乌鲁木齐市3 ～5岁儿童龋病相关因素的主成分分析

马婷， 孟凡琦， 韩婧， 赵今

新疆医科大学第一附属医院（附属口腔医院）牙体牙髓科，新疆维吾尔自治区 乌鲁木齐（830000）

低龄儿童龋（early children caries，ECC）是发生于儿童乳牙列最常见的细菌感染性疾病。ECC 发病率高、进展快，严重干扰儿童饮食及咀嚼系统发育，甚至可影响患儿的生长发育和全身健康［1］。因此，儿童龋病预防具有重要社会意义。防龋的根本措施应从一级预防开始，也称病因预防，其对减少儿童时期乳牙龋的发生率有明显效果［2］。儿童龋病与生活饮食习惯、家庭经济条件、遗传背景、致龋微生物等众多因素密切相关，其相关影响因素的构成及表达程度在不同地区和社会背景下存在较大差异［3］。基于乌鲁木齐市独特的地理经济及饮食习惯，当地儿童龋病的发病具有代表性［4］。主成分分析也称作主分量分析，可将多个指标化为少数几个与疾病相关性最强的综合指标，具有减少数据重叠的降维作用，使结局指标更加清晰简洁［5］。本研究旨在通过主成分分析法归纳乌鲁木齐市3～5 岁儿童龋病的影响因素，探究这些影响因素与龋病的相关性，为该地区儿童龋病的预防与治疗提供依据。

1 资料和方法

1.1 抽样调查

根据横断面研究的样本量计算公式N =t2PQ/d2估算此次研究的样本量，N 为需要调查人数，t为恒定值1.96，P为ECC 患病率，Q= 1-P，允许误差d= 0.1P。根据2018 年《第四次全国口腔健康流行病学调查报告》［6］取ECC 患病率为62.5%，最终确定最小样本量为230 人。因流行病学调查研究涉及失访以及混杂因素等原因，将最小样本量扩大3倍，最终预估调查样本690 人左右。采取分层整群抽样的方法抽取研究对象，按照管辖区域将乌鲁木齐市划分为8 个区，每个区随机抽取2 所幼儿园，纳入的16 所幼儿园根据大、中、小班分三层，每层按整群的方式抽取1 个班，最终共抽取48 个班的全体儿童838 人。

纳入标准：年龄3 ～5 岁，口腔内无矫治装置、无唇腭裂，既往体健、无创伤感染等。排除标准：研究对象不能配合进行口腔检查、近1 个月有抗生素服用史、不填写及反馈调查问卷者。

严格按照纳入排除标准筛选并且回收到有效问卷的儿童为677 人。所有研究儿童监护人均签署知情同意书。该研究通过当地卫生行政管理部门及伦理委员会的批准（审批号：20170214-162）。

1.2 口腔检查

口腔检查在充足自然光线下由口腔专业人员采用一次性口腔器械，对儿童的乳牙牙列进行专科检查。检查者为2 名经过统一标准培训的专业人员（一致性检验Kappa 值=0.83）。检查方法参照WHO《口腔健康调查基本方法》［7］，龋病诊断标准参考牙体牙髓病学教材（第四版）［8］。

1.3 问卷调查

参照《第四次全国口腔健康流行病学调查报告》［8］和美国儿童牙科学会（American Academy of Pediatric Dentistry，AAPD）推荐的儿童龋病风险评估检查内容［9］，并结合乌鲁木齐市居民的生活条件及饮食习惯，设计本次调查问卷表（主要内容包括儿童口腔卫生习惯、饮食习惯、父母受教育程度、口腔卫生保健意识等）。本次研究发放问卷838份，有效应答677 份，应答率80.79%，超过80%。

1.4 统计学分析

采用Excel 软件建立流行病学调查数据库，采用双录入法对主要结果资料进行录入。数据处理用SPSS 23.0 软件进行分析。对标准化处理后的原始数据进行KMO 检验和Bartlett 检验，检验合格（KMO＞0.7，P＜0.001）后，采用主成分分析法降维分析，在成分模型中选取特征根＞1 且累计方差贡献率大于65%的因子进行主成分Logistic 回归分析（回归入选和剔除标准为0.05 和0.10），检验水准α=0.05。

2 结 果

2.1 677 名3～5 岁儿童患龋情况

677 名受试儿童中，患ECC 儿童504 名，患龋率为74.45%，男性340 名，女性337 名，不同性别儿童的ECC 患病率不具有统计学意义（P＞0.05）；不同年龄组儿童ECC 患病率差异具有统计学意义，随着年龄增长ECC 患病率有增加趋势（χ2= 11.886，P=0.003）（表1）。

表1 677 名3～5 岁儿童患龋情况Table 1 Prevalence of caries in 677 children aged 3-5 years

2.2 主成分模型检验

原始数据经标准化处理后具有可比性，标准化处理后的数据经KMO 及Bartlett 检验，结果显示：KMO 值=0.707（＞0.7）；Bartlett 值=2 729.77，P＜0.001，说明本研究的数据符合主成分法进行因子提取的条件，且主成分回归分析的结果是可信的。

2.3 主成分分析

将标准化处理后的X1（睡前甜食）、X2（刷牙）、X3（甜点）、X4（甜饮）、X5（加糖饮）、X6（年龄）、X7（肥胖）、X8（几岁刷牙）、X9（刷牙频率）、X10（胎龄）、X11（喂养方式）、X12（睡前进食）、X13（协助刷牙）、X14（牙膏的使用）、X15（含氟牙膏）、X16（父亲学历）、X17（母亲学历）17 个相关因素通过SPSS 软件进行降维，得出公因子总方差解释（表2）。

经最大方差旋转法，因子载荷矩阵显示7 个相关因子及载荷系数（表3），各因素的赋值说明见表4。

表4 自变量因素赋值情况Table 4 Variable assignment evaluation

主成分个数的确定依赖于主成分的贡献大小，本研究采用均数法确定，即基于相关矩阵得到的特征根，保留特征根大于1 所对应的主成分。根据表2 以及碎石图（图1）显示，前7 个公因子的特征根值大于1，累计贡献率达到66.486%，满足均数法确定主成分个数的原则，依此减少变量个数，选用前7 个公因子作为相关变量代表样本的主成分。

表2 总方差解释Table 2 The explanation of total variance

表3 显示，第一主成分中具有较大载荷的因素分别为刷牙（0.936）、几岁刷牙（0.823）、刷牙频率（0.702）、牙膏的使用（0.863），主要反映了口腔保健意识对ECC 的作用，因此将第一主成分归为口腔卫生习惯因子；第二主成分中父亲学历（0.905）、母亲学历（0.901）这两个因素具有较大载荷，主要反应的是儿童家长受教育水平对ECC 的影响，因此第二主成分为家庭教育背景因子；第三主成分中具有较大载荷的为甜点（0.730）、甜饮（0.772）、加糖饮（0.634）这三个因素，反应了高糖分饮食对ECC 的影响，因此第三主成分为糖分摄入影响因子；第四主成分中具有较大载荷的因素为睡前甜食（0.732）、睡前进食（0.768），归纳为睡前饮食习惯因子；年龄（0.874）、胎龄（0.817）、喂养方式（0.839）这三个因素分别在第五、六、七主成分中具有较大载荷，将第五、六、七主成分分别归纳为年龄因子、胎龄因子和喂养方式因子。

表3 旋转后的成分矩阵Table 3 Factor loading matrix after rotation

Figure 1 Scree plot of caries related factors by principal component analysis图1 龋相关因素主成分分析碎石图

2.4 主成分Logistic 回归分析

纳入变量及剔除变量的显著性水平标准分别为0.05 和0.10，采用Logistic 回归分析将主成分分析提取的7 个因子纳入回归方程。结果显示：口腔卫生习惯因子（刷牙、几岁刷牙、刷牙频率、牙膏的使用）（OR= 0.795，P= 0.044）、家庭教育背景因子（母亲学历、父亲学历）（OR= 0.667，P= 0.019）、年龄因子（OR= 0.676，P= 0.015），是ECC 的保护因素；糖分摄入影响因子（甜点、甜饮、加糖饮）（OR=1.260，P= 0.006）及睡前饮食习惯因子（睡前甜食、睡前进食）（OR= 5.432，P＜0.001），是ECC 的危险因素（表5）。

表5 低龄儿童龋相关因素的主成分Logistic 回归分析Table 5 Main components’logistic regression analysis of early children caries related factors

3 讨 论

ECC 对咀嚼、恒牙列及口腔黏膜软组织等局部造成影响，严重还会造成营养摄入缺乏、生长发育受限等全身影响。我国儿童存在乳牙患龋率高、就诊率低下这一严峻现状［10］。由于口腔预防保健工作的不完善，低龄儿童患龋有越来越严重的趋势。针对这一现象，低龄儿童患龋的病因研究及预防，成为一项重要而迫在眉睫的工作。

新疆地处祖国西北边陲，是以汉族和维吾尔族为主体民族的多民族聚居地。这里气候干燥、畜牧业发达，以小麦以及肉乳类为主要粮食产出，并且夏冬季漫长、昼夜温差大，瓜果种类丰富且甜份高。基于以上环境特点，当地居民形成了高淀粉高蛋白含量的饮食习惯。特定的区域以及饮食文化可能会对当地儿童口腔健康状况产生不同程度的影响。研究团队前期对喀什［11］、伊宁［12］、博州［13］等地区进行了儿童口腔健康流行病学调查，发现西南部高氟地区喀什（城市饮水氟含量0.6 mg/L）的ECC 患病率较西北低氟地区伊宁地区（城市饮水氟含量0.28 mg/L）低，喀什地区维吾尔族人群基数大，当地各民族好饮高氟的地方性药茶和砖茶，这可能也是造成喀什地区儿童龋病患病率较新疆其他地区低的一个重要原因，说明不同地区的饮食环境可能是造成儿童龋病地区性差异的原因。目前针对北疆地区乌鲁木齐市的儿童口腔流行病学调查少有报道，为完善新疆维吾尔自治区儿童龋病的流行病学资料以便与国内其他地区儿童龋病进行影响因素比较，本研究对乌鲁木齐市3 ～5岁儿童进行了龋相关因素的主成分分析。

在医学研究中对某一疾病做出综合评价时通常要求评价是全面的，从各方面多指标进行，最后进行总结以便得到客观的结果。学龄前儿童乳牙易患龋，这与乳牙的解剖形态、组织结构、矿化程度、生活饮食习惯及细菌等多种影响因素有关［14］。因致病因素种类繁多复杂，对疾病的研究造成困扰。如果仅从单一影响因素研究，缺少全面性、客观性及说服力，因此，对各指标进行全面多元的评价分析成为必要。

主成分分析也称主分量分析，是将多个指标，化为几个综合指标的一种统计学方法。主成分提取的是综合变量，且各主成分间是彼此独立的，信息不重叠，既不增加也不减少信息，是对信息进行重新分配，主要目的是降维［5］。第一主成分包含的信息最多，依次往下，到最后几个主成分解释或包含的信息最少。所有主成分几乎可以包含原变量的所有信息。

本研究探索3～5 岁儿童的龋相关影响因素，采用了主成分分析法，从17 个龋病影响因素中，归纳出7 个主成分。经主成分Logistic 回归分析，与ECC 相关的具有统计学意义的为口腔卫生习惯因子、家庭教育背景因子、糖分摄入影响因子、睡前饮食习惯因子及年龄因子。通过因子分析，得到成分矩阵及相关系数，并探索每个主成分中各个因子对结果的影响程度。从表2 总方差的解释中可见各个主成分影响ECC 的累计贡献率。第一主成分对结果的贡献率达18.951%，在7 个主成分中占比最高。主成分旋转后的成分矩阵表中可以看出（表3），是否刷牙（0.936）、几岁刷牙（0.823）、刷牙频率（0.702）、牙膏的使用（0.863）在第一主成分中具有较大载荷，说明婴幼儿口腔卫生习惯是对ECC 影响最大的相关因素，婴幼儿的口腔卫生习惯，例如是否刷牙、刷牙频率、几岁刷牙及是否使用牙膏直接影响ECC 的患病情况。已有研究表明，刷牙年龄越早、规范使用牙膏并且刷牙频率规律的婴幼儿，其患龋率较其他婴幼儿低［15］。第二主成分对ECC 综合评价所占的贡献率为11.675%，其具有较大载荷的因子为父母受教育程度（0.905、0.901）。这一家庭受教育背景因子的影响结果表明父母受教育程度高，社会经济背景较好，其婴幼儿更易获得良好的医疗保障和健全的口腔健康环境。高学历父母往往可以获得较多的口腔卫生保健知识，帮助和监督婴幼儿的口腔健康行为，并对婴幼儿的口腔卫生习惯的培养建立良好的基础，有利于ECC 的预防［16］。年龄因素公认为ECC 的危险因素，本研究主成分Logistic 回归分析结果提示第五主成分年龄因子为ECC 的保护因素，贡献率为6.777%，进一步将主成分分析中的各因素得分提取出来后进行回归分析后，证实年龄因素（OR=1.260，P= 0.010）是ECC 的危险因素。造成这一结果的原因，可能是第五主成分年龄因子中，除了年龄因素具有最大载荷（0.874）外，协助刷牙（0.515）也具有较大载荷，并且随着年龄的增长，婴幼儿的口腔自主清洁能力提升，家长协助刷牙效率提高，使得年龄因子这一主成分对ECC 形成了一定的积极影响。第三主成分糖分摄入影响因子与第四主成分睡前饮食习惯因子对综合评价所占的贡献率分别为9.720%和7.306%。众所周知食物因素是龋病发生发展的必要因素之一，而睡前进食及糖分的摄入是菌斑微生物能持续产酸的重要原因。高糖饮食及睡前进食都是婴幼儿不良饮食习惯［17］，为ECC 的危险因素。结合前期流行病学调查结果综合考虑，新疆维吾尔自治区儿童龋病与儿童自身的口腔清洁习惯和能力以及睡前饮食习惯关系最为密切，涉及到儿童以及家长的口腔卫生保健意识。ECC 的分布具有向低社会经济群体倾向的特点，低社会经济人群具有更少的口腔健康知识、卫生保健和健康饮食习惯意识。基于有限的人均医疗资源，儿童口腔健康维护仍存在较大盲区。今后对乌鲁木齐市低龄儿童龋病的预防工作中，政府以及医疗机构应尽早展开口腔健康普查和防治工作，并利用网络媒体等手段进行多民族多语言的口腔健康知识宣传，在幼儿园阶段加强幼儿教师及家长的口腔卫生宣教，以改善当地大众口腔健康保健意识和防护能力，增强一级预防作用的发挥。

预防性口腔专科检查以及治疗是降低ECC 患病率的有效方法，其效果优于修复性治疗。龋病的一级预防应从孕期就开始，这个时期为保证胎儿牙胚发育，要及时补充钙质、维生素等营养物质［18］。婴儿时期从长第一颗牙齿开始，家长应使用棉棒或者指套刷帮助进行口腔卫生清理。儿童时期重在培养正确的口腔卫生习惯，早晚刷牙，饭后漱口，避免高糖饮食以及养成睡前进食等不良生活习惯等［15,19-21］。家长也要提高口腔保健意识，关注儿童口腔健康状况，帮助儿童选购含氟牙膏，定期进行口腔检查，完成窝沟封闭等口腔疾病预防项目，做到能发现儿童牙齿数目、形态、颜色异常等情况，从而早发现、早治疗［22-24］。

本研究采用主成分分析的方法，对乌鲁木齐市3～5 岁儿童龋病的众多相关因素进行降维，并通过因子旋转得到各个因子的载荷矩阵的相关系数，归纳出了与ECC 相关性较大的主成分，并通过系数大小判断各个因子所占权重的大小，避免原始变量间信息繁冗和重叠的同时，更加全面和客观地为ECC 相关影响因素提供了量化指标，对今后乌鲁木齐市低龄儿童的龋病预防与治疗工作提供依据。

【Author contributions】 Ma T, Meng FQ, Han J analyzed the data and wrote the article.Zhao J revised the article.All authors read and approved the final manuscript as submitted.