随着人们健康观念的不断提升和对饮食健康的重视,人们更加青睐食用药食两用食物来预防疾病,如食用山药、黄芪、党参、生姜等加工成的食品[1]。药食两用食物的主要作用是促进动物免疫器官的发育以及提高免疫细胞的活性,而且几乎没有副作用。药食两用的食物在防治疾病、保健以及食用产品加工等方面都有很大的发展前景。
山药多糖是从药食两用植物山药(薯蓣科薯蓣属植物)的根部(块茎)提取分离得到的一种成分。其糖基组成分布为葡萄糖、半乳糖及甘露糖,糖基比为100∶37∶11[2]。目前研究资料表明,山药中的多糖成分有明显的抗氧化、降血糖[2]、补脾养胃、生津益肺、补肾涩精[3]以及增强动物细胞免疫和体液免疫等功能。研究表明,山药多糖能促进鸡胸腺和脾脏发育,进而增强机体特异与非特异性免疫能力[4];纳米化的山药多糖能使小鼠的胸腺和脾脏指数增长,对小鼠免疫有促进作用[5];注射山药多糖能够有效保护患有糖尿病小鼠的胸腺和脾脏指数,对正常小鼠胸腺和脾脏指数有增长作用[6]。食用山药多糖能够增加小鼠脾脏指数[7]。小鼠的碳廓清能力是指当碳颗粒物进入血液后能够被肝和脾脏中的巨噬细胞所吞噬的能力,能够代表吞噬细胞的吞噬指数,是代表免疫功能的标志之一。多数研究表明,山药多糖能够明显提高小鼠碳廓清能力,进而可增强其非特异性免疫功能[3,8-9]。山药多糖不仅具有提高小鼠单核巨噬细胞[10]或巨噬细胞[2]的吞噬能力,而且也能增加血清中 IL-2 的含量[5,9,11],对机体免疫应答有促进作用。由此可见,山药多糖有保护免疫系统和增强动物免疫作用。然而山药多糖增强免疫功能作用机理还需进一步分析评价。
荟萃分析(Meta分析)是对现有的文献进行收集、评价、整理,并且对文献中多个试验结果做出一个综合分析。该分析不仅能够解释不同试验结果之间的异质性,用以比较和综合评价多个文献关于同一个科学题目所得到的研究结果,并且还能讨论和评价所得到的研究结果是否具有意义[12]。
为系统性的分析山药多糖对动物机体免疫是否具有调节作用,本文对山药多糖影响动物免疫的相关试验结果进行Meta分析,为山药多糖在动物机体免疫方面的研究提供更有力的参考依据。
利用数据库系统检索相关文献。中文文献在中国知网、维普、万方等数据库上以“山药多糖”和“动物免疫”为关键词进行检索;外文文献在PubMed、Springer等数据库上以“yam polysaccharide、animal immunity”为关键词进行检索。检索时限为2000年1月~2020年9月公开发表的文献,包括期刊论文、学位论文、会议文献等。为全面查找山药多糖对动物机体免疫调节作用的文献,通过阅读摘要、讨论及其文献中提到的免疫指标的方法,人工筛选出相关文献。
1)2000年1月~2020年9月发表的关于山药多糖对动物免疫的研究;2)动物实验采用随机对照实验或者半随机对照实验;3)文献中统计方法正确,能够有效提供免疫指标,而且指标数值表示为“平均值±标准差”,单位一致或者可以换算成一致;4)文献中的数据清晰,不模糊。
1)文献信息内容不全或内容数据明显错误;2)文献内试验没有设立对照;3)文献的前后数据矛盾及其试验设计不严谨;4)文献被重复收录、数据相同;5)文献中的数据信息太少而导致数据无法利用。
采用Cochrane系统评价的基本方法对文献质量进行评价。评价内容包括以下几个方面:随机方法、数据的真实性以及完整性、分配隐藏、结果测量盲法、选择性报道和其它偏倚来源。本文采用赋分制度,若纳入的域是低度偏倚风险则给1分,高度偏倚风险不给分。如果所纳入的域全部为低度偏倚风险,即6分,则将其文献的质量等级评判为“A”级;如果所纳入的研究有部分域为低度偏倚风险,即1分~5分,则将其文献的质量等级评判为“B”级;如果所纳入的研究全部域为高度偏倚风险,即0分,则将其文献的质量等级评判为“C”级。其中,评判为A等级文献质量最高,B等级文献质量其次,C等级文献质量最差。
首先阅读所检索到的文献资料,然后按照文献的纳入标准以及排除标准对文献进行筛选。提取的相关信息内容包括:文献发表的第一位作者、文献发表的年份、文献中模型对照组和干预试验组的情况、研究的样品量及其试验量、实验动物的情况以及其它参数指标。
采用RevMan5.3统计软件进行统计学分析,对于连续性变量数据,计算各效应量95%置信区间(confidence interval,CI),并采用检验分析的方法来讨论结果间的异质性。当p<0.05认为差异具有统计学意义。若纳入研究之间同质,即p≥0.05,异质性统计量(higgins statistics,I2)< 50%时,采用固定效应模型(fixed effect model,FEM)分析,反之存在异质性(p<0.05,I2>50%),采用随机效应模型(random effect model,REM)进行分析,并分析文献的异质性来源及资料分布形态。当结果是纵坐标上的倒漏斗对称分布时即没有偏倚性;当结果是纵坐标上的倒漏斗不对称分布时则有发表偏倚性。为了保证评价Meta分析结果的稳定性及其准确性,需要进行敏感性分析,分析方法采用变换分析模型。
按照所设定的检索方法,共检索到27篇文献,其中中文25篇,英文2篇。根据文献排除以及纳入标准的筛选,排除其中的15篇文献,最终纳入12篇山药多糖对动物机体免疫调节方面的文献进行Meta分析,且均为国内文献。未纳入的15篇文献中,有7篇文献免疫指标数据模糊,没有提供相关数据,有6篇文献虽然提供了免疫指标数据,但是数据过少,2篇文献重复。文献质量评价结果:根据Cochrane系统评价的基本方法进行对文献质量的评价,依据赋分制,所纳入的12篇文献赋分结果均在1分~5分之间,均为B级文献。纳入文献的基本特征见表1。
表1 纳入文献基本特征
Table 1 Basic characteristics of included literatures
注:①为碳廓清指数;②为脾脏指数;③为半数血清溶血数值;④为胸腺指数;⑤为淋巴细胞增殖能力;⑥为IL-2含量。T为干预实验组;C为对照组;CY为环磷酰胺(cyclophosphamide)。
纳入研究 模型对照组 干预试验组 指标 动物情况 样本量(T/C)/只赵国华等[2] 给予生理盐水,灌胃处理 山药多糖灌胃处理 ①③ 昆明种小鼠、雌雄兼用、18 g~22 g 40(30/10)徐增莱等[3] 给予蒸馏水,灌胃处理 喂养粉末状山药多糖 ①③⑤ ICR小鼠、雄性、18 g~22 g 40(30/10)刘晓等[13] 腹腔注射环磷酰胺(CY) 山药麸炒后多糖成分灌胃处理 ⑤ KM种小鼠、雌雄各半、18 g~22 g 21(18/3)王德青等[14] 注射生理盐水处理 注射80%乙醇提取的山药多糖溶液 ⑤ 健康小鼠、雌雄各半、18 g~20 g 50(40/10)张红英等[4] 注射眼滴鼻新支二联弱毒苗 注射73%山药多糖溶液 ②④ 商品蛋公鸡 150(100/50)徐新等[5] 盐酸林可霉素,灌胃处理 注射山药多糖纳米粒 ②④⑥ Wistar大鼠、雌雄各半、180 g~220 g 40(20/20)邢文会等[6] 给予生理盐水,灌胃处理 山药多糖溶液灌胃处理 ②④ 昆明种小鼠、雌雄各半、18 g~22 g 20(10/10)宋俊杰等[7] 腹腔注射环磷酰胺(CY) 注射山药多糖溶液 ② KM种小鼠、雄性、18 g~22 g 24(16/8)许效群等[8] 给予蒸馏水,灌胃处理 山药汁液多糖灌胃处理 ①②③ ICR小鼠、雄性、20 g~25 g 40(30/10)曾祥海[9] 给予生理盐水,灌胃处理 注射山药多糖溶液 ①⑥ ICR小鼠、雄性、20 g~22 g 40(30/10)程林等[10] 注射环磷酰胺(CY) 山药多糖灌胃处理 ①⑤ KM种小鼠、雌雄各半、18 g~22 g,ICR小鼠、雌雄各半、18g~22g 90(80/10)杨金莲等[11] 饲养基础日粮 基础日粮上添加山药多糖,给予喂养 ⑤⑥ SD大鼠、雄性、84 g~90 g 40(30/10)
山药多糖对小鼠碳廓清能力影响的Meta分析见图1。
图1 山药多糖对小鼠碳廓清能力影响的Meta分析
Fig.1 Meta analysis of the effect of yam polysaccharide on carbon clearance in mice
由图1可知,在纳入的12篇文献中,共有5篇文献研究山药多糖对小鼠碳廓清能力指数的影响,各个研究之间的异质性I2=95%>50%,有明显的异质性,采用REM进行分析。Meta分析结果显示,与对照组比较,置信区间落在无效线的右侧,没有与无效线交集,表明山药多糖组分对小鼠的碳廓清指数有显著提高的作用[平均差(mean difference,MD)=0.02,95%CI(0.01,0.04),p<0.01],其碳廓清能力指数代表巨噬细胞的吞噬能力,因此这可说明山药多糖能明显的提升巨噬细胞的免疫吞噬能力。
山药多糖对动物脾脏增长能力指数影响的Meta分析见图2。
图2 山药多糖对动物脾脏增长能力指数影响的Meta分析
Fig.2 Meta analysis of the effect of yam polysaccharide on spleen growth index of animals
由图2可知,在所纳入的12篇文献中,共有5篇文献研究山药多糖对动物脾脏增工能力指数的影响,各个研究之间的异质性I2=99%>50%,有明显的异质性,采用REM进行分析。Meta分析结果显示,与对照组比较,置信区间落在无效线的右侧,没有与无效线交集,表明山药多糖组分对动物脾脏增长能力指数增长有显著提高的作用[MD=0.88,95%CI(0.23,1.53),p<0.01],脾脏是动物的免疫器官,最大的外周淋巴器官,富含多种免疫细胞,能够进行免疫作用。所以脾脏的增长代表着动物免疫系统的增强,因此,山药多糖能够增强动物免疫系统。
山药多糖对小鼠免疫淋巴细胞增殖能力影响Meta分析见图3。
图3 山药多糖对小鼠免疫淋巴细胞增殖能力影响Meta分析
Fig.3 Meta analysis of the effect of yam polysaccharide on the proliferation of immune lymphocytes in mice
由图3可知,在纳入12篇文献中,一共有4篇文献研究山药多糖对小鼠免疫淋巴细胞增殖能力影响,各个研究之间的异质性I2=100%>50%,有明显的异质性,采用REM进行分析。根据Meta分析结果,实验组和对照组比较显示,MD=0.11,95%CI为(-0.03,0.25),整体效果检验Z=1.53,p=0.13,而且菱形图案与无效线之间具有交集,说明两组的免疫淋巴细胞增殖能力差异没有统计学意义,进一步说明山药多糖在提高小鼠免疫淋巴细胞增殖能力的影响并没有明显的差别。
山药多糖对小鼠胸腺指数增长影响的Meta分析见图4。
图4 山药多糖对小鼠胸腺指数增长影响的Meta分析
Fig.4 Meta analysis of the effect of yam polysaccharide on the growth of thymus index in mice
由图4可知,在纳入12篇文献中,一共有3篇文献研究山药多糖对小鼠胸腺指数增长影响,各个研究之间的异质性I2=99%>50%,有明显的异质性,采用REM进行分析。根据Meta分析结果,实验组和对照组比较显示,MD=0.84,95%CI为(-0.02,1.70),整体效果检验为Z=1.91,p=0.06,而且菱形图案与无效线之间具有交集,说明两组的胸腺指数增长差异没有统计学意义,进一步说明了山药多糖对提高小鼠胸腺指数增长的影响没有明显的差别。
山药多糖对小鼠血清溶血素影响的Meta分析见图5。
图5 山药多糖对小鼠溶血素影响的Meta分析
Fig.5 Meta analysis of the effect of yam polysaccharide on hemolysin in mice
由图5可知,在所纳入的12篇文献中,共有3篇文献研究山药多糖对小鼠血清溶血素,各个研究之间的异质性I2=98%>50%,有明显的异质性,采用REM进行分析。根据Meta分析结果,实验组和对照组比较显示,MD=85.57,95%CI为(-17.34,188.48),整体效果检验为Z=1.63,p=0.10,而且菱形图案与无效线之间具有交集,说明两组的半数溶血值差异没有统计学意义,进一步说明山药多糖对小鼠血清溶血素的影响没有明显的差别。
山药多糖对小鼠血清IL-2含量影响的Meta分析见图6。
图6 山药多糖对小鼠血清IL-2含量影响的Meta分析
Fig.6 Meta analysis of the effect of yam polysaccharide on serum IL-2 content in mice
由图6可知,在所纳入的12篇文献中,共有3篇文献研究山药多糖对小鼠血清IL-2含量的影响,各个研究之间的异质性I2=100%>50%,有明显的异质性,采用REM进行分析。Meta分析结果显示,实验组与对照组比较,置信区间落在无效线的右侧,没有与无效线交集,表明山药多糖组分对小鼠血清IL-2含量有显著提高的作用 [MD=106.19,95%CI(9.26,203.12),p<0.01],山药多糖能增强小鼠血清IL-2含量,从而增强小鼠的免疫功能。
为保证Meta分析评价结果的稳定性及其准确性,需要进行敏感性分析。通过变换分析模型即采用固定效应模型(fixed effect model,FEM)再次进行比较和分析。所得结果如下。1)碳廓清能力Meta分析改为采用固定效应模型,结果数据为 MD=0.03,95%CI(0.03,0.03),p<0.000 01,与原结论对比一致。2)脾脏增长能力指数Meta分析改为采用固定效应模型,结果数据为 MD=0.84,95%CI(0.80,0.89),p<0.000 01,与原结论对比一致。3)小鼠免疫淋巴细胞增殖能力Meta分析改为采用固定效应模型,结果MD=0.09,95%CI(0.09,0.10),p<0.000 01,与原结论对比一致。4)胸腺增长能力指数Meta分析改为采用固定效应模型,结果MD=0.41,95%CI(0.36,0.46),p<0.000 01,与原结论对比一致。5)血清溶血素影响Meta分析改为采用固定效应模型,结果MD=16.89,95%CI(12.03,21.75),p<0.000 01,与原结论对比一致。6)血清中IL-2的含量Meta分析改为固定效应模型,结果MD=2.21,95%CI(1.79,2.62),p<0.000 01,与原结论对比一致。本文中 6项免疫指标改变分析模型的Meta分析结果都与原结论一致,说明本文合并之后的结果相对来说具有一定的可靠性、精确性。
在Meta分析中,倒置漏斗图可以判断所纳入文献是否存在发表偏倚性。若倒置漏斗图出现对称情况则文献的发表偏倚性较小或者没有偏倚;若倒置漏斗图出现不对称情况则文献存在一定的发表偏倚性,分析结果见图7。
图7 干预实验组和对照组指标比较的倒漏斗分析图
Fig.7 Inverted funnel analysis of index comparison between intervention experimental group and control group
A.碳廓清能力指数;B.脾脏指数;C.淋巴细胞增长能力指数;D.胸腺指数;E.半数溶血值;F.血清IL-2含量;虚线.置信区间;圆圈.纳入的各项研究。所纳入的各项研究与漏斗图的位置关系表明了各自的发表偏倚状况。
由如图 7可知,由图 1可见,B、C、D、E、F 图的对称性都比较差,表明这5方面的研究都有一定的发表偏倚性;但A的对称性相对较好,说明碳廓清能力发表的偏倚性相对来说不明显。
本文利用Meta分析综合评价了山药多糖对动物机体免疫调节的影响。通过对12篇文献的6项免疫指标(分别为碳廓清能力、脾脏增长指数、胸腺增长指数、淋巴增殖能力、血清血溶素以及血清中IL-2的含量)进行Meta分析。结果表明,山药多糖可显著提高小鼠碳廓清能力,促进免疫器官脾脏的增长,提高小鼠血清中的IL-2的含量;但对小鼠免疫淋巴细胞增殖能力和小鼠血清溶血素以及小鼠胸腺指数增长的影响则不明显。根据各项研究数据,山药多糖可以提升小鼠免疫淋巴细胞增殖能力、小鼠血清溶血素以及小鼠胸腺质量,但其效果有待进一步验证。
Meta分析是以文献作为研究基础的一项系统性分析,因此文献质量往往影响着Meta分析的可靠性和真实性。本文利用主题词对相关文献网站(包括中国知网、维普、万方、Pubmed、Springs等)进行了搜索。在相关的英文文献网站中,只检索到相关山药多糖结构与活性的文献,并没有山药多糖对动物机体免疫影响方面的文献,故本文所纳入的文献均为国内文献。文献样本量相对较少,各文献之间对照组的处理不同、山药多糖的浓度不一样、实验动物种类不同等因素都会造成分析结果的异质性和偏倚性[15-16]。本文的偏倚性结果分析表明,6项研究中,其中碳廓清能力发表偏倚性相对来说不明显,其它5项都具有一定的发表偏倚性;但敏感性分析结果显示,本文Meta分析的结果具有一定的可靠性和参考价值。
综上所述,山药多糖虽对动物的碳廓清能力有增强作用,但对动物的其它免疫调节作用尚需进一步研究。
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Meta-Analysis of the Immunomodulatory Effect of Chinese Yam(Dioscorea Opposita Rhizoma)Polysaccharides on the Animal Body
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