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腰圍身高比——取代 BMI 的肥胖指標?

活躍星系核_96
・2017/04/22 ・1870字 ・閱讀時間約 3 分鐘 ・SR值 542 ・八年級
  • 文/羅家禧|香港中文大學公共衛生學院博士生,希望學術成果能轉化成公眾易於理解及運用的知識。研究興趣為睡眠、飲食與代謝健康之間的關係。
source:publicdomainpictures

談到界定肥胖的指標時,相信大家會想起身高體重指數(BMI)或腰圍尺碼(Waist circumference)。雖然耳熟能詳,但兩種指標的參考值都跟隨年齡、性別、種族、甚至發表指引的機構而有不少差別。成人的參考值還算清晰,例如亞洲人 BMI 超過 23,腰圍超於 90 或 80 厘米便算肥胖。但對小於 18 歲的孩子無論在 BMI 或腰圍方面的界定也很困難。

能否有一個指標,既容易量度,也能簡單地得出是否超標的結論?

腰圍不要超過身高的一半

九十年代起,已有人倡議以腰圍與身高的比例作為體重指標。計算方法很簡單,以腰圍 29 吋(即 29 乘 2.54 = 73.66 厘米),身高為 160 厘米計算,腰圍身高比便屬於0.46。若超出 0.5,便有較大機會患上心血管相關疾病的風險。換言之,不要讓腰圍長度超過身高的一半。

為甚麼這指標比 BMI 和腰圍更好?因為 BMI 忽略了個人體內脂肪分佈,尤其是腰部脂肪積聚(亦即中央肥胖)其實對健康有更大影響。至於腰圍本身,也忽視了身體大小(即身高)對腰圍的影響:一名高個子,便有機會比矮個子有更粗的腰圍。而從量度方面,腰圍身高比只需一把軟尺便可完成,亦比需要體重磅的 BMI 更為方便。

腰圍身高比只需一把軟尺便可完成,比需要體重磅的 BMI 更為方便。圖/By Sean MacEntee @ flickr, CC BY 2.0

好,紙上談兵完畢。那麼實際上又有沒有研究結果證明腰圍身高比的效果呢?

在成人中更有效,在孩子中也還可以

為討論各體重指標作篩查的有效度,要先簡述一下 ROC Curve 分析的概念。如圖 1 所示,ROC Curve 是一個 X 軸為假陽性(不小心把健康的人當成有病的機率)Y 軸為真陽性(病人被驗出有病了的機率)。圖中畫出的藍色線便是 ROC curve。ROC 所覆蓋的面積(Area under the curve)越大,代表指標越能正確地篩選出有疾病風險的人。面積數值介乎 0 至 1,大於 0.5 代表指標篩查力比瞎猜要好,大於 0.7 便是好指標

圖 1,藍色線便是ROC curve。ROC所覆蓋的面積越大,代表指標越能正確地篩選出有疾病風險的人。

在 2012 年,Ashwell 等人發表了一篇綜合分析(meta-analysis),比較腰圍身高比、 BMI 與腰圍在篩查成人糖尿病、高血壓、血脂異常、代謝綜合症和心臟病方面的有效度。簡單來說,就是找出體重指標在不同研究中做 ROC curve 分析時得出的 Area under the curve 以統計學方法綜合起來,然後作出比較。結果發現,腰圍身高比相比 BMI 和腰圍於篩查糖尿病、高血壓與心臟病有明顯較高的 Area under the curve,顯示它在成人社群中為更佳的篩查工具。

在 2016 年,另一批研究人員把研究範圍擴展至兒童及青少年。由於兒童及青少年患上慢性疾病的比率較低,所選取的疾病便調正為高血糖、高血壓、血脂異常及代謝綜合症。出乎意料,雖然腰圍身高比於篩查代謝綜合症時效果最好(Area under the curve 超過 0.8),但在絕大部份的分析中均沒有明顯較好的效果。作者指出有可能兒童身高的增長快於腰圍脂肪的積累,於是有大肚子的兒童便因此被忽視。綜使如此,腰圍身高比在兒童及青少年當中的有效度與 BMI 及腰圍看齊,量度與分析方法亦較容易。因此作者在文末仍然推介腰圍身高比作為篩查肥胖相關疾病的指標。

尚未解決的問題

雖然已經陸續有研究結果支持腰圍身高比的好處,但這代表它能取代 BMI 嗎?路還很漫長哩!首先,現時綜合分析所包括的文章都是橫斷面研究(cross-sectional),在學術上仍未能有如追蹤研究(cohort study)般探討因果關係。此外, Area under the curve 相差 0.05 對疾病風險會有多大影響?ROC curve 是否量化篩查表現最合適的工具?這些問題仍有待解決。縱使如此,現時的研究證據的積累的確往支持使用腰圍身高比的方向發展。

參考文章:

  • WHO/IASO/IOTF. The Asia-Pacific perspective: redefining obesity and its treatment. Health Communication Australia Pty Ltd; 2000.
  • Alberti, K. G. M., Zimmet, P., & Shaw, J. (2005). The metabolic syndrome-a new worldwide definition. The Lancet, 366(9491), 1059.
  • Ashwell M, Lejeune S, McPherson K. Ratio of waist circumference to height may be better indicator of need for weight management. Br Med J 1996; 312: 377.
  • Browning, L. M., Hsieh, S. D., & Ashwell, M. (2010). A systematic review of waist-to-height ratio as a screening tool for the prediction of cardiovascular disease and diabetes: 0· 5 could be a suitable global boundary value. Nutrition research reviews, 23(02), 247-269.
  • Metz CE. Some practical issues of experimental-design and data-analysis in radiological roc studies. Invest Radiol 1989; 24: 234–245.
  • Ashwell, M., Gunn, P., & Gibson, S. (2012). Waist‐to‐height ratio is a better screening tool than waist circumference and BMI for adult cardiometabolic risk factors: systematic review and meta‐analysis. Obesity reviews, 13(3), 275-286.
  • Lo, K., Wong, M., Khalechelvam, P., & Tam, W. (2016). Waist‐to‐height ratio, body mass index and waist circumference for screening paediatric cardio‐metabolic risk factors: a meta‐analysis. Obesity Reviews, 17(12), 1258-1275.
  • Tian, S. (2016). Comment on: waist‐to‐height ratio, body mass index and waist circumference for screening paediatric cardio‐metabolic risk factors: a meta‐analysis. Obesity Reviews, 17(12), 1341-1341.

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活躍星系核_96
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活躍星系核(active galactic nucleus, AGN)是一類中央核區活動性很強的河外星系。這些星系比普通星系活躍,在從無線電波到伽瑪射線的全波段裡都發出很強的電磁輻射。 本帳號發表來自各方的投稿。附有資料出處的科學好文,都歡迎你來投稿喔。 Email: contact@pansci.asia


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揭開人體的基因密碼!——「基因定序」是實現精準醫療的關鍵工具

科技魅癮_96
・2021/11/16 ・1998字 ・閱讀時間約 4 分鐘

為什麼有些人吃不胖,有些人沒抽菸卻得肺癌,有些人只是吃個感冒藥就全身皮膚紅腫發癢?這一切都跟我們的基因有關!無論是想探究生命的起源、物種間的差異,乃至於罹患疾病、用藥的風險,都必須從了解基因密碼著手,而揭開基因密碼的關鍵工具就是「基因定序」技術。

揭開基因密碼的關鍵工具就是「基因定序」技術。圖/科技魅癮提供

基因定序對人類生命健康的意義

在歷史上,DNA 解碼從 1953 年的華生(James Watson)與克里克(Francis Crick)兩位科學家確立 DNA 的雙螺旋結構,闡述 DNA 是以 4 個鹼基(A、T、C、G)的配對方式來傳遞遺傳訊息,並逐步發展出許多新的研究工具;1990 年,美國政府推動人類基因體計畫,接著英國、日本、法國、德國、中國、印度等陸續加入,到了 2003 年,人體基因體密碼全數解碼完成,不僅是人類探索生命的重大里程碑,也成為推動醫學、生命科學領域大躍進的關鍵。原本這項計畫預計在 2005 年才能完成,卻因為基因定序技術的突飛猛進,使得科學家得以提前完成這項壯舉。

提到基因定序技術的發展,早期科學家只能測量 DNA 跟 RNA 的結構單位,但無法排序;直到 1977 年,科學家桑格(Frederick Sanger)發明了第一代的基因定序技術,以生物化學的方式,讓 DNA 形成不同長度的片段,以判讀測量物的基因序列,成為日後定序技術的基礎。為了因應更快速、資料量更大的基因定序需求,出現了次世代定序技術(NGS),將 DNA 打成碎片,並擴增碎片到可偵測的濃度,再透過電腦大量讀取資料並拼裝序列。不僅更快速,且成本更低,讓科學家得以在短時間內讀取數百萬個鹼基對,解碼許多物種的基因序列、追蹤病毒的變化行蹤,也能用於疾病的檢測、預防及個人化醫療等等。

在疾病檢測方面,儘管目前 NGS 並不能找出全部遺傳性疾病的原因,但對於改善個體健康仍有積極的意義,例如:若透過基因檢測,得知將來罹患糖尿病機率比別人高,就可以透過健康諮詢,改變飲食習慣、生活型態等,降低發病機率。又如癌症基因檢測,可分為遺傳性的癌症檢測及癌症組織檢測:前者可偵測是否有單一基因的變異,導致罹癌風險增加;後者則針對是否有藥物易感性的基因變異,做為臨床用藥的參考,也是目前精準醫療的重要應用項目之一。再者,基因檢測後續的生物資訊分析,包含基因序列的註解、變異位點的篩選及人工智慧評估變異點與疾病之間的關聯性等,對臨床醫療工作都有極大的助益。

基因定序有助於精準醫療的實現。圖/科技魅癮提供

建立屬於臺灣華人的基因庫

每個人的基因背景都不同,而不同族群之間更存在著基因差異,使得歐美國家基因庫的資料,幾乎不能直接應用於亞洲人身上,這也是我國自 2012 年發起「臺灣人體生物資料庫」(Taiwan biobank),希望建立臺灣人乃至亞洲人的基因資料庫的主因。而 2018 年起,中央研究院與全臺各大醫院共同發起的「臺灣精準醫療計畫」(TPMI),希望建立臺灣華人專屬的基因數據庫,促進臺灣民眾常見疾病的研究,並開發專屬華人的基因型鑑定晶片,促進我國精準醫療及生醫產業的發展。

目前招募了 20 萬名臺灣人,這些民眾在入組時沒有被診斷為癌症患者,超過 99% 是來自中國不同省分的漢族移民人口,其中少數是臺灣原住民。這是東亞血統個體最大且可公開獲得的遺傳數據庫,其中,漢族的全部遺傳變異中,有 21.2% 的人攜帶遺傳疾病的隱性基因;3.1% 的人有癌症易感基因,比一般人罹癌風險更高;87.3% 的人有藥物過敏的基因標誌。這些訊息對臨床診斷與治療都相當具實用性,例如:若患者具有某些藥物不良反應的特殊基因型,醫生在開藥時就能使用替代藥物,避免病人服藥後產生嚴重的不良反應。

基因時代大挑戰:個資保護與遺傳諮詢

雖然高科技與大數據分析的應用在生醫領域相當熱門,但有醫師對於研究結果能否運用在臨床上,存在著道德倫理的考量,例如:研究用途的資料是否能放在病歷中?個人資料是否受到法規保護?而且技術上各醫院之間的資料如何串流?這些都需要資通訊科技(ICT)產業的協助,而醫師本身相關知識的訓練也需與時俱進。對醫院端而言,建議患者做基因檢測是因為出現症狀,希望找到原因,但是如何解釋以及病歷上如何註解,則是另一項重要議題。

從人性觀點來看,在技術更迭演進的同時,對於受測者及其家人的心理支持及社會資源是否相應產生?回到了解病因的初衷,在知道自己體內可能有遺傳疾病的基因變異時,家庭成員之間的情感衝擊如何解決、是否有對應的治療方式等,都是值得深思的議題,也是目前遺傳諮詢門診中會詳細解說的部分。科技的初衷是為了讓人類的生活變得更好,因此,基因檢測如何搭配專業的遺傳諮詢系統,以及法規如何在科學發展與個資保護之間取得平衡,將是下一個基因時代的挑戰。

更多內容,請見「科技魅癮」:https://charmingscitech.pse.is/3q66cw

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科技魅癮_96
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《科技魅癮》的前身為1973年初登場的《科學發展》月刊,每期都精選1個國際關注的科技議題,邀請1位國內資深學者擔任客座編輯,並訪談多位來自相關領域的科研菁英,探討該領域在臺灣及全球的研發現況及未來發展,盼可藉此增進國內研發能量。 擋不住的魅力,戒不了的讀癮,盡在《科技魅癮》