益生菌治疗轻度认知障碍和阿尔茨海默病患者的有效性及安全性

武琰娇 陈丽萍 侯怀晶 徐紫清 张凌云

1 甘肃省中医院麻醉科，兰州 730050；2 甘肃省中医院麻醉疼痛医学中心，兰州730050

随着全球人口老龄化的加剧，老年期认知能力下降已经成为日益严重的公共卫生问题，尤其是老年期痴呆。世界卫生组织报道，目前约有5 000 万人患有痴呆症，到2050年痴呆症患者的数量将增加2倍［1］，且治疗的年度医疗成本约为1 万亿美元。阿尔茨海默病（Alzheimer’s disease，AD）是最常见的老年期痴呆类型，占全球痴呆症的80%［2］，其自然发展过程常分为临床前期、轻度认知功能障碍（mild cognitive impairment，MCI）期和AD期。因为AD进展的渐进性，所以探索和制定早期AD 干预策略对延缓AD 病情进展有重要意义。

目前，“肠-脑”轴的确切作用机制仍有待证实。近些年，众多研究强调肠道微生物与大脑健康之间会相互影响。肠-脑轴是肠道与大脑之间的一条双向沟通途径，可以在中枢神经系统和肠道神经系统之间传递信号［3］。肠道微生物可影响数种免疫因子和神经信号分子的释放［4］。微生物可产生神经递质γ-氨基丁酸（γ aminobutyric acid，GABA）、去甲肾上腺素、多巴胺和五羟色胺（5-hydroxytryptamine，5-HT）等［5］，这些神经递质已被证明可影响肠-脑轴的信号传递，并最终影响患者行为。此外，微生物还可以产生短链脂肪酸（short-chain fatty acids，SCFAs）。SCFAs 与调节神经元功能和减少小鼠的抑郁症样行为有关［6］。益生菌可以恢复肠道微生物区系的动态平衡，延缓认知功能障碍疾病的进展，改善患者认知功能［7］。肠道-脑轴的调节已被认为是一种治疗认知障碍疾病的新方法［8］。越来越多的随机对照试验（randomized controlled trials，RCTs）也已证实其可明显改善AD 患者的认知功能，延缓AD 患者病情进展。笔者检索文献发现，最近对益生菌治疗AD效果的系统综述只搜索了英文数据库，可能遗漏了一些符合条件的中文研究，且未对益生菌应用的安全性进行评估，这些研究缺乏或模糊了证据质量的评估［9-10］。为了解决这些局限性，笔者通过重新检索证据、纳入更多最新发表的研究来更新数据，更全面地评估益生菌补充剂对MCI和AD患者认知功能的影响。

资料与方法

1.纳入与排除标准

1.1.研究类型 益生菌治疗MCI及AD的RCTs。

1.2.研究对象 确诊为AD与MCI的患者。

1.3.干预措施 益生菌组：采用益生菌治疗；对照组：包括空白对照、安慰剂等。此外，两组基础治疗应保持一致。

1.4.结局指标 主要结局指标：简易智力状态检查量表（Mini-Mental State Examination，MMSE）评分。次要结局指标：不良反应发生率。

1.5.排除标准 ⑴非中、英文文献；⑵结局指标不符或数据不完整的研究；⑶单纯描述性研究、各家经验等非RCTs；⑷若有重复发表，则选择最新发表研究。

2.检索策略

检 索 PubMed、Cochrane Library、Web of Science、Embase、中国生物医学文献数据库、知网、维普及万方数据库，搜集关于益生菌治疗MCI 和AD 的RCTs，检索时限均从建库至2022 年11 月。此外，追溯纳入文献的参考文献，以补充获取相关文献。采取主题词和自由词相结合的方式检索。中文检索词包括益生元、益生菌、乳杆菌属、嗜酸乳杆菌、认知障碍、认知、记忆、执行功能、阿尔茨海默病。英文检索词包括 probiotics、lactobacillus、bifidobacterium、lactococcus、streptococcus、synbiotics、memory、executive function、cognitive dysfunction、Alzheimer’s disease。以PubMed数据库检索为例，其具体检索策略见图1。

图1 PubMed益生菌治疗轻度认知障碍和阿尔茨海默病患者文献的检索策略

3.文献筛选及资料提取

由2 位评价员独立筛选文献、提取资料并交叉核对，如遇分歧，由第三方协助判断，缺少的资料尽量与作者联系予以补充。文献筛选首先阅读文题和摘要，在排除明显不相关文献后，进一步阅读全文，以确定最终是否纳入。资料提取内容主要包括：⑴纳入研究的基本信息；⑵研究对象的基线特征；⑶干预措施的细节、疗程等；⑷偏倚风险评价的关键要素；⑸所关注的结局指标和结果测量数据。

4.纳入研究的偏倚风险评价

由2名评价员按照Cochrane手册采用RCTs的偏倚风险评价工具评价纳入研究的偏倚风险。

5.统计学分析

采用RevMan 5.3软件进行meta分析。计数资料以相对危险度（relative risk，RR）为效应指标，计量资料以均数差（MD）为效应指标，各效应量均给出基点估计值和95%CI。纳入研究结果间的异质性采用χ2检验进行分析（检验水准为α=0.1），同时结合I2定量判断异质性的大小。若各研究结果间无统计学异质性，则采用固定效应模型进行meta 分析；若各研究结果间存在统计学异质性，则进一步分析异质性来源，在排除明显临床异质性的影响后，采用随机效应模型进行meta分析。明显的临床异质性采用亚组分析或敏感性分析等方法进行处理，或只进行描述性分析。

结果

1.文献检索结果

初检出相关文献2 635 篇，经逐层筛选后，最终纳入10 个RCTs［12-21］，共716例患者。文献筛选流程及结果见图2。

图2 益生菌治疗轻度认知障碍和阿尔茨海默病患者文献的筛选流程及结果

2.纳入研究的基本特征与偏倚风险评价结果

纳入研究的基本特征见表1，偏倚风险评价结果见图3。

表1 纳入的益生菌治疗轻度认知障碍和阿尔茨海默病患者的研究的基本特征

图3 纳入的益生菌治疗轻度认知障碍和阿尔茨海默病患者的研究的偏倚风险评价

3.meta分析结果

3.1.MMSE 积分比较 共8 个RCTs 报道了治疗前后MMSE 评分变化情况［11-18］。随机效应模型meta 分析结果显示：益生菌组MMSE 评分优于对照组（MD=1.23，95%CI0.18～2.27，P=0.02）；见图4。根据疾病分层（AD 比MCI）进行亚组分析，结果显示，益生菌治疗的MCI 患者MMSE 评分与对照组相比，差异无统计学意义（MD=0.55，95%CI-0.71～1.81，P=0.39）；益生菌治疗的AD 患者MMSE 评分优于对照组（MD=1.46，95%CI0.09～2.83，P=0.04）；见图5。根据治疗中选择益生菌的种类（单一比复合菌株）进行亚组分析，结果显示，单一菌株益生菌治疗的患者MMSE 评分与对照组相比，差异无统计学意义（MD=1.13，95%CI-0.34～2.60，P=0.13）；复合益生菌治疗的患者MMSE评分优于对照组（MD=1.42，95%CI0.29～2.54，P=0.01）。见图6。

图4 益生菌组与对照组轻度认知障碍和阿尔茨海默病患者认知功能影响的meta分析森林图

图5 益生菌治疗组与对照组MCI和AD患者认知功能亚组分析森林图（疾病分层）

图6 益生菌组与对照组轻度认知障碍和阿尔茨海默病患者认知功能亚组分析森林图（益生菌种类）

3.2.不良反应发生率 共2 个RCTs 报道了益生菌治疗不良反应发生率［19-20］。固定效应模型meta 分析结果显示：益生菌组与对照组不良反应发生率差异无统计学意义（OR=0.63，95%CI0.25～1.63，P=0.34）。见图7。

图7 益生菌组与对照组轻度认知障碍和阿尔茨海默病患者不良反应发生率的meta分析森林图

4.发表偏倚评估和敏感性分析

针对MMSE 积分这一结局指标绘制漏斗图进行发表偏倚评估，结果显示，纳入研究对称性不明显，同时进行发表偏倚检测，Begg's Test（Z=2.50，P=0.012）与Egger's test（t=2.72，P=0.030）结果一致，均提示可能存在发表偏倚，见图8。进一步的敏感性分析表明，排除任何一项研究都不会影响益生菌对患者认知功能的总效应值，提示本研究稳定性较好，见图9。

图8 针对简易智力状态检查量表积分发表偏倚的检测

图9 针对简易智力状态检查量表积分敏感性的分析

讨论

AD 患者容易发生与认知能力相关的多种并发症。目前，临床上治疗AD 的药物主要包括胆碱酯酶抑制剂和/或兴奋性天冬氨酸受体拮抗剂，其虽然可以减缓AD患者的病程进展，但是不能完全治愈AD。因此，开发有效的AD防治手段具有重要意义。近年来，随着“肠-脑”轴受到广泛关注，越来越多以微生物组失衡为重点的研究可能会帮助我们了解AD等脑退化疾病的病因及其发病机制：微生物组失衡后促炎细胞因子升高、神经炎症、Tau 蛋白过度磷酸化等可影响AD 患者病情进程中的系统炎症、氧化应激、细胞损伤。这可帮助研究如何通过益生菌增补治疗对微生物组的丰度组成和代谢平衡达到有效调节，并找到有效治疗AD的方案。目前，多项研究已经揭示了肠道微生物组失调在宿主认知方面的作用，与衰老相关的微生物组失调会导致神经变性；肠道微生物组失调还可导致淀粉样蛋白和脂多糖分泌，从而破坏胃肠道的通透性和血脑屏障，并最终导致AD患者的神经元死亡［21］。本meta分析结果显示，补充益生菌对认知功能有积极的影响，且不增加不良反应的发生。因为本研究异质性较高，因此我们首先通过疾病分层亚组分析以调查在早期阶段MCI 个体是否可以从益生菌中受益，以延缓痴呆症的进展。补充益生菌对AD患者的影响高于MCI患者［22］。这可能与患者基线时认知功能状态影响干预后评分的大小有关。与AD 患相比者，MCI患者可能几乎没有改善的空间。这与最近发表的关于益生菌对健康个体海马结构与功能、认知和情绪的影响的一项双盲RCT 的结果相一致：益生菌对海马体、灰质或海马体功能连通性无显著影响，使用益生菌后整体大脑结构、认知和情绪也无显著变化［23］；因此，不排除益生菌对脑功能、心境和涉及情绪的认知表现只有暂时影响，结果可能受压力影响。这一结果只能提示益生菌的作用是有限的，并不能得出益生菌是否可以预防认知能力下降的任何结论。因此，未来需要进行更充分菌株、更长时间、更广泛人群的研究以进一步指导临床。

研究表明，与单一菌株的益生菌补充剂相比，复合益生菌增补可提高宿主抗炎能力，明显降低炎症细胞因子和氧化应激标志物，进而更有效改善患者的认知功能，而更多类型的益生菌可能意味着更高的肠道微生物多样性。微生物多样性与稳定性之间显著相关［24］；更稳定、平衡的肠道微生物组可能有助于改善AD 及ACI患者的神经变性，对神经认知或神经精神功能有更多的好处。AD 患者的粪便菌群多样性显著低于健康人，但与MCI 患者相似；AD 患者厚壁菌门减少，变形菌门富集；其中γ-变形菌纲、肠杆菌目和肠杆菌科的丰度从健康人到MCI 患者和AD 患者递增，AD 严重程度评分与菌群变化显著相关［25-26］。目前，已有多项研究着眼于调节肠道菌群而进行认知障碍性疾病相关药物的研发，主要目标是恢复并调节肠道内正常菌群的丰度和多样性。除了益生菌的剂型，其治疗周期也是临床关注的问题。本研究纳入的干预持续时间均为≥12 周。这与Liu 等［10］的研究，服用益生菌补充剂12 周可显著改善患者认知能力的研究结果相一致。关于益生菌补充的所需剂量（菌落形成单位）和频率可能对健康产生有益影响［27］，目前尚无共识，且迄今为止，关于如何正确使用益生菌，包括持续时间、剂量和多样性，几乎没有达成一致。本系统评价结果表明，益生菌的补充可以改善患者认知功能，特别是在AD 患者中，且以复合益生菌并持续12 周的效果更佳，然而未来需要更高质量、更大样本量的RCTs和更长的随访时间来提供更可靠的证据。

本研究的优势在于，本次系统评价包含较多认知功能障碍患者，纳入了不同的患者（包括AD 与MCI 患者），并使用了不同的益生菌剂型和干预时间；通过亚组分析笔者发现了不同益生菌在不同认知损害模型患者中的具体差异，从而提供了一些较为详细的益生菌干预方案，包括益生菌的补充可以改善患者认知功能，特别是对于AD 患者，复合益生菌并持续12 周的效果更佳。此外，益生菌的补充也不会增加不良反应的发生，其治疗的安全性也有所保障。尽管如此，也必须考虑以下局限性：⑴尽管进行了详尽的文献搜索，但仍可能遗漏一些符合条件的研究；⑵本次系统评价中部分RCTs未采用正确的随机分配和隐藏方法，可能造成本次系统评价选择性偏倚；⑶认知功能评价主观因素的影响较大，难免存在其他偏倚；⑷受原始资料的限制，无法对特定菌株、剂量和持续时间在不同研究、不同方面进行meta分析。⑸研究未包含与认知障碍相关的炎症标志物、S100β等。

综上所述，当前证据显示，益生菌增补治疗可以改善患者认知功能，特别是对于AD 患者，复合益生菌并持续补充12 周的改善效果更佳，同时益生菌增补治疗也不会增加相关不良反应的发生。本次系统评价受纳入RCTs 数量和质量的限制，上述结论尚需更多高质量研究来验证。

利益冲突所有作者均声明不存在利益冲突

作者贡献声明武琰娇：酝酿和设计试验，实施研究，起草文章；陈丽萍、徐紫清：采集数据，分析/解释数据；侯怀晶：统计分析；张凌云：对文章的知识性内容作批评性审阅，获取研究经费，指导