益生菌对绝经后妇女骨代谢影响的Meta分析

孔佳佳，张学红，张志刚，程洁，王瑞，张彩云*

(1.兰州大学护理学院，兰州 730000；2.兰州大学第一医院生殖医学中心，兰州 730000；3.兰州大学第一医院重症医学科，兰州 730000；4.兰州大学第一医院门诊部，兰州 730000)

骨质疏松症是一种以骨量减少、骨骼脆性增加和骨微结构恶化为特征的代谢性疾病[1]，是导致绝经后妇女和中老年人死亡率增加的主要原因之一，已成为世界公共健康问题[2]。据调查，绝经后妇女骨质疏松的发病率约为30%～40%，远远高于绝经前妇女[3-4]，其较高的发病率可能与长期雌激素缺乏导致骨吸收与骨形成的代谢失衡、骨量迅速流失、骨密度下降及骨脆性增加有关[5]。目前临床上多采用抗骨吸收剂或选择性雌激素受体调节剂治疗绝经后骨质疏松，但使用过程中仍存在多种副作用，如非典型的股骨骨折、静脉栓塞、房颤、食道癌、乳腺癌及胃肠道等问题[6-7]，且药物费用高，患者依从性较差[8]。也有研究采用中医治疗骨质疏松，但其长期效果和不良反应暂不明确，尚未广泛推广使用[9]。近期有研究显示，益生菌在改善老年性骨质疏松及糖尿病性骨质疏松患者的骨骼健康中发挥了重要作用[10-11]，可以预防骨量丢失，但能否改善绝经后妇女的骨骼情况仍存争议[12-14]，且尚未有系统的证据证明益生菌对绝经后妇女这一特殊群体的影响。因此，本研究旨在采用Meta分析的方法评价益生菌对绝经后妇女骨代谢的影响，以期为临床治疗提供新的证据。

材料与方法

一、文献检索

计算机检索PubMed、Embase、Cochrane Library和Web of Science等外文数据库及中国知网、中国生物医学文献数据库、万方数据库及维普数据库等国内数据库，检索时间为各数据库建库至2021年10月28日，并追溯纳入研究的参考文献及灰色文献，以避免文献漏检。文献检索采用主题词与自由词相结合的方法，中文检索式为：(益生菌OR优益菌OR合生菌OR乳酸杆菌OR双歧杆菌)AND(骨质疏松OR骨折OR骨密度OR骨量OR骨代谢)；英文检索式为：(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)。

纳入标准：(1)研究对象为绝经后妇女；(2)研究类型为随机对照试验(RCT)；(3)试验组(T)：益生菌干预或在对照组的基础上补充益生菌；对照组(C)：安慰剂或其他非益生菌干预；(4)结局指标包括骨密度(BMD)、I型胶原吡啶交联终肽(CTX)、骨特异性碱性磷酸酶(BALP)、不良反应发生率，包含其中任一结局指标即可纳入。

排除标准：(1)文献数据不完整或结局指标无法提取；(2)非中英文文献；(3)正在进行中的研究；(4)未发表或重复发表的文献。

二、文献质量评价及资料提取

由2名受过培训的研究者独立进行文献筛选、资料提取及文献质量评价，如遇分歧，相互讨论，若仍未达成一致则请第3名研究者仲裁。提取的资料包括：(1)纳入研究的基本信息：作者姓名、发表年份、研究类型等；(2)纳入对象的基本信息：样本量、年龄、BMI、绝经年限、干预措施、益生菌种类、干预持续时间等；(3)结局指标：骨密度、CTX、BALP、不良反应发生率。

采用Cochrane干预系统评价手册[15]对纳入研究的偏倚风险进行质量评估，纳入研究完全符合评价标准评为A级，表明结果发生偏倚的可能性最小；部分符合评价标准评为B级，表明结果发生偏倚的可能性为中度；完全不符合评价标准评为C级，表明各研究质量较低，结果发生偏倚的可能性最高。

三、统计学分析

采用RevMan 5.3软件对数据进行Meta分析，计算益生菌干预前后结局指标的变化差值。本研究结局指标中，骨密度值、CTX值与BALP值为计量资料，采用均数差(MD)作为效应量，不良反应发生率为计数资料，采用比值比(OR)作为效应量；各效应量均采用95%CI为效应指标。结合χ2检验与I2判断异质性大小。若P≥0.1，I2≤50%，表示各研究间同质性较好，选用固定效应模型合并效应量；若P<0.1，I2>50%，表示各研究间异质性较高，通过敏感性分析或亚组分析寻找原因，若仍无法解释产生异质性的原因，则采用随机效应模型进行Meta分析[16]。

结 果

一、文献检索结果

初步检索文献2 242篇，追溯纳入研究的参考文献补充获得1篇，通过EndnoteX9软件和人工去重后获得文献1 707篇，阅读题目和摘要后排除文献1 664篇，阅读全文进一步排除文献35篇，最终纳入8篇文献[17-24]，共826例患者。文献筛选流程及结果详见图1。

图1 文献筛选流程及结果

二、纳入研究的基本特征及文献质量评价结果

纳入的8篇文献中，5篇为英文，3篇为中文，研究发表的年限在2017—2021年，所有研究均详细描述了干预方法，结局指标明确，且各项研究试验组与对照组的基线资料均具有可比性(表1)。文献质量评价结果显示5篇文献为A级[17-20，23]，3篇文献为B级[21-22，24](表2)。偏倚风险见图2，图中用不同的颜色(绿、红、黄)及符号(“+”、“-”、“?”)来分别表示“低风险偏倚”、“高风险偏倚”和“不清楚”。

表1 纳入研究文献的基本情况

表2 纳入研究的方法学质量评价

图2 偏倚风险评价图

三、Meta分析结果

1.骨密度：纳入的文献有5篇[17，20-22，24]报道了益生菌对腰椎骨密度的影响，各研究间存在异质性(I2=76%，P<0.001)，故进行敏感性分析，去除李锋等[21]的研究后异质性减小(I2=0%，P=0.97)，故选用固定效应模型进行Meta分析，结果显示补充益生菌对绝经后妇女腰椎骨密度没有显著影响[MD=-0.00，95%CI(-0.03，0.02)，P=0.73](图3)。

图3 益生菌对腰椎骨密度影响的Meta分析结果

有2篇文献[17，21]报道了补充益生菌对股骨骨密度的影响，异质性检验结果为I2=0%，P=0.45，固定效应模型Meta分析结果显示补充益生菌能够增加绝经后股骨骨密度[MD=0.04，95%CI(0.00，0.08)，P=0.04](图4)。

图4 益生菌对股骨骨密度影响的Meta分析结果

2.CTX：纳入的文献有5篇[18，20-22，24]报道了益生菌对CTX的影响，由于纳入研究间的异质性较大(I2=97%，P<0.000 01)，故进行敏感性分析，去除Jafarnejad等[18]的研究后异质性减小(I2=13%，P=0.33)，选用固定效应模型，结果显示益生菌治疗可以降低绝经后妇女的CTX水平[MD=-0.12，95%CI(-0.13，-0.11)，P<0.000 01)](图5)。

图5 CTX的Meta分析结果

3.BALP：纳入的文献有4篇[17-18，21，24]报道了益生菌对BALP的影响，各研究间存在同质性(I2=3%，P=0.38)，固定效应模型Meta分析结果显示益生菌治疗可以显著降低绝经后妇女的BALP水平[MD=-4.19，95%CI(-4.68，-3.70)，P<0.000 01](图6)。

图6 BALP的Meta分析结果

4.不良反应发生率：纳入的文献有4篇[19-21，23]报道了不良反应发生率，异质性检验结果为I2=0%，P=0.66，固定效应模型Meta分析结果显示益生菌对不良反应的发生率没有显著影响[OR=0.96，95%CI(0.59，1.56)，P=0.86](图7)。

图7 不良反应发生率Meta分析结果

讨 论

本研究共纳入8篇随机对照试验，共826例绝经后妇女。研究结果发现，益生菌治疗可以增加患者的股骨骨密度，降低患者的CTX和BALP水平，且不会增加不良反应的发生率，但对腰椎骨密度的作用有限。

绝经后妇女雌激素下降并保持在较低水平，一方面导致成骨细胞活性下降及破骨细胞活性增强，造成骨的持续丢失[25]；另一方面打破了肠道内微生物的生态平衡，刺激肠道内的免疫系统分泌大量破骨相关炎症因子，诱发骨质疏松[26-27]。研究表明，益生菌主要通过恢复肠道菌群平衡，刺激抗炎反应，促进肠道钙和维生素D的吸收等机制实现骨保护作用，从而增加骨密度、结构和强度[28-29]。Preidis等[30]的研究采用罗伊氏乳杆菌对大鼠进行灌胃治疗可以增加肠道菌群的多样性和均匀性，维持机体免疫系统稳态，缓和肠道和全身炎症，减少破骨细胞分化[31]。另外，益生菌可以增强肠道上皮的屏障功能[32]，其可以通过诱导TJ相关基因表达的变化来调节TJ蛋白的产生和分布，降低上皮细胞的通透性，减少肠道致病菌及其有害代谢产物侵入宿主，促进肠道内钙的吸收。

骨密度是反映骨量变化的重要指标。本研究显示，益生菌可以增加股骨骨密度，但对腰椎骨密度的作用有限，这表示益生菌可以一定程度上改善绝经后妇女的骨骼健康，但在不同的部位存在差异性。这与Takimoto等[33]的研究一致，该研究发现，使用枯草芽孢杆菌C-3102可以增加绝经后妇女的髋骨骨密度，但对腰椎骨密度没有明显改善。Montazeri-Najafabady等[34]的研究也有类似的结果，该研究比较了5株不同的益生菌(嗜酸乳杆菌、雷氏乳杆菌、干酪乳杆菌、长双歧杆菌及凝固型双歧杆菌)对去卵巢大鼠不同部位骨密度的影响，研究发现干酪乳杆菌可以增加胫骨骨密度、股骨骨密度，但对脊柱骨密度无影响。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参与者体内或者最终定植的部位不同导致对不同部位的骨骼影响产生差异[17]，也可能与各研究采用益生菌的种类及干预的时间长短不完全相同有关。由于纳入研究较少，无法进行亚组分析，具体机制仍需进一步的长期研究来探索。

CTX是临床上常见的骨生物转换标记物，是组织蛋白酶K介导的骨吸收的特异性产物，血清中CTX水平的增加表明破骨细胞在骨吸收过程中活性增强，这容易导致骨质流失和骨溶解[35-36]。本研究显示补充益生菌显著降低了CTX的水平，这表明益生菌抑制了破骨细胞的活性，减少了骨丢失。这与Parvaneh等[37]的研究一致，该研究在去卵巢大鼠中每天给予1 ml的长双歧杆菌灌胃，维持4个月，与安慰剂组对比，益生菌组显著降低了血清的CTX水平，促进了骨保护。

BALP是由成骨细胞合成、分泌，在骨形成的矿化沉积中起积极作用，当骨骼矿化受阻时，成骨细胞合成大量碱性磷酸酶，使血清BALP明显升高[38]，是反映骨形成的特异性指标。本研究显示补充益生菌可以显著降低血清BALP水平，促进骨形成，增加骨密度。这与Zhong等[39]的研究一致，该研究给予观察组大鼠12.5 g/kg的益生菌灌胃治疗，对照组给予等量生理盐水灌胃，一周后检测发现益生菌组大鼠血清中的BALP水平明显降低，骨质情况有所改善。

本文纳入的随机对照试验中，发生较多的不良反应有感染、肌肉骨骼和结缔组织疾病、胃肠道疾病(恶心、呕吐、腹泻等)、神经系统疾病及头痛等。但本研究结果显示，两组患者不良反应的发生情况是相似的，差异无统计学意义，这表明使用益生菌不会增加绝经后妇女不良反应的发生，益生菌在绝经后妇女中应用是安全的。不良反应的发生可能是由于绝经后妇女本身特点引起，加之研究观察时间较长，导致记录的两组患者不良反应种类较多，与益生菌的应用并无直接因果关系。

本研究也存在一些局限性：(1)本研究仅纳入8篇文献，样本量偏小；(2)纳入研究中益生菌的种类、剂量和干预时间不完全相同，因此无法进行亚组分析，一定程度上会影响结果的可靠性；(3)因纳入的研究较少，无法绘制漏斗图，可能存在发表偏倚，影响结果的准确性。

综上所述，补充益生菌可以改善绝经后妇女的股骨骨密度，降低血清CTX和BALP水平，不会增加不良反应的发生，但对增加腰椎骨密度的作用有限，即益生菌治疗是安全的，且对绝经后妇女的骨骼状况有一定的保护作用，有可能成为预防绝经后骨质疏松的有效药物。然而受纳入研究数量及样本量的限制，未来仍需大样本高质量的随机对照试验加以验证。