益生菌輔助治療骨質疏松患者效果的Meta 分析

冉蕾晶 ，王紹華 ，李林童 ，桂 莉

（1）大理大學臨床醫學院，云南 大理 671003;2）云南省第三人民醫院內分泌科，云南 昆明 650011）

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

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

據相關研究顯示，腸道微生物群和骨骼健康之間有聯系，益生菌是膳食補充劑，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體骨代謝產生影響，促進破骨細胞的形成，加速骨質疏松的進程[5-7]。有助于改善骨質疏松癥的總體預防和治療，更重要的是，有利于個人的健康。因此本研究擬通過系統評價與Meta 分析深入討論益生菌輔助治療骨質疏松患者效果，以期為臨床應用開拓思路。

1 資料與方法

1.1 納入與排除標準

納入標準: 采用PICOS 原則設計:（1）研究對象（P）：骨質疏松的患者；（2）干預措施（I）：傳統治療基礎上加用益生菌治療;（3）對照措施（C）：傳統的藥物治療；（4）結局指標（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）：隨機對照試驗（RCT）。排除標準：（1）動物實驗；（2）綜述及病例報告；（3）無法獲取有效數據；（4）重復發表的論文；（5）手術治療疾病;

1.2 檢索策略

通過計算機檢索PubMed、Embase、Web of science、The Cochrane Library、維普、萬方、知網等數據庫，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、骨質疏松、骨質流失等。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 數據提取

由2 名研究人員按照納入與排除標準獨立篩選文獻、提取資料和對納入研究進行質量評價，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據進行提取，提取的資料包括：作者、年份、國家、干預手段、干預時間、實驗組和對照組的年齡及體重指數（body mass index，BMI）。

1.4 質量評價

本研究采用Cochrane 風險偏倚評估工具，（1）隨機方法是否產生偏倚；（2）分配方法是否產生偏倚；（3）是否實施盲法；（4）數據結果是否完整；（5）研究結果是否產生偏倚；（6）是否有其他偏倚來源。如果完全滿足上述6 條標準，發生偏倚的風險較??；如果部分滿足上述6 條標準，發生偏倚的可能性為中度；如果完全不滿足上述6 條標準，發生偏倚的可能性高。本研究沒有采用高風險偏倚的文獻，且對符合條件的每一組Meta 分析進行了偏倚檢驗和敏感性分析。

1.5 統計學處理

采用Stata 14.0 和Revman 5.4 軟件進行Meta分析，提取的是實驗組和對照組的人數、干預后的平均值、標準差及不良反應的發生事件人數。納入研究的統計學異質性采用Q檢驗和I2檢驗進行分析。I2<50%為中度異質性，I2>50%為高度異質性。若各項研究結果間無統計學異質性，首先采用固定效應模型，反之則采用隨機效應模型。采用Egger 檢驗評價文獻發表偏倚，P<0.05 提示存在發表偏倚，進一步通過剪補法分析發表偏倚對Meta 分析結果所造成的影響。

2 結果

2.1 文獻篩選流程及結果

初檢得到相關文獻1 311 篇文獻，經初步篩選，剔除重復文獻537 篇，再針對綜述及系統性評價逐層篩選，剔除不符合納入條件的文獻163 篇，最后根據文章的完整性及文章題目及摘要進行篩選，剔除603 篇，最終共剔除不符合納入條件的文獻1 303 篇，最終納入8 篇文獻，文獻篩選流程及結果，見圖1。

圖1 文獻篩選流程圖Fig.1 Flow chart of literature screening

2.2 文獻質量評價

最終納入8 篇文獻，研究的文獻質量評價見表2、圖2。

圖2 納入文獻偏移風險圖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[8-15]，其中6 篇中文[9-13，15]，2 篇英文[8，14]，受試者共744 人，實驗組375 人，對照組369 人。具體特征，見表3，見圖3。

圖3 納入文獻偏倚風險總結圖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疏松的文章進行異質性分析，考慮到亞組分析文章數量較少，使用隨機效用模型，發現加用益生菌輔助治療可以增加患者的髖關節骨密度[0.05（0.01，0.10）] g/cm3，但對其他部位的骨密度影響無統計學意義（P>0.05），見圖4，進一步使用偏倚檢驗未見以上指標出現明顯偏倚，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篇相關文獻，結果的異質性為97.8%，P<0.05，使用隨機效應模型發現，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Meta 分析的結果中，異質性為88.3%，P<0.05，則使用隨機效應模型，發現加用益生菌輔助治療對維生素D 濃度的影響無明顯統計學意義[-3.71（-7.79，0.38）]ng/mL，見圖7。進一步使用偏倚檢驗未見明顯發表偏倚，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 篇文獻經過Meta 分析發現，結果異質性為97.7%，P<0.05，則使用隨機效應模型，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。進一步使用偏倚檢驗并沒有見顯著發表偏倚，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 篇文獻納入Meta 分析，結果異質性為82.3%，P<0.05，則使用隨機效應模型，加用益生菌輔助治療對骨鈣素的影響無明顯統計學意義[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 篇文獻納入Meta 分析，結果異質性為94.7%，P<0.05，則使用隨機效應模型，研究發現，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，進一步行偏倚檢驗未見明顯偏倚，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 篇文獻的異質性結果為0.0%，使用固定效應模型，研究發現對照組惡心事件的發生率為2%，實驗組惡心事件的發生率為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 篇文獻的異質性結果為0.0%，使用固定效應模型，研究發現對照組腹瀉事件的發生率為4%，實驗組惡心事件的發生率為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 篇文獻的異質性結果為44.1%，使用固定效應模型，研究發現對照組腹瀉事件的發生率為2%，實驗組惡心事件的發生率為2%，2 組之間結果的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 敏感性分析和發表偏倚估計

通過各項敏感性分析發現，見圖15-29，堿性磷酸酶并沒有發現明顯的異質性來源，而其他指標雖然有比較大的異質性，但是沒有一個特別突出的文獻是造成異質性的來源，可能是多篇文獻指的結果方向不一樣，后期擬進一步增加高質量隨機研究和亞組分析，提高數據的可靠性。對具有高異質性的結果（I2≥50%）使用敏感性分析進一步探究一致性的來源，并在Egger 檢驗的基礎上進行漏斗圖評估發表偏倚，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，則未見明顯發表偏倚，血磷由于文章數量沒有達到3 篇，無法進行偏倚檢驗。

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 髖關節骨密度的敏感性分析Fig.18 Sensitivity analysis of bone mineral density in the hip joint

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

圖20 髖關節骨密度的異質性分析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 血鈣濃度的異質性檢驗Fig.29 Heterogeneity of serum calcium concentrations

圖30 研究指標偏倚檢驗的漏斗圖Fig.30 Funnel plot of the study for the test of bias for the indicator

表4 研究指標偏倚檢驗結果表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通過調節鈣吸收在骨穩態中發揮著關鍵作用，但最近的研究強調了腸道微生物群在調節骨重塑中的主要作用[16]。相關的研究已經明確地表明，腸道對骨骼有一定影響。發生這種情況的一種方式是通過調節礦物質吸收，礦物質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換[18]。有相關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節骨生理學方面的影響[19-20]。在這些研究中，使用無菌小鼠、傳統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，研究結果表示，與傳統小鼠相比，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胞的數量也相對明顯減少，骨髓中 CD4+T 細胞和破骨細胞前體的頻率也相對減少。然而，微生物群在骨骼發育中所發揮的確切作用并沒有完全證實，因為有相關研究也顯示傳統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雜的且需要我們長期去驗證及證實。

但是，益生菌可以作為輔助治療在調節骨骼健康方面的作用的證據更為有力。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出特定的特征，例如在胃腸道系統中的存活（酸和膽汁耐受性）、表型和基因型穩定性、對粘膜表面的粘附、抗生素耐藥性、抗菌物質的產生以及能力抑制已知病原體[21-23]。近年來，與益生菌相關研究的發表的多項研究表明，補充益生菌對健康和病理狀態下的骨骼健康都有潛在益處。益生菌可以作為膳食補充劑，當攝入足夠量時，有益于治療和預防病理狀況[24-25]。眾所周知，益生菌可以通過調節腸腔pH 值、分泌抗菌肽、通過增加粘液產生增強屏障功能、調節宿主免疫系統以及改變腸道微生物群來影響腸道[24-27]。但這些機制中哪一種對于骨骼有益作用很重要尚不清楚。因此有學者及專家對此做了一系列研究，發現羅伊氏乳桿菌可降低空腸和回腸中炎性細胞因子TNF-α 的表達，與未經治療的對照組相比，會導致股骨和椎骨骨小梁密度、骨小梁數量明顯增加[28]，但血清抗酒石酸酸性磷酸酶（tartreate resistant acid phosphatase，TRAP）水平沒有觀察到差異。但從此研究中也可以看出羅伊氏乳桿菌能夠對骨密度產生有益的影響。在研究腸道菌群影響骨骨骼機制的過程中，有對小鼠模型的一項研究顯示，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，實驗組的小鼠骨礦物質含量（bone mineral content，BMC）明顯升高[29]，但具體是哪種菌群對骨骼有益，還需進一步研究。因而，經由攝取益生菌來轉變腸道微生物群很可能是一種可行的治療策略，可以在致使骨質流失和骨質疏松癥的各種條件下調節骨重塑，進而有效輔助醫治骨質疏松癥。

雖然本研究結果顯示，在傳統的治療方案上加用益生菌治療，或可進一步使患者在延緩骨質疏松和降低胃腸道不良反應方面受益，但本研究仍存在一定的局限性，包括:（1）本研究納入的文獻多為小樣本隨機對照試驗，試驗組最大樣本量為100 例，對照組為100 例，易受其他因素的影響而造成偏倚的產生；（2）因為納入的文章數目限制，無法對益生菌的種類和干涉時間進一步亞組分析；（3）大多數文章沒有對患者進行長期隨訪，對患者的受益評估僅限于干預期間；（4）由于受試者的飲食結構是不完全一致的，益生菌和腸道菌群的相互作用結果無法進一步評估；（5）因為益生菌對骨質疏松的相關性研究較少，因此符合條件的研究相對較少，故可能會影響最終結局。綜上所述，在傳統方案上面加用益生菌治療，具有一定的潛力，但仍需要進一步納入更多RCT 實驗增加結果的可靠性。