当前，身体活动（physical activity， PA）不足已成为亟待解决的重大公共卫生问题［1］。随着人口老龄化程度不断加深，如何应对老龄社会面临的健康挑战，成为积极应对当前形势的重要课题。在这一背景下，世界卫生组织（World Health Organization， WHO）先后提出“健康老龄化”“积极老龄化”等理念，在此基础上，我国提出健康中国战略，围绕“十四五”国民健康规划，重点关注影响人类健康的因素，深化体卫融合，转变健康模式，从“被动健康”转变为以“主动健康”为导向［2］，把预防摆在更加突出的位置。“主动健康”结合“零级预防”的理念和方法，作为符合时代发展的新健康概念载体被广泛应用，为应对当前社会面临的健康挑战探索中国道路和中国方案。在主动健康的引导下，运动促进健康已成为全球范围内的共同策略，探索“体育健康+医疗健康”的大健康治理体系，有助于推动健康关口前移［3］。身体活动指南（physical activity guidelines， PAG）作为基于人群的解决方案被广泛推广和实践，是增加PA和提高健康效益的有利工具。但由于群体间存在个体差异、训练方案差异及训练适应性差异，且PAG普遍具有群体同质性，缺乏个体针对性，无法满足每一个体的个性化运动需求。因此，如何根据科学证据，基于现有人群解决方案，应用新方法、新技术和新理念（如多组学技术［4］），制订具有针对性的运动处方，构建个性化精准指导体系，对实现个体健康、促进健康老龄化具有重要现实意义。
1 身体活动指南：基于人群的解决方案
1.1 身体活动指南的发展
20世纪70年代，最早的有关运动锻炼的建议由临床专业组织颁布，美国心脏协会于1972年和1975年相继发布2个版本的运动测试与锻炼的医生手册，强调通过锻炼提高身体素质从而降低运动风险［5-6］。随着PA与慢性病相关证据的日益增加，PAG开始由临床转向公共健康领域。1995年，美国运动医学会（American College of Sports Medicine， ACSM）和美国疾控中心（Centers for Disease Control and Prevention， CDC）联合颁布《身体活动与公共健康》，建议每周进行多天（通常为5 d）30 min中等强度运动［7］，该文件陆续被多国采用，为后续指南的制订奠定了基础。同时，加拿大和澳大利亚也在本阶段开始研制PAG。直到2007年，专家委员会首次对PA与健康的相关研究进行全面审查，促进了2008年《美国人身体活动指南》的颁布。该指南涵盖6岁及以上所有年龄段人群，将成年人每日PA推荐量（每天30 min，每周5 d或更长时间）改为每周推荐量（每周150～300 min），并推荐成年人进行抗阻运动（每周至少2 d）。另外，该指南特别强调了有关老年人肌肉锻炼、平衡和防跌倒方面的练习［8］。2018年，美国卫生与公众服务部（United States Department of Health and Human Services， HHS）发布了《美国人身体活动指南第2版》［9］，该版本取消了“至少进行10 min运动”的建议，提出任何短时间、碎片化的运动都能达到健康促进的效果。2020年，WHO发布《关于身体活动和久坐行为指南》，针对不同年龄段人群给出更加细化的指导［10］。近几年，加拿大致力于不同人群24 h运动指南的研发和实施，进一步推动了PAG的发展［11-12］。
为提出适合中国人的PA建议，我国于2011年推出第一版《中国成人身体活动指南（试行）》。基于此，我国于2021年12月29日发布了《中国人群身体活动指南（2021）》，这是我国首部面向全人群的PAG，其覆盖幼儿、儿童、青少年、成年人、老年人及慢性病患者，内容全面、证据充足、可操作性强且更符合我国文化与国情［13］。
WHO最新报告指出，194个成员国中有78个国家（仅40%，大多为高收入国家）制订了PAG。大多数国家具备正式的书面PA政策、PAG及健康监测系统；同时，几乎上述国家均具有成人PAG，90%的国家拥有儿童和青少年PAG，82%的国家拥有老年人PAG，仅21%的国家具备5岁以下儿童PAG［14］，部分国家还拥有针对特殊人群（如慢性病患者、孕妇和残疾人）的PAG。WHO及美国、加拿大等发达国家在制订实施PAG方面处于领先地位，其根据最新科学证据定期更新，对其他国家有良好的借鉴意义。PAG的制订通常在政策导向下由政府多部门协作完成，各国制订PAG的方法和流程不尽相同，研发过程包括系统文献审查、现有PAG审查、专家工作组会议、相关利益协商、在线收集公众反馈［15］。以WHO、美国、加拿大和中国为例，本文整理了PAG的发展进程（表1）。
表1 WHO、美国、加拿大和中国PAG的发展进程Table 1 The Development Process of PAGs in WHO， USA， Canada and China
与WHO及美国、加拿大等发达国家的PAG相比，我国仍需继续努力。全球身体活动监测站（Global Observatory for Physical Activity， GoPA！）调查显示，截至2019年，有7个国家（美国、加拿大、巴西、西班牙、英国、德国和中国）在监测和制订PA政策方面实力很强，而我国PA研究贡献率（2.56%）仅为美国的1/10，且未包含对久坐行为的监测［16］。未来需加大科研投入，扩大本土研究，重点关注久坐行为。以循证决策为依据，探寻中国人群PA与健康结果之间的关系、PA监测方法及干预措施。促进科研成果转化，细化不同人群的PA建议，惠及更多特殊人群，为指南更新和个性化运动处方的制订打下坚实基础。
目前，PA已成为促进全人类健康和福祉的国际健康发展战略，PAG作为应对全球性公共卫生问题的重要举措，其发展为促进并保持健康的PA水平，加强慢性病的预防和管理，实现健康效益最大化及2030年全球PA不足比例降低15%的总体目标具有重要意义。
1.2 身体活动指南推广的健康效益PAG推广带来更多积极活动的人口。自2008年美国PAG发布以来，截至2017年，符合中等到较高强度有氧运动（moderate-to-vigorous-intensity physical activity，MVPA）和肌肉强化运动（muscle-strengthening exercises，MSE）综合指南的成年人比例上升（18.2% vs. 24.3%；城镇19.4% vs. 25.3%；农村13.3% vs. 19.6%），全美PA人口数量有所提升［17］。荷兰最新调查同样显示，2001—2018年符合PAG建议的人口比率呈积极增长态势（39.9% vs. 46.0%）［18］。我国《2020年全民健身活动状况调查公报》显示，7岁以上经常参加体育锻炼的人数比例为37.2%，其中参加力量锻炼的成年男女比例分别为17.2%和8.0%，老年男女比例分别为7.1%和3.1% ［19］。尽管与2014年相比PA人口比例持续增长（3.3个百分点），但相较于美国等发达国家还存在一定差距。总体来看，达到PAG推荐量的人口比例仍不理想［20-23］。调查显示，成年人同时满足MVPA-MSE建议的人口比例仅为20%左右［21， 24-26］，而儿童青少年达到24 h运动指南的低比例更值得关注。不同国家和地区的达标率存在差距，这与PAG在不同国家的发展不平衡有关。PAG为推进PA促进工作提供了关键技术支撑，积极开展和推进PAG的落地实施至关重要。提供物质环境支持、政策支持和科普宣教，提高群众的PA意识和积极性，促进群众广泛参与；收集PA及久坐行为监测数据，扩大设备使用；加大PA影响因素研究，探讨相关和决定因素［27］；实施基于证据的干预措施，跨学科和部门开展工作，培养专业人才，提升指导群众科学开展PA的能力，特别是针对PAG低依从性人群，落实从群体指导方案到针对个体的运动处方，真正践行到实际行动中，让更多人从PA中获益。
2 个性化运动处方：实现健康的必由之路
2.1 为什么要个性化
PAG基于最新科学证据不断更新，为不同人群提供健身指导，但由于群体间存在个体差异（年龄、性别、健康水平等）、训练方案差异及训练适应性差异（有/无/不良反应者），无法满足每一个体的运动指导。尤其在越来越多的人可以达到PAG推荐量的前提下，突出个性化尤为重要。运动处方是由运动处方师、运动健康指导师、康复医师、康复治疗师、社会体育指导员和临床医生等专业人员依据参与体育活动者的年龄、性别、个人健康信息、医学检查、体育活动的经历以及心肺耐力等体质测试结果，并根据健身目的，用处方的形式制定的系统化、个性化的体育活动指导方案［28］。从康复发展到疾病预防和健身领域，从心脏康复运动处方发展到增强体质健康、预防和延缓多种慢性病的运动处方，其已成为最重要的非药物手段之一。我国于20世纪80年代引入运动处方的概念和理论，并进行了一系列研究与应用，中国体育科学学会从2017年起在全国范围内开展运动处方师培训。但我国运动处方的研究尚缺乏大样本、大规模、多指标、长时间追踪和多学科之间的协作［28］。需加强基础理论研究，建立不同人群的运动处方库，以客户或病人为中心，提高运动方案的个性化和精准化；同时，以个性化精准运动处方为基础，促进运动处方信息化与可穿戴设备及APP技术应用等融合，形成集产品、指导、评价、数据平台为一体的健康指导体系，从而构建和完善主动健康模式，实现全民健康目标（图1）。
图1 个性化精准运动处方在实现全民健康发展历程中的作用Figure 1 The Role of Personalized and Precision Exercise Prescription in Realizing the Development of Public Health
2.1.1 个体差异运动处方的个性化首先基于不同人群的个体差异。充分考虑不同年龄（儿童青少年、成年人、老年人）、性别、健康水平（慢性病人群、癌症患者、残疾人群）等因素，对于个性化运动处方的制订至关重要。例如，儿童青少年处于个体生长发育的关键阶段，不同性别的个体发育速度不同，同一性别不同个体之间的发展也存在较大差异，此时，运动方案应体现个性化特点。成年人面临肌肉量逐年减少、脂肪堆积、慢性病发生等健康风险，制订运动处方时应进行基本信息调查、运动前健康筛查与风险评估及体质测评，以满足不同个体在特殊情况和不同环境下的运动需求［28］。老年人生理功能和结构的增龄性退变不可避免，健身方式与年龄相关的变异性显著增加，准确的个性化评估至关重要［29］。此外，我国慢性病的患病率和死亡率风险逐渐增加，对慢性病患者而言，个性化运动处方优于普惠式指导，尽管PAG可应用于患/不患慢性病的人群，但慢性病患者的身体机能、代谢和结构有别于普通人群，其运动处方也应区别于一般健康人，应对参与者的PA水平、疾病状态和变化规律、身体素质及临床治疗情况进行严格评估与了解，从而制订慢性病人群的个性化运动方案［28］。个体运动能力和身体素质的差异也决定了运动方案的不同。由于个体运动能力（人体运动时表现出来的能力）和身体素质（速度、力量、耐力、灵敏和柔韧性等）存在很大差异，因此，制订运动方案时需进行测试和评价，以便根据自身能力水平选择合适的运动方式和剂量［28］。例如，经常参加锻炼的人群，其身体素质和运动能力可能较强，可选择种类丰富、难度较大的运动，并增加运动剂量；而久坐人群，尤其是老年人，其身体素质和运动能力可能较弱，需采用渐进式方案（从单一且难度较小的运动开始，逐渐增加运动剂量和类型）［30-31］。此外，运动一段时间后，参与者运动能力提高，前期运动方案已无法满足其健康效益提高的需求，此时应重新测评，根据当前运动能力制订个性化运动方案，以实现健康效益的最大化。
2.1.2 训练方案的差异不同的运动训练方案可引起不同的代谢适应，产生不同的训练效果，从而发展相应运动能力和提高身体机能水平。运动训练方案包括不同运动的组合，以及运动强度和持续时间的可变性。由于不同个体所产生的健康效益取决于运动剂量（强度、持续时间、频率等），因此，运动训练方案的个性化对锻炼效果尤为重要。通过改变训练方案中的任何要素或顺序都会引起机体产生特定适应，从而促进特定的训练效果，发生特定的训练改善，获得相应的健康结局［32-33］。传统训练方式主要包括耐力训练和力量训练，耐力训练依赖于有氧代谢，而力量训练主要由肌肉力量或无氧代谢系统控制。耐力训练的代谢适应主要是心肺适应性的增加，可通过V·O2 max和肌肉氧化能力的增加得以证明，其变化由骨骼肌线粒体的生物发生和血管生成促进，但肌肉质量几乎没有改变；相比之下，力量训练与肌纤维横截面积和肌肉质量增加有关［34-35］。此外，间歇训练引起的代谢适应类似于耐力训练或力量训练或二者混合［36］。以当前应用广泛的高强度间歇训练（high-intensity intermittent training， HIIT）为例，至少可通过操纵9个变量（负荷强度、负荷持续时间、间歇休息强度、间歇持续时间、运动方式、负荷次数、组数、组间恢复强度和组间恢复持续时间）安排训练方案［37］，改变任何一个都可能会直接对代谢、心肺和/或神经肌肉反应等产生影响［38-40］。量化HIIT的影响因素对调节神经肌肉适应功能十分重要，训练安排不合理时会导致损伤发生［41］。因此，根据个体情况设定HIIT的各个变量有助于机体的适应性反应，从而最大化训练刺激，并使肌肉骨骼疼痛和/或损伤风险最小化。
2.1.3 训练适应性差异由于存在上述个体差异及训练方案的差异，因此，不同个体对运动的反应不同，在对PA和/或运动的生理反应和适应方面也存在个体间的异质性［42-43］。这与PA和健康之间的剂量-反应关系有关，通常有一小部分人对特定运动表现出无或不良反应［44-45］。究其原因主要包括训练刺激不足，性别相关的运动反应差异，基线健康水平，以及生理、分子（遗传学、表观遗传学、转录组学和代谢因子）和环境因子间的相互作用，它们是某些参与者对运动缺乏反应的潜在媒介［46］。缓解和消除无反应的方法是改变训练刺激（如延长运动时间、增加运动强度和运动量等）或训练方式。Churchward-Venne等人［47］发现，抗阻训练持续时间越长，无反应发生率越低。Sisson等人［48］证明，无反应率随运动量的增加而降低。有趣的是，在3种不同运动方案中，高强度组没有无反应者，即增加运动强度也是减少运动无反应的可行方法［49］。提高无反应者训练效果的另一选择是改变训练方式。有氧和抗阻训练适应的分子通路不同，个体可选择更利于自身适应的运动类型。研究指出，对有氧训练无反应的个体经过抗阻训练后，其心血管健康改善［50］。此外，了解个体间异质性的中介因素可能会提高所有个体因任何给定运动训练而获得更高效的可能性。基因型、健康状况、训练史、营养摄入、心理情绪状态、间歇期恢复、年龄、体重和满足规定训练负荷的能力等因素都会影响个体对运动的适应性反应［51-52］。如果一个人对运动的反应较低，纠正其中一些因素，可能会增强后续的训练适应［53］。未来还需更多新技术进一步研究，以确定引起个体产生最大适应能力的运动方案，特别是确定预期对运动反应较低的人，以便为其提供更有效的训练干预。因此，了解人们的反应可变性程度和最大可训练性对于确定运动促进健康和疾病管理所需的最佳活动水平阈值至关重要［54］。
2.2 如何实现个性化
2.2.1 以循证为依据：科学性的体现近年来，以健康需求为导向，以循证实践为方法论，以个性化为特点来制订慢性病运动处方的推荐意见已成为全世界促进全民健康发展战略和路径的共识。循证的概念起源于辩证的循证医学。循证医学强调医疗决策应建立在最佳科学研究基础之上。高质量的研究证据是循证实践的关键，不仅有利于PAG的体系化建设，更有助于个性化运动处方的指导。牛津大学循证医学中心发明了证据质量金字塔，最顶端的3层分别是系统综述、Meta分析和RCTs，接下来依次为非RCTs、队列研究、病例研究和专家意见［55］。运动处方指南把循证实践运用到了各自运动处方制订的推荐意见中［56-57］。例如，2020年WHO《关于身体活动和久坐行为指南》强调个体每周应进行150～300 min中等强度PA，以达到减少久坐危害、促进代谢和健康及降低全因死亡率的效果。通过循证得到的PA推荐量是确定运动处方的重要依据［58］。运动处方主要遵循FITT-VP原则，关键训练计划变量包括频率、强度、总量、时间、方式和进阶［59］。循证实践也决定这些关键变量参数的最佳剂量-效应关系，使健康效益最大化，健康风险最小化。运动对疾病防治作用的循证研究更是拓宽了运动处方的应用范围。总的来说，通过循证研究，明确相关证据质量，根据对现有证据的评价结果，不仅有助于更加科学高效地制订增加PA和减少久坐行为的指导意见，同时能更好地将运动科学转化为实践性的训练计划或运动处方，避免个体接受无效运动干预［60］。
2.2.2 以客户为中心：个性化的体现
对具有复杂健康状况的客户来说，个性化运动处方实现“精准治疗”最重要的是以客户为中心，充分贴合不同客户的现实需求。即使运动处方制订的循证研究更加科学化，运动指南也仅针对单一的慢性病。有研究显示我国老年人的慢性病共病率达45.92%［61］，不同疾病进程可能意味着不同症状和不同药物的使用情况。具有20年糖尿病病史和胰岛素注射或降血糖药物史的老年人和新诊断出糖尿病的年轻患者相比，前者可能会出现共病，如肌痛［62］、低血糖［63］、疲劳［64］、肌少症［65］等；后者则可能出现超重、高血糖、高血压及其他CVD危险因素。另外，个人基本PA水平和对运动的态度也是不同的，前者具有较高的医疗需求、不易改变的生活作息、不了解要改变什么及如何改变；而后者缺乏空闲时间、可能提出增加核心力量或降低体脂等新需求。因此，二者所用运动处方是不同的。这种临床的复杂性无法用PAG或一般性的运动处方来解决，运动处方在应用过程中逐渐从“以疾病为中心”走向“以客户为中心”。
以客户为中心制订个性化运动处方的工作流程为运动前筛查、测评和制订目标，提供个性化指导以及阶段性监测和双向反馈［66］（图2）。
图2 以客户为中心的个性化运动处方流程Figure 2 Procedure of Client-centered Exercise Prescription
2.2.2.1 运动前筛查、测评和制订目标
主流健康观点认为个性化运动处方的制订需进行运动前健康筛查［59］。《ACSM运动测试和运动处方指南》从第4版开始就增加了如何进行运动前健康筛查和危险分层的内容，到目前第11版，筛查步骤已大大简化。运动前健康筛查最基本的目的是排查风险，开具安全的运动处方［59］。表2提供了运动前评价的一系列临床医学筛查、运动测试和体适能测试评估方案。
表2 运动前筛查与测试项目Table 2 Pre-exercise Screening and Testing Items
注：CPET：cardiopulmonary exercise testing，心肺运动测试。
运动前健康筛查不仅出于安全性的考量，还是与客户接触的开始，在客户进行临床筛查后的一系列筛查时应教育和激励客户，激发其对运动及其他与健康相关问题的兴趣。调查客户的背景信息以建立个人健康档案是必不可少的环节。个人健康档案包括客户的需求、意愿、生活和工作方式［66］。需求主要包括健康相关的基本医疗需要、教育需求、体适能需求和自尊需求等。意愿包括客户喜欢的训练方法、训练方式、器材和场地等特定的兴趣。生活方式包括家庭与工作、文化背景和社会经济地位。根据生理基础和客户需求制订总体目标。一般来说，目标包括以下要点：指定内容（促进健康、增强体适能、改善运动表现）、何时及如何做（长期和短期目标），预期效果（功能能力、症状及感知运动反应）。并将其分解成较小的具体因素或目标来实现个人需求。
2.2.2.2 提供个性化指导运动处方的关键变量如何帮助不同客户实现目标？客户和运动处方之间的关键纽带是各体育俱乐部、医院健康指导中心、社区体育活动中心的运动处方师或健身指导员。运动处方师提供的个性化指导包括循证的运动方案、精准的动作设计和正确的动作示范。精准的动作设计依赖于运动处方师的知识背景和专业水准。然而，目前我国仍存在运动处方师知识技能培训、资质认证等巨大难题［68］。个性化指导的标准是满足客户需求，有效且安全地实现训练目的［66］。随着政府部门加大对全民科学运动研究和科普宣教的投入，自媒体成为全民健身信息宣传的有效平台，使每个人都能掌握运动科学知识，学会正确运动，从而增加主动健身的意愿，全面推进全民健身智慧化。
2.2.2.3 阶段性监测与双向反馈个性化运动处方不是一成不变的，而是一个长期监测、评估和反馈的动态过程。运动前评估的数据可作为初期运动处方和监测进步的后期评价基础，及时调整运动处方的进阶。在这个过程中需要建立体育健身行为的个人数据平台，与国民体质监测数据互联、共享，从而实现对信息的动态跟踪，发挥健康促进作用［69］。阶段性监测的作用之一是激励作用，避免长期干预引起的负性心理状态和自我效能降低［66］。阶段性监测的另一作用是确保训练循序渐进，避免过度训练。运动处方师在与客户一对一的交流中，不仅要向客户提供具体、积极和有用的反馈，还需向客户获得反馈，可视化地完成运动训练日记，清楚地向客户展示他们努力的成效，真正做到运动处方的量体裁衣［70］。
2.2.3 考虑运动禁忌
运动处方对任何客户或患者都应是安全有效的。为了实现安全性，应注意运动对不同慢性病患者可能存在的健康风险。美国心脏协会概述了运动的绝对及相对禁忌（表3）［71］。其中，当存在运动绝对禁忌症时，不能开始或需立即停止运动，且交由医生诊疗，待情况稳定后再决定是否可以继续运动。当出现运动相对禁忌症时，若其中任何一种情况是新发生的或不稳定的，则与绝对禁忌症的处理方法相同；若情况已知且稳定，可在其他条件安全的前提下进行锻炼。同时，其他与安全相关的不稳定因素（如自杀倾向、急性损伤、有症状的疝气、败血症等）也需给予考虑并进行处理［72］。此外，对不同慢性病患者，建议对相关的运动禁忌做出必要的提醒（表4）。
表3 运动的绝对和相对禁忌症［71］Table 3 Absolute and Relative Contraindications to Exercise
表4 不同慢性病人群的运动禁忌［73］Table 4 Contraindications to Exercise for People with Different Chronic Diseases
总之，运动促进健康个性化精准指导是实现科学健身的重要途径，是全面建设小康社会的重要组成部分，是实现全民健康的必由之路。构建个性化精准指导体系是一个综合性的工程，除了以个性化运动处方研发为核心，专注于运动多组学的研究也已成为热点问题［4］。
3 多组学技术与精准运动处方
运动促进健康的研究已从单一运动处方向整合生物学等多源信息的个性化精准指导转化。有关精准的解读最早由精准医学的概念中提出，是以个体化医疗为基础，随基因组测序技术快速发展及生物信息与大数据交叉应用而发展起来的新型医学概念与医疗模式，旨在依据患者内在生物学信息及临床症状和体征实施量身定制的健康医疗和临床决策［74-75］。精准运动处方是指利用多组学、可穿戴、生物信息学、人工智能等技术，整合来自生理特征、生活方式、社会心理、表观型和基因特征等多维信息，为个体量身定制最优化的运动干预方案。在主动健康背景下，个性化运动处方逐渐趋于精准化已成为重要发展方向，运动生物学、整合运动生理学等新兴学科应运而生，为精准运动处方的实现提供了理论基础和有力工具。
3.1 多组学技术的发展
组学方法（如基因组学、转录组学、代谢组学、蛋白质组学和表观基因组学等）现已成为解决众多生物医学问题的手段，其应用涉及健康、衰老和疾病等与运动有关的各个领域。对不同训练类型的生物学应答需多个器官共同参与，考虑到运动过程中每个器官的巨大变化，个性化精准运动处方的长期目标是能够以最佳方案针对性地改善骨骼肌、心血管系统和中枢神经系统等，从而提高有氧能力、力量和代谢健康，同时平衡个体对运动训练适应性反应的异质性。遗传和表观遗传学可阐明个体对运动反应的生物学基础，了解并整合基因组学、转录组学、蛋白质组学和代谢组学，为全身对运动的综合反应提供重要参考（图3）。
图3 运动适应分子基础的组学路径［76］Figure 3 An Omics Approach to the Molecular Basis of Exercise Adaptation
因此，基于多组学技术可用于绘制运动生物网络的各个方面，发现健康和疾病中运动反应和训练适应的新靶点，从而帮助理解运动适应获得健康效益的分子网络和生物机制［77］。最终，未来设计运动训练计划以优化健康时，运动干预模式和持续时间及个体独特性都会被考虑在内。
3.2 多组学技术在运动促进健康中的应用
3.2.1 精准识别对特定运动的有/无反应者多组学技术有助于识别个体对特定运动的反应，从而提供一种提高健康运动处方效率的途径。特定训练方案可帮助大众健身人群实现健康目标，但对同一种运动训练的反应存在相当大的个体差异［78-80］。遗传变异在这种可变反应中起着相当重要的作用［81］，使用可预测个体反应的目标表型/特征的基因组信息，有助于补充和细化运动处方中的个性化内容，为精准健身指导方案的制订提供依据。例如，肥胖女性在HIIT前后的血浆代谢组学特征已被推导出来，同时，基于未经训练状态下一组血浆代谢物的多元线性回归模型预测了葡萄糖耐量变化［82］。将同餐后血糖和/或训练状态相关的血浆代谢特征与训练反应进行比较，以确定运动的有/无反应者。该方法具有预后价值，可能有助于制订基于代谢组学或脂质组学分析的个性化训练方案，确保个体进行可能获得最大健康效益的运动干预。因此，结合多组学联合分析，有助于完善运动效果的预判模型，构建适合中国人的个性化精准健身指导方案。
3.2.2 精准预防和改善不同类型的疾病联系运动与健康促进的核心是考虑运动网络和关键分子是如何在健康和疾病中受到调控的。运动科学专业人员和临床医生应用组学技术为亚组人群量身定制运动处方，能最大限度提高运动疗法的有效性。基因组因素会导致多种特征的个体疾病风险，此类信息已被用作改善患者预后的手段［83］。运动和胰岛素敏感性［84］及运动和肥胖［85］的相关研究正逐步确定这些基因组因素。例如，2型糖尿病的表观基因组研究将有助于确定遗传-环境相互作用导致疾病发生的原因并促进运动的治疗潜力。另外，年龄相关性骨质疏松症磷酸化蛋白质组学发现的潜在靶点，为研发治疗骨骼老化的新方式提供了重要参考［86］。最近的研究表明，棕色脂肪细胞中的肌酸激酶B可影响产热，为治疗肥胖和代谢性疾病提供了新靶标［87］。因此，对组织特异性蛋白质组、脂质组和代谢组及其结合训练动态反应的研究具有应用潜力，其可用于识别存在代谢疾病风险的个体，从而精准预防。
3.2.3 精准识别运动相关风险利用组学信息了解基因对损伤/不常见疾病的影响，有助于识别运动相关风险，制订针对目标或高危表型人群的个性化运动处方。目前已对可能导致运动损伤风险增加或减少的遗传变异进行了鉴定，包括韧带、肌腱、肌肉和骨骼损伤等［88-90］。这主要使用假设驱动的候选基因方法来完成，该方法可帮助了解感兴趣基因的遗传变异和肌肉骨骼损伤的发生，并重点关注细胞外基质和凋亡途径中涉及的基因［91］。此外，某些遗传条件可能会阻碍个人参与PA，最严重的将导致心脏性猝死风险增加［92-93］。一些遗传变异已被证明与心脏电生理学、心律失常和心脏性猝死相关［92］。通过多组学方法可预测个体心脏性猝死风险及特定运动类型（如高强度运动）是否会增加该风险，从而减少不良事件的发生［94-95］。例如，马凡综合征是一种与眼部、肌肉骨骼和心血管相关的遗传性结缔组织疾病，高强度运动中易构成潜在的致命威胁［96］，其病因是15号染色体上原纤维蛋白1的基因发生突变，原纤维蛋白基因的分子研究可能有助于明确诊断该疾病［97］。临床评估是多组学测序的第一步，基因组检测尤其适用有遗传性心脏病家族史（如心肌病、主动脉疾病）或存在类似症状（如晕厥发作、心律失常、心脏骤停、猝死）的人群。因此，应用多组学技术根据患者/健康人群发生运动损伤和心血管意外的风险等级制订训练计划，识别可能患不常见疾病且运动中存在特定风险的个体，可进一步改进个性化运动处方，从而提供一种辅助调整训练计划和物理治疗的干预途径。
3.2.4 构建平衡各类变量的运动适应网络
实现精准目标还需确定不同年龄和性别的外部负荷、训练水平、营养及健康状况之间的最佳平衡，确保不同个体之间的剂量具有可比性［98］。组学分析可提供个体间异质性来源的进一步信息，这反过来可能有助于优化后续个性化运动处方的制订（图4）。
图4 组学和运动领域的关键变量［105］Figure 4 Key Variables in the Omics and Exercise Field
注：组学为解决运动领域相关变量的关键差距奠定了基础，这些变量涉及：（A）与建立和比较急性和慢性研究相关的运动变量；（B）细胞和器官（如骨骼肌、脂肪组织和心脏）生物网络及这些途径之间运动介导的串扰机制；（C）受试者标准的综合考虑因素；（D）影响运动生物网络的受试者营养、训练和健康状况。挖掘每个变量对系统性运动反应的影响将揭示如何使用运动干预来改善训练适应性和人类健康。
1）需要考虑运动变量下生物网络的多样性，如运动方式、强度、时间、频率等。多组学方法可帮助了解不同基因、蛋白质、代谢物和脂质反应是如何被有氧、无氧及二者同时进行的运动项目所调节，以最大限度提高下游反应和健康效益。而进一步解释其中分子反应对训练适应的影响，同样依赖于训练计划中运动变量的改变，以捕捉不同生物网络的调控机制。2）细胞/组织的数量和系统效应及健康效益所涉及的复杂串扰机制是另一个主要变量。例如，骨骼肌、脂肪、肝脏、胰腺、大脑、心脏和血管系统等都具有独特和冗余的运动调节途径。鉴于周期性人体血液样本较易获得，此类分泌组学的研究具有巨大发展潜力，其可通过组学方法来识别刺激运动反应的新型分泌因子，以促进涉及全身代谢和组织串扰稳态调控方面的研究进程。3）还需考虑运动员、客户或患者的性别、年龄和遗传变异等。性别对运动和激素反应的影响是有待研究的重要变量［99］；多组学还能识别与早期子宫内环境［100］、生长发育［101］和身体衰弱［102］相关的生物标志物，为了解导致衰老过程及病理状态的关键目标提供重要参考；遗传变异也影响个体参与PA的方式和对PA的反应。组学方法将有助于分析复杂的问题，如探究自愿参与PA的分子基础［103］。4）在基于人类多组学的研究中，营养、训练和健康状况也可作为遗传和环境中的主要变量。营养基因组学和营养环境的多个方面（如饮食组成和营养可用性）都可影响运动表现和训练适应性［104］。多组学方法有助于探究营养对运动发挥调节作用的关键分子节点。这可能应用于久坐、大众健身、运动员等不同训练水平的人群中，并进一步放大运动调节信号、训练适应和健康效益相关的作用效果，从而促进精准营养的实施。
综上所述，随着组学数据不断积累和整合，多组学技术在个性化运动处方领域具有巨大应用潜力。基于组学方法不仅可用于识别已知的生物分子，还可用于识别新的和低丰度的生物分子。这些可能代表了运动生物网络的关键节点，并能通过各种运动方式、时间和强度参与调节。然后将个体特征的差异和基因组信息与全身生理数据相结合，为训练反应的可变性、特定类型运动的适合性及由特定训练方案引起的健康效益等提供合理的生物学解释。最终，由多组学信息构建的运动生物网络将有助于解释疾病治疗的潜在目标，并可基于受试者变量进行运动干预。这些发现有利于实现个性化运动医学的总体目标和应用价值，即确定个体或群体获得最大健康效益的精准运动处方。
4 结论与展望1）PAG对促进全人类PA水平，加强慢性病预防和管理，实现健康效益最大化及2030全球目标具有重要意义。达到PAG推荐量与多种健康效益相关，PA人口比例随PAG的推广有所改善，PA水平有所提高，但总体情况仍不理想，特别是针对PAG低依从性人群，需通过提供物质环境支持、政策支持、科普宣教及基于证据的干预，落实从PAG群体指导方案到有针对性的个性化运动处方的转变，提高全人类PA水平。2）个性化精准运动处方是实现个体健康的必由之路。个性化运动处方的制订通常基于循证研究来确定，需对客户进行运动前筛查、测评和背景调查，通过提供个性化指导及阶段性的监测和双向反馈实现以客户为中心的个性化运动处方。此外，为实现安全性，了解不同慢性病患者的运动禁忌同样不容忽视。3）多组学技术的发展为构建个性化精准指导体系提供了有力工具。目前，组学的应用已涉及健康、衰老和疾病等与运动有关的各个领域，多组学技术可更彻底、更全面地总结个体特征，解释运动适应获得健康效益的分子网络和生物机制，识别运动相关风险及个体对特定运动的反应，制订个性化运动方案，靶向治疗和预防不同类型的疾病，通过提高运动处方的精准化来获得健康效益。4）未来展望：以“主动健康”为导向，运动促进健康已成为解决全球健康问题的重要策略。根据科学证据，基于现有人群解决方案（PAG），应用新方法、新技术和新理念（如多组学技术、人工智能指导体系等），培养新人才（运动处方师）对运动方案进行个性化，制订具有针对性的运动处方；同时，以个性化精准运动处方为基础，研发可穿戴智能化运动管理系统，构建包含智能识别、健身指导、效果评价等在内的智慧科技数据平台，从而形成运动促进健康个性化精准指导体系，对实现个体健康、促进全民健身、助力健康中国、落实“十四五”国民健康规划具有重要意义。
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