補(bǔ)充益生菌對(duì)2型糖尿病患者糖代謝改善的meta分析

金家輝,楊 陽(yáng),秦 銅,何雨欣,蘇美華

(1.集美大學(xué)體育學(xué)院,福建 廈門 361021;2.天津中醫(yī)藥大學(xué) 研究生院,天津 301617)

2型糖尿病(diabetes mellitus type 2,T2DM)已成全球性的公共衛(wèi)生問(wèn)題,根據(jù)世界衛(wèi)生組織(WHO)的調(diào)查,全球范圍內(nèi)T2DM的患病率呈逐年上升趨勢(shì),T2DM的并發(fā)癥已成為人類生命健康和生活質(zhì)量的最大威脅之一[1]。腸道菌群在介導(dǎo)宿主吸收、消化和調(diào)節(jié)生理功能等方面起到至關(guān)重要的作用,而T2DM最先開始的病理變化是糖耐量受損,宿主糖耐量受損會(huì)影響腸道微生態(tài)的平衡[2]。糖尿病患者的腸道菌群與正常人相比,其雙歧桿菌門和厚壁菌門的豐富度顯著下降,擬桿菌門與變形桿菌門的豐富度顯著增加,而擬桿菌/厚壁菌的比例與血糖水平呈正相關(guān)[3]。研究發(fā)現(xiàn)：腸道微生態(tài)制劑可改善T2DM患者的胰島素抵抗,調(diào)節(jié)糖代謝[4]。因此,本文采用高級(jí)別的循證醫(yī)學(xué)方法,對(duì)益生菌干預(yù)T2DM的隨機(jī)對(duì)照試驗(yàn)(randomized con-trolled trials,RCTs)進(jìn)行系統(tǒng)綜述與meta分析,以期闡明補(bǔ)充益生菌對(duì)T2DM患者的作用效果。

1 資料與方法

1.1文獻(xiàn)納入與排除標(biāo)準(zhǔn) 納入標(biāo)準(zhǔn)：①研究類型為RCTs,使用益生菌作為干預(yù)T2DM的主要措施。②臨床確診為T2DM的患者且診斷標(biāo)準(zhǔn)符合世界衛(wèi)生組織(WHO)標(biāo)準(zhǔn),病程≥2年。③所有的RCT研究中記錄了試驗(yàn)前后患者空腹血糖(FPG)、糖化血紅蛋白(HbA1C)、空腹血漿胰島素(FIns)、穩(wěn)態(tài)模型評(píng)估的胰島素抵抗指數(shù)(HOMA-IR)等指標(biāo),且至少包含2個(gè)。

排除標(biāo)準(zhǔn)：①重復(fù)數(shù)據(jù)或在不同數(shù)據(jù)庫(kù)檢索到的相同文獻(xiàn);②數(shù)據(jù)有明顯錯(cuò)誤或數(shù)據(jù)不完整;③無(wú)所需的結(jié)局指標(biāo);④非RCT研究;⑤無(wú)法獲取全文。以上工作均為兩名作者獨(dú)立完成,若存在分歧,由第三名研究者解決分歧。

1.2檢索策略 在PubMed、Embase、Web of science、中國(guó)知網(wǎng)、萬(wàn)方數(shù)據(jù)知識(shí)服務(wù)平臺(tái)和維普中文科技期刊數(shù)據(jù)庫(kù)進(jìn)行檢索,中文關(guān)鍵詞：“2型糖尿病”、“糖耐量受損”、“益生菌”、“雙歧桿菌”、“芽孢桿菌”、“鏈球菌”、“乳酸桿菌”、“酵母菌”、“植物乳桿菌”;英文關(guān)鍵詞“Type 2”、“Lactobacillus”、“Probiotics”、“Enterococcus”、“Bifidobacterium”、“Lactococcus”、“Bacillussubtilis”、“Saccharomyces”及其相關(guān)詞。以知網(wǎng)檢索為例,部分檢索策略見表1。檢索的終止時(shí)間為2022年11月15日之前的文章。以上工作均為兩名作者獨(dú)立完成,所有文獻(xiàn)均符合納入標(biāo)準(zhǔn)與排除標(biāo)準(zhǔn)。

表1 知網(wǎng)數(shù)據(jù)庫(kù)部分檢索策略Tab.1 Search strategies of CNKI database

1.3數(shù)據(jù)提取和質(zhì)量評(píng)估 為保證每篇文獻(xiàn)提取數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性,包括研究人群的基本信息、益生菌給藥類型和臨床結(jié)局等,此部分由兩名作者共同完成并校驗(yàn);文獻(xiàn)的研究質(zhì)量根據(jù)Cochrane手冊(cè)[16],借助RevMan 5.3軟件完成。

1.4統(tǒng)計(jì)學(xué)方法 本文采用RevMan 5.3(北歐Cochrane中心)用于數(shù)據(jù)合成與分析。因不同益生菌干預(yù)的持續(xù)時(shí)間和使用劑量不同可能會(huì)引起臨床異質(zhì)性,本文采用加權(quán)均數(shù)差(WMD)或者均數(shù)差(MD)對(duì)固定效應(yīng)模型或隨機(jī)效應(yīng)模型進(jìn)行meta分析,連續(xù)結(jié)局的置信區(qū)間為95%。所有報(bào)告的P值均為雙側(cè),顯著性水平設(shè)置為P<0.05。并運(yùn)用I2的結(jié)果判斷各研究結(jié)果間的異質(zhì)性,其中I2= 0～25%為低水平的異質(zhì)、25%～50%為中水平的異質(zhì)、50%～75%為高水平的異質(zhì);偏倚分析采用漏斗圖,若越靠近中線則不會(huì)出現(xiàn)發(fā)表偏倚。

2 結(jié) 果

2.1文獻(xiàn)篩選結(jié)果 通過(guò)檢索6個(gè)數(shù)據(jù)庫(kù),以兩名研究者分別對(duì)檢索的相關(guān)文獻(xiàn)的標(biāo)題、摘要、關(guān)鍵詞等仔細(xì)閱讀,且滿足納入條件,共計(jì)1535篇文獻(xiàn)進(jìn)行初篩;刪除6個(gè)數(shù)據(jù)庫(kù)中重復(fù)的文獻(xiàn)后,其1153篇文獻(xiàn)閱讀主題后,共有106篇文獻(xiàn)進(jìn)行復(fù)篩且兩名研究者通過(guò)仔細(xì)閱讀全文后,最終有11篇文獻(xiàn)納入研究[5-15],見圖1。

圖1 文獻(xiàn)篩選流程圖Fig.1 Flow chart of literature screening

2.2納入文獻(xiàn)的基本特征 最終納入的11項(xiàng)研究[5-15]來(lái)自5個(gè)不同國(guó)家,11項(xiàng)研究中均為較高質(zhì)量的隨機(jī)對(duì)照試驗(yàn),但兩名研究者多次檢索結(jié)果發(fā)現(xiàn),中東地區(qū)研究居多且質(zhì)量較高。納入的11篇文章均對(duì)患者的基線情況進(jìn)行報(bào)道,全部文獻(xiàn)均詳細(xì)闡明具體的隨機(jī)方法與干預(yù)措施,數(shù)據(jù)處理后共計(jì)有709名患者納入研究,其中干預(yù)組人數(shù)為371名,對(duì)照組人數(shù)為338名。納入研究的文獻(xiàn)中,有10篇文獻(xiàn)均為雙盲隨機(jī)對(duì)照,而有1篇文獻(xiàn)為單盲。結(jié)局指標(biāo)選擇FPG、HbA1C、FIns、HOMA-IR。納入文獻(xiàn)的基本特征表,見表2。由偏倚風(fēng)險(xiǎn)圖可見,所有納入文獻(xiàn)的隨機(jī)試驗(yàn)設(shè)計(jì)均為低風(fēng)險(xiǎn)且設(shè)計(jì)合理,見圖2～3。

2.3Meta分析結(jié)果

表2 納入研究的文獻(xiàn)基本特征Tab.2 Basic characteristics of the included studies

圖2 納入研究偏倚風(fēng)險(xiǎn)指標(biāo)的總體分布圖Fig.2 Overall distribution chart of indicators of risk of bias in included studies

圖3 各研究風(fēng)險(xiǎn)偏倚分布圖Fig.3 Distribution map of risk of bias for each study

2.3.1對(duì)FPG的影響 FPG是反映T2DM血糖控制的主要指標(biāo)之一。對(duì)納入的8項(xiàng)研究進(jìn)行meta分析,與對(duì)照組相比,益生菌可顯著降低T2DM患者的FPG(SMD=-0.57;95%CI：-0.77,-0.37;P<0.01);各研究間不存在異質(zhì)性(I2=0%,P=0.51),見圖4。

2.3.2對(duì)HbA1C的影響 HbA1C可反映近3個(gè)月內(nèi)血糖的控制情況,其常用于T2DM患者的長(zhǎng)期血糖監(jiān)測(cè)與評(píng)價(jià)。對(duì)納入的6篇文獻(xiàn)進(jìn)行分析,與對(duì)照組相比,益生菌能降低T2DM患者的HbA1C水平(SMD=-0.23;95%CI：-0.43,-0.04;P<0.05);各研究間不存在異質(zhì)性(I2=27%,P=0.23),見圖5。

2.3.3對(duì)HOMA-IR的影響 HOMA-IR是用于評(píng)價(jià)T2DM的胰島素敏感性的重要指標(biāo),其反映著胰島素對(duì)血糖調(diào)節(jié)的敏感性。對(duì)納入的5篇文獻(xiàn)進(jìn)行meta分析,與對(duì)照組相比,益生菌可顯著降低T2DM患者HOMA-IR的水平(SMD=-0.70;95%CI：-0.93,-0.47;P<0.01);各研究間不存在異質(zhì)性(I2=0%,P=0.71),見圖6。

2.3.4對(duì)FIns的影響 FIns是反映人體胰腺功能的指標(biāo)之一,其在糖尿病前期診斷有著重要意義。通過(guò)對(duì)納入的9項(xiàng)研究進(jìn)行meta分析,圖7的結(jié)果顯示,與對(duì)照組相比,益生菌可顯著降低T2DM患者FIns水平(SMD=-0.41,95%CI：-0.57,-0.25;P<0.01);各研究間不存在異質(zhì)性(I2=0%,P=0.62),見圖7。

圖4 補(bǔ)充益生菌對(duì)T2DM患者FPG的影響Fig.4 Effects of probiotic supplementation on FPG in patients with T2DM

圖5 補(bǔ)充益生菌對(duì)T2DM患者HbA1C水平的影響Fig.5 Effects of probiotic supplementation on HbA1C levels in patients with T2DM

圖6 補(bǔ)充益生菌對(duì)T2DM患者HOMA-IR水平的影響Fig.6 Effects of probiotic supplementation on HOMA-IR levels in patients with T2DM

圖7 補(bǔ)充益生菌對(duì)T2DM患者FIns水平的影響Fig.7 Effects of probiotic supplementation on FIns levels in patients with T2DM

2.3.5發(fā)表偏倚與敏感度分析 對(duì)納入研究逐個(gè)剔除并進(jìn)行敏感性分析,未發(fā)現(xiàn)有明顯變化,說(shuō)明本次meta分析較為可靠;本文選擇納入研究中的益生菌干預(yù)T2DM患者的FIns水平為指標(biāo),采用漏斗圖法檢測(cè)發(fā)表偏倚,漏斗圖呈現(xiàn)基本的對(duì)稱分布且分布于中線兩側(cè),提示發(fā)表偏倚的可能性較小,見圖8。

圖8 發(fā)表偏倚分析Fig.8 Analysis of publication bias

3 討 論

腸道菌群作為宿主體內(nèi)最大的寄生群落,其攜帶的基因數(shù)量是人類全部基因的150倍,在介導(dǎo)腸道免疫、調(diào)節(jié)能量代謝、降低氧化應(yīng)激等方面具有重要的生理功能[17]。腸道菌群的組成與代謝產(chǎn)物的改變,是許多代謝性疾病發(fā)生發(fā)展的原因之一,同樣腸道菌群的結(jié)構(gòu)變化也影響著T2DM的發(fā)生發(fā)展[18]。

近年來(lái),外源性補(bǔ)充益生菌對(duì)T2DM患者血糖控制與糖代謝的改善已備受關(guān)注。本文通過(guò)meta分析發(fā)現(xiàn),補(bǔ)充益生菌對(duì)T2DM的FPG、HbA1c、FIns、HOMA-IR等指標(biāo)的改善有著顯著的統(tǒng)計(jì)學(xué)意義,且所有納入的研究均未報(bào)道不良反應(yīng)的發(fā)生,因此補(bǔ)充益生菌對(duì)人體相對(duì)安全,可將此應(yīng)用至臨床診治中。然而,目前對(duì)補(bǔ)充外源性益生菌改善T2DM的機(jī)制尚不明確,其作用途徑可能主要有以下5條：第一,攝入益生菌可改變腸道菌群的多樣性,增加短鏈脂肪酸(short chain fatty acid,SCFAs)的合成,改善宿主的能量代謝、降低“饑餓感”中樞的興奮;同時(shí),合成的SCFA可被肌肉組織直接利用,促進(jìn)胰島B細(xì)胞分泌胰島素[19]。第二,補(bǔ)充的益生菌可減少腸道菌群產(chǎn)生過(guò)多的支鏈氨基酸(Branched-Chain Amino Acids,BACCs),BACCs含量的減少下調(diào)雷帕霉素靶蛋白復(fù)合物(mTORC)信號(hào)通路,抑制磷脂酰肌醇3-激酶(PI3K),降低胰島素抵抗,從而改善T2DM患者的血糖水平[20-21]。第三,肌苷酸 (inosinemonphosphate,IMP)是一種組氨酸產(chǎn)生的代謝終產(chǎn)物,其可激活p38γ/p62/mTORC1途徑來(lái)?yè)p害葡萄糖耐量和胰島素信號(hào)傳導(dǎo),而補(bǔ)充益生菌可減少IMP的產(chǎn)生,降低p38γ/p62/mTORC1途徑的表達(dá),從而改善胰島素抵抗[22]。第四,腸道菌群作為次級(jí)膽汁酸(secondary bile acids,BAs)加工的主要途徑之一,補(bǔ)充益生菌可增加BAs的產(chǎn)生,BAs可通過(guò)介導(dǎo)法尼醇酰X受體(FXR)改善宿主的糖代謝,還可以介導(dǎo)膽汁酸受體-5(TGR-5),促進(jìn)能量消耗和L細(xì)胞分泌GLP-1,改善胰島素抵抗和異常糖代謝[23]。第五,補(bǔ)充益生菌可改善腸道內(nèi)革蘭陰性菌與革蘭陽(yáng)性菌的比列,減少LPS的產(chǎn)生,抑制巨噬細(xì)胞聚集和NF-κB炎癥信號(hào)通路的表達(dá),從而降低對(duì)胰島B細(xì)胞的損害,減少胰島素抵抗[24],見圖9。

綜上所述,補(bǔ)充益生菌對(duì)糖尿病患者的糖代謝及血糖水平具有明顯的改善作用,其有望成為治療T2DM的重要輔助手段之一,而不同益生菌對(duì)不同糖尿病患者的作用機(jī)制可能不同,因此今后可加強(qiáng)益生菌對(duì)T2DM的作用效應(yīng)及機(jī)制研究。另外,本次納入的研究多集中在中東地區(qū)(伊朗)進(jìn)行,由于受地域、人種、氣候、飲食等因素影響,可能存在益生菌在體內(nèi)的作用效果不同,因此該局限可能降低本次meta分析的可靠性。今后應(yīng)加大相關(guān)臨床試驗(yàn),盡量開展不同地區(qū)、不同人種、樣本量較大的益生菌干預(yù)糖尿病研究。

圖9 補(bǔ)充外源性益生菌對(duì)T2DM患者改善的機(jī)制Fig.9 Improvement mechanism of exogenous probiotics supplementation for patients with T2DM