青年科学工作者论坛2008年第1期
论著
肠炎沙门菌多位点序列分型技术的研究
李燕俊 计融 王玉平 江涛 崔生辉 刘秀梅[1]
中国疾病预防控制中心营养与食品安全所，北京 100021
摘要：目的 为研究肠炎沙门菌菌株间的分子特征，建立了分子流行病学研究方法-多位点基因序列分型技术（MLST），并对食品中的肠炎沙门菌分离株进行分型研究。方法 选择肠炎沙门菌的6个管家基因thrA、purE、sucA、aroC、hemD、dnaN及一个特异性的DNA标记SdfΙ作为目标基因。对上述基因分别进行PCR扩增及产物测序，用sequencer2.0软件对测序结果进行分析、比对核苷酸的差异。同时，将肠炎沙门菌株与GenBank中鼠伤寒沙门菌LT2相应的基因序列进行比较。结果 在肠炎沙门菌标准菌株50041和18株食品分离株之间，6个基因PCR产物范围内的近60000个核苷酸序列完全相同，未观察到同一血清型内的基因突变。而与LT2相比，基因产物发生了1到6个点突变。在对SdfΙ的核苷酸序列比较研究中发现，肠炎沙门菌标准菌株与食品中分离株SdfΙ的核苷酸序列与GenBank中该序列的碱基对比，发生了C182T的点突变。即MLST技术揭示了在同一血清型内各菌株管家基因碱基序列的高度保守。结论 MLST方法适用于不同血清型沙门菌株间的分型研究，而不适于同一血清型的菌株分型。
关键词：肠炎沙门菌 管家基因 序列分析 鼠伤寒沙门菌LT2
中图分类号： 文献标识码：A
Molecular analysis of Salmonella enteritidis by multilocus sequence typing system
LI Yanjun, JI Rong, WANG Yuping, JIANG Tao, et al.
Institute of Nutrition and Food Safety, China CDC, Beijing 100021, China
Abstract: Objective To characterize different Salmonella enterica Enteritidis isolates through multilocus sequence typing (MLST) system, a molecular epidemiologic analysis method was established. Methods Internal fragments of six housekeeping genes, thrA, pure, sucA, aroC, hemD and dnaN and a unique gene of S. Enteritidis were amplified and sequenced to develop the MLST method. Eighteen S. Enteritidis food isolates with unique PFGE patterns were studied and the data were analyzed by the Sequener 4.0 software. The genetic relationship of the isolates was estimated, and the DNA sequence diversity was also studied between S. Enteritidis and S. Typhimurium LT2. Results We found a poor DNA sequence diversity among S. Enteritidis 50041 and 18 S. Enteritidis isolates in all six housekeeping genes. The number of variable sites per gene ranged from 1 to 6 nucleotides between S. Typhimurium LT2 and S. Enteritidis. Furthermore, S. Enteritidis 50041 and 18 S. Enteritidis isolates contained a mutation at C182T in SdfΙ compared to the sequence in the GenBank. Our study showed that the MLST had poor discrimination power among S. Enteritidis isolates. Conclusion The MLST techniques should only be used to differentiate Salmonella isolates with different serotypes, it could not study the molecular epidemiological relationship of the isolates with the same serotype.
Key words: Salmonella enteritidis, house keeping gene, multilocus sequence typing, Salmonella Typhi LT2
细菌的变异及进化均来源于遗传物质脱氧核糖核酸（DNA）分子的核苷酸序列发生的改变，因此细菌的各种分子分型方法大多建立在基因组DNA序列差异的基础上，并且用不同的手段反映这种差异，如PFGE、RAPD、RFLP等。这些方法最终多采用电泳带型图谱来作为分型的依据，但比较图谱存在识别困难以及各个不同的研究之间难以互相比对的局限性[1]，因而研究者渐渐将目光转向了DNA序列本身的差异。从理论上来说，要判断两个细菌的DNA是否完全一致，最极致的就是进行全序列测定，但从成本及技术上存在较大难度。鉴于细菌的进化呈网状结构，仅仅通过部分基因的序列测定所作出的基因树仍很难正确反映不同菌株之间的基因相关性[2]。1998年问世的多位点基因序列分型技术(multilocus sequence typing，MLST)，提出了选用多个管家基因进行序列分析比较的方法，在实验过程的可操作性及实验结果的可靠性之间取得了宝贵的平衡[3]，由于该方法的结果明确，具有良好的实验室间的可比性[4]，因此已被广泛应用于细菌的分型研究中，并且在某些菌株方面具有良好的分辨能力[5]。
1材料与方法
1.1材料
1.1.1菌株 肠炎沙门菌标准菌株50041(购自中国医学科学院药品生物制品检定所)以及食品污染物监测网从食品中分离的18株肠炎沙门菌。
表1 肠炎沙门氏菌分离株的食品来源
Table 1 food species of S. enteritidis strains
|
来源
|
菌株数
|
菌株编号
|
|
牛肉
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4
|
S157、S158、S159、S161
|
|
鸭肉
|
1
|
S39
|
|
猪肉
|
1
|
S65
|
|
羊肉
|
3
|
S75、S155、S156
|
|
熟肉
|
1
|
S171
|
|
蔬菜
|
1
|
S182
|
|
鸡肉
|
3
|
S134、S162、S163
|
|
其它
|
4
|
S95、S99、S135、S190
|
1.1.2试剂 营养琼脂、营养肉汤LB，购于陆桥公司；DNA提取试剂盒、去DNA酶/RNA酶去离子水，购于北京天为时代科技有限公司；Pfu DNA Polymerase，购于美国Fermentas公司、脱氧核糖核苷酸(dNTP)，购于美国Promega公司；DNA分子量Maker DL2,000，购于宝生物工程（大连）有限公司、电泳级琼脂糖、缓冲液，购于美国Promega公司、EB，中国CDC病毒病预防控制所惠赠；Tris，购于华美生物工程公司、乙二胺四乙酸(EDTA)，购于北京化学试剂公司、其它无机及有机化学试剂，购于广东•汕头市西陇化工厂。
1.1.1. 1.1.3主要实验仪器 PTC-200PCR仪，美国MJRESEARCH公司、power300电泳仪，美国Bio-Rad公司；SW22型水浴摇床，德国Julabo公司、5415D型台式高速离心机，德国Eppendorf公司；凝胶成像系统，法国VL公司。
1.2. 1.2方法
1.2.1聚合酶链反应（PCR）基因的选择 选择肠炎沙门菌的6个管家基因thrA，purE，sucA，aroC，hemD，dnaN以及肠炎沙门菌的1个特异性DNA标记SdfΙ（AF370707）作为本研究的目标基因。
表2 目标基因的选择及其分布
Table 2 selection of the housekeeping genes of S. enteritidis
|
基因
|
位置
|
基因号
|
产物
|
|
thrA
|
337..2799
|
1251520
|
Aspartokinase I / homoserine dehydrogenase I
|
|
purE
|
597116..597625
|
1252054
|
phosphoribosylaminoimidazole carboxylase
|
|
sucA
|
801745..804546
|
1252256
|
2-oxoglutarate dehydrogenase
|
|
aroC
|
2494541..2495626
|
1253906
|
chorismate synthase
|
|
hemD
|
4144312..4145052
|
1255463
|
uroporphyrinogen III synthase
|
|
dnaN
|
4042519..4043619
|
1255364
|
DNA polymerase III subunit beta
|
1.2.2PCR引物序列的选择
表3 目标基因的PCR引物序列及其产物
Table 3 The primer pairs for the PCR amplification of internal fragments
|
基因
|
引物序列
|
产物长度(bp)
|
|
thrA
|
F 5'-GTCACGGTGATCGATCCGGT-3'
R 5'-CACGATATTGATATTAGCCCG-3'
|
852
|
|
purE
|
F 5'-ATGTCTTCCCGCAATAATCC-3'
R 5'-TCATAGCGTCCCCCGCGGATC-3
|
510
|
|
sucA
|
F 5'-AGCACCGAAGAGAAACGCTG-3'
R 5'-GGTTGTTGATAACGATACGTAC-3'
|
643
|
|
aroC
|
F 5'-CCTGGCACCTCGCGCTATAC-3'
R 5'-CCACACACGGATCGTGGCG-3'
|
826
|
|
hemD
|
F 5'-GAAGCGTTAGTGAGCCGTCTGCG-3'
R 5'-ATCAGCGACCTTAATATCTTGCCA-3'
|
666
|
|
dnaN
|
F 5'-ATGAAATTTACCGTTGAACGTGA-3'
R 5'-AATTTCTCATTCGAGAGGATTGC-3'
|
833
|
|
SdfΙ
|
F 5’-TGTGTTTTATCTGATGCAAGAGG-3’
R 5’-CGTTCTTCTGGTACTTACGATGAC-3’
|
293
|
1.2.3PCR引物的合成 在上海生工生物工程技术服务有限公司合成上述引物，按照各引物的分子量将引物稀释为10μmol/L，4℃保存备用。
1.2.1. 1.2.4PCR模板的提取方法 按照DNA提取试剂盒说明操作。
1.2.2. 1.2.5PCR反应体系的确立 经过对PCR反应中模板浓度、最适引物量、镁离子浓度、退火温度、延伸时间、循环次数等进行优化选择，并最终确立反应体系。
1.2.3. 1.2.6序列测定 由上海生工生物工程技术服务有限公司进行上述PCR产物的序列测定。
1.2.4. 1.2.7测序结果的比较 用sequencer2.0软件对测序结果进行分析，将各菌株相应基因的序列相互比对，找出其中的核苷酸差异，并将各菌株与GenBank中沙门菌其它血清型相应的基因序列进行比较。对有差异的部分进行重复验证实验，以确保结果的真实可靠。
1.2.5. 1.2.8方法的重现性研究 对同一模板进行3次不同的PCR反应，对其反应产物分别进行测序，并比较测序结果的一致性。对同一菌株进行多次提取后不同的提取模板，进行3次PCR反应，对其反应产物分别进行测序，并比较测序结果的一致性。
2结果
2.1PCR反应体系
2.1.1thrA基因的PCR反应体系 模板1.25µl；上下游引物(10µMol/L)各1.25µl；dNTP 1µl；MgSO4(25mmol/L) 2.4µl；10×buffer 5µl；Pfu 0.5µl；水加至50µl。预变性：94℃、5min；变性：94℃、1min；退火：58℃、30s；延长：72℃、1min；30个循环；再延长：72℃、7min。
1.2.6. 2.1.2purE、sucA、aroC、hemD、dnaN基因的PCR反应体系 模板0.5µl；上下游引物(10µMol/L)各1.25µl；dNTP 1µl；MgSO4 (25mmol/L) 2.4µl；10×buffer 5µl；Pfu 0.5µl；水加至50µl。预变性：94℃、3min；变性：94℃、1min；退火：55℃、1min；延长：72℃、2min；30个循环；变性：94℃、1min；退火：55℃、1min；再延长：72℃、10min。
1.2.7. 2.1.3SdfΙ的PCR反应体系 模板3µl；上下游引物(10µmol/L)各2µl；dNTP 1µl；MgSO4 (25mmol/L) 4.5µl；10×buffer 5µl；Pfu 0.5µl；水加至50µl。预变性：94℃、5min；变性：94℃、1min；退火：58℃、30s；延长：72℃、1min；30个循环；再延长：72℃、7min。
2.2PCR反应结果
1：marker；2、3：thrA产物；4：purE产物；5：marker；6：sucA产物；7：marker；8：aroC产物；9：marker；10、11：hemD产物；12：marker；13：dnaN产物；14：marker；15：SdfΙ产物
图1 肠炎沙门菌PCR产物电泳结果
Figure 1 PCR products of Salmonella enteritidis
经采用特异性引物，经过特定的PCR反应体系扩增后，肠炎沙门菌的7个基因均能扩增出特异性的PCR产物，用于进行序列测定，结果如图1中所示。
2.3PCR反应产物序列测定结果
使用扩增引物作为测序引物，对PCR产物进行扩增测序，对于<500bp的基因purE和SdfΙ，PCR扩增产物经过一次测序即得到基因全部序列；而对于大于500bp的其它基因产物，需要分别从上、下游进行2次序列测定，经过特征序列分析，并将上下游序列整合后，才能得到该PCR产物的完整序列。由于测序误差，各基因产物的首尾几个碱基不计入序列测定结果中。
2.4核苷酸序列的比较研究结果
2.4.1肠炎沙门菌各菌株之间的基因序列比较结果 对肠炎沙门菌thrA、purE、sucA、aroC、hemD、dnaN6个管家基因的PCR产物核苷酸序列进行比较研究，结果显示，在肠炎沙门菌标准菌株和我国食品中分离的18株菌之间，在上述碱基范围内的核苷酸序列完全相同。对肠炎沙门菌特异性基因标记序列SdfΙ的核苷酸序列进行比较研究，结果显示，在肠炎沙门菌的标准菌株50041株、食品中分离的18个菌株SdfΙ的核苷酸序列与GenBank中该序列的碱基对比，发生了C182T（注：此基因位点是从SdfΙ基因的第一个碱基计算，而不是从PCR产物的起点计算，因此突变的碱基位点与测序结果图中所示意的不同，以下同）的点突变。
图2 肠炎沙门菌SdfΙ PCR产物部分序列测定结果及碱基差异示意图
Figure 2 The result for sequencing of SdfΙ PCR product and the DNA sequence diversity
2.4.2肠炎沙门菌与鼠伤寒沙门菌LT2之间的基因序列比较结果 肠炎沙门菌6个管家基因thrA、purE、sucA、aroC、hemD、dnaN的PCR产物核苷酸序列与鼠伤寒沙门菌LT2的相应序列相比，碱基差异数如表4。
表4 PCR产物核苷酸序列比较
Table 4 The difference of the PCR amplification between S. enteritidis and S. Typhi LT2
|
基因
|
比较范围
(bp)
|
碱基差异
|
|
thrA
|
601~1101
|
2
|
|
purE
|
52~450
|
2
|
|
sucA
|
602~1103
|
1
|
|
aroC
|
301~802
|
4
|
|
hemD
|
142~573
|
6
|
|
dnaN
|
151~652
|
5
|
3讨论
MLST方法是基于DNA水平的分型方法，多选择6~7个基因进行序列分析[6]。对于同一基因而言，必须使用同一对引物在所有的菌株中扩增出PCR产物以供测序分析，因此在MLST中必须采用高度保守的管家基因(house keeping gene)或广泛存在的毒力基因。同时考虑到结果的可比性，在相同的菌株间，不同的研究最好采用相同的基因，以供彼此对比研究。目前已有报道的沙门菌MLST方法，仅采用4个基因进行比较[1]，本研究采用了6个管家基因，均为国际权威网站www.mlst.net中沙门菌属推荐采用的基因，与国际上同领域的研究具有良好的可比性。
传统的PCR反应多采用Taq DNA聚合酶进行扩增反应，但由于Taq DNA聚合酶缺乏校正功能，在PCR过程中核苷酸掺入的错误率较高，因此在MLST这种以基因的核苷酸序列分析比较为目标的PCR反应中，应用Taq DNA聚合酶进行扩增反应显然会造成结果的偏差。因此，本研究采用了高保真的Pfu DNA聚合酶进行PCR扩增反应，该酶具有3’→5’的外切酶活性，可以在扩增过程中进行自我校正，因而可以保证核苷酸掺入的正确程度，确保了实验结果的可靠性。在测序过程中，由于种种原因，也会造成DNA核苷酸序列的错误。比如核苷酸的错误缺失或插入、以及对测序图谱结果中峰型不明显的核苷酸的误判等等。因此在菌株之间核苷酸比对之前，必须用相应基因的标准核苷酸序列对测序结果进行清理校正。本研究中所用的肠炎沙门菌，其相关的基因序列方面的研究资料较少，在GENbank中未查找到该菌的核苷酸序列，考虑到管家基因在种属间的相对保守性，因此我们在研究中选用了GENbank中已发布的全长为4857432bp的鼠伤寒沙门菌LT2( NC_003197 )作为所选基因的序列参考，对标准菌株及其它自食品中分离的菌株基因序列进行清理后，排除了测序工作中的错误，再进行比对研究，保证了结果的真实可靠。
在多篇文献中，均报道了MLST方法的高分辨水平，并据此进行了流行菌株间亲缘关系的判定[1,3~5,7]。但本研究中发现，在单一血清型肠炎沙门菌内，菌株6个管家基因的PCR产物序列均无差异，即未观察到位于血清型内部的基因突变。但在不同的血清型之间，我们对比了鼠伤寒沙门菌LT2与肠炎沙门菌54100之间近3000个核苷酸的基因序列，确实存在一些碱基差异。在NOLLER等对出血性大肠杆菌O157:H7的研究中，也发现了在7个管家基因的311000多个碱基中，没有一个变异存在[8]。考虑到管家基因的高度保守性，因此我们又选用了一个肠炎沙门菌的特异性标记SdfΙ，对其基因的变异规律进行研究，预期在同一血清型的不同菌株中，该序列可以有稍微多一点的基因变异情况发生，结果仅发现了一个C182T的点突变。研究结果提示，沙门菌同一血清型内部，各菌株之间的管家基因碱基序列高度保守，MLST方法适用于不同血清型之间，而不适用于同一血清型内菌株的分型研究。
参考文献
1KOTETISHVILI M, STINE O C, KREGER A, et al. Multilocus sequence typing for characterization of clinical and environmental Salmonella strains[J]. J Clin Microbiol, 2002, 40(5): 1626-1635.
2STINE O C, SOZHAMANNAN S, GOU Q, et al. Phylogeny of Vibrio cholerae based on recA sequence[J]. Infect Immun, 2000, 68: 7180-7185.
3MAIDEN M C J, BYGRAVES J A, FEIL E, et al. Multilocus sequence typing: a portable approach to the identification of clones within populations of pathogenic microorganisms[J]. Proc Natl Acad Sci, 1998, 95: 3140-3145.
4KATETISHVILI M, STINE O C, CHEN Y, et al. Mutilocus sequence typing has better discriminatory ability for typing Vibrio cholerae than does pulsed-field electrophoresis and provides a measure of phylogenetic relatedness[J]. J Clin Microbiol, 2003, 41(5): 2191-2196.
5HELGASON E, TOURASSE N J, MEIDAL R, et al. Multilocus sequence typing scheme for bacteria of the Bacillus cereus group[J]. Appl Environ Microbiol, 2004, 70(1): 191-201.
6KARAOLIS D K, LAN R, REEVES P R. The sixth and seventh cholera pandemics are due to independent clones separately derived from environmental, nontoxigenic, non-O1 Vibrio cholera[J]. J Bacteriol, 1995, 177: 3191-3198.
7SAILS A D, SWAMINATHAN B, FIELDS P I. Utility of multilocus sequence typing as an epidemiological tool for investigation of outbreaks of gastroenteritis caused by Campylobacter jejuni [J]. J Clin Microbiol, 2003, 41(10): 4733-4739.
8 NOLLER A C, MCELLISTREM M C, STINE O C, et al. Multilocus sequence typing reveals a lack of diversity among Escherichia coli O157: H7 isolates that are distinct by pulsed-field gel electrophoresis [J]. J Clin Microbiol, 2003, 41(2): 675-679.
收稿日期：2007-04-11
1通讯作者：刘秀梅，女，研究员，博士生导师，E-mail：xmliu01@yahoo.com.cn
论著
中国南北城乡人群工作时体力活动现状及其10年间变化情况
谢高强 赵连成[1] 周北凡 李莹 武阳丰2
中国医学科学院阜外心血管病医院心血管病研究所 卫生部心血管病防治研究中心防治网络部，北京
摘要：目的 描述中国南北城乡人群工作时间体力活动现状及过去10年的变化趋势。方法 整群随机抽取北京城市、北京农村、广州城市和广州农村4组人群3304人，采用标准化问卷、收集工作时间体力活动及10年间变化资料，计算每个人日常工作时间单位体重的能量消耗 (kJ/kg)。结果 中国南北城乡人群工作时间体力活动处于较低水平，极轻和轻体力工作者占总人数的59.4%，工作时间体力活动强度呈现男性高于女性、南方高于北方、农村高于城市的特点。与10年前相比，工作时间体力活动强度降低、不变和增加者分别为48.8%、38.0%和13.2%，降低者比例呈现农村高于城市、男性高于女性、随年龄增加而增加、随文化水平降低而增加的特征。结论 中国南北城乡人群工作时间体力活动较低及过去10年降低的趋势提示我国需要增加公共健康投资，包括制定策略和公众教育。
关键词：体力活动 工作时间 中国
中图分类号： 文献标识码：A
Working time physical activity status and its changes over a ten-year period in four Chinese populations
XIE Gaoqiang, ZHAO Liancheng, ZHOU Beifan, LI Ying, et al.
Department of Epidemiology, Cardiovascular Institute and Fuwai Hospital, Chinese Academy of Medical Sciences and Peking Union Medical College, The National Center for Cardiovascular Disease Control and Research, China;
Abstract: Objective To describe the current status of physical activity at work and its changes in the past ten years in Chinese populations. Methods we randomly selected 3304 participants in clusters (villages, residential households, or working organizations) from 4 approximately equally sized sub-samples, an urban and a rural district in Beijing and an urban and a rural district in Guangzhou. Physical activities at work and its changes in the past ten years were collected by a standard questionnaire. We calculated the energy expenditures per kilogram body weight (unit: kJ/kg) in one normal working day for each individual. Results The physical activity levels are relatively low and the rate of very mild and mild physical activity is 59.4% in these four Chinese populations. Intensity of physical activity at work is greater in men than in women, in southern than in northern, and in rural than in urban in China. As a whole, 48.8%, 38.0%, and 13.2% of our study participants reported that their working time physical activity had decreased, unchanged, and increased respectively over the ten years period before the survey. The rates of decreasing were greater in rural than urban, greater in men than women, greater in older people, greater in those with lower educational attainment. Conclusion Lower physical activity at work and its declining trends in these Chinese populations require increased public health investments, including strategic planning and public education.
Key words: physical activity, working time, Chinese
近几十年来，尤其是改革开放以来，随着中国工业自动化和农业机械化的不断发展和人民生活水平的明显提高，工农业劳动者工作时体力活动强度大幅度下降；与此同时，出现了我国人群肥胖及相关疾病患病率快速增长[1~3]。然而，中国至今缺乏有说服力的人群体力活动强度变化的相关资料。本研究利用“中美心肺流行病学合作研究”第4次调查资料[3~5]，对中国南北城乡4组人群工作时体力活动状况进行评价，并对过去10年间变化情况进行回顾性评价。
1研究方法
1.1 调查对象
1998年，采用整群随机抽样方法，对北京首钢工人、北京石景山农民、广州船厂工人和广州番禺农民4组人群进行“中美心肺流行病学合作研究”第4次横断面调查[3-5]。共调查4203人，符合35~59岁年龄范围者4163人，其中体力活动问卷合格有效者4047人，本文仅纳入有工作者3304人。
1.2 工作时体力活动调查方法
参照国内外相关体力活动问卷，结合中国人群实际情况，制定了一套标准化问卷，与本文分析有关的问卷条目包括：（1）请问您的工作（或职业）在体力活动强度上属于或接近下列哪种类型：无工作、极轻（静坐型职业，工作中大部分时间里是坐着的，如办公室职业）、轻（站立型职业，工作中的大部分时间里是站立着或在走动，但工作的体力强度并不大，如售货员、理发员、保安员等）、中（操作型职业，工作需要一定的体力来对付重的物体和使用工具，如管道工、电工、木工、使用农业机械等）、重（重体力职业，工作包括非常费力的体力活动，如搬运工、矿工、砖厂工人、建筑工、田间手工劳动、捕鱼等）；（2）您现在通常的一天工作中，您平均坐着的时间有多久？站着或走动的时间有多久？中等体力的操作活动时间有多久？重体力操作活动时间有多久？（3）您现在工作时体力活动强度和10年前相比：减轻、不变、加重。
1.3 工作时能量消耗的估计
为了评价个体间体力活动强度，因此仅计算单位体重（kg）的每天工作时能量消耗（单位：kJ/kg）。参照《中国成人超重和肥胖症预防控制指南》所提供的各类体力活动能量消耗值，将工作时各类活动消耗能量相加得到工作时能量消耗估计值[6]。公式如下：
工作时能量消耗=坐的时间（h）×60（min）×0.105[kJ/（kg min）]+站或走的时间（h）×60（min）×0.218[kJ/（kg min）]+中等体力操作时间（h）×60（min）×0.314[kJ/（kg min）]+较重体力操作时间（h）×60（min）×0.452[kJ/（kg min）]。
1.4 质量控制
所有调查员都经过培训考核合格后方能参加现场调查，在数据分析阶段则剔除那些全天各类活动时间之和小于22h或超过26h者，共剔除116人。
2 结果
2.1 工作时体力活动强度的定性评价
资料完整的调查对象共计3304人，平均年龄（45.4±6.6）岁，其中工作时体力活动强度为极轻者高达35.5%,轻度者达23.9%，中度者29.8%，重度者仅占10.9%。总体而言，男性工作时体力活动强度显著高于女性，南方显著高于北方，农村显著高于城市（P值均<0.01），见表1。
表1 1998年中国南北城乡四组人群工作时体力活动强度分布情况
Table 1 Distribution of degrees of physical activity in four Chinese populations in 1998
|
性别
|
人群
|
n
|
工作时体力活动强度（%）
|
|||
|
极轻
|
轻
|
中
|
重
|
|||
|
男
|
北京首钢
|
473
|
59.4
|
17.1
|
16.9
|
6.6
|
|
|
北京石景山
|
412
|
50.0
|
15.3
|
22.3
|
12.4
|
|
|
广州船厂
|
526
|
24.5
|
33.8
|
35.6
|
6.1
|
|
|
广州番禺
|
450
|
11.6
|
19.1
|
43.3
|
26.0
|
|
|
合计
|
1861
|
35.9
|
21.9
|
29.8
|
12.4
|
|
女
|
北京首钢
|
362
|
65.7
|
16.3
|
17.4
|
.6
|
|
|
北京石景山
|
284
|
35.6
|
32.0
|
24.6
|
7.7
|
|
|
广州船厂
|
357
|
44.0
|
38.7
|
16.2
|
1.1
|
|
|
广州番禺
|
440
|
1.8
|
21.1
|
54.3
|
22.7
|
|
|
合计
|
1443
|
34.9
|
26.4
|
29.8
|
8.9
|
|
合计
|
北京首钢
|
835
|
62.2
|
16.8
|
17.1
|
4.0
|
|
|
北京石景山
|
696
|
44.1
|
22.1
|
23.3
|
10.5
|
|
|
广州船厂
|
883
|
32.4
|
35.8
|
27.7
|
4.1
|
|
|
广州番禺
|
890
|
6.7
|
20.1
|
48.8
|
24.4
|
|
|
合计
|
3304
|
35.5
|
23.9
|
29.8
|
10.9
|
2.2 工作时体力活动强度的定量评价
使用工作中能量消耗来评价，得到类似的结果，但有趣的是广州番禺农民女性工作时能量消耗平均水平高于男性（表2），这可能与广州番禺男性人群两极分化更为严重有关系，因为男性极轻和重体力活动强度者均显著多于女性（表1）。
表2 1998年中国南北城乡4组人群工作时能量消耗估计值（经年龄调整）
Table 2 Age-adjusted expenditure of energy in working time in four Chinese populations in 1998
|
性别
|
人群
|
工作时能量消耗估计值(kJ/kg)
|
|||
|
均数
|
标准差
|
最小值
|
最大值
|
||
|
男
|
北京首钢工人
|
87.0
|
43.5
|
38.7
|
217.0
|
|
|
北京石景山农民
|
96.2
|
44.7
|
12.6
|
301.7
|
|
|
广州船厂工人
|
102.8
|
43.6
|
32.0
|
217.0
|
|
|
广州番禺农民
|
126.4
|
42.4
|
13.1
|
298.3
|
|
|
合计
|
103.3
|
43.1
|
12.6
|
301.7
|
|
女
|
北京首钢工人
|
76.9
|
38.1
|
22.1
|
175.3
|
|
|
北京石景山农民
|
93.9
|
37.1
|
13.1
|
338.0
|
|
|
广州船厂工人
|
82.8
|
37.8
|
38.3
|
217.0
|
|
|
广州番禺农民
|
135.5
|
37.8
|
19.6
|
273.5
|
|
|
合计
|
97.7
|
41.8
|
13.1
|
338.0
|
|
合计
|
北京首钢工人
|
82.4
|
40.5
|
22.1
|
217.0
|
|
|
北京石景山农民
|
94.8
|
42.2
|
12.6
|
338.0
|
|
|
广州船厂工人
|
94.2
|
41.6
|
32.0
|
217.0
|
|
|
广州番禺农民
|
130.7
|
41.8
|
13.1
|
298.3
|
|
|
合计
|
101.5
|
46.0
|
12.6
|
338.0
|
不同年龄组：调整性别和地区后，35~、40~、45~、50~、55~岁工作时能量消耗值分别为96.9、103.0、102.5、103.0和94.5kJ/kg。
不同文化程度组：调整年龄、性别和地区后，未上学者、小学、初中、高中、大专以上文化程度者工作时能量消耗分别为122.9、117.6、103.7、88.4和73.5kJ/kg（线性趋势检验，P<0.001）。
不同职业组：在8类所调查职业中，农林牧渔劳动者能量消耗最大，然后依次为生产运输工人和有关人员、商业工作人员、个体经营者、服务性工作人员、各类管理人员、专业技术人员、办事人员，其工作时能量消耗依次为131.1、116.3、98.9、93.1、92.0、77.3、75.2和74.7kJ/kg。
2.3 工作时体力活动强度定性评价与定量评价指标间的关系
工作时体力活动强度为极轻、轻、中、重者能量消耗呈现依次增加趋势，分别为67.1、88.7、124.3和179.4kJ/kg(趋势检验P<0.001)，男女呈现相同趋势，见表3。
表3 体力活动强度定性评价与定量评价指标间的关系(1)
Table 3 Relationship between qualitative values and quantitative values of physical activity
|
性别
|
工作时间体力活动强度
|
工作时间能量消耗估计值(kJ/kg)，调整年龄
|
|||
|
均数
|
标准差
|
最小值
|
最大值
|
||
|
男
|
极轻
|
69.6
|
28.0
|
12.6
|
155.0
|
|
|
轻
|
87.7
|
28.0
|
13.1
|
234.5
|
|
|
中
|
123.5
|
27.9
|
13.1
|
219.8
|
|
|
重
|
177.7
|
28.0
|
56.5
|
301.7
|
|
女
|
极轻
|
63.8
|
26.9
|
22.1
|
119.9
|
|
|
轻
|
89.8
|
26.8
|
13.1
|
182.2
|
|
|
中
|
125.5
|
26.9
|
28.3
|
226.1
|
|
|
重
|
182.6
|
26.8
|
77.9
|
338.0
|
|
合计
|
极轻
|
67.1
|
27.7
|
12.6
|
155.0
|
|
|
轻
|
88.7
|
27.5
|
13.1
|
234.5
|
|
|
中
|
124.3
|
27.6
|
13.1
|
226.1
|
|
|
重
|
179.4
| |||