RuhlCE,EverhartJE.FattyliverindicesinthemultiethnicUnitedStatesNationalHealthandNutritionExaminationSurvey.AlimentPharmacolTher.;41(1):65-76.
引言
脂肪肝可能是美国和其他西方国家最常见的肝病。然而，统一的测量和定义尚未在人群中应用，以确定脂肪肝的患病率或其危险因素。诊断肝脂肪变性的标准要求进行组织学评估的肝脏活检。包括磁共振成像(MRI)和超声检查在内的非侵入性放射测量对脂肪肝的识别也很有用，但价格昂贵，需要专家解释，并且不容易在大规模人群中进行。因此，需要经过验证的非侵入性、易于确定的测量方法来识别脂肪肝高危患者，这些患者可能需要进行额外的筛查，并用于一般健康人群的流行病学研究。脂肪肝指数(FLI)来源于-年对意大利中北部一个总人口不到人的城市的研究。在名基于丙氨酸氨基转移酶(ALT)或γ谷氨酰转移酶(GGT)活性升高的疑似肝病参与者和名无疑似肝病的参与者中，超声诊断脂肪肝的最佳预测因子是空腹胰岛素和甘油三酯浓度、体重指数(BMI)、性别和GGT活性。最后一组预测因子排除了胰岛素，胰岛素被认为不是一种广泛可用的测量方法，包括腰围和性别。FLI预测肝脏脂肪变性，其面积低于受试者操作特征曲线；0.84(0.81–0.87)的95%置信区间(置信区间)。FLI值30排除了肝脂肪变性，灵敏度为87%，负似然比为0.2，FLI值≥60排除了FLI的肝脂肪变性，特异性为86%，正似然比为4.3。
FLI被用作肝脏脂肪变性的非侵入性评估，并被确定为肝脏和全因死亡率的独立预测因子。然而，作为脂肪变性的标志，FLI在多民族人群中没有得到广泛验证，也没有进行任何检查。我们使用非西班牙裔白人、非西班牙裔黑人和墨西哥裔美国人的美国人口数据对FLI进行了评估。我们还探索了是否可以为美国人口(USFLI)得出更好的预测组合。然后，我们使用USFLI研究了年至年美国人口脂肪肝患病率的时间趋势。
方法
国家健康和营养检查调查是由美国疾病控制和预防中心的国家健康统计中心(NCHS)在美国进行的。NHANES三期从年到年进行。自年以来，NHANES每两年进行一次连续调查。调查包括横断面访谈、检查和实验室数据，这些数据是从一个复杂的多阶段、分层、聚集的概率样本中收集的，该样本代表非制度化的平民人口，对非西班牙裔黑人、墨西哥裔美国人和60岁或以上的人进行过采样。调查得到了疾病预防控制中心机构审查委员会的批准，所有参与者都提供了书面的知情同意书。目前的分析利用美国国家健康和营养研究所第三版对FLI进行评估，并推导出USFLI和NHANESIII和NHANES–，以检查脂肪肝患病率的时间趋势。
通过腹部超声确定了20-74岁的NHANES参与者的肝脂肪变性。-年对胆囊超声的存档录像带进行了审查，以使用标准的标准（standardcriteria）评估肝实质内脂肪的存在。肝脂肪变性的评估采用五个标准:肝实质亮度、肝肾对比、深束衰减、亮血管壁和胆囊壁定义。在超声专家放射科医师的监督下，读者对每次扫描进行评估。肝脏脂肪变性最初分为正常、轻度、中度或重度，然后重新编码为正常-轻度或中度-重度，这是当前分析中使用的分类。对于两级肝脂肪变性分类，评分者内和评分者间信度的%符合率分别为91%[kappa统计值(95%置信区间)为0.77(0.73-0.82)]和89%[kappa，0.70(0.64-0.76)]。
在NHANESIII中20岁及以上的名抽样人员中，有人(71%)参加了流动检查中心的测试。由于目前的分析包括空腹实验室测量，我们研究了一个由人组成的亚组，他们在通宵禁食8-24小时后在早上进行了检查。如果参与者的血清乙肝表面抗原或丙肝抗体阳性(n=)，肝炎血清学数据缺失(n=)，由于年龄超过74岁而不符合腹部超声检查资格(n=)，或者接受了不能诊断为肝脂肪变性或缺失的超声检查(n=)，则被排除在外，导致分析样本为。我们还在排除大量饮酒者(男性每天饮酒2杯以上，女性每天饮酒1杯以上)后进行了分析；n=)和缺少酒精摄入数据的人(n=)，留下人进行分析。在评估FLI的分析中，我们还排除了在FLI的一个或多个组成部分缺少数据的人，导致所有肝脂肪变性分析的样本为，排除大量饮酒者的分析样本为。
在时间趋势分析中，使用了NHANESIII和NHANES–。在NHANESIII中，我们纳入了名年龄在20岁及以上的晨检、禁食、病毒性肝炎阴性的参与者。年至年期间，在NHANES中，名20岁及以上的抽样人员中，有人(70%)参加了流动检查中心的测试。我们研究了15，人，在通宵禁食后的早晨进行了检查。如果参与者的血清乙肝表面抗原或丙肝抗体呈阳性(n=)或肝炎血清学数据缺失(n=)，则排除他们，结果有人可供分析。
收集已知或认为与肝脂肪变性相关的因素的数据:年龄(岁)、性别、种族(非西班牙裔白人、非西班牙裔黑人、墨西哥裔美国人)、饮酒(每天饮酒；0，1，1–2，2)，吸烟(从不，以前，每天1包，≥每天1包)，医生诊断的糖尿病，BMI体重(kg)/身高(m2)]，腰围，臂围以及收缩压和舒张压。在20℃下每周收集并运输一次空腹血清样本，并如前所述测量GGT活性和A1C血红蛋白(A1C)、葡萄糖、胰岛素、脂质和C反应蛋白的浓度。表S1总结了FLI和USFLI的实验室成分方法。如果在调查周期之间实验室方法发生变化，则调整以后周期的实验室测量，以便使用NCHS推荐的回归方程进行趋势分析的可比性。
统计分析
FLI的计算方法如前所述:
通过使用t检验比较连续变量的均值(标准差)和使用χ2检验比较分类变量的百分比，来检查NHANESIII参与者肝脏脂肪变性状态的特征。为了评估FLI，敏感性的计算方法是，高于给定分界点的肝脂肪变性和FLI的人数除以肝脂肪变性的总人数。特异性计算为无肝脂肪变性且FLI小于或等于给定分界点的人数除以无肝脂肪变性的总人数。FLI的ROC曲线的构建考虑了权重和调查设计，首先从FLI回归的肝脏脂肪变性的逻辑回归模型中生成预测概率(SUDAAN,PROCRLOGIST,SUDAANUsersManual,Release10.0,;RTI,ResearchTrianglePark,NC,USA)。对于0和1之间以0.01为间隔的预测概率的每个阈值，计算出真阳性率（敏感性）和假阳性率（1-特异性）（SUDAAN，PROCFREQ），并绘制x轴上的1-特异性与y轴上的灵敏度的关系。ROC曲线的AUC计算为每对连续预测概率阈值之间的AUC之和，其中两个连续阈值之间的AUC可以用矩形和三角形表示。使用费伊的修正平衡重复复制(BRR)复制权重计算出的AUC的抽样方差，并用于生成AUC的置信区间和显著性检验，以比较FLI和USFLI的AUC。
为了获得USFLI预测美国人群的肝脂肪变性，使用了逻辑回归分析。考虑纳入的因素列于表1。潜在的预测因子根据其在未经调整的逻辑回归模型(表1)中的R2值单独添加到模型中，从最高R2开始，如果P0.1，则最初保留。为了获得最终模型，如果P0.02，则从最高P值开始单独移除变量。分布向右倾斜的连续因子在被添加到回归模型之前被对数变换。通过将最终模型中连续因子的二次项单独添加到模型中，考虑将其包含在内。
为了检查脂肪肝患病率的时间趋势，NHANESIII被视为2-3年调查期，NHANES-被视为7-2年调查期。从–1年到–年的大约20年间脂肪肝患病率趋势的测试是通过在逻辑回归模型中包含一个序数变量作为独立预测因子来计算的，该序数变量具有三个水平，代表三个大致均匀分布的调查期，–1年、–年和–年。为了检验第二个十年(-年至-年)的趋势，逻辑回归模型中包含了一个具有七个水平的序数变量。所有多变量分析都排除了模型中任何因素的缺失值。P值是双侧的，P0.05被认为具有统计学意义(除了如上所述得出最终USFLI)。分析使用的样本权重考虑了不相等的选择概率和无反应。方差计算(除了上面讨论的AUC的方差)考虑了使用泰勒级数线性化的调查的设计效应。
结果
在名20-74岁的NHANESIII参与者中，中度-重度肝脂肪变性的患病率为20%。与没有肝脂肪变性的人相比，有肝脂肪变性的人年龄更大，更可能是男性、墨西哥裔美国人、曾经吸烟者、不饮酒者和糖尿病患者，不太可能是非西班牙裔黑人或中度饮酒者，并且具有更高的体重指数、腰围和臂围、血压、GGT活动和A1C浓度、胰岛素、葡萄糖、脂质和C反应蛋白(表1)。
FLI的评估
肝脏脂肪变性状态的FLI分布如图1所示。中位数(四分位区间；IQR)为27(10-56)例无肝脂肪变性，81(50-94)例有肝脂肪变性。在有和没有肝脂肪变性的人群中，FLI值有相当大的重叠。使用意大利研究的分界点，46%的美国人口FLI值30(意大利数据中为40%)，31%的美国人口FLI值≥60(意大利数据中为36%)。
图1
-年美国有无超声检测肝脂肪变性人群中FLI*的分布(N=)。FLI，脂肪肝指数。*根据Bedogni计算。
FLI的ROC曲线的AUC(95%置信区间)为0.78(0.74–0.81)(图2，虚线)，而意大利数据的AUC为0.84(95%置信区间，0.81–0.87)。将FLI分界点应用于NHANES，其特异性低于意大利人群，敏感性高于意大利人群。因此，FLI值30排除了脂肪肝，其特异性为52%(83%灵敏度)，而意大利数据中的特异性为64%(87%灵敏度)。FLI值≥60表明脂肪肝的敏感度为69%(77%特异性)，而意大利研究中的敏感度为61%(86%特异性)。排除大量饮酒者对ROC曲线影响不大(AUC，0.77；95%置信区间，0.74–0.80)。
图2
-年USFLI*和USFLI预测超声检测的肝脂肪变性的ROC曲线(N=)。受试者工作特性；FLI，脂肪肝指数；USFLI，美国脂肪肝指数。*根据Bedogni计算。+计算如下
USFLI=(e-0.*non-Hispanicblack+0.*MexicanAmerican+0.*age+0.*loge(GGT)+0.*waistcircumference+1.*loge(insulin)+0.*loge(glucose)-14.)/(1+e-0.*non-Hispanicblack+0.*MexicanAmerican+0.*age+0.*loge(GGT)+0.*waistcircumference+1.*loge(insulin)+0.*loge(glucose)–14.)*.
为了进一步评估FLI，并探索其在美国人口中准确性较低的可能原因，我们在人口分组中对其进行了研究(图3和表S2)。超声检测到的肝脂肪变性的患病率因种族、性别和年龄而异(表1和S2)。FLI超声预测肝脂肪变性的准确性，根据AUC测量，非西班牙裔白人和墨西哥裔美国人比非西班牙裔黑人高，男性比女性高，中年和老年比年轻人高(表S2)。
图3
-年美国非西班牙裔白人(N=)、非西班牙裔黑人(N=)和墨西哥裔美国人(N=)中FLI*预测超声检测肝脂肪变性的ROC曲线。受试者工作特性；FLI，脂肪肝指数。*根据Bedogni计算。
USFLI的衍生与评估
为了得出USFLI，因素被输入并从逻辑回归模型中分别移除(顺序如表S3所示)。在美国人群中，超声最能预测肝脏脂肪变性的因素是年龄、种族、腰围、logGGT、自然对数空腹胰岛素和自然对数空腹血糖(表2)。年龄、腰围、logGGT、log胰岛素和log葡萄糖的二次项单独添加到最终模型中时没有统计学意义。USFLI从0到不等，使用以下公式计算得出，其中“非西班牙裔黑人”和“墨西哥裔美国人”的值为1(如果参与者属于该族裔)，0(如果不属于该族裔):USFLI=(e-0.*non-Hispanicblack+0.*MexicanAmerican+0.*age+0.*loge(GGT)+0.*waistcircumference+1.*loge(insulin)+0.*loge(glucose)-14.)/(1+e-0.*non-Hispanicblack+0.*MexicanAmerican+0.*age+0.*loge(GGT)+0.*waistcircumference+1.*loge(insulin)+0.*loge(glucose)–14.)*.
FLI包含的两个因素，体重指数和甘油三酯，不是USFLI的组成部分。在还包括胰岛素、腰围和GGT的模型中，体重指数与肝脂肪变性独立相关，但在增加臂围后被去除(P0.10)。甘油三酯是一个独立的预测因子，该模型还包括胰岛素、腰围、GGT和臂围，但在添加葡萄糖后被去除(P0.10)。如果不考虑胰岛素，如在意大利的研究中，结果模型包括种族、腰围、GGT、葡萄糖、甘油三酯和总胆固醇。如果模型仅针对非西班牙裔白人，即意大利人口的种族，那么因素包括性别、腰围、GGT、胰岛素、葡萄糖和高密度脂蛋白胆固醇。
按肝脂肪变性状态划分的USFLI分布如图4所示。中位数(IQR)为10(5-19)无肝脂肪变性，38(19-56)有肝脂肪变性。大多数USFLI高的参与者有肝脂肪变性；然而，相当多的肝脏脂肪变性患者的USFLI值较低。USFLI预测肝脂肪变性的AUC(95%置信区间)为0.80(0.77–0.83)(图2，实线)，高于FLI的AUC(95%置信区间)0.78(0.74–0.80)(P0.)。USFLI在所有种族、性别和年龄亚组中也有较高的AUC，除了非西班牙裔黑人和40-59岁人群外，所有亚组的差异均达到统计学显著性(表S2)。在90%的特异性下，USFLI比FLI具有更好的敏感性(0.56对0.48)，在90%的敏感性下，它具有更好的特异性(0.34对0.27)。在所有其他值上，USFLI的敏感性和特异性都高于FLI(表S4)。将分析限于没有大量饮酒的人对USFLI的ROC曲线影响不大(AUC，0.80；95%置信区间，0.76–0.83)。
图4
-年USFLI*在美国有无超声检测肝脂肪变性人群中的分布(N=)。USFLI，美国脂肪肝指数。
表S5以10为间隔显示了USFLI潜在分界点的诊断准确性。USFLI指数≥30的敏感度为62%，特异度为88%，似然比阳性为5.2，似然比阴性为0.43，被选为脂肪肝的诊断标准。21%的美国人FLI指数≥30，接近超声检测到的20%的人群脂肪肝患病率。USFLI分界点10的敏感度为86%，特异度为48%，似然比阳性为1.7，似然比阴性为0.28，可用于排除脂肪肝。43%的美国人口的FLI值低于10。
时间趋势分析
由于年美国国立卫生研究院没有进行腹部超声检查，我们使用USFLI研究了年至年美国人群脂肪肝患病率的时间趋势。脂肪肝的患病率，定义为USFLI≥30，如图5所示(实线)。从-1年到-年的大约20年间，脂肪肝的患病率从18.2%上升到30.6%，上升了68%(P0.)。这种增长大部分发生在第一个十年，从-1年的18.2%到-年的28.6%，增长了57%(P0.)。在-年至-年的第二个十年中，脂肪肝的患病率增加了7%，从28.6%增加到30.6%(P=0.20)。USFLI在过去20年中对患病率上升贡献最大的因素是胰岛素水平、腰围和年龄(数据未显示)。腰围和年龄在这两个十年都有所增加，而胰岛素水平主要在第一个十年上升。GGT在第一个十年有所增加，第二个十年有所减少，而在这两个十年中，墨西哥裔美国人的患病率和第二个十年的血糖水平都有不令人满意的显著增加。在观察期间，非西班牙裔白人的脂肪肝患病率与整个人口的脂肪肝患病率重叠，而墨西哥裔美国人和非西班牙裔黑人的脂肪肝患病率分别始终较高和较低(图5)。二十年来，非西班牙裔白人(68%)、非西班牙裔黑人(92%)和墨西哥裔美国人(46%)的脂肪肝患病率也有类似的增加。使用意大利FLI的分界点≥60，脂肪肝的患病率从–1年的27.9%上升到–年的42.4%，上升了52%(P0.)。在第一个十年，患病率上升了40%，从-1年的27.9%上升到-年的39.0%(P0.)，在第二个十年上升了9%，从-年的39.0%上升到-年的42.4%(P=0.37)。
图5
-年美国总人口(N=21)和非西班牙裔白人(N=)、非西班牙裔黑人(N=)和墨西哥裔美国人(N=)脂肪肝*患病率的时间趋势。*定义为美国脂肪肝指数(USFLI)≥30。包括未单独显示的其他种族。
讨论
在目前对美国人群的研究中，FLI预测超声对肝脂肪变性的准确性尚可，并且不如其得出的意大利数据中的准确。所有肝脂肪变性和最可能由非酒精性脂肪性肝病引起的结果相似。其他一些基于人群的研究评估了腹部超声FLI与肝脂肪变性的对比。在名韩国筛查门诊患者中，ROC曲线的AUC为0.78(0.73–0.84)。在一项对名荷兰老年人的研究中，发现AUC为0.81(0.79–0.82)。在以色列一项对名普通人群参与者的研究中，未报告AUC，但使用FLI≥60的意大利分界点来判定脂肪肝，导致敏感性为80%，特异性为87%。在名葡萄牙普通人群参与者中，FLI人的表现实际上比其来源的意大利人更好(AUC，0.93)；然而，葡萄牙样本并不多，也没有提供置信区间。在选定患者样本的研究中，中国最近对接受冠状动脉造影的患者的调查报告了相对较低的AUC(95%置信区间)0.72(0.68-0.76)。除了冠状动脉造影术患者和普通人群之间可能存在的差异之外，较低的体重指数和腰围可能导致亚洲人群中FLI表现较差。
尽管USFLI在美国人口中的表现略好于意大利，但这两个指数的组成部分主要反映了易于测量的代谢异常。FLI由GGT、体重指数、腰围和甘油三酯组成。USFLI包括GGT、腰围、年龄、种族、空腹胰岛素和空腹血糖。胰岛素是最初FLI模型的一个重要组成部分，但由于不被认为是常规测量的，所以从最终模型中删除了。在包含胰岛素的FLI模型中，年龄具有临界统计学意义。体重指数与腰围高度相关，如果没有腰围，就会被纳入USFLI。葡萄糖在意大利模型中不是一个因素，但当添加到美国模型中时，它比甘油三酯具有更强的预测作用，甘油三酯被它取代了。在这两个模型中，饮酒量都不是一个重要的预测因子。这两个指数的一个重要区别是USFLI包含了种族身份。值得注意的是，FLI在非西班牙裔白人(与该种族的人口相同)中的表现优于非西班牙裔黑人，后者脂肪肝的患病率相对较低，尽管某些脂肪肝危险因素的患病率较高。因此，在不同人群中使用指数之前，应考虑这些人群的种族构成。
人们对非侵入性非酒精性脂肪肝诊断方法的发展很感兴趣，并提出了许多生物标志物。基于超声和其他放射技术的肝脂肪变性预测指标已经在其他人群中得到发展。所有这些研究中的算法由代谢综合征因子和肝酶的各种组合组成；两个还包括性。它们在人群中的预测准确性在0.80-0.87的AUC范围内。除非有其他类型的预测变量可用，否则可能无法得出具有更好的预测准确性的算法。为此，对PNPLA3基因的rs单核苷酸多态性（SNP）进行了测试，以纳入芬兰NAFLD肝脂肪评分中，但预测能力的提高可忽略不计。
使用新获得的USFLI，在过去的二十年里，美国人群中脂肪肝患病率的增加得到了证明。最大的变化发生在0年到年之间。鉴于同期美国人口中肥胖和糖尿病的增加，患病率的上升并不意外。这种流行率上升的趋势在三个主要族裔群体中是一致的，但对墨西哥裔美国人来说尤其令人担忧，他们的流行率绝对增幅最大，高达50%(图5)。使用各种定义报告了非酒精性脂肪性肝病在普通人群中的患病率，但估计仅限于一个时间点。美国人群中非酒精性脂肪性肝病的患病率不断增加，此前在一项使用年至年美国国立卫生研究院数据的研究中曾有报道；然而，非酒精性脂肪性肝病的定义仅仅是转氨酶活性升高。如前所述，由于储存和运输的差异，NHANESIII中的谷丙转氨酶和谷草转氨酶活性可能会损失，这可能会损害与后来NHANES调查中转氨酶活性的可比性。在一个中心接受常规健康检查的日本人中，超声诊断脂肪肝的患病率从年的13%上升到8年的30%。我们不知道其他基于人群的研究显示肝脂肪变性患病率随着时间的推移而增加。这种趋势非常令人担忧，因为脂肪变性可能发展为脂肪性肝炎，随后发展为肝硬化，最终发展为肝衰竭或肝细胞癌。
我们研究的一个限制是使用超声检测的肝脂肪变性来评估FLI和USFLI，而标准是组织学诊断。当肝脂肪含量在5%至15%之间时，超声对检测轻度肝脂肪变性不敏感。磁共振成像高度准确，与组织学相关性好，在评估肝脏脂肪含量的横截面和纵向方面可能优于组织学。然而，磁共振成像在流行病学研究中很少可行，我们不知道在美国普通人群的大样本代表性样本中存在磁共振成像数据。我们在超声上将脂肪肝定义为中度至重度脂肪变性。在最近的荟萃分析中，超声被发现可以准确预测与组织学相关的中重度肝脂肪变性，其AUC为0.93，敏感性为85%，特异性为94%。另一个限制是，FLI和USFLI像超声一样检测脂肪肝，但不能用于区分脂肪性肝炎和脂肪变性或识别纤维化。得出USFLI值的另一个限制是，如上所述，由于可比性问题，血清谷丙转氨酶和谷草转氨酶活性不被考虑纳入。我们使用GGT(FLI的一个组成部分)作为肝损伤的衡量标准，该地区没有出现活动性丧失(数据未显示)。我们研究的重要优势是多种族人口和对非西班牙裔黑人和墨西哥裔美国人的过采样，这使得亚组分析成为可能。此外，有大量潜在预测因子的数据支持USFLI的推导。这一大规模、全国性、基于人群的样本的其他优势包括避免对选定患者的临床研究中出现的确定偏差，以及将结果推广到美国人群的能力。
总之，在多种族的美国人群中，FLI对肝脏脂肪变性的预测不如其起源的意大利人群准确，预测能力因种族而异。包含种族、年龄、腰围、GGT、胰岛素和葡萄糖的指数比FLI更有效；然而，这种改善是适度的。使用该指数，美国人口中脂肪肝的患病率在过去20年中大幅上升。
王乐医生·共享健康