益生菌對絕經后婦女骨代謝影響的Meta分析

孔佳佳，張學紅，張志剛，程潔，王瑞，張彩云*

(1.蘭州大學護理學院，蘭州 730000；2.蘭州大學第一醫院生殖醫學中心，蘭州 730000；3.蘭州大學第一醫院重癥醫學科，蘭州 730000；4.蘭州大學第一醫院門診部，蘭州 730000)

骨質疏松癥是一種以骨量減少、骨骼脆性增加和骨微結構惡化為特征的代謝性疾病[1]，是導致絕經后婦女和中老年人死亡率增加的主要原因之一，已成為世界公共健康問題[2]。據調查，絕經后婦女骨質疏松的發病率約為30%～40%，遠遠高于絕經前婦女[3-4]，其較高的發病率可能與長期雌激素缺乏導致骨吸收與骨形成的代謝失衡、骨量迅速流失、骨密度下降及骨脆性增加有關[5]。目前臨床上多采用抗骨吸收劑或選擇性雌激素受體調節劑治療絕經后骨質疏松，但使用過程中仍存在多種副作用，如非典型的股骨骨折、靜脈栓塞、房顫、食道癌、乳腺癌及胃腸道等問題[6-7]，且藥物費用高，患者依從性較差[8]。也有研究采用中醫治療骨質疏松，但其長期效果和不良反應暫不明確，尚未廣泛推廣使用[9]。近期有研究顯示，益生菌在改善老年性骨質疏松及糖尿病性骨質疏松患者的骨骼健康中發揮了重要作用[10-11]，可以預防骨量丟失，但能否改善絕經后婦女的骨骼情況仍存爭議[12-14]，且尚未有系統的證據證明益生菌對絕經后婦女這一特殊群體的影響。因此，本研究旨在采用Meta分析的方法評價益生菌對絕經后婦女骨代謝的影響，以期為臨床治療提供新的證據。

材料與方法

一、文獻檢索

計算機檢索PubMed、Embase、Cochrane Library和Web of Science等外文數據庫及中國知網、中國生物醫學文獻數據庫、萬方數據庫及維普數據庫等國內數據庫，檢索時間為各數據庫建庫至2021年10月28日，并追溯納入研究的參考文獻及灰色文獻，以避免文獻漏檢。文獻檢索采用主題詞與自由詞相結合的方法，中文檢索式為：(益生菌OR優益菌OR合生菌OR乳酸桿菌OR雙歧桿菌)AND(骨質疏松OR骨折OR骨密度OR骨量OR骨代謝)；英文檢索式為：(probiotics OR probiotic OR prebiotic OR symbiotic* OR synbiotic* OR lactobacillales OR lactic acid bacteria OR lactobacilli OR bifidobacterium OR bifidobacterial)AND(osteoporosis OR osteoporosis，postmenopausal OR fractures，bone OR bone density OR osteoporosis after menostasis OR post-menopause osteoporosis OR postmenopausal osteoporotic OR menopausal osteoporosis OR menopause osteoporosis OR fractura OR fractures OR bone mineral density OR bone mass OR bone content OR bone quantity OR bone metabolism OR bone metabolic)AND(randomized controlled trial OR randomly OR controlled clinical trial OR random* OR control* OR RCT)。

納入標準：(1)研究對象為絕經后婦女；(2)研究類型為隨機對照試驗(RCT)；(3)試驗組(T)：益生菌干預或在對照組的基礎上補充益生菌；對照組(C)：安慰劑或其他非益生菌干預；(4)結局指標包括骨密度(BMD)、I型膠原吡啶交聯終肽(CTX)、骨特異性堿性磷酸酶(BALP)、不良反應發生率，包含其中任一結局指標即可納入。

排除標準：(1)文獻數據不完整或結局指標無法提取；(2)非中英文文獻；(3)正在進行中的研究；(4)未發表或重復發表的文獻。

二、文獻質量評價及資料提取

由2名受過培訓的研究者獨立進行文獻篩選、資料提取及文獻質量評價，如遇分歧，相互討論，若仍未達成一致則請第3名研究者仲裁。提取的資料包括：(1)納入研究的基本信息：作者姓名、發表年份、研究類型等；(2)納入對象的基本信息：樣本量、年齡、BMI、絕經年限、干預措施、益生菌種類、干預持續時間等；(3)結局指標：骨密度、CTX、BALP、不良反應發生率。

采用Cochrane干預系統評價手冊[15]對納入研究的偏倚風險進行質量評估，納入研究完全符合評價標準評為A級，表明結果發生偏倚的可能性最小；部分符合評價標準評為B級，表明結果發生偏倚的可能性為中度；完全不符合評價標準評為C級，表明各研究質量較低，結果發生偏倚的可能性最高。

三、統計學分析

采用RevMan 5.3軟件對數據進行Meta分析，計算益生菌干預前后結局指標的變化差值。本研究結局指標中，骨密度值、CTX值與BALP值為計量資料，采用均數差(MD)作為效應量，不良反應發生率為計數資料，采用比值比(OR)作為效應量；各效應量均采用95%CI為效應指標。結合χ2檢驗與I2判斷異質性大小。若P≥0.1，I2≤50%，表示各研究間同質性較好，選用固定效應模型合并效應量；若P<0.1，I2>50%，表示各研究間異質性較高，通過敏感性分析或亞組分析尋找原因，若仍無法解釋產生異質性的原因，則采用隨機效應模型進行Meta分析[16]。

結 果

一、文獻檢索結果

初步檢索文獻2 242篇，追溯納入研究的參考文獻補充獲得1篇，通過EndnoteX9軟件和人工去重后獲得文獻1 707篇，閱讀題目和摘要后排除文獻1 664篇，閱讀全文進一步排除文獻35篇，最終納入8篇文獻[17-24]，共826例患者。文獻篩選流程及結果詳見圖1。

圖1 文獻篩選流程及結果

二、納入研究的基本特征及文獻質量評價結果

納入的8篇文獻中，5篇為英文，3篇為中文，研究發表的年限在2017—2021年，所有研究均詳細描述了干預方法，結局指標明確，且各項研究試驗組與對照組的基線資料均具有可比性(表1)。文獻質量評價結果顯示5篇文獻為A級[17-20，23]，3篇文獻為B級[21-22，24](表2)。偏倚風險見圖2，圖中用不同的顏色(綠、紅、黃)及符號(“+”、“-”、“?”)來分別表示“低風險偏倚”、“高風險偏倚”和“不清楚”。

表1 納入研究文獻的基本情況

表2 納入研究的方法學質量評價

圖2 偏倚風險評價圖

三、Meta分析結果

1.骨密度：納入的文獻有5篇[17，20-22，24]報道了益生菌對腰椎骨密度的影響，各研究間存在異質性(I2=76%，P<0.001)，故進行敏感性分析，去除李鋒等[21]的研究后異質性減小(I2=0%，P=0.97)，故選用固定效應模型進行Meta分析，結果顯示補充益生菌對絕經后婦女腰椎骨密度沒有顯著影響[MD=-0.00，95%CI(-0.03，0.02)，P=0.73](圖3)。

圖3 益生菌對腰椎骨密度影響的Meta分析結果

有2篇文獻[17，21]報道了補充益生菌對股骨骨密度的影響，異質性檢驗結果為I2=0%，P=0.45，固定效應模型Meta分析結果顯示補充益生菌能夠增加絕經后股骨骨密度[MD=0.04，95%CI(0.00，0.08)，P=0.04](圖4)。

圖4 益生菌對股骨骨密度影響的Meta分析結果

2.CTX：納入的文獻有5篇[18，20-22，24]報道了益生菌對CTX的影響，由于納入研究間的異質性較大(I2=97%，P<0.000 01)，故進行敏感性分析，去除Jafarnejad等[18]的研究后異質性減小(I2=13%，P=0.33)，選用固定效應模型，結果顯示益生菌治療可以降低絕經后婦女的CTX水平[MD=-0.12，95%CI(-0.13，-0.11)，P<0.000 01)](圖5)。

圖5 CTX的Meta分析結果

3.BALP：納入的文獻有4篇[17-18，21，24]報道了益生菌對BALP的影響，各研究間存在同質性(I2=3%，P=0.38)，固定效應模型Meta分析結果顯示益生菌治療可以顯著降低絕經后婦女的BALP水平[MD=-4.19，95%CI(-4.68，-3.70)，P<0.000 01](圖6)。

圖6 BALP的Meta分析結果

4.不良反應發生率：納入的文獻有4篇[19-21，23]報道了不良反應發生率，異質性檢驗結果為I2=0%，P=0.66，固定效應模型Meta分析結果顯示益生菌對不良反應的發生率沒有顯著影響[OR=0.96，95%CI(0.59，1.56)，P=0.86](圖7)。

圖7 不良反應發生率Meta分析結果

討 論

本研究共納入8篇隨機對照試驗，共826例絕經后婦女。研究結果發現，益生菌治療可以增加患者的股骨骨密度，降低患者的CTX和BALP水平，且不會增加不良反應的發生率，但對腰椎骨密度的作用有限。

絕經后婦女雌激素下降并保持在較低水平，一方面導致成骨細胞活性下降及破骨細胞活性增強，造成骨的持續丟失[25]；另一方面打破了腸道內微生物的生態平衡，刺激腸道內的免疫系統分泌大量破骨相關炎癥因子，誘發骨質疏松[26-27]。研究表明，益生菌主要通過恢復腸道菌群平衡，刺激抗炎反應，促進腸道鈣和維生素D的吸收等機制實現骨保護作用，從而增加骨密度、結構和強度[28-29]。Preidis等[30]的研究采用羅伊氏乳桿菌對大鼠進行灌胃治療可以增加腸道菌群的多樣性和均勻性，維持機體免疫系統穩態，緩和腸道和全身炎癥，減少破骨細胞分化[31]。另外，益生菌可以增強腸道上皮的屏障功能[32]，其可以通過誘導TJ相關基因表達的變化來調節TJ蛋白的產生和分布，降低上皮細胞的通透性，減少腸道致病菌及其有害代謝產物侵入宿主，促進腸道內鈣的吸收。

骨密度是反映骨量變化的重要指標。本研究顯示，益生菌可以增加股骨骨密度，但對腰椎骨密度的作用有限，這表示益生菌可以一定程度上改善絕經后婦女的骨骼健康，但在不同的部位存在差異性。這與Takimoto等[33]的研究一致，該研究發現，使用枯草芽孢桿菌C-3102可以增加絕經后婦女的髖骨骨密度，但對腰椎骨密度沒有明顯改善。Montazeri-Najafabady等[34]的研究也有類似的結果，該研究比較了5株不同的益生菌(嗜酸乳桿菌、雷氏乳桿菌、干酪乳桿菌、長雙歧桿菌及凝固型雙歧桿菌)對去卵巢大鼠不同部位骨密度的影響，研究發現干酪乳桿菌可以增加脛骨骨密度、股骨骨密度，但對脊柱骨密度無影響。分析原因，可能是有益于骨骼健康的益生菌菌落未能定植于參與者體內或者最終定植的部位不同導致對不同部位的骨骼影響產生差異[17]，也可能與各研究采用益生菌的種類及干預的時間長短不完全相同有關。由于納入研究較少，無法進行亞組分析，具體機制仍需進一步的長期研究來探索。

CTX是臨床上常見的骨生物轉換標記物，是組織蛋白酶K介導的骨吸收的特異性產物，血清中CTX水平的增加表明破骨細胞在骨吸收過程中活性增強，這容易導致骨質流失和骨溶解[35-36]。本研究顯示補充益生菌顯著降低了CTX的水平，這表明益生菌抑制了破骨細胞的活性，減少了骨丟失。這與Parvaneh等[37]的研究一致，該研究在去卵巢大鼠中每天給予1 ml的長雙歧桿菌灌胃，維持4個月，與安慰劑組對比，益生菌組顯著降低了血清的CTX水平，促進了骨保護。

BALP是由成骨細胞合成、分泌，在骨形成的礦化沉積中起積極作用，當骨骼礦化受阻時，成骨細胞合成大量堿性磷酸酶，使血清BALP明顯升高[38]，是反映骨形成的特異性指標。本研究顯示補充益生菌可以顯著降低血清BALP水平，促進骨形成，增加骨密度。這與Zhong等[39]的研究一致，該研究給予觀察組大鼠12.5 g/kg的益生菌灌胃治療，對照組給予等量生理鹽水灌胃，一周后檢測發現益生菌組大鼠血清中的BALP水平明顯降低，骨質情況有所改善。

本文納入的隨機對照試驗中，發生較多的不良反應有感染、肌肉骨骼和結締組織疾病、胃腸道疾病(惡心、嘔吐、腹瀉等)、神經系統疾病及頭痛等。但本研究結果顯示，兩組患者不良反應的發生情況是相似的，差異無統計學意義，這表明使用益生菌不會增加絕經后婦女不良反應的發生，益生菌在絕經后婦女中應用是安全的。不良反應的發生可能是由于絕經后婦女本身特點引起，加之研究觀察時間較長，導致記錄的兩組患者不良反應種類較多，與益生菌的應用并無直接因果關系。

本研究也存在一些局限性：(1)本研究僅納入8篇文獻，樣本量偏小；(2)納入研究中益生菌的種類、劑量和干預時間不完全相同，因此無法進行亞組分析，一定程度上會影響結果的可靠性；(3)因納入的研究較少，無法繪制漏斗圖，可能存在發表偏倚，影響結果的準確性。

綜上所述，補充益生菌可以改善絕經后婦女的股骨骨密度，降低血清CTX和BALP水平，不會增加不良反應的發生，但對增加腰椎骨密度的作用有限，即益生菌治療是安全的，且對絕經后婦女的骨骼狀況有一定的保護作用，有可能成為預防絕經后骨質疏松的有效藥物。然而受納入研究數量及樣本量的限制，未來仍需大樣本高質量的隨機對照試驗加以驗證。