益生菌治療輕度認知障礙和阿爾茨海默病患者的有效性及安全性

武琰嬌 陳麗萍 侯懷晶 徐紫清 張凌云

1 甘肅省中醫院麻醉科，蘭州 730050；2 甘肅省中醫院麻醉疼痛醫學中心，蘭州730050

隨著全球人口老齡化的加劇，老年期認知能力下降已經成為日益嚴重的公共衛生問題，尤其是老年期癡呆。世界衛生組織報道，目前約有5 000 萬人患有癡呆癥，到2050年癡呆癥患者的數量將增加2倍［1］，且治療的年度醫療成本約為1 萬億美元。阿爾茨海默病（Alzheimer’s disease，AD）是最常見的老年期癡呆類型，占全球癡呆癥的80%［2］，其自然發展過程常分為臨床前期、輕度認知功能障礙（mild cognitive impairment，MCI）期和AD期。因為AD進展的漸進性，所以探索和制定早期AD 干預策略對延緩AD 病情進展有重要意義。

目前，“腸-腦”軸的確切作用機制仍有待證實。近些年，眾多研究強調腸道微生物與大腦健康之間會相互影響。腸-腦軸是腸道與大腦之間的一條雙向溝通途徑，可以在中樞神經系統和腸道神經系統之間傳遞信號［3］。腸道微生物可影響數種免疫因子和神經信號分子的釋放［4］。微生物可產生神經遞質γ-氨基丁酸（γ aminobutyric acid，GABA）、去甲腎上腺素、多巴胺和五羥色胺（5-hydroxytryptamine，5-HT）等［5］，這些神經遞質已被證明可影響腸-腦軸的信號傳遞，并最終影響患者行為。此外，微生物還可以產生短鏈脂肪酸（short-chain fatty acids，SCFAs）。SCFAs 與調節神經元功能和減少小鼠的抑郁癥樣行為有關［6］。益生菌可以恢復腸道微生物區系的動態平衡，延緩認知功能障礙疾病的進展，改善患者認知功能［7］。腸道-腦軸的調節已被認為是一種治療認知障礙疾病的新方法［8］。越來越多的隨機對照試驗（randomized controlled trials，RCTs）也已證實其可明顯改善AD 患者的認知功能，延緩AD 患者病情進展。筆者檢索文獻發現，最近對益生菌治療AD效果的系統綜述只搜索了英文數據庫，可能遺漏了一些符合條件的中文研究，且未對益生菌應用的安全性進行評估，這些研究缺乏或模糊了證據質量的評估［9-10］。為了解決這些局限性，筆者通過重新檢索證據、納入更多最新發表的研究來更新數據，更全面地評估益生菌補充劑對MCI和AD患者認知功能的影響。

資料與方法

1.納入與排除標準

1.1.研究類型 益生菌治療MCI及AD的RCTs。

1.2.研究對象 確診為AD與MCI的患者。

1.3.干預措施 益生菌組：采用益生菌治療；對照組：包括空白對照、安慰劑等。此外，兩組基礎治療應保持一致。

1.4.結局指標 主要結局指標：簡易智力狀態檢查量表（Mini-Mental State Examination，MMSE）評分。次要結局指標：不良反應發生率。

1.5.排除標準 ⑴非中、英文文獻；⑵結局指標不符或數據不完整的研究；⑶單純描述性研究、各家經驗等非RCTs；⑷若有重復發表，則選擇最新發表研究。

2.檢索策略

檢 索 PubMed、Cochrane Library、Web of Science、Embase、中國生物醫學文獻數據庫、知網、維普及萬方數據庫，搜集關于益生菌治療MCI 和AD 的RCTs，檢索時限均從建庫至2022 年11 月。此外，追溯納入文獻的參考文獻，以補充獲取相關文獻。采取主題詞和自由詞相結合的方式檢索。中文檢索詞包括益生元、益生菌、乳桿菌屬、嗜酸乳桿菌、認知障礙、認知、記憶、執行功能、阿爾茨海默病。英文檢索詞包括 probiotics、lactobacillus、bifidobacterium、lactococcus、streptococcus、synbiotics、memory、executive function、cognitive dysfunction、Alzheimer’s disease。以PubMed數據庫檢索為例，其具體檢索策略見圖1。

圖1 PubMed益生菌治療輕度認知障礙和阿爾茨海默病患者文獻的檢索策略

3.文獻篩選及資料提取

由2 位評價員獨立篩選文獻、提取資料并交叉核對，如遇分歧，由第三方協助判斷，缺少的資料盡量與作者聯系予以補充。文獻篩選首先閱讀文題和摘要，在排除明顯不相關文獻后，進一步閱讀全文，以確定最終是否納入。資料提取內容主要包括：⑴納入研究的基本信息；⑵研究對象的基線特征；⑶干預措施的細節、療程等；⑷偏倚風險評價的關鍵要素；⑸所關注的結局指標和結果測量數據。

4.納入研究的偏倚風險評價

由2名評價員按照Cochrane手冊采用RCTs的偏倚風險評價工具評價納入研究的偏倚風險。

5.統計學分析

采用RevMan 5.3軟件進行meta分析。計數資料以相對危險度（relative risk，RR）為效應指標，計量資料以均數差（MD）為效應指標，各效應量均給出基點估計值和95%CI。納入研究結果間的異質性采用χ2檢驗進行分析（檢驗水準為α=0.1），同時結合I2定量判斷異質性的大小。若各研究結果間無統計學異質性，則采用固定效應模型進行meta 分析；若各研究結果間存在統計學異質性，則進一步分析異質性來源，在排除明顯臨床異質性的影響后，采用隨機效應模型進行meta分析。明顯的臨床異質性采用亞組分析或敏感性分析等方法進行處理，或只進行描述性分析。

結果

1.文獻檢索結果

初檢出相關文獻2 635 篇，經逐層篩選后，最終納入10 個RCTs［12-21］，共716例患者。文獻篩選流程及結果見圖2。

圖2 益生菌治療輕度認知障礙和阿爾茨海默病患者文獻的篩選流程及結果

2.納入研究的基本特征與偏倚風險評價結果

納入研究的基本特征見表1，偏倚風險評價結果見圖3。

表1 納入的益生菌治療輕度認知障礙和阿爾茨海默病患者的研究的基本特征

圖3 納入的益生菌治療輕度認知障礙和阿爾茨海默病患者的研究的偏倚風險評價

3.meta分析結果

3.1.MMSE 積分比較 共8 個RCTs 報道了治療前后MMSE 評分變化情況［11-18］。隨機效應模型meta 分析結果顯示：益生菌組MMSE 評分優于對照組（MD=1.23，95%CI0.18～2.27，P=0.02）；見圖4。根據疾病分層（AD 比MCI）進行亞組分析，結果顯示，益生菌治療的MCI 患者MMSE 評分與對照組相比，差異無統計學意義（MD=0.55，95%CI-0.71～1.81，P=0.39）；益生菌治療的AD 患者MMSE 評分優于對照組（MD=1.46，95%CI0.09～2.83，P=0.04）；見圖5。根據治療中選擇益生菌的種類（單一比復合菌株）進行亞組分析，結果顯示，單一菌株益生菌治療的患者MMSE 評分與對照組相比，差異無統計學意義（MD=1.13，95%CI-0.34～2.60，P=0.13）；復合益生菌治療的患者MMSE評分優于對照組（MD=1.42，95%CI0.29～2.54，P=0.01）。見圖6。

圖4 益生菌組與對照組輕度認知障礙和阿爾茨海默病患者認知功能影響的meta分析森林圖

圖5 益生菌治療組與對照組MCI和AD患者認知功能亞組分析森林圖（疾病分層）

圖6 益生菌組與對照組輕度認知障礙和阿爾茨海默病患者認知功能亞組分析森林圖（益生菌種類）

3.2.不良反應發生率 共2 個RCTs 報道了益生菌治療不良反應發生率［19-20］。固定效應模型meta 分析結果顯示：益生菌組與對照組不良反應發生率差異無統計學意義（OR=0.63，95%CI0.25～1.63，P=0.34）。見圖7。

圖7 益生菌組與對照組輕度認知障礙和阿爾茨海默病患者不良反應發生率的meta分析森林圖

4.發表偏倚評估和敏感性分析

針對MMSE 積分這一結局指標繪制漏斗圖進行發表偏倚評估，結果顯示，納入研究對稱性不明顯，同時進行發表偏倚檢測，Begg's Test（Z=2.50，P=0.012）與Egger's test（t=2.72，P=0.030）結果一致，均提示可能存在發表偏倚，見圖8。進一步的敏感性分析表明，排除任何一項研究都不會影響益生菌對患者認知功能的總效應值，提示本研究穩定性較好，見圖9。

圖8 針對簡易智力狀態檢查量表積分發表偏倚的檢測

圖9 針對簡易智力狀態檢查量表積分敏感性的分析

討論

AD 患者容易發生與認知能力相關的多種并發癥。目前，臨床上治療AD 的藥物主要包括膽堿酯酶抑制劑和/或興奮性天冬氨酸受體拮抗劑，其雖然可以減緩AD患者的病程進展，但是不能完全治愈AD。因此，開發有效的AD防治手段具有重要意義。近年來，隨著“腸-腦”軸受到廣泛關注，越來越多以微生物組失衡為重點的研究可能會幫助我們了解AD等腦退化疾病的病因及其發病機制：微生物組失衡后促炎細胞因子升高、神經炎癥、Tau 蛋白過度磷酸化等可影響AD 患者病情進程中的系統炎癥、氧化應激、細胞損傷。這可幫助研究如何通過益生菌增補治療對微生物組的豐度組成和代謝平衡達到有效調節，并找到有效治療AD的方案。目前，多項研究已經揭示了腸道微生物組失調在宿主認知方面的作用，與衰老相關的微生物組失調會導致神經變性；腸道微生物組失調還可導致淀粉樣蛋白和脂多糖分泌，從而破壞胃腸道的通透性和血腦屏障，并最終導致AD患者的神經元死亡［21］。本meta分析結果顯示，補充益生菌對認知功能有積極的影響，且不增加不良反應的發生。因為本研究異質性較高，因此我們首先通過疾病分層亞組分析以調查在早期階段MCI 個體是否可以從益生菌中受益，以延緩癡呆癥的進展。補充益生菌對AD患者的影響高于MCI患者［22］。這可能與患者基線時認知功能狀態影響干預后評分的大小有關。與AD 患相比者，MCI患者可能幾乎沒有改善的空間。這與最近發表的關于益生菌對健康個體海馬結構與功能、認知和情緒的影響的一項雙盲RCT 的結果相一致：益生菌對海馬體、灰質或海馬體功能連通性無顯著影響，使用益生菌后整體大腦結構、認知和情緒也無顯著變化［23］；因此，不排除益生菌對腦功能、心境和涉及情緒的認知表現只有暫時影響，結果可能受壓力影響。這一結果只能提示益生菌的作用是有限的，并不能得出益生菌是否可以預防認知能力下降的任何結論。因此，未來需要進行更充分菌株、更長時間、更廣泛人群的研究以進一步指導臨床。

研究表明，與單一菌株的益生菌補充劑相比，復合益生菌增補可提高宿主抗炎能力，明顯降低炎癥細胞因子和氧化應激標志物，進而更有效改善患者的認知功能，而更多類型的益生菌可能意味著更高的腸道微生物多樣性。微生物多樣性與穩定性之間顯著相關［24］；更穩定、平衡的腸道微生物組可能有助于改善AD 及ACI患者的神經變性，對神經認知或神經精神功能有更多的好處。AD 患者的糞便菌群多樣性顯著低于健康人，但與MCI 患者相似；AD 患者厚壁菌門減少，變形菌門富集；其中γ-變形菌綱、腸桿菌目和腸桿菌科的豐度從健康人到MCI 患者和AD 患者遞增，AD 嚴重程度評分與菌群變化顯著相關［25-26］。目前，已有多項研究著眼于調節腸道菌群而進行認知障礙性疾病相關藥物的研發，主要目標是恢復并調節腸道內正常菌群的豐度和多樣性。除了益生菌的劑型，其治療周期也是臨床關注的問題。本研究納入的干預持續時間均為≥12 周。這與Liu 等［10］的研究，服用益生菌補充劑12 周可顯著改善患者認知能力的研究結果相一致。關于益生菌補充的所需劑量（菌落形成單位）和頻率可能對健康產生有益影響［27］，目前尚無共識，且迄今為止，關于如何正確使用益生菌，包括持續時間、劑量和多樣性，幾乎沒有達成一致。本系統評價結果表明，益生菌的補充可以改善患者認知功能，特別是在AD 患者中，且以復合益生菌并持續12 周的效果更佳，然而未來需要更高質量、更大樣本量的RCTs和更長的隨訪時間來提供更可靠的證據。

本研究的優勢在于，本次系統評價包含較多認知功能障礙患者，納入了不同的患者（包括AD 與MCI 患者），并使用了不同的益生菌劑型和干預時間；通過亞組分析筆者發現了不同益生菌在不同認知損害模型患者中的具體差異，從而提供了一些較為詳細的益生菌干預方案，包括益生菌的補充可以改善患者認知功能，特別是對于AD 患者，復合益生菌并持續12 周的效果更佳。此外，益生菌的補充也不會增加不良反應的發生，其治療的安全性也有所保障。盡管如此，也必須考慮以下局限性：⑴盡管進行了詳盡的文獻搜索，但仍可能遺漏一些符合條件的研究；⑵本次系統評價中部分RCTs未采用正確的隨機分配和隱藏方法，可能造成本次系統評價選擇性偏倚；⑶認知功能評價主觀因素的影響較大，難免存在其他偏倚；⑷受原始資料的限制，無法對特定菌株、劑量和持續時間在不同研究、不同方面進行meta分析。⑸研究未包含與認知障礙相關的炎癥標志物、S100β等。

綜上所述，當前證據顯示，益生菌增補治療可以改善患者認知功能，特別是對于AD 患者，復合益生菌并持續補充12 周的改善效果更佳，同時益生菌增補治療也不會增加相關不良反應的發生。本次系統評價受納入RCTs 數量和質量的限制，上述結論尚需更多高質量研究來驗證。

利益沖突所有作者均聲明不存在利益沖突

作者貢獻聲明武琰嬌：醞釀和設計試驗，實施研究，起草文章；陳麗萍、徐紫清：采集數據，分析/解釋數據；侯懷晶：統計分析；張凌云：對文章的知識性內容作批評性審閱，獲取研究經費，指導