益生菌辅助治疗骨质疏松患者效果的Meta 分析

冉蕾晶 ，王绍华 ，李林童 ，桂 莉

（1）大理大学临床医学院，云南 大理 671003;2）云南省第三人民医院内分泌科，云南 昆明 650011）

骨质疏松症在全球范围内是一种常见骨病，其主要特征是骨质量和密度低下以及骨微结构破坏，导致骨脆性和骨折易损性的增加，破骨细胞分化和活性增加是导致骨丢失的重要因素，骨丢失是骨质疏松等骨疾病的常见病理表现[1]。目前我国骨质疏松的患病率呈逐渐上涨趋势，导致严重骨折的重要危险因素之一[2]。因此，骨质疏松的早期治疗极其重要。

目前用于治疗骨质疏松症的药物种类有很多，主要包括抗骨吸收剂（抑制破骨细胞）、成骨剂（促进成骨细胞）和双效药物（既促进骨形成又抑制骨形成）[3]。但不同用于治疗骨质疏松症的药物在不同程度上会影响骨骼，尤其是对骨折风险和骨密度的影响[4]。因此，了解不同药物对骨质的副作用非常重要。

据相关研究显示，肠道微生物群和骨骼健康之间有联系，益生菌是膳食补充剂，由有益微生物组成，骨重建和肠道在骨重建中的的过程中微生物群对机体骨代谢产生影响，促进破骨细胞的形成，加速骨质疏松的进程[5-7]。有助于改善骨质疏松症的总体预防和治疗，更重要的是，有利于个人的健康。因此本研究拟通过系统评价与Meta 分析深入讨论益生菌辅助治疗骨质疏松患者效果，以期为临床应用开拓思路。

1 资料与方法

1.1 纳入与排除标准

纳入标准: 采用PICOS 原则设计:（1）研究对象（P）：骨质疏松的患者；（2）干预措施（I）：传统治疗基础上加用益生菌治疗;（3）对照措施（C）：传统的药物治疗；（4）结局指标（O）：骨密度、钙离子浓度、骨钙素浓度、骨特异性碱性磷酸酶浓度、维生素D 浓度、甲状旁腺激素浓度、恶心、呕吐及腹泻；（5）研究类型（S）：随机对照试验（RCT）。排除标准：（1）动物实验；（2）综述及病例报告；（3）无法获取有效数据；（4）重复发表的论文；（5）手术治疗疾病;

1.2 检索策略

通过计算机检索PubMed、Embase、Web of science、The Cochrane Library、维普、万方、知网等数据库，检索时限截止为2023 年8 月5 日。英文检索词包括：Osteoporosis、Osteoporoses、Osteoporosis，Post Traumatic、Senile Osteoporoses、Probiotics、live bacteria 等。中文检索词包括：益生菌、益生元、合生元、骨质疏松、骨质流失等。以PubMed 为例子，具体检索策略见表1。

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

1.3 数据提取

由2 名研究人员按照纳入与排除标准独立筛选文献、提取资料和对纳入研究进行质量评价，如遇分歧则讨论解决或交由第三方仲裁决定。阅读全文后对资料和数据进行提取，提取的资料包括：作者、年份、国家、干预手段、干预时间、实验组和对照组的年龄及体重指数（body mass index，BMI）。

1.4 质量评价

本研究采用Cochrane 风险偏倚评估工具，（1）随机方法是否产生偏倚；（2）分配方法是否产生偏倚；（3）是否实施盲法；（4）数据结果是否完整；（5）研究结果是否产生偏倚；（6）是否有其他偏倚来源。如果完全满足上述6 条标准，发生偏倚的风险较小；如果部分满足上述6 条标准，发生偏倚的可能性为中度；如果完全不满足上述6 条标准，发生偏倚的可能性高。本研究没有采用高风险偏倚的文献，且对符合条件的每一组Meta 分析进行了偏倚检验和敏感性分析。

1.5 统计学处理

采用Stata 14.0 和Revman 5.4 软件进行Meta分析，提取的是实验组和对照组的人数、干预后的平均值、标准差及不良反应的发生事件人数。纳入研究的统计学异质性采用Q检验和I2检验进行分析。I2<50%为中度异质性，I2>50%为高度异质性。若各项研究结果间无统计学异质性，首先采用固定效应模型，反之则采用随机效应模型。采用Egger 检验评价文献发表偏倚，P<0.05 提示存在发表偏倚，进一步通过剪补法分析发表偏倚对Meta 分析结果所造成的影响。

2 结果

2.1 文献筛选流程及结果

初检得到相关文献1 311 篇文献，经初步筛选，剔除重复文献537 篇，再针对综述及系统性评价逐层筛选，剔除不符合纳入条件的文献163 篇，最后根据文章的完整性及文章题目及摘要进行筛选，剔除603 篇，最终共剔除不符合纳入条件的文献1 303 篇，最终纳入8 篇文献，文献筛选流程及结果，见图1。

图1 文献筛选流程图Fig.1 Flow chart of literature screening

2.2 文献质量评价

最终纳入8 篇文献，研究的文献质量评价见表2、图2。

图2 纳入文献偏移风险图Fig.2 Inclusion of literature shift risk maps

2.3 纳入研究的基本特征

本研究最终纳入8 篇文献[8-15]，其中6 篇中文[9-13，15]，2 篇英文[8，14]，受试者共744 人，实验组375 人，对照组369 人。具体特征，见表3，见图3。

图3 纳入文献偏倚风险总结图Fig.3 Bias risk summary of the included studies

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

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

2.4 Meta 分析结果

2.4.1 益生菌辅助治疗对骨密度的影响首先对益生菌治疗骨质疏松的文章进行异质性分析，考虑到亚组分析文章数量较少，使用随机效用模型，发现加用益生菌辅助治疗可以增加患者的髋关节骨密度[0.05（0.01，0.10）] g/cm3，但对其他部位的骨密度影响无统计学意义（P>0.05），见图4，进一步使用偏倚检验未见以上指标出现明显偏倚，见图5。

图4 益生菌辅助治疗对骨密度影响的森林图Fig.4 Forest plot of the effect of probiotic adjuvant therapy on BM

图5 益生菌辅助治疗对骨密度影响的偏倚检验Fig.5 Bias test of the effect of adjuvant probiotic therapy on BMD

2.4.2 益生菌辅助治疗对血钙浓度的影响一共纳入3篇相关文献，结果的异质性为97.8%，P<0.05，使用随机效应模型发现，加用益生菌辅助治疗或可以增加血钙的浓度[0.26（0.02，0.50）]mmol/L，见图6。

图6 益生菌辅助治疗对血钙浓度影响的森林图Fig.6 Forest plot of the effect of probiotic adjuvant therapy on blood calcium concentration

2.4.3 益生菌辅助治疗对血液中维生素D 的影响经Meta 分析的结果中，异质性为88.3%，P<0.05，则使用随机效应模型，发现加用益生菌辅助治疗对维生素D 浓度的影响无明显统计学意义[-3.71（-7.79，0.38）]ng/mL，见图7。进一步使用偏倚检验未见明显发表偏倚，见图8。

图7 益生菌辅助治疗对维生素D 影响的森林图Fig.7 Forest plot of the effect of probiotic adjuvant therapy on vitamin D

图8 益生菌辅助治疗对血钙浓度影响的偏倚检验Fig.8 Bias test of the effect of probiotic adjuvant therapy on serum calcium concentrations

2.4.4 益生菌辅助治疗对血液中骨钙素浓度的影响其中5 篇文献经过Meta 分析发现，结果异质性为97.7%，P<0.05，则使用随机效应模型，加用益生菌辅助治疗或可增加血液中骨钙素的浓度[1.84（0.60，3.07）] ng/mL，见图9。进一步使用偏倚检验并没有见显著发表偏倚，见图10。

图9 益生菌辅助治疗对血液中骨钙素影响的森林图Fig.9 Forest plot of the effect of probiotic adjuvant therapy on osteocalcin in the blood

图10 益生菌辅助治疗对血液中骨钙素影响的偏倚检验Fig.10 Bias test of the effect of probiotic adjuvant therapy on osteocalcin in the blood

2.4.5 益生菌辅助治疗对血液中甲状旁腺激素的影响其中3 篇文献纳入Meta 分析，结果异质性为82.3%，P<0.05，则使用随机效应模型，加用益生菌辅助治疗对骨钙素的影响无明显统计学意义[1.24（-6.65，9.13）]pg/mL，见图11。

图11 益生菌辅助治疗对血液中甲状旁腺激素影响的森林图Fig.11 Forest plot of the effects of probiotic adjuvant therapy on parathyroid hormone in the blood

2.4.6 益生菌辅助治疗对血液中骨特异性碱性磷酸酶的影响一共有4 篇文献纳入Meta 分析，结果异质性为94.7%，P<0.05，则使用随机效应模型，研究发现，加用益生菌辅助治疗或降低血液中骨碱磷酸酶的浓度[-1.06（-2.06，-0.07）]，见图12，进一步行偏倚检验未见明显偏倚，见图13。

图12 益生菌辅助治疗对血液中骨特异性碱性磷酸酶影响的森林图Fig.12 Forest plot of the effect of probiotic adjuvant therapy on bone-specific alkaline phosphatase in the blood

图13 益生菌辅助治疗对血液中骨特异性碱性磷酸酶影响的偏倚检验Fig.13 Bias test of the effect of probiotic adjuvant therapy on bone-specific alkaline phosphatase in blood

2.4.7 益生菌辅助治疗对恶心的影响最终纳入2 篇文献的异质性结果为0.0%，使用固定效应模型，研究发现对照组恶心事件的发生率为2%，实验组恶心事件的发生率为0%，加用益生菌或能降低患者恶心不适的概率，见图14。

图14 益生菌辅助治疗对恶心影响的森林图Fig.14 Forest plot of the effect of probiotic adjuvant therapy on nausea

2.4.8 益生菌辅助治疗对腹泻的影响纳入2 篇文献的异质性结果为0.0%，使用固定效应模型，研究发现对照组腹泻事件的发生率为4%，实验组恶心事件的发生率为2%，加用益生菌或能降低患者腹泻的概率，见图15。

图15 益生菌辅助治疗对腹泻影响的森林图Fig.15 Forest diagram of the effect of adjuvant probiotic therapy on diarrhea

2.4.9 益生菌辅助治疗对呕吐的影响最终纳入2 篇文献的异质性结果为44.1%，使用固定效应模型，研究发现对照组腹泻事件的发生率为2%，实验组恶心事件的发生率为2%，2 组之间结果的95CI%有明显的交集，加用益生菌辅助治疗对呕吐无明显影响，见图16。

图16 益生菌辅助治疗对呕吐影响的森林图Fig.16 Forest plot of the effects of probiotic adjuvant therapy on vomiting

2.5 敏感性分析和发表偏倚估计

通过各项敏感性分析发现，见图15-29，碱性磷酸酶并没有发现明显的异质性来源，而其他指标虽然有比较大的异质性，但是没有一个特别突出的文献是造成异质性的来源，可能是多篇文献指的结果方向不一样，后期拟进一步增加高质量随机研究和亚组分析，提高数据的可靠性。对具有高异质性的结果（I2≥50%）使用敏感性分析进一步探究一致性的来源，并在Egger 检验的基础上进行漏斗图评估发表偏倚，见图30，PTH、维生素D、血清骨钙素、血钙、骨密度、骨特异性碱性磷酸酶的显著性P>0.05，见表4，则未见明显发表偏倚，血磷由于文章数量没有达到3 篇，无法进行偏倚检验。

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

图18 髋关节骨密度的敏感性分析Fig.18 Sensitivity analysis of bone mineral density in the hip joint

图19 颈椎骨密度的异质性分析Fig.19 Heterogeneity analysis of cervical bone mineral density

图20 髋关节骨密度的异质性分析Fig.20 Heterogeneity analysis of bone mineral density in the hip joint

图21 骨钙素的敏感性分析Fig.21 Sensitivity analysis of osteocalcin

图22 骨钙素的异质性分析Fig.22 Heterogeneity analysis of osteocalcin

图23 甲状旁腺激素的敏感性分析Fig.23 Sensitivity analysis of parathyroid hormone

图24 甲状旁腺激素的异质性分析Fig.24 Heterogeneity analysis of parathyroid hormone

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

图26 维生素D 的敏感性分析Fig.26 Sensitivity analysis of vitamin D

图27 维生素D 的异质性分析Fig.27 Heterogeneity analysis of vitamin D

图28 血钙浓度的敏感性分析Fig.28 Sensitivity analysis of blood calcium concentration

图29 血钙浓度的异质性检验Fig.29 Heterogeneity of serum calcium concentrations

图30 研究指标偏倚检验的漏斗图Fig.30 Funnel plot of the study for the test of bias for the indicator

表4 研究指标偏倚检验结果表Tab.4 Outcome table of the test of bias for study indicators

3 讨论

虽然长期以来人们都知道胃肠系统通过调节钙吸收在骨稳态中发挥着关键作用，但最近的研究强调了肠道微生物群在调节骨重塑中的主要作用[16]。相关的研究已经明确地表明，肠道对骨骼有一定影响。发生这种情况的一种方式是通过调节矿物质吸收，矿物质吸收是健康骨骼所必需的，包括钙、磷和镁[17]。此外，肠促胰岛素和血清素等肠道衍生因素也会不同程度的影响骨转换[18]。有相关研究通过益生菌对无菌小鼠的作用的研究证明了肠道微生物组在调节骨生理学方面的影响[19-20]。在这些研究中，使用无菌小鼠、传统小鼠和正常微生物群定植的无菌小鼠来研究肠道微生物群在骨骼中的作用，研究结果表示，与传统小鼠相比，无菌小鼠的骨量明显更高，无菌小鼠的每个骨表面的破骨细胞的数量也相对明显减少，骨髓中 CD4+T 细胞和破骨细胞前体的频率也相对减少。然而，微生物群在骨骼发育中所发挥的确切作用并没有完全证实，因为有相关研究也显示传统小鼠和无菌小鼠之间的骨密度没有明显差异[20]。这也表明微生物群对骨骼健康的影响是复杂的且需要我们长期去验证及证实。

但是，益生菌可以作为辅助治疗在调节骨骼健康方面的作用的证据更为有力。益生菌存在于口腔、皮肤、泌尿和生殖器官等粘膜以及肠道中，它在不同的位置需要呈现出特定的特征，例如在胃肠道系统中的存活（酸和胆汁耐受性）、表型和基因型稳定性、对粘膜表面的粘附、抗生素耐药性、抗菌物质的产生以及能力抑制已知病原体[21-23]。近年来，与益生菌相关研究的发表的多项研究表明，补充益生菌对健康和病理状态下的骨骼健康都有潜在益处。益生菌可以作为膳食补充剂，当摄入足够量时，有益于治疗和预防病理状况[24-25]。众所周知，益生菌可以通过调节肠腔pH 值、分泌抗菌肽、通过增加粘液产生增强屏障功能、调节宿主免疫系统以及改变肠道微生物群来影响肠道[24-27]。但这些机制中哪一种对于骨骼有益作用很重要尚不清楚。因此有学者及专家对此做了一系列研究，发现罗伊氏乳杆菌可降低空肠和回肠中炎性细胞因子TNF-α 的表达，与未经治疗的对照组相比，会导致股骨和椎骨骨小梁密度、骨小梁数量明显增加[28]，但血清抗酒石酸酸性磷酸酶（tartreate resistant acid phosphatase，TRAP）水平没有观察到差异。但从此研究中也可以看出罗伊氏乳杆菌能够对骨密度产生有益的影响。在研究肠道菌群影响骨骨骼机制的过程中，有对小鼠模型的一项研究显示，含有干酪乳杆菌、罗伊氏乳杆菌和格氏乳杆菌的酸奶治疗大鼠可增加钙吸收，与对照组相比，实验组的小鼠骨矿物质含量（bone mineral content，BMC）明显升高[29]，但具体是哪种菌群对骨骼有益，还需进一步研究。因而，经由摄取益生菌来转变肠道微生物群很可能是一种可行的治疗策略，可以在致使骨质流失和骨质疏松症的各种条件下调节骨重塑，进而有效辅助医治骨质疏松症。

虽然本研究结果显示，在传统的治疗方案上加用益生菌治疗，或可进一步使患者在延缓骨质疏松和降低胃肠道不良反应方面受益，但本研究仍存在一定的局限性，包括:（1）本研究纳入的文献多为小样本随机对照试验，试验组最大样本量为100 例，对照组为100 例，易受其他因素的影响而造成偏倚的产生；（2）因为纳入的文章数目限制，无法对益生菌的种类和干涉时间进一步亚组分析；（3）大多数文章没有对患者进行长期随访，对患者的受益评估仅限于干预期间；（4）由于受试者的饮食结构是不完全一致的，益生菌和肠道菌群的相互作用结果无法进一步评估；（5）因为益生菌对骨质疏松的相关性研究较少，因此符合条件的研究相对较少，故可能会影响最终结局。综上所述，在传统方案上面加用益生菌治疗，具有一定的潜力，但仍需要进一步纳入更多RCT 实验增加结果的可靠性。