采用前瞻性队列研究。从2012年5月至2013年7月在上海交通大学医学院附属仁济医院招募的母婴出生队列中纳入262名儿童,在6、12、18、24、36月龄使用手表式睡眠-活动记录仪监测儿童的睡眠以及活动度情况,计算睡眠片段化指数(FI)。使用长处和困难问卷评估儿童6岁时的情绪行为问题。采用群组发展模型,根据贝叶斯信息标准等选择最优拟合模型,根据FI变化轨迹分组。应用独立样本 t 检验和多元线性回归分析等比较组间差异。
177名儿童纳入分析,其中男91名、女86名。FI较高组30名,FI较低组147名。与FI较低组相比,6岁时FI较高组儿童的困难总分和多动冲动问题得分均更高[(11.0±4.9)比(8.9±4.1)、(4.9±2.7)比(3.7±2.3)分, t =2.17、2.23,均 P 0.05],在校正混杂因素后差异仍有统计学意义( t =2.08、2.09,均 P 0.05)。
睡眠片段化是指睡眠的连续性被频繁出现的觉醒破坏或中断,从而出现很多短时间的片段睡眠,儿童在婴幼儿期出现睡眠片段化是一种生理现象。3~4月龄的婴儿初步形成睡眠-觉醒节律,6月龄后持续存在的睡眠片段化表现为频繁夜醒问题,是婴儿阶段的主要睡眠问题,也是主要的门诊就诊原因之一。Meta分析结果显示,相比于欧美地区,亚洲地区家长报告的0~36月龄婴幼儿夜醒次数明显更多。在我国由于隔代照养、同床睡等问题,1~23月龄婴幼儿频繁夜醒问题更为突出,发生率高达58.17%~65.97%,队列研究显示77.1%的婴儿期频繁夜醒可持续至幼儿期,同时也有证据表明早期的频繁夜醒将影响学龄前期情绪行为问题的发生。但已有研究都是基于家长主观报告,容易受到家长自身情绪、睡眠以及家庭睡床方式等多种因素影响,从而产生偏倚。近年来,睡眠医学领域更多推荐采用客观评估工具,如手表式睡眠-活动记录仪来采集儿童的睡眠及活动水平,通过计算可获得睡眠片段化指数(fragmentation index,FI)来客观地反映睡眠片段化。基于客观评估工具的研究较少,利用这些客观工具评估婴幼儿睡眠的前瞻性队列研究更是缺乏。因此,本研究将基于前瞻性出生队列,利用客观睡眠评估工具探讨婴幼儿时期睡眠片段化对儿童6岁时情绪行为问题的影响。
前瞻性队列研究。研究对象来自上海睡眠出生队列(the Shanghai sleep birth cohort study,SSBCS),该母婴出生队列于2012年5月至2013年7月在上海交通大学医学院附属仁济医院招募普通孕晚期妇女(孕28~36周)并跟踪随访其262名子代儿童。儿童纳入标准:(1)出生胎龄≥37周;(2)出生体重为2 500~4 000 g。排除标准:(1)曾入新生儿重症监护室住院治疗;(2)出生1、5 min Apgar评分≤7分。本研究获得上海儿童医学中心伦理委员会审核(SCMCIRB-2012033),家长均签署知情同意书。
2. 婴幼儿睡眠片段化评估:使用手表式睡眠-活动记录仪(美国伟康公司,Actiwatch-2)监测儿童睡眠以及活动度情况,同时辅以睡眠日记,计算FI。家长于儿童6、12、18、24、36月龄5个随访时间点,在家给儿童连续7 d佩戴手表式活动记录仪。手表式睡眠-活动记录仪收集的数据由Actiware 6.0.9软件结合睡眠日记记录的数据进行预处理、评分和导出。睡眠的评分方式采用阈值法计算,即当总活动计数小于等于设定的活动阈值时被判定为静息状态,其中评估规则选择中等敏感阈值。FI是指静息片段时长1 min的片段占所有静息片段的比例,数值越高表示睡眠片段化程度越高。
3.儿童情绪行为问题评估:儿童6岁时由家长填写长处和困难问卷(strengths and difficulties questionnaire,SDQ)评估,该问卷由Du等进行中文标化,具有较高的信效度。情绪行为问题由困难总分评价,包括情绪、品行、多动冲动、同伴关系问题4个维度。家长根据儿童在过去6个月里的行为对每项进行3分制评分,不线分,完全线分。总分越高表示情绪行为问题越严重,各个维度得分越高,说明情绪、品行、多动冲动、同伴关系问题越严重。
4. 混杂因素评估:儿童6月龄时采用中国婴儿气质量表(Chinese infant temperament scale,CITS)对气质类型进行评估;6岁时睡眠问题采用中文版儿童睡眠习惯问卷(children′s sleep habits questionnaire,CSHQ)评估,总分越高表示睡眠问题越严重。在母亲孕晚期,自制问卷采集母亲受教育程度和家庭年收入情况,采用流行病学调查用抑郁量表(center for epidemiological survey-depression scale,CESD)评估孕晚期母亲的抑郁水平,得分越高提示孕母抑郁水平越高。
5.分组:采用群组发展模型依据6~36月龄儿童FI变化轨迹对人群进行分组。在选择最优模型时,调整组数以及发展轨迹函数阶数,选择贝叶斯信息标准(Bayesian information criteria,BIC)绝对值较小的模型,根据最大后验概率分配原则分配个体,各个分组中个体的后验概率均值不小于0.7,则模型可接受。
Epi Data 3.0软件录入数据,使用Stata 14.0 for Mac软件建立数据库,剔除缺失及极端值并进行统计学处理。群组发展模型的拟合使用traj程序包。符合正态或近似正态分布的计量资料采用±s描述,用独立样本 t 检验进行组间比较;计数资料用名(%)进行描述,采用 χ 2 检验进行组间比较。考虑到婴幼儿气质、母亲情绪、儿童睡眠问题对情绪行为问题的影响,在分析睡眠片段化对6岁情绪行为问题的影响时,采用线性回归模型,将其作为协变量,并控制了儿童性别、母亲受教育程度、家庭收入。以双侧 P 0.05为差异有统计学意义。
在6~36月龄至少有2次客观睡眠数据的177名儿童被纳入最终分析。人口学资料见表1,其中男91名(51.4%),女86名(48.6%)。纳入分析的177名儿童与未纳入分析的85名儿童在性别、母亲受教育程度、家庭年收入等指标方面差异均无统计学意义(均 P 0.05)。
采用群组发展模型对177名儿童FI变化轨迹进行分组。首先采用2阶函数依次对分3、2、1组进行拟合,分3组时的模型不收敛,分2组时的拟合参数(BIC=-2 104.8)优于分1组时的拟合参数(BIC=-2 123.40),因此分组组数定为2组。分别使用3、2、1阶函数进行轨迹拟合后,结合曲线阶函数时拟合最优,两组的后验概率依次为0.85,0.93。如图2可见,根据曲线特征命名为FI较高组(30名,16.9%)和FI较低组(147名,83.1%),由表1可见FI较高组在6~36月龄的FI均高于FI较低组(均 P 0.001)。
表1可见FI较高组和FI较低组儿童在性别、母亲受教育程度、家庭年收入、母亲孕期抑郁、6月龄气质、6岁CSHQ总分方面差异均无统计学意义(均 P 0.05);在6岁情绪行为问题上,FI较高组相比于FI较低组SDQ困难总分和多动冲动问题得分均更高(均 P 0.05)。
如表2所示,在控制了性别、母亲受教育程度、家庭年收入、6岁CSHQ总分后,FI分组与儿童6岁时SDQ困难总分和多动冲动问题均相关(均 P 0.05)。线性回归模型纳入儿童气质与母亲抑郁得分后, R 2 改变量差异无统计学意义,因此未纳入最终模型。
本研究利用前瞻性出生队列研究设计,利用可穿戴设备手表式睡眠-活动记录仪获取的数据描绘了婴幼儿(6~36月龄)睡眠片段化变化规律,采用群组发展模型拟合参数选择最优模型区分出FI较高组以及FI较低组,两组变化趋势相似,随年龄增长FI均呈现缓慢下降趋势。群组发展模型是Nagin依据最大似然估计以及条件独立假设,认为个体间的发展轨迹可能存在质性差异,可以将群体划分成不同的轨迹组。该模型主要包括建立似然函数、确定轨迹组数及阶数、后验概率及模型检验等步骤。尽管两组母亲情绪状态以及儿童6月龄时气质类型的差异均无统计学意义,但是FI较高组儿童在6岁时的SDQ困难总分和多动冲动问题得分均较高于FI较低组。
尚无研究利用客观采集数据探索睡眠片段化在6~36月龄的人群分组特征,现有研究主要来自父母报告的夜醒次数变化规律。同样使用本组出生队列研究人群,对42日龄至36月龄婴幼儿家长主观报告的夜醒次数,采用群组发展模型可区分出夜醒减少组(56名,22.9%)与夜醒持续组(87名,77.1%),夜醒减少组在12月龄后夜醒次数减少至1次以内,夜醒持续组直到24月龄仍然有1次以上。与该研究结果类似,法国EDEN队列调查了2岁儿童父母报告的夜醒次数,追踪随访至4~5岁,在人群中采用群组发展模型区分出频繁夜醒组及较少夜醒组。尽管夜醒次数及FI均为睡眠觉醒相关指标,但婴幼儿夜醒次数与睡眠片段化的发展轨迹并不完全相同,人群分组结果也并不一致。主观报告仅能反映次数,而客观数据可以刻画睡眠整个过程中的睡眠中断情况。
睡眠片段化在生命早期尤其是6月龄以内被认为是生理现象。活动记录仪采集的FI是用于评估静止-活动状态轮替的频率,夜间睡眠FI越高说明夜间睡眠过程中静止-活动轮替的频率越高,睡眠越差,在大多数研究中用来评价睡眠状态下的睡眠不安。本研究在学龄前期儿童中发现婴幼儿期持续较高的睡眠片段化水平与6岁时的情绪行为问题密切相关,尤其是与多动冲动问题有关。现有的利用FI研究情绪行为问题的研究均来自及青少年群体。1项青少年的研究发现快速眼动睡眠(rapid eye movement,REM)期的FI越高,其正向情绪的缺乏越严重,抑郁症状更明显,REM期的睡眠片段化影响压力调节能力,从而影响日间情绪,抑郁症状表现更多。睡眠研究中发现,睡眠片段化相比于睡眠时间能更好地预测女性产后抑郁程度。实验性研究也发现,对受试者进行人为的睡眠片段化(夜间正常入睡后2 h 1次的强制唤醒),他们的情绪信息处理的能力也会像完全睡眠剥夺后一样被损伤。大鼠动物实验中也发现睡眠片段化会使焦虑症状更明显,这可能与REM睡眠的片段化易引起下丘脑-垂体-肾上腺轴的过度激活有关。在青少年及研究中发现睡眠片段化与情绪问题相关变量密切相关,本研究报道了婴幼儿睡眠片段化对儿童期总体情绪行为问题的影响,尤其在多动冲动维度上较为明显。有研究提示睡眠片段化水平较高的儿童在睡眠和觉醒调节方面存在困难,婴儿期出现睡眠-觉醒调节困难的儿童自我调节能力水平难以达到同年龄平均水平,这可能是睡眠片段化影响多动冲动问题的潜在机制,但尚无研究证据。本研究提示儿科医生应重视婴幼儿期频繁夜醒引起睡眠片段化对儿童后期心理健康的影响,同时也为以婴幼儿睡眠干预为靶点改善儿童心理健康的干预策略提供证据。
本研究也存在一定的局限性。首先,持续6年追踪的队列人群样本量相对较小,可能会限制对不同FI两组人群相关结局差异的统计功效,但本研究仍发现两组在6岁时情绪行为问题的差异有统计学意义且采用多元线性回归和Logistic回归都证实了这一结果(Logistic回归结果限于篇幅未列出)。其次,在随访6年过程中存在一定程度的失访可能会导致一定程度的偏倚,但是在对纳入样本与未纳入分析样本之间的人口学以及睡眠特征进行检验时发现差异均无统计学意义。最后,出生队列招募的人群为方便样本,样本均来自上海地区,父母受教育水平普遍较高,家庭年收入较高,因此研究结果推广到低收入地区存在局限。
综上所述,婴幼儿时期的FI变化可区分出FI较高组与FI较低组。相较于FI较低组,FI较高组在6岁时更容易出现情绪行为问题,尤其是多动冲动问题。因此早期鉴别睡眠片段化水平较高的婴幼儿,给予及时睡眠干预不仅可以改善其睡眠问题,有可能会对改善儿童期情绪行为问题发挥一定作用。