人参提取物对脓毒症大鼠心肌损伤影响的系统评价和Meta分析

宋 爽,胡雅慧,赵国桢,李 博,徐霄龙,郭玉红,刘清泉

根据脓毒症定义,脓毒症因感染反应失调而引起的多种器官功能障碍,是导致危重症病人死亡的主要原因之一[1-2]。加强脓毒症的预防、诊断和管理已成为目前临床亟待解决的问题。脓毒症常伴有心、肾等多种器官损伤,其中心肌损伤是器官损伤造成病情加重的重要因素,内毒素通过多种途径损伤心肌,造成心肌损伤;多种细胞因子也参与整个病理过程,如肿瘤坏死因子-α(tumor necrosis factor-alpha,TNF-α)、白细胞介素(IL)等,进一步加剧了心肌细胞膜通透性[3]。地塞米松等药物虽然能有效抑制炎症反应,作为主要的抑制剂及治疗药物,但其副作用明显,对于重症病人生存率改善不明显,从而降低了治疗脓毒症心肌损伤的安全性。人参作为治疗脓毒症的中药常用药,近年来有多项研究对人参提取物[人参多糖、人参二醇组皂苷(panaxadiol saponin,PDS)、人参皂苷(ginsenoside,RG1)、人参总皂苷(total ginsenosides,TG)]及相关参附注射剂治疗脓毒症心肌损伤机制进行了研究[4-5],发现其对脓毒症心肌损伤治疗效果优于阳性药物组,然其对心肌损伤的影响,单项结果的准确性需进一步确定。本研究采用Meta分析方法评价人参不同提取物对脓毒症心肌损伤大鼠的影响。在临床中,通常使用心肌酶来确定心肌受损程度,心肌酶属胞浆酶,组织损伤时由细胞膜释放,其中血清肌酸激酶(creatine kinase,CK)、肌酸激酶同工酶(creatine kinase-MB,CK-MB)、天门冬氨酸氨基转移酶(aspartate aminotransferase,AST)、乳酸脱氢酶(lactate dehydrogenase,LDH)均为指南中判定心肌损害的酶学指标[6]。TNF-α是由巨噬细胞单核细胞活化产生的一种细胞因子,在炎症反应等多种生理和病理过程中发挥关键作用[7],脓毒症心肌损伤与Toll 样受体 4/核转录因子-κB(TLR4/NF-κB)通路活化造成炎症反应以及TNF-α等下游炎性因子的表达密切相关[8]。故本研究选取TNF-α作为判断脓毒症心肌损伤指标,并以AST、CK、LDH水平作为判断心肌损伤指标,运用荟萃分析,对人参提取物(人参多糖、PDS、RG1、TG)治疗脓毒症心肌损伤有效性进行系统分析,为临床应用提供循证医学证据。

1 资料与方法

1.1 文献检索

计算机与手工相结合检索人参提取物治疗脓毒症心肌损伤的相关文献。检索时间为2022年1月17日。所检索数据库包括中国知网(CNKI)、中国生物医学文献数据库(CBM)、维普(VIP)、万方数据库(WanFang Database)、Web of Science、PubMed、EMbase数据库。检索时限为建库至2022年1月1日。计算机检索以主题词和自由词相结合的方法,中文文献检索词为“脓毒症”“心肌损伤”“人参”等,英文文献检索词为Ginseng、myocardial injury、sepsis等。同时手工检索相关研究的参考文献,以补充纳入文献。

1.2 纳入与排除标准

1.2.1 纳入标准

1)研究对象(participant or patient,P):经脓毒症心肌损伤处理的Sprague Dawley(SD)或Wistar大鼠,雌雄不限。造模方法,盲肠结扎、内毒素诱导。干预措施(intervention,I):实验组给予人参提取物(人参多糖、PDS、RG1、TG),对照组给予生理盐水。对照组(comparison,C)中,若研究分组包括空白组、模型组、阳性药物对照组、中药实验组低剂量组、中药实验组中剂量组、中药实验组高剂量组时,以模型组为对照组、中药高剂量组为实验组进行Meta分析。3)研究结局(outcome,O):结局指标包括心肌酶(AST、CK、LDH)、TNF-α。检测方法采用心肌酶检测血浆中心肌酶含量;TNF-α使用酶联免疫吸附实验(enzyme linked immunosorbent assay,ELISA)或聚合酶链式反应(polymerase chain reaction,PCR)分析。测量心肌酶时间以血压降到实验前基础血压的2/3时判断为休克状态。选取休克后4 h腹主动脉取血离心10 min(3 000 r/min),取血清检测 AST、CK、LDH,无4 h休克数据则或选取休克时间超过4 h数据。4)研究设计(study design,S)为动物随机对照实验,无论是否采用盲法或分配隐藏。

1.2.2 排除标准

未说明随机分配;同一作者的雷同数据文献;干预措施不符合、结局指标不符合;没有检测方法的具体说明。

1.3 文献筛选、资料提取

由2名研究者根据纳入与排除标准独立阅读题目和摘要,排除明显不相关文献,按自行设计的资料提取表进行提取。提取内容包括:纳入研究的基本信息如研究题目、第一作者、发表时间,脓毒症心肌缺血动物造模方法、动物种类是否为大鼠,实验分组情况及干预措施,结局指标检测的具体方法,结局指标的数据和计量单位。如遇分歧,通过讨论或根据第3名研究人员的意见协商解决。

1.4 文献质量评价方法

由参与本研究的2名研究人员采用SYRCLE动物实验风险评估工具进行质量评估。由 2 位评价人员根据SYRCLE动物实验风险评估工具,参考动物实验评价方法进行文献评价,若研究采用合理的方法降低偏倚风险则评价为“低风险”,若研究提供的信息不充分,无法评估其偏倚风险则评价为“不确定风险”,若研究采用了错误的方式增加了偏倚风险发生的可能性则评价为“高风险”。同时对每个条目进行赋分,“低风险”计2分,“不确定风险”计1分,“高风险”计0分,最后计算每项研究的总分。如果2名评价人员在文献质量评价过程中存在异议,则咨询第3名研究者协商得出结果。

1.5 统计学处理

应用RevMan 5.3软件进行Meta分析,连续性变量采用标准化均方差(SMD)或均方差(MD)及95%置信区间(CI)表示。各纳入研究间的异质性采用I2检验(I2≤50%提示研究间异质性可接受,I2>50%提示存在高度异质性),若I2>50%,则采用随机效应模型,否则采用固定效应模型。以P<0.05为差异有统计学意义。若文献具有高度异质性(I2>50%),则使用逐一剔除法进行敏感性分析,评估Meta分析结果稳健性和可靠性。若大部分文献被剔除后结果差异有统计学意义(95%CI不包括1),说明原Meta分析具有稳健性。

2 结 果

2.1 文献筛选流程与结果

检索数据库后共获得相关文献125篇文献。所有文献导入NoteEexpress软件查重并排除重复文献36篇,剩余阅读文题、摘要及全文,排除不符合纳入标准文献80篇,最终纳入9篇[9-19]文献。筛选流程及结果见图1。

图1 文献筛选流程与结果

2.2 纳入研究的基本特征及结局

最终纳入的9项[9-17]研究均为动物随机对照实验,均以全文发表。纳入文献基本情况分析见表1。

表1 纳入研究的基本特征及结局

SYRCLE动物实验偏倚风险评估工具是在Cochrane偏倚风险评估工具的基础上建立的,文献分析说明其为专门针对动物实验的真实性评估工具[18],共包括10个条目,其中基线特征、动物安置随机化、随机性结果评估为新增条目。1)分配序列,有4项(44%)研究使用“随机数字表法”进行分组,评为“低风险”;剩余研究仅提及“随机”而未进行详细说明评为“不确定风险”。2)基线特征:所有研究仅提及了大鼠的鼠龄、雌雄、体质量、种类中的一个或多个,而实验中相关结局指标的基线值等均未提供,故均评价“不确定风险”。3)隐蔽分组:所有研究仅提及“随机”或“随机数字表”,提供的信息不够充分,未能实现随机序列的不可预测性,故评价为“不确定风险”。4)动物安置随机化:所有研究表明将大鼠放置在自由饮水及相同温度、湿度等饲养情况相同的环境中单笼喂养,评为“低风险”。5)实施者盲法:所有研究均未描述对动物饲养者、研究者和结果评价者施盲,故均评为“不确定风险”。6)随机结果评估:所有研究均未采用如随机数字表等正确的随机方法选取实验动物用于结果评价,均评为“不确定风险”。7)测量者盲法:同5)内容。8)不完整数据报告:有2项研究(22%)无数据表格,仅有图故认定在实验过程中有缺失数据,但均未对缺失数据是否影响最终结果真实性进行任何说明,故评为“高风险”。9)选择性结果报告:所有研究均未出现不完整数据报告,评价为“低风险”。10)其他偏倚来源:所有研究未有其他大鼠纳入故评价为“低风险”。详见表2。

2.3 人参提取物对脓毒症心肌损伤大鼠镇静 4 h 后心肌酶水平的影响

5项研究[11-15]均描述了人参提取物及其他镇静药物对脓毒症心肌损伤大鼠镇静 4 h后心肌酶水平的影响。Meta分析结果显示,各研究间异质性可接受(I2=0%,P=1.00),故采用固定效应模型进行Meta分析。镇静4 h后,人参提取物较其他药物可明显降低脓毒症心肌损伤大鼠心肌酶水平,小鼠血清中心肌酶AST差异有统计学意义[SMD=-1.38,95%CI(-1.92,-0.85),P<0.01];CK差异有统计学意义[SMD=-1.73,95%CI(-2.30,-1.16),P<0.01];LDH差异有统计学意义[SMD=-1.43,95%CI(-1.90,-0.96),P<0.01]。详见表3。

表3 人参提取物对心肌损伤大鼠镇静4 h后心肌酶及TNF-α水平疗效评价的Meta分析

2.4 人参提取物对脓毒症心肌损伤小鼠镇静4 h后细胞TNF-α检测结果的Meta分析

对TNF-α的5项研究[9-10,13,16-17]Meta分析结果显示异质性P<0.001,I2=86%,[SMD=-4.31,95%CI(-5.08,-3.54),P<0.001],敏感性分析发现异质性来源为徐宏平[16],吴梅秋[17]。最终,对TNF-α的3项研究[9-10,13]进行Meta分析,各研究间异质性检验异质性较小(I2=0%,P=1.00),故采用固定效应模型进行Meta分析,TNF-α差异有统计学意义[SMD=-18.23,95%CI(-20.84,-15.63),P<0.01]。详见表3。

3 讨 论

中医药治疗脓毒症具有潜在优势,同时最主要的器官功能障碍为心肌损伤。脓毒症是机体由感染导致的全身性炎症反应的综合,脓毒症病人早期常出现不同程度心肌损伤,脓毒症心肌损伤可增加病人的病死率[18],病人心肌损伤的原因包括心肌细胞受到细菌及炎性因子的毒性作用,心肌细胞缺血缺氧;液体复苏增加心脏前后负荷,进一步导致心肌损伤[19]。人参是具有大补元气、补虚安神功效的中药,是脓毒症后期的常用中药,其提取物包括人参多糖、PDS、RG1、TG等,其他综述分析也证明人参注射液对脓毒症病人心肌损伤具有一定作用,可以用于临床。研究表明,PDS及其他人参提取物可通过调控炎性因子释放[20]、促进T细胞增殖及改善血流动力学的作用,稳定心肌细胞膜完整性,从而增强人体免疫功能,减轻炎症给心肌带来的损伤;RG1通过抑制淋巴细胞的炎症反应和细胞凋亡,可以改善盲肠穿刺致脓毒症小鼠模型的存活率[21-22]。PDS还能提高超氧化物歧化酶活力,增加自由基的清除,改善微循环[23]。

心肌酶指标CK于心肌细胞中,AST及LDH在体内分布较广泛,特异性较差,以肾、骨骼肌含量较多。CK以骨骼肌含量丰富,其次是心肌和脑组织,LDH则是机体能量代谢过程中一个糖酵解酶。当心肌损伤时,如脓毒症心肌损伤,血液中心肌酶CK、LDH、AST水平升高,提示发生心肌损伤,作为诊断心肌损伤的重要指标,本研究发现综合多篇文献LPS 组小鼠血清心肌酶水平与对照组心肌酶水平相比,差异有统计学意义(P<0.01)。而经人参提取物(PDS或RG1、TG1)和 DEX治疗后,与LPS组比较,血清心肌酶水平均出现了明显的下降,且人参提取物和DEX组对比,血清心肌酶水平出现明显下降,说明人参提取物治疗小鼠脓毒症心肌损伤具有较好的改善效果。脓毒症心肌损伤时,机体对炎症反应失控,形成炎性因子“瀑布”,血清中炎性因子水平增加,易造成多器官损害,功能衰竭。本研究发现主要的前炎性因子 TNF-α血清水平在LPS组中明显上升,而在PDS治疗后明显下降,研究显示人参提取物PDS对脓毒症心肌损伤小鼠白细胞介素及半胱氨酸蛋白酶(cleaved Caspase-3)表达影响,观察了心肌损伤小鼠心脏组织形态学变化,发现人参提取物确实能改善脓毒症心肌损伤[8,10,13],而白细胞介素及心脏组织形态学变化指标研究太少,且小鼠心脏组织中白细胞介素的mRNA水平组间无差异,可纳入文献量不足故未纳入研究。

本研究存在的局限性有:1)纳入的小鼠龄未报道或标记,在Meta分析中很容易出现偏倚,这不利于分析的准确性和稳定性的结果。2)虽然进行了全面的数据库检索,并对相关期刊、所获文献的参考文献进行了手工检索,但可纳入的文献量不足。3)部分研究以血清中血清降钙素原(PCT)、C反应蛋白(CRP)、心肌肌钙蛋白I(cTnI)、CK-MB和TNF-α共同作为评价指标,因研究数目及数量较少,未行发表偏倚检测,有存在发表偏倚的风险。4)只有人参提取物(PDS、RG1、TG)纳入进行分析,因其他成分研究结果较少未涉及研究,可能导致研究偏倚,降低研究结果的可靠性。

目前,很少有研究比较中药不同成分对脓毒症心肌损伤的影响以及对人参中不同成分对脓毒症心肌损伤作用的比较。文献分析表明,人参对脓毒症心肌损伤动物实验文献较少,临床试验较少,且动物实验的样本量较小,实验指标较单一,后续研究仍需扩大样本量,并纳入高质量的文献。而本研究纳入研究异质性均较小,故结论是可靠的。

本研究通过Meta分析,为临床使用中药替代激素类副作用大的药物治疗脓毒症心肌损伤提供了发展方向,说明使用人参提取物注射剂或片剂治疗脓毒症心肌损伤潜力。临床上,可以根据本研究结果开展多中心、双盲、随机对照试验,或针对基础疾病较多、难以使用激素类或抗生素药物的人群使用本药物,或根据临床疗效,降阶梯使用抗生素或激素时配合人参提取物及其他中药治疗,以提升脓毒症心肌损伤的治愈率,为进一步提高临床决策的准确性提供证据。

4 小 结

Meta分析结果表明,人参提取物PDS、RG1、TG组与其他激素类药物及低浓度药物组相比,能降低脓毒症大鼠心肌酶,并通过降低TNF-α炎性因子改善炎症反应,对脓毒症心肌损伤大鼠的治疗作用更显著,可减少心肌细胞凋亡。提示人参提取物中PDS、RG1、TG是人参的有效成分,为临床替代地塞米松等其他副作用大的药物治疗脓毒症心肌损伤奠定理论基础,说明人参提取物在脓毒症心肌损伤的治疗中具有潜在的临床应用前景,为未来的人参提取物治疗脓毒症心肌损伤研究指明了方向,为中药治疗脓毒症心肌损伤的临床决策提供了依据。