益生菌輔助治療骨質(zhì)疏松患者效果的Meta 分析

冉蕾晶 ，王紹華 ，李林童 ，桂 莉

（1）大理大學(xué)臨床醫(yī)學(xué)院，云南 大理 671003;2）云南省第三人民醫(yī)院內(nèi)分泌科，云南 昆明 650011）

骨質(zhì)疏松癥在全球范圍內(nèi)是一種常見骨病，其主要特征是骨質(zhì)量和密度低下以及骨微結(jié)構(gòu)破壞，導(dǎo)致骨脆性和骨折易損性的增加，破骨細(xì)胞分化和活性增加是導(dǎo)致骨丟失的重要因素，骨丟失是骨質(zhì)疏松等骨疾病的常見病理表現(xiàn)[1]。目前我國骨質(zhì)疏松的患病率呈逐漸上漲趨勢，導(dǎo)致嚴(yán)重骨折的重要危險因素之一[2]。因此，骨質(zhì)疏松的早期治療極其重要。

目前用于治療骨質(zhì)疏松癥的藥物種類有很多，主要包括抗骨吸收劑（抑制破骨細(xì)胞）、成骨劑（促進(jìn)成骨細(xì)胞）和雙效藥物（既促進(jìn)骨形成又抑制骨形成）[3]。但不同用于治療骨質(zhì)疏松癥的藥物在不同程度上會影響骨骼，尤其是對骨折風(fēng)險和骨密度的影響[4]。因此，了解不同藥物對骨質(zhì)的副作用非常重要。

據(jù)相關(guān)研究顯示，腸道微生物群和骨骼健康之間有聯(lián)系，益生菌是膳食補(bǔ)充劑，由有益微生物組成，骨重建和腸道在骨重建中的的過程中微生物群對機(jī)體骨代謝產(chǎn)生影響，促進(jìn)破骨細(xì)胞的形成，加速骨質(zhì)疏松的進(jìn)程[5-7]。有助于改善骨質(zhì)疏松癥的總體預(yù)防和治療，更重要的是，有利于個人的健康。因此本研究擬通過系統(tǒng)評價與Meta 分析深入討論益生菌輔助治療骨質(zhì)疏松患者效果，以期為臨床應(yīng)用開拓思路。

1 資料與方法

1.1 納入與排除標(biāo)準(zhǔn)

納入標(biāo)準(zhǔn): 采用PICOS 原則設(shè)計:（1）研究對象（P）：骨質(zhì)疏松的患者；（2）干預(yù)措施（I）：傳統(tǒng)治療基礎(chǔ)上加用益生菌治療;（3）對照措施（C）：傳統(tǒng)的藥物治療；（4）結(jié)局指標(biāo)（O）：骨密度、鈣離子濃度、骨鈣素濃度、骨特異性堿性磷酸酶濃度、維生素D 濃度、甲狀旁腺激素濃度、惡心、嘔吐及腹瀉；（5）研究類型（S）：隨機(jī)對照試驗(yàn)（RCT）。排除標(biāo)準(zhǔn)：（1）動物實(shí)驗(yàn)；（2）綜述及病例報告；（3）無法獲取有效數(shù)據(jù)；（4）重復(fù)發(fā)表的論文；（5）手術(shù)治療疾病;

1.2 檢索策略

通過計算機(jī)檢索PubMed、Embase、Web of science、The Cochrane Library、維普、萬方、知網(wǎng)等數(shù)據(jù)庫，檢索時限截止為2023 年8 月5 日。英文檢索詞包括：Osteoporosis、Osteoporoses、Osteoporosis，Post Traumatic、Senile Osteoporoses、Probiotics、live bacteria 等。中文檢索詞包括：益生菌、益生元、合生元、骨質(zhì)疏松、骨質(zhì)流失等。以PubMed 為例子，具體檢索策略見表1。

表1 PubMed 檢索策略Tab.1 PubMed search strategy

1.3 數(shù)據(jù)提取

由2 名研究人員按照納入與排除標(biāo)準(zhǔn)獨(dú)立篩選文獻(xiàn)、提取資料和對納入研究進(jìn)行質(zhì)量評價，如遇分歧則討論解決或交由第三方仲裁決定。閱讀全文后對資料和數(shù)據(jù)進(jìn)行提取，提取的資料包括：作者、年份、國家、干預(yù)手段、干預(yù)時間、實(shí)驗(yàn)組和對照組的年齡及體重指數(shù)（body mass index，BMI）。

1.4 質(zhì)量評價

本研究采用Cochrane 風(fēng)險偏倚評估工具，（1）隨機(jī)方法是否產(chǎn)生偏倚；（2）分配方法是否產(chǎn)生偏倚；（3）是否實(shí)施盲法；（4）數(shù)據(jù)結(jié)果是否完整；（5）研究結(jié)果是否產(chǎn)生偏倚；（6）是否有其他偏倚來源。如果完全滿足上述6 條標(biāo)準(zhǔn)，發(fā)生偏倚的風(fēng)險較小；如果部分滿足上述6 條標(biāo)準(zhǔn)，發(fā)生偏倚的可能性為中度；如果完全不滿足上述6 條標(biāo)準(zhǔn)，發(fā)生偏倚的可能性高。本研究沒有采用高風(fēng)險偏倚的文獻(xiàn)，且對符合條件的每一組Meta 分析進(jìn)行了偏倚檢驗(yàn)和敏感性分析。

1.5 統(tǒng)計學(xué)處理

采用Stata 14.0 和Revman 5.4 軟件進(jìn)行Meta分析，提取的是實(shí)驗(yàn)組和對照組的人數(shù)、干預(yù)后的平均值、標(biāo)準(zhǔn)差及不良反應(yīng)的發(fā)生事件人數(shù)。納入研究的統(tǒng)計學(xué)異質(zhì)性采用Q檢驗(yàn)和I2檢驗(yàn)進(jìn)行分析。I2<50%為中度異質(zhì)性，I2>50%為高度異質(zhì)性。若各項(xiàng)研究結(jié)果間無統(tǒng)計學(xué)異質(zhì)性，首先采用固定效應(yīng)模型，反之則采用隨機(jī)效應(yīng)模型。采用Egger 檢驗(yàn)評價文獻(xiàn)發(fā)表偏倚，P<0.05 提示存在發(fā)表偏倚，進(jìn)一步通過剪補(bǔ)法分析發(fā)表偏倚對Meta 分析結(jié)果所造成的影響。

2 結(jié)果

2.1 文獻(xiàn)篩選流程及結(jié)果

初檢得到相關(guān)文獻(xiàn)1 311 篇文獻(xiàn)，經(jīng)初步篩選，剔除重復(fù)文獻(xiàn)537 篇，再針對綜述及系統(tǒng)性評價逐層篩選，剔除不符合納入條件的文獻(xiàn)163 篇，最后根據(jù)文章的完整性及文章題目及摘要進(jìn)行篩選，剔除603 篇，最終共剔除不符合納入條件的文獻(xiàn)1 303 篇，最終納入8 篇文獻(xiàn)，文獻(xiàn)篩選流程及結(jié)果，見圖1。

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

2.2 文獻(xiàn)質(zhì)量評價

最終納入8 篇文獻(xiàn)，研究的文獻(xiàn)質(zhì)量評價見表2、圖2。

圖2 納入文獻(xiàn)偏移風(fēng)險圖Fig.2 Inclusion of literature shift risk maps

2.3 納入研究的基本特征

本研究最終納入8 篇文獻(xiàn)[8-15]，其中6 篇中文[9-13，15]，2 篇英文[8，14]，受試者共744 人，實(shí)驗(yàn)組375 人，對照組369 人。具體特征，見表3，見圖3。

圖3 納入文獻(xiàn)偏倚風(fēng)險總結(jié)圖Fig.3 Bias risk summary of the included studies

表3 納入研究的基本特征表（）Tab.3 Table of the basic characteristics of the included studies（）

表3 納入研究的基本特征表（）Tab.3 Table of the basic characteristics of the included studies（）

2.4 Meta 分析結(jié)果

2.4.1 益生菌輔助治療對骨密度的影響首先對益生菌治療骨質(zhì)疏松的文章進(jìn)行異質(zhì)性分析，考慮到亞組分析文章數(shù)量較少，使用隨機(jī)效用模型，發(fā)現(xiàn)加用益生菌輔助治療可以增加患者的髖關(guān)節(jié)骨密度[0.05（0.01，0.10）] g/cm3，但對其他部位的骨密度影響無統(tǒng)計學(xué)意義（P>0.05），見圖4，進(jìn)一步使用偏倚檢驗(yàn)未見以上指標(biāo)出現(xiàn)明顯偏倚，見圖5。

圖4 益生菌輔助治療對骨密度影響的森林圖Fig.4 Forest plot of the effect of probiotic adjuvant therapy on BM

圖5 益生菌輔助治療對骨密度影響的偏倚檢驗(yàn)Fig.5 Bias test of the effect of adjuvant probiotic therapy on BMD

2.4.2 益生菌輔助治療對血鈣濃度的影響一共納入3篇相關(guān)文獻(xiàn)，結(jié)果的異質(zhì)性為97.8%，P<0.05，使用隨機(jī)效應(yīng)模型發(fā)現(xiàn)，加用益生菌輔助治療或可以增加血鈣的濃度[0.26（0.02，0.50）]mmol/L，見圖6。

圖6 益生菌輔助治療對血鈣濃度影響的森林圖Fig.6 Forest plot of the effect of probiotic adjuvant therapy on blood calcium concentration

2.4.3 益生菌輔助治療對血液中維生素D 的影響經(jīng)Meta 分析的結(jié)果中，異質(zhì)性為88.3%，P<0.05，則使用隨機(jī)效應(yīng)模型，發(fā)現(xiàn)加用益生菌輔助治療對維生素D 濃度的影響無明顯統(tǒng)計學(xué)意義[-3.71（-7.79，0.38）]ng/mL，見圖7。進(jìn)一步使用偏倚檢驗(yàn)未見明顯發(fā)表偏倚，見圖8。

圖7 益生菌輔助治療對維生素D 影響的森林圖Fig.7 Forest plot of the effect of probiotic adjuvant therapy on vitamin D

圖8 益生菌輔助治療對血鈣濃度影響的偏倚檢驗(yàn)Fig.8 Bias test of the effect of probiotic adjuvant therapy on serum calcium concentrations

2.4.4 益生菌輔助治療對血液中骨鈣素濃度的影響其中5 篇文獻(xiàn)經(jīng)過Meta 分析發(fā)現(xiàn)，結(jié)果異質(zhì)性為97.7%，P<0.05，則使用隨機(jī)效應(yīng)模型，加用益生菌輔助治療或可增加血液中骨鈣素的濃度[1.84（0.60，3.07）] ng/mL，見圖9。進(jìn)一步使用偏倚檢驗(yàn)并沒有見顯著發(fā)表偏倚，見圖10。

圖9 益生菌輔助治療對血液中骨鈣素影響的森林圖Fig.9 Forest plot of the effect of probiotic adjuvant therapy on osteocalcin in the blood

圖10 益生菌輔助治療對血液中骨鈣素影響的偏倚檢驗(yàn)Fig.10 Bias test of the effect of probiotic adjuvant therapy on osteocalcin in the blood

2.4.5 益生菌輔助治療對血液中甲狀旁腺激素的影響其中3 篇文獻(xiàn)納入Meta 分析，結(jié)果異質(zhì)性為82.3%，P<0.05，則使用隨機(jī)效應(yīng)模型，加用益生菌輔助治療對骨鈣素的影響無明顯統(tǒng)計學(xué)意義[1.24（-6.65，9.13）]pg/mL，見圖11。

圖11 益生菌輔助治療對血液中甲狀旁腺激素影響的森林圖Fig.11 Forest plot of the effects of probiotic adjuvant therapy on parathyroid hormone in the blood

2.4.6 益生菌輔助治療對血液中骨特異性堿性磷酸酶的影響一共有4 篇文獻(xiàn)納入Meta 分析，結(jié)果異質(zhì)性為94.7%，P<0.05，則使用隨機(jī)效應(yīng)模型，研究發(fā)現(xiàn)，加用益生菌輔助治療或降低血液中骨堿磷酸酶的濃度[-1.06（-2.06，-0.07）]，見圖12，進(jìn)一步行偏倚檢驗(yàn)未見明顯偏倚，見圖13。

圖12 益生菌輔助治療對血液中骨特異性堿性磷酸酶影響的森林圖Fig.12 Forest plot of the effect of probiotic adjuvant therapy on bone-specific alkaline phosphatase in the blood

圖13 益生菌輔助治療對血液中骨特異性堿性磷酸酶影響的偏倚檢驗(yàn)Fig.13 Bias test of the effect of probiotic adjuvant therapy on bone-specific alkaline phosphatase in blood

2.4.7 益生菌輔助治療對惡心的影響最終納入2 篇文獻(xiàn)的異質(zhì)性結(jié)果為0.0%，使用固定效應(yīng)模型，研究發(fā)現(xiàn)對照組惡心事件的發(fā)生率為2%，實(shí)驗(yàn)組惡心事件的發(fā)生率為0%，加用益生菌或能降低患者惡心不適的概率，見圖14。

圖14 益生菌輔助治療對惡心影響的森林圖Fig.14 Forest plot of the effect of probiotic adjuvant therapy on nausea

2.4.8 益生菌輔助治療對腹瀉的影響納入2 篇文獻(xiàn)的異質(zhì)性結(jié)果為0.0%，使用固定效應(yīng)模型，研究發(fā)現(xiàn)對照組腹瀉事件的發(fā)生率為4%，實(shí)驗(yàn)組惡心事件的發(fā)生率為2%，加用益生菌或能降低患者腹瀉的概率，見圖15。

圖15 益生菌輔助治療對腹瀉影響的森林圖Fig.15 Forest diagram of the effect of adjuvant probiotic therapy on diarrhea

2.4.9 益生菌輔助治療對嘔吐的影響最終納入2 篇文獻(xiàn)的異質(zhì)性結(jié)果為44.1%，使用固定效應(yīng)模型，研究發(fā)現(xiàn)對照組腹瀉事件的發(fā)生率為2%，實(shí)驗(yàn)組惡心事件的發(fā)生率為2%，2 組之間結(jié)果的95CI%有明顯的交集，加用益生菌輔助治療對嘔吐無明顯影響，見圖16。

圖16 益生菌輔助治療對嘔吐影響的森林圖Fig.16 Forest plot of the effects of probiotic adjuvant therapy on vomiting

2.5 敏感性分析和發(fā)表偏倚估計

通過各項(xiàng)敏感性分析發(fā)現(xiàn)，見圖15-29，堿性磷酸酶并沒有發(fā)現(xiàn)明顯的異質(zhì)性來源，而其他指標(biāo)雖然有比較大的異質(zhì)性，但是沒有一個特別突出的文獻(xiàn)是造成異質(zhì)性的來源，可能是多篇文獻(xiàn)指的結(jié)果方向不一樣，后期擬進(jìn)一步增加高質(zhì)量隨機(jī)研究和亞組分析，提高數(shù)據(jù)的可靠性。對具有高異質(zhì)性的結(jié)果（I2≥50%）使用敏感性分析進(jìn)一步探究一致性的來源，并在Egger 檢驗(yàn)的基礎(chǔ)上進(jìn)行漏斗圖評估發(fā)表偏倚，見圖30，PTH、維生素D、血清骨鈣素、血鈣、骨密度、骨特異性堿性磷酸酶的顯著性P>0.05，見表4，則未見明顯發(fā)表偏倚，血磷由于文章數(shù)量沒有達(dá)到3 篇，無法進(jìn)行偏倚檢驗(yàn)。

圖17 頸椎骨密度的敏感性分析Fig.17 Sensitivity analysis of bone mineral density of the cervical spine

圖18 髖關(guān)節(jié)骨密度的敏感性分析Fig.18 Sensitivity analysis of bone mineral density in the hip joint

圖19 頸椎骨密度的異質(zhì)性分析Fig.19 Heterogeneity analysis of cervical bone mineral density

圖20 髖關(guān)節(jié)骨密度的異質(zhì)性分析Fig.20 Heterogeneity analysis of bone mineral density in the hip joint

圖21 骨鈣素的敏感性分析Fig.21 Sensitivity analysis of osteocalcin

圖22 骨鈣素的異質(zhì)性分析Fig.22 Heterogeneity analysis of osteocalcin

圖23 甲狀旁腺激素的敏感性分析Fig.23 Sensitivity analysis of parathyroid hormone

圖24 甲狀旁腺激素的異質(zhì)性分析Fig.24 Heterogeneity analysis of parathyroid hormone

圖25 堿性磷酸酶的敏感性分析Fig.25 Sensitivity analysis of alkaline phosphatase

圖26 維生素D 的敏感性分析Fig.26 Sensitivity analysis of vitamin D

圖27 維生素D 的異質(zhì)性分析Fig.27 Heterogeneity analysis of vitamin D

圖28 血鈣濃度的敏感性分析Fig.28 Sensitivity analysis of blood calcium concentration

圖29 血鈣濃度的異質(zhì)性檢驗(yàn)Fig.29 Heterogeneity of serum calcium concentrations

圖30 研究指標(biāo)偏倚檢驗(yàn)的漏斗圖Fig.30 Funnel plot of the study for the test of bias for the indicator

表4 研究指標(biāo)偏倚檢驗(yàn)結(jié)果表Tab.4 Outcome table of the test of bias for study indicators

3 討論

雖然長期以來人們都知道胃腸系統(tǒng)通過調(diào)節(jié)鈣吸收在骨穩(wěn)態(tài)中發(fā)揮著關(guān)鍵作用，但最近的研究強(qiáng)調(diào)了腸道微生物群在調(diào)節(jié)骨重塑中的主要作用[16]。相關(guān)的研究已經(jīng)明確地表明，腸道對骨骼有一定影響。發(fā)生這種情況的一種方式是通過調(diào)節(jié)礦物質(zhì)吸收，礦物質(zhì)吸收是健康骨骼所必需的，包括鈣、磷和鎂[17]。此外，腸促胰島素和血清素等腸道衍生因素也會不同程度的影響骨轉(zhuǎn)換[18]。有相關(guān)研究通過益生菌對無菌小鼠的作用的研究證明了腸道微生物組在調(diào)節(jié)骨生理學(xué)方面的影響[19-20]。在這些研究中，使用無菌小鼠、傳統(tǒng)小鼠和正常微生物群定植的無菌小鼠來研究腸道微生物群在骨骼中的作用，研究結(jié)果表示，與傳統(tǒng)小鼠相比，無菌小鼠的骨量明顯更高，無菌小鼠的每個骨表面的破骨細(xì)胞的數(shù)量也相對明顯減少，骨髓中 CD4+T 細(xì)胞和破骨細(xì)胞前體的頻率也相對減少。然而，微生物群在骨骼發(fā)育中所發(fā)揮的確切作用并沒有完全證實(shí)，因?yàn)橛邢嚓P(guān)研究也顯示傳統(tǒng)小鼠和無菌小鼠之間的骨密度沒有明顯差異[20]。這也表明微生物群對骨骼健康的影響是復(fù)雜的且需要我們長期去驗(yàn)證及證實(shí)。

但是，益生菌可以作為輔助治療在調(diào)節(jié)骨骼健康方面的作用的證據(jù)更為有力。益生菌存在于口腔、皮膚、泌尿和生殖器官等粘膜以及腸道中，它在不同的位置需要呈現(xiàn)出特定的特征，例如在胃腸道系統(tǒng)中的存活（酸和膽汁耐受性）、表型和基因型穩(wěn)定性、對粘膜表面的粘附、抗生素耐藥性、抗菌物質(zhì)的產(chǎn)生以及能力抑制已知病原體[21-23]。近年來，與益生菌相關(guān)研究的發(fā)表的多項(xiàng)研究表明，補(bǔ)充益生菌對健康和病理狀態(tài)下的骨骼健康都有潛在益處。益生菌可以作為膳食補(bǔ)充劑，當(dāng)攝入足夠量時，有益于治療和預(yù)防病理狀況[24-25]。眾所周知，益生菌可以通過調(diào)節(jié)腸腔pH 值、分泌抗菌肽、通過增加粘液產(chǎn)生增強(qiáng)屏障功能、調(diào)節(jié)宿主免疫系統(tǒng)以及改變腸道微生物群來影響腸道[24-27]。但這些機(jī)制中哪一種對于骨骼有益作用很重要尚不清楚。因此有學(xué)者及專家對此做了一系列研究，發(fā)現(xiàn)羅伊氏乳桿菌可降低空腸和回腸中炎性細(xì)胞因子TNF-α 的表達(dá)，與未經(jīng)治療的對照組相比，會導(dǎo)致股骨和椎骨骨小梁密度、骨小梁數(shù)量明顯增加[28]，但血清抗酒石酸酸性磷酸酶（tartreate resistant acid phosphatase，TRAP）水平?jīng)]有觀察到差異。但從此研究中也可以看出羅伊氏乳桿菌能夠?qū)敲芏犬a(chǎn)生有益的影響。在研究腸道菌群影響骨骨骼機(jī)制的過程中，有對小鼠模型的一項(xiàng)研究顯示，含有干酪乳桿菌、羅伊氏乳桿菌和格氏乳桿菌的酸奶治療大鼠可增加鈣吸收，與對照組相比，實(shí)驗(yàn)組的小鼠骨礦物質(zhì)含量（bone mineral content，BMC）明顯升高[29]，但具體是哪種菌群對骨骼有益，還需進(jìn)一步研究。因而，經(jīng)由攝取益生菌來轉(zhuǎn)變腸道微生物群很可能是一種可行的治療策略，可以在致使骨質(zhì)流失和骨質(zhì)疏松癥的各種條件下調(diào)節(jié)骨重塑，進(jìn)而有效輔助醫(yī)治骨質(zhì)疏松癥。

雖然本研究結(jié)果顯示，在傳統(tǒng)的治療方案上加用益生菌治療，或可進(jìn)一步使患者在延緩骨質(zhì)疏松和降低胃腸道不良反應(yīng)方面受益，但本研究仍存在一定的局限性，包括:（1）本研究納入的文獻(xiàn)多為小樣本隨機(jī)對照試驗(yàn)，試驗(yàn)組最大樣本量為100 例，對照組為100 例，易受其他因素的影響而造成偏倚的產(chǎn)生；（2）因?yàn)榧{入的文章數(shù)目限制，無法對益生菌的種類和干涉時間進(jìn)一步亞組分析；（3）大多數(shù)文章沒有對患者進(jìn)行長期隨訪，對患者的受益評估僅限于干預(yù)期間；（4）由于受試者的飲食結(jié)構(gòu)是不完全一致的，益生菌和腸道菌群的相互作用結(jié)果無法進(jìn)一步評估；（5）因?yàn)橐嫔鷮琴|(zhì)疏松的相關(guān)性研究較少，因此符合條件的研究相對較少，故可能會影響最終結(jié)局。綜上所述，在傳統(tǒng)方案上面加用益生菌治療，具有一定的潛力，但仍需要進(jìn)一步納入更多RCT 實(shí)驗(yàn)增加結(jié)果的可靠性。