组织对胰岛素的敏感性，随着运动干预时间的延长和胰岛素抵抗逐步缓解，对胰岛β细胞的功能产生良好调节^［37］。此外，不同强度的有氧运动对糖代谢影响也不同，Jin等^［38］人表明在不同强度的有氧运动中，低、中等强度的有氧运动均可以降低血糖，但低强度有氧运动发生低血糖风险的几率更低一些。在饮食干预中，低碳水化合物干预使机体依赖脂肪、蛋白质和其他营养素作为能量来源，逐步恢复能量平衡，促进胰岛素通路恢复，使胰岛素水平在正常范围内波动，进一步减轻胰岛素水平，从而改善血糖水平^［39］。杨斌等人^［40］研究表明低脂和低碳水饮食均在短期内有效降低糖尿病患者的BMI，改善患者代谢功能，对维持血糖稳定具有积极意义，与本研究结果一致。高膳食纤维饮食可以促进胃肠蠕动，减少胆固醇吸收，有利于预防糖尿病，改善糖耐量，还可以辅助控制血糖^［41］。同时，摄入多样化的膳食纤维，可使肠道内特定的有益“生态功能菌群”增多，促进胰岛素分泌和提高胰岛素敏感性，进而改善2型糖尿病^［42］。张曦元等人^［43］认为饮食运动联合干预效果优于单一干预方法且饮食运动联合干预也是当前我国糖尿病前期人群推荐的干预方法，应作为延缓糖尿病前期进展的首选方法。

不同随访时长的饮食运动联合干预对于改善糖尿病前期的效果不同，Lindahl等^［20］的研究表明，在随访0~12个月时干预组对降低血糖、血压、BMI等方面显著优于对照组，而在随访3年和5年时未观察到这一现象。与亚组分析结果相同，随访时长>12个月各结局指标与对照组相比均无显著性差异，可能是长时间随访导致失访率过高，参与者依从性降低没有坚持按照干预计划进行饮食运动的改变。本研究中有8项RCT的随访时间超过12个月。由于干预周期较长，研究者在进行运动干预时未对干预方式进行渐进式调整。饮食干预受到研究对象的文化背景、理解能力及社会经济条件等多重因素的影响，导致饮食干预的接受程度和效果可能存在较大个体差异^［44］。同时，长时间的干预未提供激励措施，可能导致研究对象积极性不高、依从性降低，最终使BMI、餐后2 h血糖和空腹血糖的改善未达到显著性水平。按照年龄进行亚组分析，结果显示不同年龄段人群中饮食运动联合干预对于降低空腹血糖、糖化血红蛋白、餐后两小时血糖和BMI具有统计学差异，年龄>55岁人群相较于年龄≤55岁人群干预效果更好。Wang等^［45］研究表明，在预防或延缓糖尿病发病方面，促进良好的饮食运动行为在老年人中可能比年轻人更有效。

糖尿病前期发病机制尚不清楚，但更多与久坐、缺乏运动、不良饮食等生活方式有关^［46］。饮食、运动作为糖尿病防治的基础，不仅能够有效地改善糖尿病前期人群的血糖水平，还具有安全有效、实施成本低、便于实施等优点。未来需要更多高质量的研究来探讨饮食和运动联合干预对糖尿病前期人群血糖和体重的影响。同时，随着分子遗传学技术的发展和人类基因组计划的完成，精准医学为逆转糖尿病提供了新的方向。通过基因检测，可以了解糖尿病前期人群是否携带糖尿病易感基因，为后期运动和营养膳食的“精准干预”提供科学依据。

本研究存在以下局限性：（1）研究在数据库中只纳入了中、英文文献，可能存在原始文献检索不全；（2）部分文献在长时间随访过程中失访率较高、参与者依从性降低，可能对干预效果造成一定的影响。（3）纳入的文献来自不同的地区且各个方案之间的干预时间、干预方法、干预形式并不一致，因此在进行Meta合并分析时可能会造成一定的影响。（4）纳入的少量研究未实施盲法或进行选择性报告，可能存在选择或者报告偏倚。

饮食运动联合干预能够有效降低糖尿病前期人群糖尿病发病率、空腹血糖、糖化血红蛋白、餐后2 h血糖、BMI水平，延缓糖尿病的进展。在年龄>55岁人群中相较于年龄≤55岁人群干预效果更好；而长时间（>12个月）的干预效果有待进一步验证。

作者贡献度说明：

郑传雷：完成相关文献资料的收集、提取和分析，以及论文初稿的写作；曾少波：参与文献的资料的收集、提取；吴清锋：论文的构思及负责人，指导论文写作。全体作者都已阅读并同意最终的文本。

所有作者声明不存在利益冲突关系。

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基金资助

国家自然科学基金资助项目(81960621)