青年人冠状动脉风险发展研究中中年人每日步数和全因死亡率

要点

问题在中年黑人和白人女性和男性中，步数或强度与过早死亡有关吗?

发现在这项2110名成年人的队列研究中，平均随访10.8年，每天至少走7000步的参与者与每天走少于7000步的参与者相比，死亡风险降低了50%至70%。无论调整步幅大小，步幅强度与死亡率均无相关性。

意义这项队列研究发现，在黑人和白人中年女性和男性中，较高的每日步数与较低的过早全因死亡风险相关。

重要性在临床和人群环境中，每天的步数是促进身体活动的一个有意义的指标。为了指导步骤目标的推广策略，了解步骤与临床终点(包括死亡率)的关联是很重要的。

客观的估计黑人和白人男性和女性中每天步数与过早(41-65岁)全因死亡率的关系。

设计，设置和参与者这项前瞻性队列研究是青年人冠状动脉风险发展(CARDIA)研究的一部分。参与者年龄在38岁至50岁之间，在2005年至2006年期间佩戴加速度计。参与者的平均随访时间(SD)为10.8(0.9)年。数据是在2020年和2021年进行分析的。

曝光每日步数，分为低(<7000步/d)、中(7000-9999步/d)、高(≥10 000步/d)和步行强度，分为30分钟步行率峰值和100步/min以上的时间。

主要成果和措施全因死亡率。

结果CARDIA研究共纳入2110名参与者，平均(SD)年龄为45.2(3.6)岁，1205名(57.1%)女性，888名(42.1%)黑人参与者，中位数(四分位数间距[IQR])为9146(7307-11 162)步/天。在22 845人年的随访期间，72名参与者(3.4%)死亡。使用多变量校正Cox比例风险模型，与低步进组相比，中等步进组的死亡风险显著降低(风险比[HR]， 0.28 [95% CI, 0.15-0.54];风险差异[RD]， 53 [95% CI, 27-78] / 1000人)和高(HR, 0.45 [95% CI, 0.25-0.81];RD, 41 [95% CI, 15-68]事件/ 1000人)。与低步组相比，中等/高步率与黑人参与者(HR, 0.30 [95% CI, 0.14-0.63])和白人参与者(HR, 0.37 [95% CI, 0.17-0.81])的死亡风险降低相关。同样，与低步组相比，中/高步率与女性(HR, 0.28 [95% CI, 0.12-0.63])和男性(HR, 0.42 [95% CI, 0.20-0.88])的死亡风险降低相关。峰值30分钟强度(最低和最高的分位数:HR, 0.98 [95% CI, 0.54-1.77])或100步/分钟或以上的时间(最低和最高的分位数:HR, 1.38 [95% CI, 0.73-2.61])与死亡风险之间没有显著关联。

结论与相关性这项队列研究发现，在中年的黑人和白人男性和女性中，每天走大约7000步或更多步的参与者的死亡率低于每天走不到7000步的参与者。踏步强度与死亡率无相关性。

有规律的体育活动是人们改善或保持健康的最重要的行为之一。积极锻炼身体对许多疾病都有实质性的健康益处，比如心血管疾病、糖尿病和几种癌症，还能提高生活质量。¹人们每天走的步数是量化日常活动总量的一个有意义的指标。²度量的简单性和可穿戴设备测量的便利性为全民监测步数提供了机会。国家身体活动指南没有将步数作为公共卫生目标，因为证明步数和强度与临床结果(包括死亡率)的潜在关联的研究数量有限。¹

大多数关于步骤和健康的前瞻性研究都包括老年人的样本，而很少有研究包括生命历程较早的成年人或种族多样化的人群。^3.Hall等人的系统综述^3.发现设备测量的步数与全因死亡率之间存在显著关联，主要在老年人人群中。国家健康和营养调查(NHANES)和挪威体育活动监测研究开始将这些发现扩展到中老年人。^4，5体育活动指南咨询委员会认为，有必要对具有不同个体特征的人群进行研究，包括年龄、种族和性别，因为这些特征可能会影响日常步数与健康之间的联系。⁶我们的研究扩展了研究范围，对黑人和白人中年男性和女性的前瞻性队列进行了研究，并研究了步行与过早死亡的关系，过早死亡被认为早于美国人口的平均预期寿命。⁷

国家身体活动指南建议，根据支持身体活动强度对健康有益的科学证据，每周至少进行150分钟中等至高强度的身体活动。⁸Wang等人在2021年进行的一项研究⁹在400,000多名 成年人中，有40,000人证明了积累中等至高强度身体活动对死亡率结果的重要性。此外，Wang等人⁹还发现高强度运动比中等强度运动更能降低死亡率。目前尚不清楚步行强度是否与死亡风险相关。一些流行病学研究表明，自我定义的步行速度与死亡率有关。^10，11最近关于步数和死亡率的研究表明，与死亡率相关的是步数(体积)，而不是步数的强度(速度或节奏)。^4，12目前缺乏比较中年人步数和步数强度死亡率的研究。这些研究很重要，因为达到健康益处的强度要求在老年人和年轻人之间可能不同。^13，14

为了响应对年轻和不同人群中步数和强度与死亡率之间关系的经验数据的需求，我们对中年黑人和白人成年人进行了一项前瞻性研究，随访了大约11年的死亡率。我们研究的目的是检查步数和强度与总体死亡率、种族和性别之间的关系。

该队列研究获得了各领域中心机构审查委员会的批准。所有参与者提供书面知情同意书。本研究遵循《加强流行病学观察性研究报告》(选通脉冲)队列研究报告指南。

青年人冠状动脉风险发展(CARDIA)研究包括1985年至1986年5115名18至30岁的成年人。¹⁵该研究从美国4个地区(阿拉巴马州伯明翰;芝加哥,伊利诺斯州;明尼苏达州明尼阿波利斯市;以及加州奥克兰)。参与者在基线和第2、5、7、10、15、20、25和30年接受了亲自检查。存活参与者的考试保留率在第2年为91%，第5年为86%，第7年为81%，第10年为79%，第15年为74%，第20年为72%，第25年为72%，第30年为71%。在第20年的后续考试(2005-2006年);队列年龄38至50岁)，2332名参与者佩戴加速度计作为CARDIA健身辅助研究的一部分。

参与者被要求连续7天在所有醒着的时间里在臀部佩戴一个由松紧带固定的ActiGraph 7164加速度计，在睡眠和水上活动时取下。¹⁶ActiGraph 7164提供每天自由活动步数的有效估计。¹⁷纵轴数据以60秒为周期，基于为2003 - 2004年NHANES波浪开发的改进SAS程序进行处理。^18，19参与者至少有3天，至少10小时/天的磨损时间。^2，20.

计算步量，将每个有效日直接从加速度计测量的原始步数相加，然后计算各天的平均值。⁴我们将参与者分为3组:低(<7000步/d)，中等(7000至<10 000步/d)和高(≥10 000步/d)。2011年美国运动医学学院的立场声明建议成年人每天至少走7000步，这是基于标准参考的计步器指数。²¹目前还不确定传统的10 000步/天的目标是否需要健康益处;因此，我们选择这一组作为我们的高步组来调查10 000步/天或更多的水平。踏步强度基于类似流行病学研究中使用的指标。^4，12我们计算了一天中任意30分钟(不一定是连续的)内观察到的最高步数/分钟，并计算了所有天的平均值。²²我们还将强度量化为每日100步/分钟或以上的分钟数，建议为中等强度。²²

本研究的主要结果是全因死亡率。每年与参与者或指定代理人联系两次，以确定其生命状况;全国死亡指数每5年进行一次搜索。²³工作人员要求提供死亡证明、医院死亡记录和尸检报告。CARDIA终点监测和裁决小组委员会使用预先制定的标准对潜在死因进行分类。为了进行这项分析，对参与者的死亡进行了随访，直到2018年8月31日。

协变量与加速度计在相同的检查(2005-2006)中进行评估。在访视过程中通过自我报告询问年龄、种族和教育程度。吸烟史将参与者分为现在吸烟者、曾经吸烟者和从不吸烟者。种族被作为协变量纳入分析，因为黑人成年人的死亡率高于白人成年人。种族数据的收集允许按种族评估步数与死亡率的潜在差异关联。体重和身高测量到最接近的0.5磅。和0.5 cm，并用于计算身体质量指数(BMI;计算方法为体重(公斤)除以身高(米)的平方。通过访谈问卷收集酒精摄入量(mL/d)，并将酒精摄入量分为0 mL/d、小于12 mL/d、或大于12 mL/d(报告有酒精的样本中位数)。根据CARDIA食物频率问卷中的健康饮食指数对饮食进行量化。²⁴参与者自我报告他们的健康状况，健康状况被分为差或一般与好，非常好，或优秀。空腹血糖和总胆固醇用标准的实验室技术测量。^15，25，26测量三次血压，计算最后两次的平均值。参与者自我报告高血压、糖尿病和高胆固醇的药物使用情况。目前的临床指南或报告的药物使用定义了高脂血症、糖尿病和2期高血压。^27-29两位医生判定心血管疾病，包括冠心病、心力衰竭、中风、短暂性脑缺血发作或外周动脉疾病。

步量分析样本包括2110名附着加速度计磨损的参与者，并在第20年收集协变量(图1和表1)补充)。采用Cox比例风险回归模型计算阶梯容积组与全因死亡率之间的风险比(hr)和95% ci。模型1根据年龄、种族、性别和加速度计佩戴时间进行了调整。模型2增加了场地中心、随访最大受教育程度、吸烟、饮酒和BMI。模型3增加了收缩压、高血压药物、糖尿病、高脂血症、心血管疾病和自评健康。吸烟、饮酒和自评健康等分类变量缺失的数据少于5%;因此，在我们的模型中，缺失数据被分类为未报告/未知。使用序数值检查跨步骤组的趋势检验。在步数/天分布的第10、50和90百分位数处设置结的受限三次样条检验了剂量-反应与死亡率的关联。^30.，31不同种族和性别的步组之间没有显著的相互作用。然而，由于缺乏对不同人群的研究，我们先验地决定按种族和性别进行分层分析。

采用相同的建模策略，对踩踏强度与全因死亡率的关系进行了Cox回归分析。由于没有既定的踏步强度阈值，我们将参与者分成几组。为了解释步数与高峰30分钟强度之间的相关性，以及以100步/分钟或以上的速度花费的时间(步数:r= 0.70;30分钟的强度:r= 0.56)，我们采用残差法纳入步进体积模型(模型4)。该方法将强度变量按步长体积进行回归。我们将强度残差作为自变量加入到模型中，并根据步长体积进行调整。^12，32

我们进行了几次敏感性分析。为了检验反向因果关系的潜在影响，我们剔除了在随访的前2年内死亡的参与者。为了确定协变量调整的稳健性，我们使用时变协变量进行了扩展的Cox模型，考虑了20年、25年和30年随访期间的协变量。为了确定饮食是否影响了这种关联，我们对1899名参与者进行了饮食数据分析，并对健康饮食指数评分进行了调整。在检验随访时间与暴露之间相互作用的统计显著性时，没有违反比例危害假设。

双面的P<。05was considered statistically significant. Data were analyzed in 2020 to 2021. All analyses were conducted using SAS version 9.4 (SAS Institute) and R statistical software version 4.0 (R Project for Statistical Computing).

分析样本包括2110名参与者，20岁时的平均(SD)年龄为45.2(3.6)岁，其中1205名(57.1%)女性和888名(42.1%)黑人参与者。一半的参与者超过9000步/天(中位数[IQR] 9146[7307-11 162]步/天)。步数分为低(中位数[IQR]， 5837[5166-6392]步/d)、中(中位数[IQR]， 8502[7822-9278]步/d)和高(中位数[IQR]， 11 815[10 826-13 588]步/d)步数类别(表1)。在最低步距组中，女性(280名女性[62.5%])和黑人参与者(241名参与者[53.8%])的比例显著更高(P<措施)。与中等和高步数组相比，低步数组的参与者有更高的身体质量指数，更低的自我评价健康，以及更高的2期高血压和糖尿病患病率(表1)。从基线到随访结束的平均(SD)时间为10.8(0.9)年。在22 845人年的随访期间，2110名参与者中有72人(3.4%)死亡。死亡的主要原因是癌症(18名参与者[25.0%])和心血管疾病(17名参与者[23.6%])补充)。

在我们的初步结果中，与低步进组的参与者相比，在考虑了所有协变量后，中等步进组的参与者的死亡风险显著降低(HR, 0.28 [95% CI, 0.15-0.54]];风险差异[RD]， 53 [95% CI, 27-78] / 1000人)和高(HR, 0.45 [95% CI, 0.25-0.81];RD, 41 [95% CI, 15-68]事件/ 1000人)。（表2;表3中的补充)。在敏感性分析中也观察到类似的结果，排除了前2年内死亡的参与者(见表4)补充)，在扩展的比例风险模型中使用时变协变量补充)，并根据饮食进行调整(表6)补充)。样条分析发现，在整个分布中，步数下降到大约10 000步/天(图1)，并且在所有人口统计组中都是相似的补充)。

黑人参与者比白人参与者走的步数少(中位数[IQR]， 8670[6810-10 811]步/天vs 9441[7704-11 329]步/天;P< .001) (图2)。女性的步数少于男性(中位数[IQR]， 8910[7140-10 842]步/天vs 9418[7536-11 576]步/天;P< .001) (图2)。在种族特异性分析中，与低步组的参与者相比，黑人参与者(HR, 0.30 [95% CI, 0.14- 0.63])和白人参与者(HR, 0.37 [95% CI, 0.17- 0.81])的高步率与风险降低相关(图2)。在性别特异性分析中，与低步组的参与者相比，高步率与女性(HR, 0.28 [95% CI, 0.12- 0.63])和男性(HR, 0.42 [95% CI, 0.20-0.88])的风险降低相关(HR, 0.28 [95% CI, 0.12- 0.63])。图2)。踏步强度和死亡率之间没有关联，无论对踏步量进行调整(表3)。

在这项针对黑人和白人中年女性和男性的队列研究中，较高的每日步数与较低的全因死亡率相关。每天至少走7000步的成年人与每天走不到7000步的成年人相比，死亡风险降低了约50%至70%。每天步行超过10 000步与死亡风险的进一步降低无关。这项工作扩展了先前对中年黑人和白人成年人的前瞻性研究中步数与死亡率之间关系的研究。

我们的研究结果与NHANES的一项具有全国代表性的前瞻性队列研究一致，该研究使用了相同的ActiGraph 7164设备。⁴与我们的研究结果相似，NHANES对6355名男性和女性(平均年龄57岁)的研究发现，与4000步/天组相比，较高的步数8000至12 000步/天组的死亡风险降低了约50%至65%。⁴这些发现在不同种族和民族群体以及女性和男性中都是相似的。在NHANES的研究中，⁴女性、男性、非西班牙裔黑人和非西班牙裔白人参与者每天走8000步(vs 4000步/天)，死亡风险降低52%至55%。⁴我们发现了与NHANES研究相似的剂量-反应曲线，风险降低在大约10 000步/天时趋于平稳。相反，妇女健康研究¹⁴报告的水平为7500步/天，这可能是由于参与者年龄较大(平均年龄为72岁)。老年人可能需要较少的活动量来获得类似的健康改善和功能状态，并获得健康益处。

我们的研究结果支持了之前的研究，表明在最不活跃的人群中每天增加步数可能会降低死亡率。^3.-5，12例如，挪威体育活动监测研究⁵显示最低四分位数和第二低四分位数之间的风险降低幅度最大，风险降低了48%，最高四分位数的风险降低幅度高达57%。在这项研究中，我们没有调查每天步行少于7000步的潜在死亡率，因为样本量和我们更年轻、更活跃的人群。¹⁶样本量大于CARDIA的研究，如NHANES参与者的研究⁴以及女性健康研究中的老年女性¹²我们能够从少于2000步/天开始，在1000到2000步增量组中检查参与者。这两项研究发现，每天步行约4000步的人比每天步行约2000步的人死亡率低约30%。

对步数和死亡率的研究往往缺乏多样性。^3.CARDIA研究提供了一个独特的机会来研究种族和性别与步数和死亡率之间的潜在相互作用。我们没有观察到性别或种族之间有统计学意义的相互作用。当比较黑人(HR, 0.30)和白人(HR, 0.37)参与者，或比较女性(HR, 0.28)和男性(HR, 0.42)时，根据7000步/天或更多的组与少于7000步/天的参照组，我们没有观察到任何显著的死亡风险差异。死亡人数较少可能是缺乏重大成果的原因之一。

与使用可穿戴监测器测量步数的研究一致，^4，12在这项研究中，踏步强度与死亡率无关。相比之下，自我报告的步行速度越快，死亡风险越低。^10，11在我们的研究中，步幅强度越高的参与者往往走的步数越多，因此很难确定步幅和步幅强度与死亡率之间的独立关系。横断面证据表明，步行强度可能有利于其他结果，如心脏代谢危险因素，这对死亡率有影响。^33-35可能需要前瞻性研究来检查步数和强度与心脏代谢结果和其他临床终点的关系。

本研究结果可能具有重要的临床意义。可穿戴患者监测系统正在成为预防和管理慢性病的个性化医疗工具。³⁶从这些设备中估计的步数可以作为跟踪和促进身体活动的简单指标。对大多数人来说，鼓励步行来实现步数目标是一种很容易接受的活动形式。过去十年，消费者可穿戴设备越来越受欢迎;例如，可穿戴Fitbit活动追踪器的用户已从2012年的约50万人增加到2019年的2950万人。³⁷重要的是，就与死亡率和其他健康益处相关的步数和强度提供循证建议。

这项研究有几个优点。平均随访时间为10.8年，对于研究步数与死亡率的关系而言，这是一个相对较长的随访时间。^3.CARDIA研究使用了一种经过标准验证的设备来测量步数和丰富的协变量数据。我们的研究结果显示了跨种族和性别亚组的步数与死亡率的关联。与以前的研究相比，我们的队列更年轻，我们增加了新的证据，重点关注死亡发生在平均预期寿命之前，或过早死亡。^3.

这项研究有几个局限性。观察设计限制了有关步数与死亡率之间因果关系的结论。步数最低的一组患心血管疾病、高血压和糖尿病的几率最高。虽然我们的分析试图控制这些和其他健康状况因素，但仍然存在残留混淆和反向因果关系的可能性。考虑到随访时的平均(SD)年龄为56(3.6)岁(范围41-66岁)，预计低事件发生率(72例死亡[样本的3.4%])。这排除了种族性别群体(如黑人妇女)和特定原因死亡率的详细检查。正如样条曲线所示，95% ci在12 000步/天至15 000步/天之间扩大，限制了每天步数增加与死亡率之间的推论。如果参与者在第20年访问之前死亡或退出，或者在第20年没有佩戴加速度计，则可能导致选择偏差。用于分析加速度计数据的算法可能无法充分捕获少于1分钟的回合，而在日常生活中，短暂的步行回合很常见。³⁸强度指标是在跑步机以恒定速度行走的受控环境中制定的。这可能不能充分代表自由生活的步行强度和零星的步行行为模式。

ActiGraph 7164是一款可穿戴式活动监测器，与标准设备StepWatch相比，可在自由生活条件下测量步数。¹⁷来自各种研究和商业监测器的步数高度相关(>.80)，但与其他可穿戴活动监测器的步数不相同。与其他常用设备相比，ActiGraph 7164设备可以多估计15%至25%的步数。^17，39因此，本研究提供的具体步数值可能并不精确适用于每一个可穿戴式活动监测器。

这项针对黑人和白人男性和女性的队列研究发现，在中年期间每天至少走7000步与较低的死亡风险相关。踏步强度与死亡率无相关性。通过鼓励每天增加步数来改善最不活跃人群的身体活动水平，可能与降低死亡风险有关。

接受发表:2021年7月8日。

发表:2021年9月3日。doi:10.1001 / jamanetworkopen.2021.24516

开放:这是一篇开放获取的文章，在CC-BY许可证．©2021 Paluch AE等。狗万体育下载地址JAMA网络开放．

通讯作者:Amanda E. Paluch博士，马萨诸塞大学阿姆赫斯特分校运动机机系应用生命科学研究所，撒切尔路240号，生命科学实验室S317，马萨诸塞州阿姆赫斯特01003 (apaluch@umass.edu)。

作者的贡献:Paluch博士可以完全访问研究中的所有数据，并对数据的完整性和数据分析的准确性负责。

概念与设计:Paluch。

数据的获取、分析或解释:所有作者。

手稿起草:Paluch,富尔顿。

对手稿重要知识内容的批判性修改;所有作者。

统计分析:Paluch,迪克。

获得资助:刘易斯，施莱纳，斯特恩菲尔德，西德尼，卡尼松。

行政、技术或物质支持:刘易斯，西德尼，卡尼松。

监督:Carnethon。

利益冲突披露:刘易斯博士报告说，在进行这项研究期间，他获得了美国国立卫生研究院的资助(支付给伯明翰的阿拉巴马大学)。斯特恩菲尔德博士报告说，在进行这项研究期间，他获得了凯撒基金会研究所(Kaiser Foundation Research Institute)的资助。没有其他披露的报道。

资金/支持:青年冠状动脉风险发展研究(CARDIA)由国家心肺血液研究所(NHLBI)与阿拉巴马大学伯明翰分校(批准号:HHSN268201800005I和HHSN268201800007I)、西北大学(批准号:HHSN268201800007I)合作开展和支持。HHSN268201800003I)，明尼苏达大学(批准号:HHSN268201800006I)，凯撒基金会研究所(批准号:HHSN268201800004I)。CARDIA还部分得到了国家老龄研究所(NIA)的校内研究计划以及NIA和NHLBI之间的机构内协议的支持。AG0005)。CARDIA健身研究得到了美国国立卫生研究院的支持(批准号:R01 HL078972;斯特恩菲尔德博士和西德尼博士)。

资助者/保荐人的角色:资助者在研究的设计和实施中没有任何作用;收集、管理、分析和解释数据;审稿:手稿的准备、审查或批准;并决定投稿发表。

免责声明:本报告中的发现和结论是作者的发现和结论，并不一定代表疾病控制和预防中心的官方立场。

额外的贡献:我们感谢CARDIA研究的参与者、工作人员和研究者。