The Association of Sleep Duration and Quality with Obesity-related Cancers: Results from the Health Examinees Study = 수면 시간 및 수면 질과 비만 관련 암 발생 위험에 대한 전향적 코호트 연구

국문 초록 (Abstract)

서론:
수면 장해는 전 세계적으로 중요한 공중보건 문제로 부각되고 있으며, 비만과의 연관성뿐 아니라 암 발생과의 관련성도 제기되고 있다. 그러나 수면 시간과 수면의 질이 암 발생 위험에 미치는 영향에 대한 전향적 근거는 부족하며, 특히 동아시아 인구를 대상으로 한 연구는 제한적이다. 본 연구는 한국인 대규모 전향적 코호트를 이용하여 자가 보고된 수면 시간 및 수면의 질이 전체 암, 비만 관련 암, 비만 비관련 암의 발생 위험과 어떠한 관련이 있는지를 규명하고자 하였다.
방법:
본 연구는 2004년부터 2013년까지 모집된 Health Examinees-Gem (HEXA-G) 코호트 참여자 중 수면 시간과 수면 질 정보를 모두 제공한 126,866명을 분석에 포함하였다. 수면 시간은 <6시간, 6–<8시간, ≥8시간으로 분류하였으며, 수면의 질은 Psychosocial Wellbeing Index-Short Form의 4개 항목(비회복성 수면, 주간 피로, 수면 시작 곤란, 야간 불안)을 바탕으로 평가하였다. 암 발생은 중앙암등록본부(Korea Central Cancer Registry)를 통해 확인하였고, 비만 관련 암은 국제암연구소(International Agency for Research on Cancer)의 분류에 따라 정의하였다. 암 발생과의 관련성은 다변량 Cox 비례위험 회귀모형을 사용하여 위험비(HR)와 95% 신뢰구간(CI)으로 산출하였으며, 추적기간은 등록 당시 연령으로부터 2년 후부터 암 최초 진단, 탈락, 또는 연구 종료일(2018년 12월 31일)까지로 정의하였다. 수면 시간과 수면 질의 병합 효과도 추가 분석하였다.
또한 수면과 체중 증가 및 비만 간의 관련성을 평가하기 위해 다변량 로지스틱 회귀모형을 사용하여 승산비(OR)와 95% CI를 산출하였다. 체중 증가는 기준 체중 대비 연평균 1kg 이상 및 3% 이상 증가로 정의하였다. 체중 변화와 암 위험 간의 관련성은 Cox 모형으로 분석하였다.
결과:
중앙 추적기간 7.3년 동안 전체 암 7,284건(비만 관련 암 4,113건)이 발생하였다. 장시간 수면(≥8시간)은 비만 관련 암 발생 위험 증가(HR=1.08; 95% CI: 1.01–1.16)와 전체 암에 대해 경계선상의 유의성(HR=1.05; 95% CI: 1.00–1.11)을 보였으나, 비만 비관련 암과는 관련이 없었다.
수면의 질과 관련하여, 비회복성 수면을 ‘가끔’(HR=1.08; 95% CI: 1.01–1.16) 또는 ‘자주’(HR=1.11; 95% CI: 1.01–1.22) 경험한 군, 수면 시작 곤란을 ‘가끔’ 경험한 군(HR=1.08; 95% CI: 1.01–1.16)은 비만 관련 암 위험이 유의하게 증가하였으나, 주간 피로와 야간 불안은 암 위험과 유의한 관련성이 없었다.
수면 시간과 수면 질의 병합 효과를 분석한 결과, ≥8시간 수면과 함께 비회복성 수면(‘가끔’)을 보고한 경우 전체 암(HR=1.10; 95% CI: 1.01–1.20) 및 비만 관련 암(HR=1.24; 95% CI: 1.11–1.39) 발생 위험이 증가하였다. 또한, ≥8시간 수면과 주간 피로 동반 시 전체 암(HR=1.18; 95 % CI, 1.06-1.31), 비만 관련 암(HR=1.19; 95 % CI, 1.04-1.37), 수면 시작 곤란 동반 시 전체 암(HR=1.16; 95 % CI, 1.04-1.30), 비만 관련 암(HR=1.26; 95 % CI, 1.13-1.41)의 위험이 유의하게 증가하였다. 반면, 비만 비관련 암과의 유의한 관련성은 관찰되지 않았다.
수면과 체중 변화 분석에서, 단시간 수면(<6시간)은 연간 체중 증가 ≥1kg (OR=1.30; 95% CI: 1.17–1.44), ≥3% (OR=1.35; 95% CI: 1.08–1.68), 신규 비만 발생(OR=1.18; 95% CI: 1.04–1.32)과 관련되었다. 주간 피로를 ‘자주’ 또는 ‘항상’ 경험한 참여자는 연간 1kg 이상 체중 증가(OR=1.35; 95% CI: 1.11–1.63), 비만 발생(OR=1.69; 95% CI: 1.20–2.35) 위험이 증가하였다. 수면 시작 곤란을 ‘자주’ 경험한 군은 연간 체중 증가(OR=1.34; 95% CI: 1.14–1.56) 및 ≥3% 증가(OR=1.48; 95% CI: 1.07–1.99)와 관련되었고, 비만 발생 위험 또한 ‘자주’(OR=1.33; 95% CI: 1.11–1.59), ‘항상’(OR=1.36; 95% CI: 1.01–1.80) 경험군에서 유의하게 높았다. 야간 불안을 ‘자주’ 경험한 군에서도 연간 체중 증가(OR=1.24; 95% CI: 1.07–1.45), 비만 발생(OR=1.33; 95% CI: 1.08–1.62) 위험이 증가하였다. 특히 단시간 수면군에서는 수면 질 저하(비회복성 수면, 주간 피로, 수면 시작 곤란, 야간 불안)와 체중 증가의 관련성이 명확하게 나타났으며, 수면 시작 곤란과 주간 피로가 단시간 수면과 동반될 경우 비만 발생 위험이 증가하였다. 장시간 수면군 중에서도 주간 피로 빈도가 높은 경우 비만 발생과 유의한 관련성이 관찰되었다.
체중 변화와 암 발생 분석에서는, 연간 체중 증가 ≥3%는 전체 암(HR=1.65; 95% CI: 1.11-2.45) 및 비만 비관련 암(HR=2.13; 95% CI: 1.25-3.63) 발생 위험과 유의하게 관련되었으며, 체중 감소(<–3%)와의 유의한 관련성은 없었다. 연간 체중 증가 ≥1kg도 전체 암(HR=1.30; 95% CI: 1.07-1.58), 비만 관련 암(HR=1.35; 95% CI: 1.03-1.76)과 유의한 관련성을 보였다.
결론:
본 대규모 전향적 코호트 연구에서는 장시간 수면이 비만 관련 암 발생 위험 증가와 유의한 관련성을 보였으며, 장시간 수면과 비회복성 수면, 주간 피로, 수면 시작 곤란, 야간 불안이 병합된 경우 전체 암 및 비만 관련 암 위험이 더욱 증가하였다. 반면, 비만 비관련 암과의 유의한 관련성은 관찰되지 않았다.
단시간 수면은 연간 체중 증가 및 비만 발생과 유의하게 관련되었으며, 비회복성 수면, 주간 피로, 수면 시작 곤란, 야간 불안과 같은 수면 질 저하, 또는 이러한 질 저하가 동반된 단시간 수면은 연간 체중 증가 및 비만 발생 위험을 높이는 것으로 나타났다. 또한 연간 체중 증가는 전체 암 위험 증가와 유의하게 연관되었다.
체중 증가는 암의 잘 알려진 위험 요인이지만, 본 연구 결과는 수면 시간과 수면 질이 비만 또는 체중 증가와는 독립적인 경로를 통해 암 발생에 영향을 미칠 수 있음을 시사한다. 특히 수면 시간 또는 수면 질 각각보다는 두 요인의 병합 효과가 암 발생에 더 큰 영향을 미칠 수 있으며, 향후 연구에서는 수면과 암 간 연관을 설명하는 생물학적 기전을 규명하고, 수면을 암 예방을 위한 조절 가능한 행동 요인으로 활용할 가능성을 모색할 필요가 있다.

다국어 초록 (Multilingual Abstract)

Introduction: Sleep disturbance poses a significant public health challenge in the world. While sleep disturbance is linked to obesity, it has emerged as a potential cancer risk factor. However, prospective evidence linking sleep duration and quality to cancer risk remains poorly understood, particularly in East Asian populations. This study aims to investigate the associations of self-reported sleep duration and quality with all-site, obesity-related, and non-obesity-related cancer risk in a large-scale prospective cohort study in Korea.
Methods: This study utilized data from the Health Examinees-Gem (HEXA-G) cohort. Among HEXA-G participants with recruitment between 2004 and 2013, a total of 126,866 participants who provided information on both sleep duration and quality were included in the present study.
At the baseline interview, sleep duration was assessed through a self-reported questionnaire and categorized into <6 hours, 6-<8 hours, and ≥8 hours. Sleep quality was assessed using four independent questions from the Psychosocial Wellbeing Index-Short Form, including nonrestorative sleep, daytime fatigue, difficulty in initiating sleep, and nighttime anxiety. Cancer cases were identified through the Korea Central Cancer Registry. Obesity-related cancers were defined according to the International Agency for Research on Cancer. Non-obesity-related cancers were defined as cancer cases not classified as obesity-related cancers.
To analyze the associations of sleep duration and quality with cancer risks, multivariable Cox proportional hazards models were used to estimate hazard ratios (HRs) and 95% confidence intervals (CIs), with follow-up beginning two years after the age at enrollment and continuing until the first cancer diagnosis, loss to follow-up, or the end of the study (December 31, 2018). The combined effect of sleep duration and quality was further evaluated.
To evaluate the associations of sleep duration and quality with weight gain and obesity, multivariable logistic regression models were used to estimate odds ratios (ORs) and 95% CIs. Weight gain was defined as an annual average increase of ≥1kg and ≥3% from baseline body weight. Cox proportional hazards models were used to investigate the association between annual weight change and cancer risk.
Results: In our study, 7,284 incident all-site cancer cases, including 4,113 obesity-related cancer cases, were identified during a median follow-up of 7.3 years. Long sleep duration (≥8 h) was significantly associated with obesity-related cancer (HR 1.08; 95 % CI, 1.01-1.16), marginally associated with all-site cancer (HR 1.05; 95 % CI, 1.00-1.11), and not associated with non-obesity-related cancer. Compared with participants reporting each sleep quality component “not at all,” those reporting nonrestorative sleep “sometimes” (HR 1.08; 95 % CI, 1.01-1.16) or “most of the time” (HR 1.11; 95 % CI, 1.01-1.22) showed higher obesity-related cancer risk; those reporting initiation difficulty “sometimes” was associated with obesity-related cancer risk (HR 1.08; 95 % CI, 1.01-1.16), whereas daytime fatigue and nighttime anxiety showed no significant associations. Regarding combined effect of sleep duration and quality, reporting sleep ≥8 h with nonrestorative sleep (“sometimes”) increased all-site cancer (HR 1.10; 95 % CI, 1.01-1.20) and obesity-related cancer risk (HR 1.24; 95 % CI, 1.11-1.39). Reporting sleep ≥8 h with daytime fatigue increased all-site cancer (HR 1.18; 95 % CI, 1.06-1.31) and obesity-related cancer risk (HR 1.19; 95 % CI, 1.04-1.37). Reporting sleep ≥8 h with initiation difficulty increased all-site cancer (HR 1.16; 95 % CI, 1.04-1.30) and obesity-related cancer risk (HR 1.26; 95 % CI, 1.13-1.41). No significant associations were observed for non-obesity-related cancers.
For sleep duration and quality with weight gain analysis, short sleep (<6 h) was associated with higher odds of annual weight gain ≥1 kg (OR 1.30; 95 % CI, 1.17-1.44), ≥3 % of baseline weight (OR 1.35; 95 % CI, 1.08-1.68), and incident obesity (OR 1.18; 95% CI, 1.04-1.32). Compared with those reporting no daytime fatigue, individuals experiencing it “most of the time” had 35% higher odds of gaining ≥1 kg annually (OR = 1.35; 95% CI: 1.11–1.63), while those reporting it “always” had significantly higher odds of developing obesity (OR = 1.69; 95% CI: 1.20–2.35). Similarly, participants with difficulty initiating sleep “most of the time” had increased odds of ≥1 kg weight gain (OR = 1.34; 95% CI: 1.14–1.56) and ≥3% weight gain (OR = 1.48; 95% CI: 1.07–1.99). Those reporting difficulty initiating sleep “most of the time” (OR = 1.33; 95% CI: 1.11–1.59) and “always” (OR = 1.36; 95% CI: 1.01–1.80) also showed elevated odds of incident obesity. Reporting nighttime anxiety “most of the time” was associated with higher odds of both ≥1 kg annual weight gain (OR = 1.24; 95% CI: 1.07–1.45) and incident obesity (OR = 1.33; 95% CI: 1.08–1.62). Among participants with short sleep duration (<6 h), nonrestorative sleep, daytime fatigue, difficulty initiating sleep, and nighttime anxiety were associated with increased odds of annual weight gain ≥1 kg. Reporting short sleep duration with difficulty initiating sleep and daytime fatigue was further associated with incident obesity. Significant associations with incident obesity were also noted among participants with long sleep duration and frequent daytime fatigue.
For weight change and cancer analysis, weight gain of ≥3% per year was significantly associated with increased risk of all-site cancer (HR=1.65; 95% CI: 1.11-2.45) and non-obesity-related cancer (HR=2.13; 95% CI: 1.25-3.63) compared to stable weight, while no significant associations were observed for weight loss <-3%. Weight gain of ≥1 kg per year was also significantly associated with increased risk of all-site (HR=1.30; 95% CI: 1.07-1.58) and obesity-related cancers (HR=1.35; 95% CI: 1.03-1.76).
Conclusions: In this large-scale prospective cohort study of Korean adults, long sleep duration was significantly associated with obesity-related cancer risk. Long sleep duration combined with nonrestorative sleep, daytime fatigue, initiation difficulties, or nighttime anxiety had positive associations with all-site and obesity-related cancer risks, but not with non-obesity-related cancers.
Short sleep duration was positively associated with annual weight gain and incident obesity. Frequent poor sleep quality, including nonrestorative sleep, daytime fatigue, difficulty in initiating sleep, or nighttime anxiety, as well as short sleep duration combined with poor sleep quality, was positively associated with annual weight gain and incident obesity. Finally, annual weight gain was positively associated with cancer risks.
Although weight gain is a direct marker of cancer risk, these findings suggest that sleep duration and quality may influence cancer risk through mechanisms independent of weight gain or obesity. The combined effect of sleep duration and quality, rather than each factor individually, may play a more significant role in cancer development. Future research should elucidate underlying alternative mechanisms in the link between sleep and cancer, and highlight the potential role of sleep as a modifiable behavioral factor in cancer prevention.

목차 (Table of Contents)

• ABSTRACT i
• CONTENTS vi
• LIST OF FIGURES vii
• LIST OF TABLES viii
• LIST OF APPENDIX xi
• Chapter 1. INTRODUCTION 1
• 1.1. Study Background 1
• 1.1.1 Sleep and Health 1
• 1.1.2 Obesity-related Cancer ３２
• 1.2. Purpose of Research ３５
• Chapter 2. METHODS ３７
• 2.1. Study Population ３７
• 2.2. Assessment of Exposures ４０
• 2.3. Covariates ４３
• 2.4. Working Definition of Obesity-related Cancer ４４
• 2.5. Statistical Analysis ４６
• Chapter 3. RESULTS ４８
• 3.1. Characteristics of Participants ４８
• 3.2. Association of Sleep Duration and Quality with Cancer Risk ５４
• 3.3. Association of Sleep Duration and Quality with Weight Gain ６７
• 3.4. Association between Weight Change and Cancer Risk ９０
• Chapter 4. DISCUSSION ９５
• 4.1. Sleep Duration and Cancer Risk ９５
• 4.2. Sleep Quality and Cancer Risk １００
• 4.3. Sleep Duration and Quality with Weight Gain １０３
• 4.4. Weight Gain and Cancer Risk １０５
• 4.5. Overall Interpretation of Key Findings １０６
• 4.6. Strengths and Limitations １０７
• 4.7. Public Health Implications １１０
• Chapter 5. CONCLUSIONS １１１
• ABBREVIATIONS １１３
• APPENDIX １１５
• REFERENCES １２６
• 국문 초록 １４2