目的:儿童肥胖已经成为人类一场不可避免的公共卫生危机,其病因公认为受多基因位点调控与“致肥胖环境”及两者交互作用形成的复杂网络体系。增加体力活动水平,是儿童青少年控制体重、改善健康状况最经济安全有效的方式。针对肥胖遗传易感性区分不同患者,实施有针对性的个性化体力活动策略是精准化防控的关键一环。目前,基因与体力活动交互在肥胖的发生发展中的作用规律得到广泛关注,但此类研究大多集中于欧美裔人群,且较少关注儿童青少年这一关键时期。此外,国内外现有的关于基因与体力活动交互作用对超重肥胖的影响尚未得出一致结论,研究多基于横断面设计,且存在关注肥胖遗传位点单一、样本量小、体力活动水平评价不精确、肥胖评价指标单一等缺点。因此,本研究目标分为以下三方面:一是依托横断面研究设计开展体力活动水平与超重肥胖及相关代谢指标的关系研究;二是基于不同艺术门类体力活动水平的自然差异,开展长期自然实验研究,探索基因-体力活动交互作用影响儿童青少年肥胖及相关代谢指标的长期效应;三是基于随机对照体力活动干预实验,开展基因-体力活动交互作用影响儿童青少年肥胖及相关代谢指标的短期效应研究。方法:第一部分研究采用横断面研究设计方法,选取沈阳市和阜新市9所九年一贯制学校及3所普通高等中学,将小学四年级、初中一年级及高中一年级的在校生纳入为研究对象。由培训的调查员进行研究对象身高、体重、腰围等身体形态指标,体脂率、体脂量等体成分指标,血脂、血糖等血液生化指标及基本情况、体力活动水平等问卷的测量与调查。采用非条件Logistic回归及广义线性模型探索体力活动水平与超重肥胖及相关代谢指标的关系。第二部分以沈阳市某一贯制艺术学校的全日制艺术在校生为研究对象,依据各专业学习时体力活动水平的差异,研究对象被自然地暴露在试验或控制条件下,开展自然实验研究。依据美国运动医学会官方期刊上刊载的《身体活动汇编》（2011版）,评估各类艺术专业体力活动的强度,将研究对象分为高体力活动组与低体力活动组。对符合纳入标准的在校生于艺术学习前进行基线纳入与调查,分别在1年、2年、3年、4年后进行多时点随访调查。收集身体形态、体成分及血液生化指标,进行体力活动、非定量膳食频率问卷调查与评估。采集EDTA抗凝血2ml分离单个核细胞并提取全基因组DNA,采用Mass ARRAY?系统对大型亚洲人群全基因组关联研究（Genome-wide association study,GWAS）识别的与肥胖相关的14个SNP位点分型,并计算加权肥胖遗传风险评分（Weight genetic risk score,WGRS）。纳入广义线性模型分析WGRS、体力活动水平及两者之间交互作用对肥胖及相关代谢指标改变量的长期影响。第三部分开展随机对照体力活动干预试验,在139名10-12岁超重肥胖儿童青少年中,按照2:1的比例随机划分为干预组（n=93）与对照组（n=46）;干预组研究对象开展以线下指导形式为主的运动夏令营,结合以家庭形式开展的“快乐10分钟”跳绳或健步走亲子活动的短期干预项目;对照组不进行任何干预。基线期进行身体形态、体成分、血液生化及WGRS指标的测量,进行体力活动、非定量膳食频率问卷调查;干预期内佩戴三轴体动记录仪收集体力活动定量数据。干预四周后再次测量肥胖及相关代谢指标,采用广义线性模型分析WGRS、体力活动水平及两者之间交互作用对肥胖及相关代谢指标改变量的短期影响。结果:1.第一部分研究发现,体力活动水平与超重肥胖及相关代谢指标之间存在相关性。在调整年龄和性别因素影响后发现,每周中等至高强度体力活动（Moderate to vigorous intensity physical activity,MVPA）达到或超过60分钟天数与BMI和腰围定义的肥胖发生风险呈负相关关系,OR值分别为0.87（95%CI:0.81-0.93,P＜0.001）和0.93（95%CI:0.88-0.98,P＜0.001）;且与体重、BMI、颈围、腰围、臀围、体脂率、体脂量、空腹血糖、甘油三酯及LDL-C等指标负相关。每周MVPA达到或超过60分钟天数每增加1天,可导致BMI有0.23 kg/m~2（95%CI:0.12-0.33 kg/m~2,P＜0.001）的降低。此外,增加每周VPA频率与超重和肥胖发生风险间未发现显著相关性（P＞0.05）。2.第二部分研究发现,基于13个肥胖相关SNP位点分型评价的肥胖遗传易感性加权评分WGRS与基线BMI和体重存在相关性,肥胖遗传易感性WGRS每增加1分BMI升高0.21 kg/m~2（95%CI:0.10-0.32 kg/m~2,P＜0.001）;自然实验开展周期一至四年间,高体力活动组BMI增量较低体力活动组小,体重改变方面两组均无统计学差异。在调整了年龄、性别、民族及膳食因素的影响后,自然实验开展满一至三年均观察到体力活动与遗传危险度评分对BMI改变具有交互作用(Pinteraction分别为＜0.001、0.003和0.02)。此外,长期较高强度的体力活动过程中,具有较高肥胖遗传危险度评分的研究对象有更少的BMI和体重增量。3.第三部分研究发现,肥胖遗传易感性评分WGRS与基线BMI、体重、腰围、臀围、体脂率及腹膜前脂肪厚度等肥胖相关代谢指标密切相关,肥胖遗传易感性WGRS每增加1分BMI升高0.35kg/m~2（95%CI:0.11-0.59 kg/m~2,P=0.004）。经三轴体动记录仪分析发现,研究采用的体力活动干预方案能够有效增加干预组平均每日MVPA时间,干预组比对照组日均高约16.83分钟的MVPA时长（169.62±32.16 vs.152.79±27.21 min/d,P＜0.05）;4周短期体力活动干预,能够有效降低干预组BMI、体重、腰围、臀围及腹膜前脂肪厚度指标水平,且这些指标改善与干预期MVPA时间具有较好的线性关系。肥胖遗传易感性对BMI、体重、体脂率、腰围、臀围、腰臀比及皮下脂肪厚度指标的短期体力活动干预效果不产生影响,但与腹膜前脂肪厚度改变量相关,且肥胖遗传易感性与体力活动干预对腹膜前脂肪厚度改善的影响存在交互作用（P=0.01）。在调整年龄、性别、民族及家庭收入状况的影响后,干预组研究对象肥胖遗传危险度评分每增加1分,体力活动干预期腹膜前脂肪厚度改变量为-0.21mm（95%CI:-0.34--0.09cm,P=0.001）,而对照组两者间则不具有相关性;且每日增加10分钟MVPA时间,高遗传危险度相较于低危险度个体有更多的腹膜前脂肪厚度降低。结论:1.综上所述纳入研究的儿童青少年体力活动水平与超重肥胖及相关代谢指标相关。基于亚洲人群GWAS得出的系列肥胖相关基因SNP位点汇总评估的肥胖遗传易感性能够有效预测中国儿童青少年肥胖现状。2.基因与长期较高体力活动对BMI的影响具有交互作用,肥胖遗传易感性高的个体长期从事较高水平的体力活动将会有更多的BMI降低。3.在短期体力活动效应方面,虽然基因与短期增高体力活动对BMI、体重及体脂率等常规肥胖评价指标的影响未探索到交互作用的存在,但对内脏脂肪一项评价指标腹膜前脂肪厚度的影响具有交互作用。肥胖遗传易感性高的个体短期增加体力活动水平将会有更多的内脏脂肪改善。4.因此,无论开展短期还是长期的体力活动干预策略,肥胖遗传易感性高的个体往往能从增加的体力活动水平中收益更多。基于以上证据,由于基因型的相对恒定性,可以在生命早期检测肥胖相关基因分型并预测未来肥胖发生风险,及早开展个性化干预。