Meta分析帕金森病患者與腸道乳酸桿菌量的關(guān)系

榮婷1，滕文慧，高杏娜1，丁鴻斐1，姜英1，王乃東

(1. 青島大學(xué)醫(yī)學(xué)部，山東 青島 266071；2.青島大學(xué)附屬醫(yī)院，山東 青島 266071)

帕金森病(Parkinson’s disease，PD)常見于中老年人[1]，我國年齡>65歲的老年人中，患病率為1.7%[2]。PD以運(yùn)動遲緩、肌強(qiáng)直、靜止性震顫以及姿勢步態(tài)異常為特點，常伴有一些非運(yùn)動癥狀，如：嗅覺減退、便秘、焦慮、抑郁、快速動眼睡眠障礙、白天過度嗜睡等。這些癥狀與黑質(zhì)致密部中多巴胺能神經(jīng)的進(jìn)行性缺失以及主要由α突觸核蛋白形成的路易體(Lewy Body，LB)增加密切相關(guān)，也與腸道菌群有著密不可分的關(guān)系。在人體中，細(xì)菌數(shù)目與有核細(xì)胞總數(shù)數(shù)目之比為10∶1，微生物群的基因是人類基因組的100倍[3]。絕大多數(shù)細(xì)菌位于結(jié)腸中，約1014種。有文獻(xiàn)[4]證實：糞便中含19個細(xì)菌群/屬，包括：①占優(yōu)勢的6種厭氧物種(擬球梭菌、柔嫩梭菌、脆弱擬桿菌、雙歧桿菌、奇異菌和普雷沃菌)；②5種潛在的病原體(產(chǎn)氣莢膜梭菌、腸桿菌、腸球菌、葡萄球菌和假單胞菌)；③8種乳酸桿菌(格氏乳桿菌、短乳桿菌、干酪乳桿菌、發(fā)酵乳桿菌、植物乳桿菌、羅伊氏乳桿菌、魯氏乳桿菌和清酒乳桿菌)。近年，發(fā)現(xiàn)這些細(xì)菌具有改變宿主代謝、免疫等多種功能，與PD等疾病的發(fā)生密切相關(guān)。在本研究中，我們采用Meta分析的方法，探討帕金森病與腸道乳酸桿菌量的改變關(guān)系。

1 資料和方法

1.1 檢索策略 我們從PubMed、Embase、Cochrane、Clinicalkey數(shù)據(jù)庫中搜索了從開始建庫到2019年4月的文章；知網(wǎng)、萬方數(shù)據(jù)庫從建庫到2020年7月的文章;納入研究中所引用的參考文獻(xiàn)，手工檢索相關(guān)會議、論文、報告。最終檢索于2020年7月完成。檢索詞有Parkinson’s disease、PD、lactobacilli、intestinal flora、帕金森、腸道菌群等。

1.2 文獻(xiàn)納入、排除標(biāo)準(zhǔn) 納入標(biāo)準(zhǔn)：①病例對照研究；②全文文獻(xiàn)；③研究對象：人；④研究內(nèi)容：人體腸道內(nèi)的乳酸桿菌；⑤PD組和對照組一般資料差異無統(tǒng)計學(xué)意義，有可比性；⑥當(dāng)多個出版物報告從相同群體獲得的數(shù)據(jù)時，僅選擇具有最大樣本的研究；⑦有提供足夠的數(shù)據(jù)可以進(jìn)行Meta分析。排除標(biāo)準(zhǔn)：①動物實驗；②非病例對照研究；③自身對照試驗；④數(shù)據(jù)不完整或報道信息太少且聯(lián)系不上作者以至于無法使用的文獻(xiàn)；⑤通過各種方法均未獲得原文；⑥原始研究中的數(shù)據(jù)，本研究無法使用者；⑦在過去3個月內(nèi)攝入抗生素藥物或攝入益生菌或益生元產(chǎn)品；⑧有急性或慢性胃腸道疾病史；⑨綜述；⑩結(jié)局指標(biāo)不明確或為非量化指標(biāo)如圖像等。

1.3 文獻(xiàn)篩選和資料提取 見圖1，由2名評價員獨立閱讀文獻(xiàn)標(biāo)題及摘要，選擇符合納入標(biāo)準(zhǔn)的文獻(xiàn)并進(jìn)一步閱讀全文，如果意見相左，由第3名研究員與2名研究員共同討論決定。從每個文獻(xiàn)中提取以下信息：第一作者、出版年份、對照組和病例組的數(shù)量、研究對象、研究方法、結(jié)局指標(biāo)。如果文章中沒有這些信息，則通過電子郵件聯(lián)系該出版物的作者，并要求提供更詳細(xì)的信息。

1.4 文獻(xiàn)質(zhì)量評估 納入文獻(xiàn)均使用非隨機(jī)研究系統(tǒng)評價工具紐卡斯?fàn)?渥太華量表(Newcastal-Ottawa Scale，NOS)[5]進(jìn)行評價。包括3個類別8個條目，分別是：①選擇：含4項條目，即病例確定是否恰當(dāng)、病例代表性、對照組的選擇、對照組的確定；②可比性：含1項條目，即研究設(shè)計或統(tǒng)計分析中病例與對照者的可比性；③暴露：含3項條目，即暴露因素的確定、是否采用相同的方法確定病例和對照者的暴露因素、有無應(yīng)答率。采用NOS分別對研究對象選擇、組間可比性、暴露因素和結(jié)局進(jìn)行評價：①研究對象選擇，共計4分；②組間可比性，共2分；③暴露因素和結(jié)局，共3分；總的評分為9分。按NOS評分標(biāo)準(zhǔn)：>6分為高質(zhì)量文獻(xiàn)；等于6分者為中等質(zhì)量文獻(xiàn)；<6分者為低質(zhì)量文獻(xiàn)[6]。

圖1 文獻(xiàn)檢索流程

1.5 統(tǒng)計學(xué)方法 采用Cochrane協(xié)作網(wǎng)的Revman 5.3 軟件進(jìn)行Meta分析。對連續(xù)性變量采用標(biāo)準(zhǔn)化均數(shù)差(SMD)以及95%置信區(qū)間(CI)表示效應(yīng)指標(biāo)分析結(jié)果。繪制森林圖，用于描述Meta分析的統(tǒng)計結(jié)果，以α=0.05為檢驗標(biāo)準(zhǔn)。各納入研究結(jié)果間采用I2檢驗進(jìn)行異質(zhì)性檢驗，根據(jù)判斷異質(zhì)性大小，I2<50%表明異質(zhì)性尚在可接受范圍內(nèi)；I2>50%為不可接受。若納入研究結(jié)果同質(zhì)性好(P>0.1，I2<50%)，采用固定效應(yīng)模型(fixed effects model)描述進(jìn)行Meta分析，否則，則采用隨機(jī)效應(yīng)模型(random effects model)進(jìn)行Meta分析。對異質(zhì)性大的結(jié)局指標(biāo)進(jìn)一步根據(jù)評分表不同而進(jìn)行亞組分析。以P<0.05為差異有統(tǒng)計學(xué)意義。

2 結(jié)果

2.1 文獻(xiàn)檢索結(jié)果及特征 根據(jù)納入標(biāo)準(zhǔn)和質(zhì)量控制要求，剔除不符合要求的文獻(xiàn)(見圖1)。最終納入5篇文獻(xiàn)，均為病例對照的全文文獻(xiàn)。共641例研究對象，其中病例組371例，對照組270例。納入文獻(xiàn)的一般情況見表1、表2。

2.2 納入文獻(xiàn)的質(zhì)量評價 納入文獻(xiàn)均使用非隨機(jī)研究系統(tǒng)評價工具NOS量表進(jìn)行評價，總分為9分。見表2。

表1 納入文獻(xiàn)的一般情況

表2 納入文獻(xiàn)的一般情況及質(zhì)量評價

2.3 Meta分析結(jié)果 納入病例組371例，對照組270例，共計5個公開發(fā)表的病例對照研究，對其基線資料進(jìn)行對比，結(jié)果表明無差異；所有納入文獻(xiàn)均嚴(yán)格遵守文獻(xiàn)質(zhì)量評估量表，以確保納入文獻(xiàn)的質(zhì)量，最高分7分，最低分6分，提示納入文獻(xiàn)質(zhì)量高。對PD患者腸道內(nèi)乳酸桿菌的定量分析以均數(shù)±標(biāo)準(zhǔn)差形式展示出來。因異質(zhì)性較大(I2=77%)，所以采用隨機(jī)效應(yīng)模型進(jìn)行合并分析。結(jié)果顯示：SMD=0.61，95%CI：0.23～0.99，P=0.001。即PD患者糞便內(nèi)的乳酸桿菌的量要高于對照組(見圖2)。

圖2 PD患者糞便乳酸桿菌的Meta分析森林圖

Meta分析異質(zhì)性大，可能與原始研究質(zhì)量的異質(zhì)性有關(guān)，通常可以采用亞組分析處理。考慮到國內(nèi)外飲食結(jié)構(gòu)對乳酸桿菌的影響[12]，我們將5個原始研究分為2組。中國組SMD=0.88，95%CI：-0.55～2.30，國外組SMD=0.46，95%CI：0.24～0.28，I2=30%。兩組95%CI之間有重疊，表明很可能不存在交互作用。圖3顯示，國外組P=0.24>0.05，我們認(rèn)為同質(zhì)性較好，且樣本量較大，結(jié)果準(zhǔn)確性較高；國內(nèi)組P<0.05，橫線、菱形與垂直線相交，表明結(jié)果可能無統(tǒng)計學(xué)差異。 即國外組PD患者糞便內(nèi)乳酸桿菌量比對照組高，差異有統(tǒng)計學(xué)意義；國內(nèi)組未見差異。

2.4 納入文獻(xiàn)偏倚分析 我們對每一個納入文獻(xiàn)均進(jìn)行了偏倚評估，結(jié)果見圖4、圖5，結(jié)果顯示：未見明顯偏倚。因納入文獻(xiàn)少于10篇，發(fā)表偏倚漏斗圖無意義，因此，本研究未做偏倚漏斗圖。

3 討論

PD是僅次于阿爾茨海默病(AD)的第二大神經(jīng)退行性病變，主要有兩大病理特征，一是黑質(zhì)多巴胺能神經(jīng)元及其他含色素的神經(jīng)元大量變性丟失，尤以黑質(zhì)致密區(qū)多巴胺能神經(jīng)元丟失最為顯著，出現(xiàn)臨床癥狀時，至少減少50%以上；二是殘留神經(jīng)元胞漿內(nèi)出現(xiàn)嗜酸性包涵體，即LB，此系由細(xì)胞質(zhì)蛋白所組成的玻璃樣團(tuán)塊，其中央有致密的核心，周圍有細(xì)絲狀暈圈。α突觸核蛋白、泛素、熱休克蛋白等是其形成的主要成分。在神經(jīng)變性條件下，神經(jīng)元中的組蛋白乙?；娇傮w下降。關(guān)于PD具體發(fā)病機(jī)制目前尚不十分清楚。有研究發(fā)現(xiàn)[13]：PD發(fā)病機(jī)制可能與乳酸桿菌有關(guān)。許多乳酸桿菌胞內(nèi)有高濃度的錳元素，這些錳元素可沿著迷走神經(jīng)入腦，避免了血腦屏障的阻礙作用，最先損害的是藍(lán)斑，從而導(dǎo)致了PD、AD、自閉癥等的發(fā)生[14]。因此，通過檢測腸道乳酸桿菌量的多少，可能可以預(yù)測PD的發(fā)病情況。

圖3 PD患者糞便乳酸桿菌的亞組分析

圖4 偏倚風(fēng)險圖

圖5 偏倚風(fēng)險總結(jié)圖

為了明確PD和腸道乳酸桿菌量的關(guān)系，我們對PubMed、Embase、Cochrane、Clinicalkey、中國知網(wǎng)、萬方等數(shù)據(jù)庫中公開發(fā)表的文獻(xiàn)進(jìn)行了Meta分析。亞組分析結(jié)果顯示：糞便內(nèi)乳酸桿菌量的增加，可能與PD發(fā)病相關(guān)，這與Samsel A等[14]的研究結(jié)果一致。近年來，學(xué)界提出了“微生物-腦-腸軸”的概念，可能是腸道菌群引起PD的機(jī)制之一[3]。最初對“微生物-腦-腸軸”的研究，多見于腸易激綜合征、炎癥性腸病[15]。“微生物-腦-腸軸”包括中樞神經(jīng)系統(tǒng)，內(nèi)分泌免疫系統(tǒng)，下丘腦-垂體-腎上腺軸(HPA)，自主神經(jīng)系統(tǒng)，腸神經(jīng)系統(tǒng)和腸道微生物群[16]。這是一條雙向軸，大腦控制胃腸道的神經(jīng)、分泌和免疫的同時，也接受來自胃腸道的反饋信息。腸道菌群對神經(jīng)系統(tǒng)的作用途徑，除了“微生物-腦-腸軸”這一通路，也可以經(jīng)過以下方式：如免疫系統(tǒng)，肥大細(xì)胞-微生物群-神經(jīng)細(xì)胞；內(nèi)分泌系統(tǒng)，神經(jīng)內(nèi)分泌-下丘腦-垂體-腎上腺軸[3]；以及通過改變?nèi)苊阁w清除機(jī)制、線粒體自噬等程序性死亡的方式引起PD[17]。有學(xué)者[3]認(rèn)為PD是一種炎癥性疾病，神經(jīng)炎癥可引起α突觸核蛋白的聚集。腸道炎癥免疫系統(tǒng)的信號分子、細(xì)胞因子、趨化因子等都經(jīng)過迷走神經(jīng)或外周器官[18]，從腸神經(jīng)系統(tǒng)分階段傳播至中樞神經(jīng)系統(tǒng)[19]，導(dǎo)致后者發(fā)生一系列的炎癥反應(yīng)，最終引起PD[3]。然而，迷走神經(jīng)在PD發(fā)病中的作用還有爭論。Liu BJ等[20]的臨床試驗結(jié)果證明：迷走神經(jīng)切斷術(shù)與PD患病風(fēng)險無關(guān)。這與Svensson E等[21]的隊列研究結(jié)果(完全截斷迷走神經(jīng)可以降低PD的發(fā)病率)相悖。

早在2011年，Nair AT等[3]就證明了PD患者腸道通透性的改變、氧化應(yīng)激與α突觸核蛋白有關(guān)。這些學(xué)者傾向于：除了腸道的炎癥，應(yīng)激反應(yīng)也導(dǎo)致了α突觸核蛋白在腦部的聚集。局部的腸道炎癥可因氧化應(yīng)激、線粒體功能障礙、能量產(chǎn)生等原因，使其通透性增加、腸道屏障作用減弱，損傷部位的細(xì)菌產(chǎn)物、炎癥介質(zhì)可入血[3]。如：在嚙齒動物模型中，使用神經(jīng)毒素1-甲基-4苯基 -1，2，3，6四氫吡啶 (MPTP)，后者可在體內(nèi)轉(zhuǎn)換為其生物活性形式1-甲基-4-苯基吡啶離子(MPP+)，MPP+可在神經(jīng)膠質(zhì)細(xì)胞內(nèi)的單胺氧化酶(MAO-B)、多巴胺轉(zhuǎn)運(yùn)蛋白(DAT)的作用下進(jìn)入多巴胺神經(jīng)元，最終，導(dǎo)致其氧化應(yīng)激的發(fā)生、線粒體功能障礙[22]。在一項母體分離的嬰兒恒河猴腸道菌群完整性的試驗中，也證明了乳酸桿菌與應(yīng)激反應(yīng)相關(guān)[23]。在最近的研究中發(fā)現(xiàn)[24]，PD患者腸道內(nèi)乳酸桿菌量的增加，也可能是體內(nèi)的一種重要保護(hù)防御機(jī)制。乳酸桿菌可以下調(diào)PD患者的IL-1、IL-8和TNF-α、抑制肥大細(xì)胞脫顆粒，也可以調(diào)節(jié)其它共生微生物、并抑制病原體黏附于腸壁[25]，還可以促進(jìn)Th1細(xì)胞的轉(zhuǎn)換[26]，從而發(fā)揮其抗炎效應(yīng)。此外，在表達(dá)α-Syn Y39C的小鼠實驗中，已經(jīng)證實微生物的產(chǎn)物，如，丁酸鈉和苯基丁酸鈉等丁酸鹽，可減少α-Syn寡聚化、LB形成，從而改善運(yùn)動和認(rèn)知功能[27]，也可減少紋狀體的神經(jīng)炎癥反應(yīng)和氧化應(yīng)激反應(yīng)，并且可以提高紋狀體的多巴胺(DA)、腦源性神經(jīng)營養(yǎng)因子、組蛋白的乙?；痆28]，具有保護(hù)PD等神經(jīng)保護(hù)性大腦活動。然而，也有人認(rèn)為：丁酸鹽可促進(jìn)小膠質(zhì)細(xì)胞介導(dǎo)的免疫反應(yīng)和增加α-突觸核蛋白的聚集，進(jìn)而導(dǎo)致運(yùn)動異常[29]。

綜上所述，PD患者腸道內(nèi)乳酸桿菌量的改變既可以是保護(hù)因素，也可以是患PD的危險因素。我們考慮，這可能和乳酸桿菌的復(fù)雜種類有關(guān)。在乳酸桿菌屬中，每種屬的細(xì)菌，作用不盡相同。例如：德式乳桿菌，可增加IL-10、IL-4的濃度，在嗜酸乳桿菌中，觀察到IL-2、IL-12增加，這二者均可導(dǎo)致炎癥反應(yīng)；香腸乳桿菌可以抑制應(yīng)激反應(yīng)、降低下丘腦(HPA)的高反應(yīng)性而使腸道通透性降低[30]，從而起到保護(hù)性作用。

總之，PD患者乳酸桿菌的含量增高，提示該菌參與了PD的發(fā)生和發(fā)展過程。需要區(qū)分乳酸桿菌的各個屬，才能判斷乳酸桿菌量的增加到底是PD的保護(hù)因素還是危險因素。本文尚存在一些缺陷。由于納入的研究數(shù)量偏少，因而未能進(jìn)行漏斗圖分析。