Meta分析帕金森病患者與腸道乳酸桿菌量的關系

榮婷1，滕文慧，高杏娜1，丁鴻斐1，姜英1，王乃東

(1. 青島大學醫學部，山東 青島 266071；2.青島大學附屬醫院，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以運動遲緩、肌強直、靜止性震顫以及姿勢步態異常為特點，常伴有一些非運動癥狀，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。這些癥狀與黑質致密部中多巴胺能神經的進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，也與腸道菌群有著密不可分的關系。在人體中，細菌數目與有核細胞總數數目之比為10∶1，微生物群的基因是人類基因組的100倍[3]。絕大多數細菌位于結腸中，約1014種。有文獻[4]證實：糞便中含19個細菌群/屬，包括：①占優勢的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，發現這些細菌具有改變宿主代謝、免疫等多種功能，與PD等疾病的發生密切相關。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系。

1 資料和方法

1.1 檢索策略 我們從PubMed、Embase、Cochrane、Clinicalkey數據庫中搜索了從開始建庫到2019年4月的文章；知網、萬方數據庫從建庫到2020年7月的文章;納入研究中所引用的參考文獻，手工檢索相關會議、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 文獻納入、排除標準 納入標準：①病例對照研究；②全文文獻；③研究對象：人；④研究內容：人體腸道內的乳酸桿菌；⑤PD組和對照組一般資料差異無統計學意義，有可比性；⑥當多個出版物報告從相同群體獲得的數據時，僅選擇具有最大樣本的研究；⑦有提供足夠的數據可以進行Meta分析。排除標準：①動物實驗；②非病例對照研究；③自身對照試驗；④數據不完整或報道信息太少且聯系不上作者以至于無法使用的文獻；⑤通過各種方法均未獲得原文；⑥原始研究中的數據，本研究無法使用者；⑦在過去3個月內攝入抗生素藥物或攝入益生菌或益生元產品；⑧有急性或慢性胃腸道疾病史；⑨綜述；⑩結局指標不明確或為非量化指標如圖像等。

1.3 文獻篩選和資料提取 見圖1，由2名評價員獨立閱讀文獻標題及摘要，選擇符合納入標準的文獻并進一步閱讀全文，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。從每個文獻中提取以下信息：第一作者、出版年份、對照組和病例組的數量、研究對象、研究方法、結局指標。如果文章中沒有這些信息，則通過電子郵件聯系該出版物的作者，并要求提供更詳細的信息。

1.4 文獻質量評估 納入文獻均使用非隨機研究系統評價工具紐卡斯爾-渥太華量表(Newcastal-Ottawa Scale，NOS)[5]進行評價。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、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，即研究設計或統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、暴露因素和結局進行評價：①研究對象選擇，共計4分；②組間可比性，共2分；③暴露因素和結局，共3分；總的評分為9分。按NOS評分標準：>6分為高質量文獻；等于6分者為中等質量文獻；<6分者為低質量文獻[6]。

圖1 文獻檢索流程

1.5 統計學方法 采用Cochrane協作網的Revman 5.3 軟件進行Meta分析。對連續性變量采用標準化均數差(SMD)以及95%置信區間(CI)表示效應指標分析結果。繪制森林圖，用于描述Meta分析的統計結果，以α=0.05為檢驗標準。各納入研究結果間采用I2檢驗進行異質性檢驗，根據判斷異質性大小，I2<50%表明異質性尚在可接受范圍內；I2>50%為不可接受。若納入研究結果同質性好(P>0.1，I2<50%)，采用固定效應模型(fixed effects model)描述進行Meta分析，否則，則采用隨機效應模型(random effects model)進行Meta分析。對異質性大的結局指標進一步根據評分表不同而進行亞組分析。以P<0.05為差異有統計學意義。

2 結果

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

2.2 納入文獻的質量評價 納入文獻均使用非隨機研究系統評價工具NOS量表進行評價，總分為9分。見表2。

表1 納入文獻的一般情況

表2 納入文獻的一般情況及質量評價

2.3 Meta分析結果 納入病例組371例，對照組270例，共計5個公開發表的病例對照研究，對其基線資料進行對比，結果表明無差異；所有納入文獻均嚴格遵守文獻質量評估量表，以確保納入文獻的質量，最高分7分，最低分6分，提示納入文獻質量高。對PD患者腸道內乳酸桿菌的定量分析以均數±標準差形式展示出來。因異質性較大(I2=77%)，所以采用隨機效應模型進行合并分析。結果顯示：SMD=0.61，95%CI：0.23～0.99，P=0.001。即PD患者糞便內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分析異質性大，可能與原始研究質量的異質性有關，通常可以采用亞組分析處理。考慮到國內外飲食結構對乳酸桿菌的影響[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，我們認為同質性較好，且樣本量較大，結果準確性較高；國內組P<0.05，橫線、菱形與垂直線相交，表明結果可能無統計學差異。 即國外組PD患者糞便內乳酸桿菌量比對照組高，差異有統計學意義；國內組未見差異。

2.4 納入文獻偏倚分析 我們對每一個納入文獻均進行了偏倚評估，結果見圖4、圖5，結果顯示：未見明顯偏倚。因納入文獻少于10篇，發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)的第二大神經退行性病變，主要有兩大病理特征，一是黑質多巴胺能神經元及其他含色素的神經元大量變性丟失，尤以黑質致密區多巴胺能神經元丟失最為顯著，出現臨床癥狀時，至少減少50%以上；二是殘留神經元胞漿內出現嗜酸性包涵體，即LB，此系由細胞質蛋白所組成的玻璃樣團塊，其中央有致密的核心，周圍有細絲狀暈圈。α突觸核蛋白、泛素、熱休克蛋白等是其形成的主要成分。在神經變性條件下，神經元中的組蛋白乙酰化水平總體下降。關于PD具體發病機制目前尚不十分清楚。有研究發現[13]：PD發病機制可能與乳酸桿菌有關。許多乳酸桿菌胞內有高濃度的錳元素，這些錳元素可沿著迷走神經入腦，避免了血腦屏障的阻礙作用，最先損害的是藍斑，從而導致了PD、AD、自閉癥等的發生[14]。因此，通過檢測腸道乳酸桿菌量的多少，可能可以預測PD的發病情況。

圖3 PD患者糞便乳酸桿菌的亞組分析

圖4 偏倚風險圖

圖5 偏倚風險總結圖

為了明確PD和腸道乳酸桿菌量的關系，我們對PubMed、Embase、Cochrane、Clinicalkey、中國知網、萬方等數據庫中公開發表的文獻進行了Meta分析。亞組分析結果顯示：糞便內乳酸桿菌量的增加，可能與PD發病相關，這與Samsel A等[14]的研究結果一致。近年來，學界提出了“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”包括中樞神經系統，內分泌免疫系統，下丘腦-垂體-腎上腺軸(HPA)，自主神經系統，腸神經系統和腸道微生物群[16]。這是一條雙向軸，大腦控制胃腸道的神經、分泌和免疫的同時，也接受來自胃腸道的反饋信息。腸道菌群對神經系統的作用途徑，除了“微生物-腦-腸軸”這一通路，也可以經過以下方式：如免疫系統，肥大細胞-微生物群-神經細胞；內分泌系統，神經內分泌-下丘腦-垂體-腎上腺軸[3]；以及通過改變溶酶體清除機制、線粒體自噬等程序性死亡的方式引起PD[17]。有學者[3]認為PD是一種炎癥性疾病，神經炎癥可引起α突觸核蛋白的聚集。腸道炎癥免疫系統的信號分子、細胞因子、趨化因子等都經過迷走神經或外周器官[18]，從腸神經系統分階段傳播至中樞神經系統[19]，導致后者發生一系列的炎癥反應，最終引起PD[3]。然而，迷走神經在PD發病中的作用還有爭論。Liu BJ等[20]的臨床試驗結果證明：迷走神經切斷術與PD患病風險無關。這與Svensson E等[21]的隊列研究結果(完全截斷迷走神經可以降低PD的發病率)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、氧化應激與α突觸核蛋白有關。這些學者傾向于：除了腸道的炎癥，應激反應也導致了α突觸核蛋白在腦部的聚集。局部的腸道炎癥可因氧化應激、線粒體功能障礙、能量產生等原因，使其通透性增加、腸道屏障作用減弱，損傷部位的細菌產物、炎癥介質可入血[3]。如：在嚙齒動物模型中，使用神經毒素1-甲基-4苯基 -1，2，3，6四氫吡啶 (MPTP)，后者可在體內轉換為其生物活性形式1-甲基-4-苯基吡啶離子(MPP+)，MPP+可在神經膠質細胞內的單胺氧化酶(MAO-B)、多巴胺轉運蛋白(DAT)的作用下進入多巴胺神經元，最終，導致其氧化應激的發生、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激反應相關[23]。在最近的研究中發現[24]，PD患者腸道內乳酸桿菌量的增加，也可能是體內的一種重要保護防御機制。乳酸桿菌可以下調PD患者的IL-1、IL-8和TNF-α、抑制肥大細胞脫顆粒，也可以調節其它共生微生物、并抑制病原體黏附于腸壁[25]，還可以促進Th1細胞的轉換[26]，從而發揮其抗炎效應。此外，在表達α-Syn Y39C的小鼠實驗中，已經證實微生物的產物，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，從而改善運動和認知功能[27]，也可減少紋狀體的神經炎癥反應和氧化應激反應，并且可以提高紋狀體的多巴胺(DA)、腦源性神經營養因子、組蛋白的乙酰化[28]，具有保護PD等神經保護性大腦活動。然而，也有人認為：丁酸鹽可促進小膠質細胞介導的免疫反應和增加α-突觸核蛋白的聚集，進而導致運動異常[29]。

綜上所述，PD患者腸道內乳酸桿菌量的改變既可以是保護因素，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雜種類有關。在乳酸桿菌屬中，每種屬的細菌，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，這二者均可導致炎癥反應；香腸乳桿菌可以抑制應激反應、降低下丘腦(HPA)的高反應性而使腸道通透性降低[30]，從而起到保護性作用。

總之，PD患者乳酸桿菌的含量增高，提示該菌參與了PD的發生和發展過程。需要區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。由于納入的研究數量偏少，因而未能進行漏斗圖分析。