12个月益生菌补充对早期绝经后女性骨密度和骨转换标志物的影响：一项双盲随机对照试验

《The American Journal of Clinical Nutrition》：Effects of 12-Month Probiotic Supplementation on Bone Mineral Density and Bone Turnover Markers in Early Postmenopausal Females: A Double-Blind Randomized Controlled Trial

　　

背景：早期绝经后女性经历快速的骨质流失，调节肠-骨轴被认为是一种预防策略。然而，相对于营养和体力活动等已确立的生活方式因素，益生菌的作用仍不清楚。目的：评估12个月的基于乳杆菌的益生菌补充是否能够减缓早期绝经后女性的骨质流失。方法：在这项双盲、随机、安慰剂对照试验中，114名绝经后1-8年的女性被分配至每日服用益生菌（植物乳杆菌 DSM15312、DSM15313和副干酪乳杆菌DSM13434）或安慰剂组。主要结局指标是由高分辨率外周定量计算机断层扫描（HR-pQCT）评估的远端胫骨总体积骨密度（vBMD）的变化。次要结局指标包括其他HR-pQCT参数、通过双能X线吸收法（DXA）测量的面积骨密度（aBMD）以及循环生物标志物。采用线性混合效应模型进行意向性治疗分析，并调整了基线协变量；次要结局指标针对多重比较进行了校正。结果：总共114名参与者被随机分组，所有可用数据均纳入分析。基线特征大致相当。在12个月期间，两组均经历了骨密度的适度下降。主要分析显示，与安慰剂组相比，益生菌组的远端胫骨总vBMD下降更显著（?3.7 mg HA/cm3；95% CI: ?6.9, ?0.4；p = 0.027）。在其他外周部位观察到类似的趋势，但大多数次要结局指标在多重检验校正后不再显著。未观察到对骨转换、钙调或炎症标志物的治疗效果。结论：在早期绝经后女性中，为期12个月的基于乳杆菌的益生菌补充并未减缓骨质流失，反而与主要评估部位的骨密度出现虽小但具有统计学意义的更大幅度下降相关。这些发现不支持将该益生菌配方作为骨骼保护的独立干预措施。临床试验注册号：ACTRN12621000810819。注册网址：https://www.anzctr.org.au/Trial/Registration/TrialReview.aspx?id=381292&isReview=true

论文解读文章：12个月益生菌补充对早期绝经后女性骨密度的影响

**研究背景、现存问题与研究目的**

骨质疏松症是一种以骨量减少和骨微结构退化为特征的全身性骨骼疾病，显著增加了脆性骨折的风险。超过三分之一的50岁以上女性受其影响，脆性骨折不仅导致高发病率和死亡率，也带来沉重的经济负担。值得注意的是，超过半数的脆性骨折发生在骨密度（BMD）未达到骨质疏松诊断阈值（T值≤ -2.5）的女性中，这凸显了在发生不可逆的骨质流失之前采取预防策略的紧迫性。绝经后的最初5-6年是关键的预防窗口期，因为雌激素缺乏会触发每年2-2.5%的加速骨质流失。

除了激素影响，营养缺乏（如钙和维生素D摄入不足）也是骨质疏松的驱动因素。维生素K₂通过介导骨钙素的γ-羧化过程在骨代谢中发挥关键作用。肠道微生物组通过调节免疫反应、全身炎症、肠道屏障完整性和维生素合成等途径支持骨骼健康。因此，更年期引起的肠道菌群失调可能通过增加肠道通透性和慢性低度炎症，同时损害钙吸收和骨代谢，从而加速骨质流失。

临床前证据强烈支持调节肠道微生物组对骨骼健康的益处。在卵巢切除的啮齿动物模型中，乳杆菌菌株能防止骨质流失并改善骨微结构。然而，在绝经后女性中进行的九项临床试验结果并不一致，部分研究仅报告了单部位的小幅度改善。这种异质性可能归因于研究设计效力不足、菌株、持续时间、样本量以及评估指标的差异。目前仅有少数研究使用了高分辨率外周定量计算机断层扫描（HR-pQCT）等先进成像技术。

本研究的目的是评估在绝经后8年内的女性中，每天补充为期12个月的乳杆菌组合（植物乳杆菌 DSM15312、植物乳杆菌 DSM15313和副干酪乳杆菌 DSM13434）对骨骼健康的影响。研究人员先前的研究显示，这一乳杆菌组合在卵巢切除动物模型中显示出骨骼保护作用，并在早期绝经后女性中减弱了腰椎骨质流失。研究人员假设，与安慰剂相比，益生菌补充将通过有益的肠道微生物群变化、减少全身炎症和改善骨矿化来减缓骨质流失。该项研究论文发表在《The American Journal of Clinical Nutrition》。

**主要关键技术方法**

该研究为一项为期12个月的双盲、随机、安慰剂对照试验（Probone21）。研究在澳大利亚拉筹伯大学（La Trobe University）和奥斯汀康复医院（Austin Repatriation Hospital）进行。主要技术方法包括：
1. **骨密度评估**：主要结局指标采用HR-pQCT（XtremeCT, Scanco Medical）测量远端胫骨总体积骨密度（vBMD），同时获取胫骨和桡骨的骨微结构参数（如皮质厚度、皮质vBMD、骨小梁体积分数）。次要骨密度指标采用双能X线吸收法（DXA, Hologic Inc.）测量腰椎、全髋、股骨颈和前臂的面积骨密度（aBMD）。
2. **血液生物标志物检测**：在基线和12个月时采集空腹静脉血，检测骨形成标志物（I型前胶原N端前肽（P1NP）、骨钙素（OC））、骨吸收标志物（I型胶原C端肽β异构体（β-CTX）、抗酒石酸酸性磷酸酶5b（TRAP5b））、破骨细胞分化调节因子（骨保护素（OPG）、可溶性核因子κB受体活化因子配体（sRANKL））、钙调激素（甲状旁腺素（iPTH）、25-羟基维生素D₂/D₃ [25(OH)D₂/D₃]、1,25-二羟基维生素D [1,25(OH)₂D]、降钙素（CT））、维生素K状态（羧化不全骨钙素（ucOC））以及全身炎症标志物（超敏C反应蛋白（hsCRP）、白细胞介素-6（IL-6）、肿瘤坏死因子-α（TNF-α））。
3. **其他评估**：使用3天饮食日记和FoodWorks软件评估膳食摄入；使用澳大利亚体力活动问卷（AAQ）评估体力活动；使用人体测量法、生物电阻抗分析（BIA）和DXA评估身体成分。

**研究结果**

* **参与者特征**：共114名早期绝经后女性被随机分组（益生菌组58人，安慰剂组56人）。基线时两组特征大体相当，但安慰剂组报告的膳食钙摄入量较低，步行时间较长。
* **HR-pQCT体积骨密度（vBMD）结果**：通过线性混合模型分析发现，对于主要结局指标远端胫骨总vBMD，益生菌组相较于安慰剂组表现出更显著的下降（组间差异：?3.7 mg HA/cm³; 95% CI: ?6.9, ?0.4; p = 0.027）。在桡骨总vBMD也观察到类似趋势，但经FDR校正后未维持统计学意义。其他HR-pQCT参数在组间无显著差异。
* **DXA面积骨密度（aBMD）结果**：两组aBMD在所有骨骼部位均有小幅下降。益生菌组在腰椎和桡骨远端的骨密度下降幅度大于安慰剂组，但FDR校正后未达统计显著性。
* **钙调激素与骨代谢生物标志物**：两组间的甲状旁腺激素、降钙素、总维生素D、骨形成标志物（P1NP, OC）、骨吸收标志物（CTX, TRAP-5b）以及破骨细胞调控因子（RANKL, OPG）均无显著差异。
* **肾脏、肝脏与炎症生物标志物**：未观察到益生菌对肾功能标志物、肝酶或全身炎症标志物（TNF-α、IL-6、hsCRP）有显著的治疗效果。
* **膳食摄入指标**：两组在12个月期间的膳食摄入模式变化无显著组间差异，尽管益生菌组有能量、蛋白质和钙摄入量下降的非显著性趋势。

**结论与讨论**

本研究发现，在早期绝经后女性中，为期12个月的乳杆菌组合补充并未显示出改善骨骼健康的证据。主要分析显示，与安慰剂组相比，益生菌组的远端胫骨总vBMD出现了轻微但具统计学意义的更大程度下降。尽管在部分外周骨骼部位观察到类似方向的变化，但幅度较小，且在多重比较校正后的一致性不强。重要的是，研究未观察到对骨转换标志物、钙调激素或炎症生物标志物的治疗效果。研究人员认为，生化指标与影像学结果之间缺乏一致性改变，表明所观察到的骨密度差异不太可能反映干预措施的生物学意义。研究中观察到的骨量变化（约1-3%）幅度很小，属于预期年龄相关性骨质流失的范围，限制了其临床相关性。

研究人员在讨论部分阐述：由于此试验中全身炎症水平总体较低，限制了观察抗炎效果的范围。探索性亚组分析提示，较低的钙摄入量、较少的步行时间、较低的整体体力活动以及较高的基线炎症水平与更显著的骨流失相关，特别是在益生菌组。这些发现表明，无论是否使用益生菌，充足的营养状况和规律的体力活动仍是骨骼保护的前提条件。研究人员还指出，宿主环境（如肠道菌群组成和炎症状态）可能影响对益生菌干预的反应，这或许可以解释本研究中观察到的不太有利的反应，以及其他临床试验中不一致的发现。研究的优势在于其随机双盲设计、使用HR-pQCT进行精细骨骼评估，以及应用线性混合效应模型进行稳健的统计分析。局限性包括：膳食和体力活动的自我报告偏差、骨转换标志物在健康人群中可能对温和的益生菌效应不敏感、变化幅度小且处于测量变异范围内、以及未与钙或维生素D联合补充可能限制了观察微生物组介导的骨骼反应的机会。

原文中的研究结论部分翻译如下：总之，每日补充乳杆菌组合在某些骨密度结局中导致了显著的组间差异，在益生菌组的富含骨小梁的骨骼部位（包括胫骨和桡骨vBMD，以及脊柱和前臂aBMD）观察到更大的骨质流失。然而，鉴于变化幅度适中以及混杂因素的潜在影响，解释时应保持谨慎。确保充足的营养和保持规律的体力活动仍是早期绝经后女性骨骼保护最可靠的策略。