婴幼儿期BMI-for-age Z评分轨迹:GMM与KML的比较及相关的产前和产后因素

BMI-for-age Z-score trajectories in early childhood: a comparison of GMM and KML and associated antenatal and postnatal factors

作者信息Ting Zhang, Zi-Yun Li, Zhen-Yu Zhang, Mai Gao, Li Zhang, Hui-Juan Liu, Hai-Jun Wang, Yan Li
PMID42489856
发布时间2026-06
DOI10.1007/s12519-026-01057-y

实验完整度

研究基于出生队列数据,使用两种统计建模方法(GMM和KML)进行轨迹分析,并通过逻辑回归和交叉验证评估预测性能,但未涉及功能验证或机制验证。

主要模型

母婴出生队列(4629对) BAZ轨迹亚组(低、中低、中高、高轨迹组)

重点核对

BAZ计算依据WHO标准,并排除绝对值大于5的异常值 随访时间点为出生后0、1、3、6、9、12、18和24个月 3岁时结局为超重风险(BAZ>1) 五折交叉验证评估预测模型AUC 多因素逻辑回归调整协变量(模型1、2、3)

摘要

背景 早期生长轨迹,尤其出生后前两年,对未来的健康至关重要。然而,在儿童肥胖迅速增加的背景下,描述婴幼儿期BMI-for-age Z评分(BAZ)轨迹、比较最佳建模方法并识别相关风险因素至关重要。 方法 这项前瞻性出生队列研究在2019年至2022年间于山东济南招募参与者。计算儿童在八个时间点(0-24个月)的WHO标准化BAZ评分。使用增长混合模型(GMM)和纵向数据k均值(KML)推导性别特异性BAZ轨迹。使用逻辑回归及五折交叉验证预测3岁时超重风险的可能性(BAZ>1),通过曲线下面积(AUC)比较模型性能。检验轨迹分类与产前和产后因素之间的关联。 结果 本研究共纳入4629对母婴。KML衍生的四类轨迹模型在预测3岁时超重风险方面表现出最佳性能,AUC为0.749,显著优于GMM模型(AUC=0.571)。男性[比值比(OR)=1.314;95%置信区间(CI):1.098, 1.572]、高出生体重(OR=4.739;95%CI:3.594, 6.250)、多产次(OR=1.265;95%CI:1.003, 1.594)和妊娠期高血压(OR=2.581;95%CI:1.387, 4.801)被确定为高增长轨迹的风险因素。 结论 在我们的研究人群中,KML模型被确定为描绘BAZ轨迹和预测超重风险的更有效方法。此外,男性、高出生体重、多产次和妊娠期高血压被确定为与较高生长轨迹相关的关键产前和产后因素。

实验结论

提炼研究问题、关键发现与证据,快速把握文章的核心贡献。

研究问题
在婴幼儿期,GMM和KML两种轨迹建模方法在识别BAZ轨迹方面是否一致,哪种方法能更好预测3岁超重风险,以及哪些产前和产后因素与高生长轨迹相关?
核心机制
本研究表明,KML方法识别的四类BAZ轨迹模型在预测3岁超重风险方面优于GMM。高出生体重、多产次、妊娠期高血压和男性性别与较高的生长轨迹相关,这些因素可能通过早期生长速度加快等机制影响后期肥胖风险。
主要证据
基于4629对母婴的前瞻性队列研究,使用GMM和KML识别0-2岁BAZ轨迹,通过逻辑回归和AUC比较预测能力,发现KML四类模型AUC=0.749,且风险因素与高轨迹显著关联。
研究意义
研究为婴幼儿期BMI发展评估提供了方法学框架,并强调了产前和产后决定因素的影响,为儿童肥胖的一级预防提供了重要见解。

研究路径

按研究推进顺序梳理实验设计、验证步骤与关键观察。

1

研究队列建立与数据收集

建立前瞻性出生队列,收集母婴基本信息及随访数据

招募山东济南2019-2022年出生的足月单胎婴儿,定期随访至2岁,收集生长发育、产前产后因素等信息。

2

BAZ计算与数据清洗

计算各时间点的BMI-for-age Z评分并清洗数据

使用WHO标准计算婴儿在0、1、3、6、9、12、18和24个月时的BAZ,排除BAZ绝对值大于5的记录。

3

轨迹建模(GMM和KML)

使用两种方法识别婴幼儿BAZ轨迹亚组

分别采用增长混合模型(GMM)和k-means纵向数据(KML)方法,识别性别特异的BAZ轨迹,并确定最优分类数。

4

预测性能评估

比较不同轨迹模型对3岁超重风险的预测能力

使用逻辑回归和五折交叉验证,计算不同类别模型的AUC,比较GMM和KML模型的预测性能。

5

风险因素分析

识别与高BAZ轨迹相关的产前和产后因素

以KML四类模型的高轨迹组为对象,通过单因素和多因素逻辑回归分析,评估性别、出生体重、产次、妊娠期高血压等因素的关联。

研究方法

按研究目的归类文中使用的方法,便于定位所需技术。

产品清单

实验环节名称品牌货号
康娃 WS-RTG-1G 电子身长体重秤KANGWAWS-RTG-1G

关键环节

汇总复现实验时建议重点确认的条件及原文阅读提示。

环节核对要点
人体测量
身长和体重测量工具:KANGWA WS-RTG-1G;测量方法:仰卧位,双人独立测量取平均值;可接受观测者间技术误差:身长≤7mm,体重≤100g
阅读提示:见Methods部分标题'Anthropometric measurements of infants and toddlers'
BAZ计算与数据清洗
BAZ计算方法依据WHO标准;排除|BAZ|>5的异常值;数据清洗步骤包括排除负年龄记录和缺失值
阅读提示:见Methods部分'Anthropometric measurements of infants and toddlers'
轨迹建模
GMM的类别数依据AIC、BIC、Entropy和APPA确定(本研究选4类);KML使用R包'kml',按性别分别分析,探索二、三、四分类模型
阅读提示:见Methods部分'Statistical analysis'及补充材料
预测模型
结局定义:3岁时BAZ>1为可能超重风险;预测模型:逻辑回归;内部验证:五折交叉验证;比较指标:AUC
阅读提示:见Methods部分'Statistical analysis'及结果部分表4
风险因素分析
参考组:KML四类模型中的中低和中高轨迹组合并;logistic回归调整协变量:模型1(婴儿性别、分娩方式、胎龄、出生体重、纯母乳喂养),模型2(母体年龄、产次、先兆流产、妊娠感染、妊娠期高血压、妊娠期糖尿病、甲状腺功能异常),模型3(模型1+模型2)
阅读提示:见Methods部分'Statistical analysis'及表5和表6