膳食纤维摄入与各种原因、心血管疾病和癌症死亡率之间的关系:一项前瞻性研究

客观的

一些研究表明，膳食纤维的摄入可以降低死亡风险，但这可能取决于纤维的类型，关于可溶性纤维或不可溶性纤维对死亡风险的作用的证据仍然有限且不一致。因此，本研究旨在综合评价多种膳食纤维摄入对前列腺癌、肺癌、结直肠癌和卵巢癌(PLCO)大规模筛查试验中各种原因、心血管疾病和癌症死亡率的影响。

方法

多变量Cox比例风险模型用于估计风险比(HRs)和95%置信区间(ci)。

结果

这项研究最终纳入了86642名参与者，其中17536人全因死亡，4842人心血管死亡，5760人癌症死亡，在总共14444068年的随访后确定。在对潜在混杂因素进行调整后，膳食总纤维摄入量与全因死亡呈显著负相关(Q5 vs Q1: HR 0.71, 95% CI 0.66-0.75;P(趋势< 0.001)，心血管死亡(Q5 vs Q1: HR 0.73, 95% CI 0.65-0.83;P(趋势< 0.001)和癌症死亡率(Q5 vs Q1: HR 0.77, 95% CI 0.69-0.86;P对于趋势< 0.001)。不可溶性纤维和可溶性纤维的摄入量也有相似的结果。限制性三次样条模型分析表明，膳食纤维摄入量与死亡风险之间存在非线性关联(所有数据均为0.03%)P对于非线性< 0.05)。

结论

在这个具有全国代表性的美国成年人口的大样本中，总纤维、可溶性纤维和不可溶性纤维的摄入量与全因、心血管和癌症死亡率的降低风险相关。

非传染性疾病仍然是世界上重要的公共卫生问题，是全球死亡的主要原因，约占全世界死亡人数的70% [1］．这些死亡大多数是由于心血管疾病、癌症、慢性呼吸道疾病和糖尿病造成的。不健康饮食是非传染性疾病的重要可改变风险因素[2］．全球疾病负担(GBD)联盟最近的一项研究报告称，1100万例死亡可归因于饮食风险因素[3.］．在全球范围内，钠摄入量高、全谷物和水果摄入量低是导致死亡的主要饮食风险因素[3.］．

粗粮和新鲜水果是膳食纤维的主要来源[4］．膳食纤维摄入不足与多种健康结果有关，包括癌症(例如，结直肠癌[5]、乳癌[6]、子宫内膜癌[7]及肾细胞癌[8])、糖尿病[9]，和CVD [10］．新出现的数据还表明，膳食纤维总摄入量与全因或特定原因死亡率之间存在潜在的负相关[11，12，13］．然而，争议仍然存在[14，15]男性和女性也有一些不同[12］．此外，纤维主要有两种类型:不溶性纤维和可溶性纤维。可溶性纤维存在于燕麦麸、大麦、豆类、扁豆、豌豆和一些水果和蔬菜中。不溶性纤维丰富的食物，如麦麸，全谷物，坚果和种子。以前的研究表明，膳食纤维可能与健康结果存在差异，这取决于它们的溶解度[16，17］．例如，可溶性纤维是稳定血糖和改善胰岛素反应的重要组成部分[18］．摄入可溶性纤维补充剂可有效改善2型糖尿病的血糖控制[19］．相比之下，不溶性纤维的特点是具有粪便膨胀能力，这可能会降低结肠癌的风险[20.］．目前，关于可溶性纤维或不可溶性纤维的证据仍然有限且不一致。

在这种情况下，我们的目标是调查不同类型膳食纤维(即总纤维、可溶性纤维和不可溶性纤维)的摄入与美国成年人的各种原因、心血管疾病和癌症死亡率之间的关系。

研究人群

研究参与者是从前列腺癌、肺癌、结直肠癌和卵巢癌(PLCO)筛查试验中确定的。PLCO试验的设计和方法已在前面描述[21］．简而言之，PLCO研究是一项随机对照试验，旨在确定某些筛查试验是否能降低前列腺癌、肺癌、结肠直肠癌和卵巢癌的死亡率。PLCO在1993年11月至2001年7月期间注册了154,952名年龄在55岁至74岁之间的人。参与者是通过美国的10个中心招募的。这些PLCO筛选中心招募可能的参与者，并评估他们参与PLCO的资格。10个中心中的9个在1993年11月开始招生。第十所中心于1998年1月开始招生。所有参与者都提供了书面知情同意书，该研究得到了国家癌症研究所和每个参与中心的机构审查委员会的批准。

数据收集和饮食评估

所有参与者都被要求完成一份基线问卷(BQ)，其中包含基线信息，如人口统计学、病史和其他选定的生活方式因素。膳食史问卷(DHQ)对参与者进行管理，以收集饮食数据。在两组试验中，77%的参与者完成了DHQ。该表格在试验开始5年后(1998年12月)引入。原始的问卷回答被处理成可用于分析的变量，如克摄入量、金字塔量、每天的食物频率等。DHQ包括过去一年124种食物的预设份量和食用频率，以及补充剂的使用情况[22］．美国农业部1994至1996年个人食物摄入量持续调查[23]用于校准DHQ数据并计算每日纤维摄入量。膳食纤维的主要来源是谷物、蔬菜、水果和豆类[24］．

参与者选择

未完成BQ的参与者被排除在本研究之外(n = 4918);基线时曾报告既往癌症(n = 10,199)、心脏病(n = 12,616)、中风(n = 2410)或糖尿病(n = 8076);无随访时间(n = 13);未能完成DHQ或DHQ无效(n = 30023)。因此，这项研究包括86,642名参与者。纳入和排除的参与者的主要特征见附加文件1:表S1。

结果评估

从DHQ完成之日到死亡时间或到2015年，对参与者进行了跟踪。生命状况通过年度研究更新问卷、来自亲属、朋友或医生的报告和国家死亡指数获得。研究中心试图为每一名死者获得死亡证明。死亡原因根据《国际疾病分类第九版》(ICD-9)进行分类。感兴趣的主要结局是全因死亡率(任何原因导致的死亡)，以及心血管疾病或癌症的死亡率。

统计分析

膳食纤维摄入量被分为五组。Cox比例风险模型用于估计与纤维摄入相关的死亡风险的风险比(HRs)和相应的95%置信区间(ci)。模型包括年龄(连续)、性别(男性vs女性)、种族(非西班牙裔白人vs其他)、身体质量指数(BMI， < 25.0 kg/m)的调整²Vs.≥25.0 kg/m²)、教育程度(≤高中vs.≥大学)、吸烟状况(从未戒烟vs.戒烟≤15年vs.戒烟前>戒烟15年vs.戒烟前年份未知vs.目前吸烟者每天≤1包vs.目前吸烟者>每天1包vs.目前吸烟强度未知)、婚姻状况(已婚vs.未婚)、饮酒状况(从未饮酒vs.戒烟前vs.目前)、总能量摄入(连续)。通过为特定五分之一的纤维摄入量中的每个人分配该五分之一的中位数来评估趋势测试。

根据年龄、性别、种族、吸烟状况、饮酒习惯、教育程度和BMI进行分层分析。通过排除随访2年内或5年内发生的事件进行敏感性分析。用似然比检验相互作用。使用Schoenfeld残差检验检验比例危害(PH)假设[25］．受限三次样条模型[26]，采用3个拟合结(即第10、50和90百分位)来研究膳食纤维摄入量(作为连续变量)与充分调整后各结果之间的剂量-反应关系。一个2-tailedP值< 0.05被认为是显著的，使用STATA版本15 (STATA Corp, College Station, TX, USA)进行分析。

群体特征

在总共14444068年的随访中，确定了17536例全因死亡，4842例心血管死亡和5760例癌症死亡。中位随访时间(IQR)为17.1(15.3-19.1)年。基线时参与者的平均年龄为62.1岁(SD 5.2岁)。膳食纤维的中位摄入量(IQR)为16.5(12.1-22.1)克/天。与膳食纤维摄入量最低类别的参与者相比，膳食纤维摄入量最高类别的参与者通常是女性、已婚且往往具有较高的教育水平，目前吸烟者较少(表2)1)．

膳食纤维摄入与全因死亡率

总膳食纤维五分之一的全因死亡率的HRs见表2．在调整混杂因素后，膳食总纤维摄入量与全因死亡率呈统计学上显著的负相关(Q5 vs Q1: HR 0.71, 95% CI 0.66-0.75;P对于趋势< 0.001)。当纤维作为连续变量进行分析时，结果相似。相应的调整后HR为0.89 (95% CI 0.87-0.91)每增加1 SD膳食纤维摄入量。不溶性纤维也观察到类似的关联模式(Q5 vs Q1: HR 0.71, 95% CI 0.67-0.75;P(趋势< 0.001)和可溶性纤维(Q5 vs Q1: HR 0.76, 95% CI 0.71-0.81;P对于趋势< 0.001)，分别为。

膳食纤维摄入量与死因特异性死亡率

从Table可以看出3.，基于完全调整模型，高膳食总纤维摄入量与较低的心血管死亡风险具有统计学意义(Q5 vs Q1: HR 0.73, 95% CI 0.65-0.83;P的趋势< 0.001)(表3.)．不溶性纤维消耗增加(Q5 vs Q1: HR 0.72, 95% CI 0.65-0.81;P(趋势< 0.001)和可溶性纤维(Q5 vs Q1: HR 0.78, 95% CI 0.69-0.88;P趋势< 0.001)也与较低的心血管死亡风险显著相关。

在表4(Q5 vs Q1: HR 0.77, 95% CI 0.69-0.86;P对于趋势< 0.001)。两种不溶性纤维观察到相似的模式(Q5 vs Q1: HR 0.79, 95% CI 0.71-0.87;P(趋势< 0.001)和可溶性纤维(Q5 vs Q1: HR 0.79, 95% CI 0.71-0.88;P对于趋势< 0.001)。

额外的分析

限制性三次样条模型分析表明，膳食纤维摄入量与各种原因导致的死亡、心血管疾病和癌症存在非线性关联(图2)。1,所有P对于非线性< 0.05)。亚组分析结果如图所示。2．在所有亚组中，饮食总纤维摄入量始终与全因死亡风险降低相关，除了那些从不饮酒的人。在敏感性分析中，排除2年或5年内确定的事件后，结果在质量上保持相似(数据未显示)。

在这个大型的美国成年人前瞻性队列中，较高的膳食纤维摄入量与各种原因、心血管疾病和癌症导致的死亡风险降低有关。这同样适用于总膳食纤维、可溶性纤维和不可溶性纤维。男性和女性的结果在性质上是相似的。限制性三次样条模型分析表明，膳食纤维摄入量与死亡率之间存在非线性关联。

我们的发现与先前前瞻性研究的荟萃分析一致，这些研究表明，摄入更多膳食纤维与降低各种原因、心血管疾病和癌症的死亡风险有关[16，27，28，29］．然而，到目前为止，关于可溶性纤维和不可溶性纤维的证据仍然有限且不一致[11］．例如，尽管Liu等人的元分析中纳入了25项符合条件的研究，但根据纤维类型(即可溶性纤维和不可溶性纤维)，只有3项研究可用于亚组分析，而且这些研究的结果相互矛盾，样本量有限[29］．我们的研究结果丰富了这一主题的证据，并支持可溶性和不可溶性纤维在预防死亡方面的潜在益处。类似地，Arayici等人。[30.]还发现，可溶性和不可溶性纤维的摄入都能预防结直肠癌，根据一项大型荟萃分析，结直肠癌的风险在临床上有显著降低。

一些潜在的机制可以解释膳食纤维摄入对健康结果的有益影响，包括稳定血糖、改善胰岛素反应、降低炎症生物标志物(如c反应蛋白和白细胞介素-6)水平，以及降低总胆固醇和低密度脂蛋白胆固醇[18，31，32，33，34］．此外，膳食纤维在预防慢性疾病方面的潜在保护作用可能是由肠道菌群发酵不可消化纤维而产生的短链脂肪酸(SCFAs)所介导的[35，36］．SCFAs可能作为抗炎作用的关键调节因子，在维持人类宿主的代谢健康方面发挥作用[37，38，39］．

该队列的平均膳食纤维摄入量(16.5 g/d)仍远低于全球推荐水平30 g/d的总纤维摄入量。同样，García-Meseguer等。[40他们调查了来自三个不同国家(美国、西班牙和突尼斯)的青少年的纤维模式，发现平均纤维摄入量只有17.8克/天。同样，Casagrande等人。[41根据NHANES 1988-2012年的数据，研究人员发现，2型糖尿病患者的纤维摄入量随着时间的推移显著下降，并保持在推荐水平以下。在亚洲人群中，Nakaji等人[42]使用日本国民营养调查汇编的数据报道了日本人膳食纤维总摄入量的下降。因此，提高纤维摄入量是公共健康的一个有前途的目标，需要采取适当的行动，通过各种来源增加人群的膳食纤维摄入量。我们希望我们的发现，以及其他人的发现，能够帮助临床医生、政策制定者和其他人在提供医疗干预方面做出明智的决定，以提高人们对纤维摄入对健康益处的认识，并在公共卫生实践中促进富含纤维的食物的消费[43］．

这项研究的主要优势包括大样本量、前瞻性设计、长期随访、饮食和潜在死亡危险因素的详细信息，以及可溶性和不可溶性纤维摄入量的现有数据。然而，与任何研究一样，这项研究也有一些局限性。首先，膳食纤维的摄入可能是健康生活方式的替代品。虽然我们在多变量模型中对各种生活方式因素进行了调整，但仍不能完全排除残留混杂。其次，本研究分析的参与者主要是非西班牙裔白人，这可能限制了我们的研究结果对其他人群的泛化性。第三，膳食纤维的来源(如水果、蔬菜、豆类和谷物)不存在，因此我们无法根据纤维来源进行分层分析。第四，之前的研究表明，膳食纤维的摄入可以降低胰腺癌、结肠癌和直肠癌的风险[44，45，46］．不幸的是，由于没有相关数据，我们无法根据癌症死亡或心血管死亡的具体原因进行分析。第五，我们比较了纳入的参与者与附加文件中排除的参与者的基线特征1:表S1。大多数被排除在外的人在基线时患有心血管疾病、糖尿病或癌症。正如预期的那样，被排除在外的个体往往年龄较大，女性居多，白人居少，而且更有可能肥胖和吸烟。最后，仅在基线时评估膳食纤维摄入量，在随访期间纤维摄入模式可能发生变化。

总之，在这个具有全国代表性的美国成年人口的大样本中，总纤维、可溶性纤维和不可溶性纤维的摄入量与全因、心血管和癌症死亡的低风险相关。鉴于饮食在预防慢性疾病和死亡方面的重要作用，应实施营养教育计划，以促进普通人群的健康饮食。

本研究所使用的数据可从PLCO网站(https://cdas.cancer.gov/datasets/plco/)．

作者感谢国家癌症研究所访问前列腺、肺、结直肠癌和卵巢癌(PLCO)癌症筛查试验收集的NCI数据。这里所包含的声明仅是作者的声明，不代表或暗示NCI的赞同或认可。

本研究由浙江省自然科学基金(LY22H160027)、国家自然科学基金(82172597)和北京白求恩慈善基金会资助。

作者及隶属关系

1. 浙江大学医学院第一附属医院泌尿外科，浙江省杭州市庆春路79号，310003

   徐鑫，张俊淼，齐红刚，王平

2. 青岛大学医学院第二附属医院泌尿外科，山东青岛266042

   Yanhui张

贡献

XX, JZ, YZ, HQ和PW参与了研究设计，进行了数据收集和分析，并起草了论文。所有作者都阅读并批准了最终的手稿。

相应的作者

对应到鑫徐，Honggang气或平王．

伦理批准并同意参与

所有参与者都提供了书面知情同意书，该研究得到了国家癌症研究所和每个参与中心的机构审查委员会的批准。

发表同意书

不适用。

相互竞争的利益

作者没有竞争利益。

出版商的注意

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