OCENA SKUTECZNOŚCI I BEZPIECZEŃSTWA PROBIOTYKÓW (METAANALIZA)

OCENA SKUTECZNOŚCI I BEZPIECZEŃSTWA PROBIOTYKÓW (METAANALIZA) Marta Kasińska, Uniwersytet Medyczny w Łodzi, Klinika Chorób Wewnętrznych, Diabetologii i Farmakologii Klinicznej Stosowanie probiotyków budzi wiele kontrowersji. Większość z nas zapewne kojarzy filmy reklamowe produktów firmy Danone. Firma, reklamując swoje produkty zawierające bakterie probiotyczne, mówi, że 70% odporności pochodzi z brzucha oraz że radość bierze się z wnętrza brzucha, a produkty Danone miałyby działać dobroczynnie na problemy trawienne oraz poprawiać odporność organizmu. Stwierdzenia te budzą wśród opinii publicznej sprzeczne poglądy. Kilka lat temu aż 39 stanów USA wniosło do sądu oskarżenie przeciwko Danone. Stwierdzenia, jakoby produkty probiotyczne Danone miały wspomagać czynność układu trawiennego oraz podnosić odporność organizmu, uznano za wprowadzanie konsumenta w błąd. Według Federalnej Komisji Handlu (FTC) nie było wystarczających dowodów naukowych na potwierdzenie tych haseł. Ponadto Amerykańska Agencja ds. Żywności i Leków (FDA) nie potwierdziła dobroczynnych właściwości reklamowanych produktów. Firma zdecydowała się wypłacić rekompensatę w wysokości 21 milionów dolarów, ustanawiając przy tym rekord w wysokości ugody w USA. Ale czy rzeczywiście możemy tu mówić o wprowadzeniu klienta w błąd? Czy powiedzenie półprawdy (w tym wypadku podkreślenie znaczenia dobroczynnych bakterii dla ogólnego stanu zdrowia) może być uznane za kłamstwo? I wreszcie: czy można w wiarygodny sposób ocenić skuteczność i bezpieczeństwo bakterii probiotycznych? Dobroczynne bakterie W każdym z nas egzystuje olbrzymi zespół mikroorganizmów, liczący dziesiątki trylionów (!) symbiotycznych drobnoustrojów, stanowiących florę jelitową. Mechanizmy, dzięki którym przyczyniają się one do utrzymania lub poprawy zdrowia, to przede wszystkim fermentacja niewykorzystanych substratów energetycznych, zapobieganie wzrostowi bakterii chorobotwórczych oraz wspomaganie układu odpornościowego gospodarza. Nieprawidłowości i zaburzenia mikroflory jelitowej mogą prowadzić do rozwoju poważnych chorób. Sugeruje się, że jednym ze sposobów utrzymania zdrowej flory jelit może być zażywanie probiotyków. Copyright StatSoft Polska 2014 www.statsoft.pl/czytelnia.html 121

Według definicji FAO/WHO probiotyki to żywe drobnoustroje, które podane w odpowiedniej ilości wywierają korzystny wpływ na zdrowie gospodarza [1]. Mechanizm działania probiotyków jest bardzo złożony. Probiotyki wpływają modulująco na mikroflorę jelitową oraz zapobiegają wzrostowi patogenów, poprzez indukowanie produkcji betadefensyn oraz IgA. Ponadto, wzmacniają barierę jelitową, poprzez utrzymywanie ścisłych połączeń między komórkami błony i indukowanie produkcji mucyny. Probiotyki są zaangażowane w immunomodulację, poprzez zależną od ścieżek sygnałowych NFkB i MAPKs produkcję cytokin, co może również wpływać na proliferację i różnicowanie komórek odpornościowych (limfocyty T, komórki nabłonkowe). Probiotyki mogą również wpływać na motorykę przewodu pokarmowego i czucie bólu [2]. Probiotyki w prewencji i leczeniu chorób Wielokierunkowy mechanizm działania probiotyków znajduje odzwierciedlenie w szeregu jednostek chorobowych, w których są one stosowane lub zasadność ich stosowania jest dopiero przedmiotem eksperymentów naukowych. Wydaje się, że stosowanie probiotyków może dawać korzyści w przypadku takich chorób jak: biegunka, alergie, choroby zapalne i zespół jelita drażliwego, zakażenia Helicobacter pylori, nowotwory, zaparcia, choroby sercowo-naczyniowe, zaburzenia układu moczowo-płciowego, zakażenia dróg moczowych, bakteryjne i drożdżakowe zakażenia pochwy. Niemniej jednak wiele badań daje sprzeczne informacje o efektywności probiotyków, w zależności od użytego szczepu czy też jednostki chorobowej, w której prewencji lub leczeniu miałyby być wykorzystywane. Ponadto nie stwierdzono jednoznacznie ich bezpieczeństwa. W jaki sposób można zatem ocenić w sposób wiarygodny skuteczność i bezpieczeństwo bakterii probiotycznych? Możliwość odpowiedzi na to pytanie daje zastosowanie odpowiednich narzędzi statystycznych. Metaanaliza jest szczególnym rodzajem badania, mającym na celu ilościową syntezę wyników pojedynczych, wcześniej przeprowadzonych eksperymentów. Wynik metaanalizy daje wiarygodną odpowiedź na precyzyjnie postawione pytanie badawcze. Kiedy wynik metaanalizy jest wiarygodny? Istnieje kilka warunków przemawiających za wiarygodnością przeglądu systematycznego, którego część stanowi metaanaliza. Po pierwsze: pytanie kliniczne, na które ma odpowiedzieć, powinno być racjonalne oraz sformułowane precyzyjnie. Przed przystąpieniem do gromadzenia danych, badacz powinien przede wszystkim przemyśleć zasadność łączenia populacji i interwencji w analizie. Wskazane jest, aby precyzyjnie postawione pytanie badawcze dało odzwierciedlenie w sposobie przeszukiwania baz literaturowych, a także selekcji badań pierwotnych. Ponadto należałoby ocenić jakość wyszukanych danych. Sposób selekcji i oceny badań włączonych do analizy powinien być powtarzalny [3]. 122 www.statsoft.pl/czytelnia.html Copyright StatSoft Polska 2014

Formułowanie celu badania Z uwagi na potrzebę sformułowania precyzyjnego pytania badawczego za cel analizy przyjęto ocenę skuteczności i bezpieczeństwa probiotyków w trzech jednostkach chorobowych: ostrej biegunce (ang. acute diarrhoea, AD), biegunce związanej z antybiotykoterapią (ang. antibiotic-associated diarrhoea, AAD) oraz atopowym zapaleniu skóry (ang. atopic dermatitis, AD). Przeszukanie baz danych oraz selekcja badań pierwotnych Baza PubMed została przeszukana przy zastosowaniu terminów acute diarrhoea AND probiotics, antibiotic-associated diarrhoea AND probiotics, atopic dermatitis AND probiotics. Ostatnie przeszukanie bazy odbyło się w kwietniu 2013 r. Łącznie wyszukano 750 rekordów (ostra biegunka: 249 badań, biegunka związana z antybiotykoterapą: 280 badań, atopowe zapalenie skóry: 221 badań). Dalsza selekcja obejmowała randomizowane badania kliniczne, w których porównywano skuteczność probiotyku względem placebo lub względem braku interwencji w leczeniu ostrej biegunki, w prewencji i leczeniu biegunki związanej z antybiotykoterapią oraz w prewencji i leczeniu atopowego zapalenia skóry. Do metaanalizy włączonych zostało 60 badań, spośród których 21 włączono do analizy skuteczności probiotyków w ostrej biegunce, 22 do analizy skuteczności probiotyków w biegunce związanej z antybiotykoterapią oraz 17 do analizy skuteczności probiotyków w atopowym zapaleniu skóry. Do analizy bezpieczeństwa probiotyków włączonych zostało 13 badań klinicznych. Miary efektu Określenie miar efektu stanowi istotny element dalszej analizy danych, stanowiąc m.in. o racjonalności łączenia wyników. W zależności od punktów końcowych określonych w badaniach pierwotnych za miary efektu przyjmowano standaryzowaną średnią różnic (ang. standardized mean difference, SMD) w przypadku skali ciągłej (np. długość trwania biegunki w grupie z probiotykiem vs. placebo) bądź iloraz szans (ang. odds ratio, OR) w przypadku miar ekspozycji na zdarzenie (np. wystąpienie efektu niepożądanego w grupie z probiotykiem vs. w grupie z placebo). Analiza statystyczna Metaanaliza została wykonana przy użyciu oprogramowania STATISTICA i dedykowanego narzędzia Zestaw Medyczny, na bazie licencji Uniwersytetu Medycznego w Łodzi. W przypadku efektów mierzonych w skali ciągłej posłużono się standaryzowaną różnicą średnich (ang. standardized mean difference), definiowanej w oprogramowaniu jako d Cohena. Wielkości te zostały obliczone przy użyciu testu t dla różnicy średnich pomiędzy grupami Copyright StatSoft Polska 2014 www.statsoft.pl/czytelnia.html 123

niezależnymi. Posłużono się modelem zmiennym, który zakłada statystyczną niejednorodność wyników badań, oraz przyjęto poziom istotności =0,05. W przypadku obliczania częstości występowania określonych warunków dane były przypisywane do tabel 2x2, a następnie obliczano SMD oraz iloraz szans (ang. odds ratio, OR). Niejednorodność analiz obliczano, stosując statystyki Q oraz I2. W przypadku wysokiej niejednorodności badań przeprowadzano analizę podgrup. Brakujące dane wyliczano zgodnie ze wskazówkami zawartymi w Cochrane Handbook for Systematic Reviews of Interventions [4]. W przypadku nadmiaru danych dokonywano ich syntezy (o ile było to racjonalne i uzasadnione metodycznie), zgodnie ze wskazówkami w podręczniku Cochrane a [4]. Analiza wyników W oprogramowaniu STATISTICA, oprócz wyliczonych wartości, wyniki są także przedstawiane w postaci wykresu leśnego (ang. forest plot). Jest to wygodny i czytelny sposób prezentacji rezultatów analizy. W przypadku skali ciągłej wynik w postaci SMD interpretujemy następująco: 0,2 mały efekt, 0,5 umiarkowany efekt, 0,8 duży efekt istotny klinicznie. Rozważmy zatem analizę skuteczności stosowania probiotyków w ostrej biegunce. RCT Shornikova [26] Guandalini [27] Rosenfeldt 1 [28] Rosenfeldt 2 [29] Salazar-Lindo [30] Kurugol [31] Szymański [32] Khanna [33] Billoo [34] Villarruel [35] Canani [36] Henker [37] Narayanappa [38] Htwe [39] Basu [40] Rerksuppaphol [41] Ritchie [42] Dutta [43] Riaz [44] Year 1997 2000 2002 2002 2004 2006 2006 2009 2011 2012 Duration of acute diarrhoea Meta-analysis:Cohen's d; Random effect; 95% CI d -0,60-0,43-0,45-0,62-0,28-0,28-0,20-0,02-0,68-0,42-0,26-0,32-0,74-0,40-1,73-0,82 0,01-0,12-0,63-0,47 (CI lower (-1,23 (-0,66 (-0,93 (-1,24 (-0,67 (-0,56 (-0,62 (-0,43 (-1,08 (-0,85 (-0,48 (-0,69 (-1,19 (-0,79 (-1,93 (-1,35 (-0,48 (-0,44 (-1,05 (-0,73 CI upper) 0,03) -0,19) 0,03) -0,01) 0,11) 0,23) 0,39) -0,28) -0,03) 0,05) -0,29) -1,52) -0,29) 0,50) 0,20) -0,20) -0,22) p 0,0637 0,0004 0,0665 0,0468 0,1603 0,0499 0,3650 0,9245 0,0010 0,0493 0,0252 0,0907 0,0014 0,0494 0,0024 0,9699 0,4674 0,0037 0,0002 Contribution % 4,42% 5,82% 5,01% 4,49% 5,35% 5,70% 5,23% 5,26% 5,30% 5,23% 5,85% 5,41% 5,12% 5,32% 5,89% 4,83% 4,98% 5,57% 5,23% -2,0-1,0 0,0 1,0 2,0-1,5-0,5 0,5 1,5 better: probiotic better: placebo Rys. 1. Wykres leśny 19 randomizowanych badań kontrolowanych oceniających skuteczność probiotyków w redukcji czasu trwania ostrej biegunki. 11 badań wskazało na istotną skuteczność probiotyków w redukcji czasu trwania ostrej biegunki. Przypadkiem, który znacznie wyróżnia się spośród pozostałych jest badanie przeprowadzone przez Basu, et al. Najprawdopodobniej powodem tej sytuacji jest wyższa 124 www.statsoft.pl/czytelnia.html Copyright StatSoft Polska 2014

dawka probiotyku zastosowana w badaniu. Przeprowadzona analiza heterogeniczności wykazała, że przypadek ten znacznie zaburza jednorodność analizy (Q = 167,37; I2 = 89,25%). Zwykle przyjmuje się, że wartość parametru I2 w przedziale 0-40% prawdopodobnie wskazuje na nieistotną niejednorodność, 30-60% niejednorodność umiarkowaną wymagającą dokładniejszego zbadania, 50-90% oznacza dużą niejednorodność wymagającą zbadania i opisania, zaś 75-100% oznacza sytuację budzącą wątpliwości co do zasadności łączenia badań i interpretacji analizy. Wyłączenie powyższego badania z analizy spowodowało znaczne zmniejszenie niejednorodności (Q=20,18; I2=15,76%). Podobnie analiza skuteczności probiotyków w biegunce poantybiotykowej wykazała istotną niejednorodność badań (Q=34,522; I2=42,07%). Przeprowadzono zatem analizę w podgrupach, biorąc pod uwagę wiek uczestników badania. Incidence of AAD Subgroup analysis: Cohen's d; Random effect, T2 separated; 95% CI RCT Vanderhoof [48] Erdev e [50] Year 1999 2004 d -0,82-0,74 (CI l. (-1,31 (-1,09 CI u.) -0,32) -0,39) p 0,0012 Contribution % 15,61% 27,05% Correa [51] Kotowska [52] -0,47-0,99 (-0,89 (-1,60-0,05) -0,38) 0,0299 0,0013 20,28% 10,93% Szy mański [60] -0,43 (-1,77 0,92) 0,5350 2,41% Ruszczy ński [58] Merenstein [62] 2009-0,63-0,13 (-1,37 (-0,62 0,10) 0,35) 0,0903 0,5919 7,68% 16,03% children -0,61 (-0,82-0,40) Can [53] Hickson [54] 2006-1,08-0,72 (-2,25 (-1,25 0,09) -0,18) 0,0701 0,0083 2,72% 9,60% Beausoleil [55] -0,59 (-1,15-0,03) 0,0383 9,01% Conway [56] Wenus [57] -0,29-1,00 (-0,67 (-1,90 0,08) -0,09) 0,1218 0,0312 14,49% 4,26% Saf dar [61] Koning [59] -0,58-0,79 (-1,39 (-1,57 0,24) 0,1651 0,0495 5,08% 5,41% Lonnermark [64] 0,13 (-0,55 0,81) 0,7078 6,81% Sampalis [65] Song [66] -0,22-0,36 (-0,46 (-1,04 0,02) 0,32) 0,0678 0,2983 20,26% 6,79% Gao [63] -0,82 (-1,22-0,42) 0,0001 13,37% Cimperman [67] 2011-1,37 (-2,69-0,05) 0,0413 2,20% adults -0,51 (-0,71-0,31) Lewis [47] 1998 0,28 (-0,41 0,98) 0,4256 29,18% Plummer [49] 2004 0,00 (-0,45 0,45) 1,0000 70,82% elderly 0,08 (-0,29 0,46) 0,6669-0,47 (-0,61-0,34) -3-2 -1 0 1 2 3 better:probiotic better:placebo Rys. 2. Wykres leśny 21 RCTs opisujących skuteczność probiotyków w prewencji AAD analiza w podgrupach w zależności od wieku uczestników badania. Porównanie grup z wykorzystaniem statystyki Q wskazało na istotną niejednorodność między grupami (Q=10,167; p=0,0062). Stosowanie probiotyków skutkowało redukcją występowania biegunki poantybiotykowej w przypadku dzieci i dorosłych. U osób starszych nie zaobserwowano istotnego związku między stosowaniem probiotyku a redukcją wystąpienia biegunki związanej z antybiotykoterapią. Jednakże, jak wynika z wykresu, łączny wynik jest istotny statystycznie. Powyższy wykres jest również przykładem możliwości przedstawienia danych dotyczących ekspozycji na zdarzenie w postaci SMD. Wartość ta jest wyznaczana na podstawie wzoru: lnor = π 3 SMD Copyright StatSoft Polska 2014 www.statsoft.pl/czytelnia.html 125

Metaanaliza wykazała wątpliwą skuteczność probiotyków w zapobieganiu i leczeniu atopowego zapalenia skóry. Aby ocenić, czy sposób zaprojektowania badania wpływa na efekt kliniczny, przeprowadzono analizę w podgrupach w zależności od startu i przebiegu interwencji (prenatalnie i kontynuowano w okresie postnatalnym vs. tylko okres postnatalny). AD incidence Subgroup analysis: Cohen's d; Random effect, T2 separated; 95% CI RCT Year d (CI l. CI u.) p Contribution % Kim [74] -0,61 (-1,22 0,01) 0,0531 14,44% Dotterud [75] -0,29 (-0,62 0,04) 0,0873 37,53% Kopp [72] 0,02 (-0,48 0,52) 0,9373 20,46% Kalliomaki 1 [69] 2001-0,56 (-0,97-0,14) 0,0085 27,57% pre- & postnatally -0,35 (-0,60-0,10) 0,0068 Soh [73] 2009-0,09 (-0,42 0,23) 0,5762 39,38% Prescott [71] 0,21 (-0,15 0,58) 0,2556 31,36% Taylor [70] 0,09 (-0,29 0,47) 0,6291 29,27% only postnatally 0,06 (-0,15 0,26) 0,5843-0,10 (-0,26 0,05) 0,1947-1,4-1,0-0,6-0,2 0,2 0,6 1,0 1,4 better:probiotic better:placebo Rys. 3 Wykres leśny 7 RCTs dotyczących skuteczności probiotyków w prewencji atopowego zapalenia skóry analiza w podgrupach w zależności od sposobu zaprojektowania badania i interwencji. Analiza podgrup wskazała na ich niejednorodność (Q=5,95; p = 0,0147). Podawanie probiotyków już w okresie prenatalnym i kontynuowane w okresie postnatalnym wiązało się ze zmniejszeniem częstości występowania AD. Z kolei administrowanie probiotyków ograniczone do okresu postnatalnego nie wiąże się z redukcją występowania AD. Analiza bezpieczeństwa probiotyków wykazała, iż stosowanie probiotyków nie było związane ze zwiększonym ryzykiem wystąpienia efektów ubocznych. Dokładniejsze analizy, uwzględniające inne punkty końcowe (m.in. poprawa jakości życia, redukcja czasu hospitalizacji, redukcja indeksu SCORAD stosowanego do oceny ciężkości atopowego zapalenia skóry) przedstawiono w pracy magisterskiej. 126 www.statsoft.pl/czytelnia.html Copyright StatSoft Polska 2014

Adverse events Subgroup analysis: OR (odds ratio); Random effect, T2 separated; 95% CI RCT Kurugol [31] Rosenfeldt [29] Henker [37] acute diarrhoea OR 0,33 2,49 1,06 0,98 (CI l. (0,01 (0,10 (0,14 (0,22 CI u.) 8,20) 64,62) 7,77) 4,42) p 0,4988 0,5831 0,9569 0,9822 Contribution % 21,91% 21,32% 56,77% Beausoleil [55] Safdar [61] Merenstein [62] Lonnermark [64] Sampalis [65] Song [66] Gao [63] Koning [59] antibiotic-associated diarrhoea 1,14 0,21 1,05 1,04 0,95 4,44 0,48 0,44 0,93 (0,50 (0,03 (0,06 (0,20 (0,64 (0,49 (0,04 (0,07 (0,67 2,63) 1,26) 17,17) 5,31) 1,42) 40,44) 5,42) 2,76) 1,30) 0,7561 0,0879 0,9727 0,9634 0,8156 0,1855 0,5548 0,3818 0,6823 15,47% 3,34% 1,38% 4,05% 68,52% 2,21% 1,84% 3,20% Gerasimov [78] Gruber [85] atopic dermatitis 1,47 1,45 1,46 (0,63 (0,57 (0,78 3,39) 3,73) 2,73) 0,3707 0,4376 0,2361 55,92% 44,08% 1,03 (0,77 1,37) 0,8574 0,01 0,05 0,2 1 0,02 0,1 0,5 2 5 20 100 10 50 better:probiotic better:placebo Rys. 4 Wykres leśny 13 RCTs dotyczących skutków ubocznych probiotyków. Wnioski Metaanaliza wykazała zróżnicowaną skuteczność probiotyków w różnych jednostkach chorobowych oraz ich ogólne bezpieczeństwo. Przeprowadzenie metaanalizy w programie STATISTICA Zestaw Medyczny jest wygodną i wiarygodną metodą oceny skuteczności i bezpieczeństwa probiotyków w różnych jednostkach chorobowych. Niemniej jednak, do jeszcze większego uwiarygodnienia analizy, konieczne jest przeprowadzenie kolejnych, dużych randomizowanych badań klinicznych. Literatura 1. FAO/WHO (2001). Health and Nutritional Properties of Probiotics in Food including Powder Milk with Live Lactic Acid Bacteria. 2. Hemarajata P, Versalovic J. Effects of probiotics on gut microbiota: mechanisms of intestinal immunomodulation and neuromodulation. Therap Adv Gastroenterol. 2013 Jan;6(1):39-51. 3. Leśniak W, Bała M, Mrukowicz J, Brożek J, Jaeschke R, Gajewski P. Przegląd systematyczny i metaanaliza. [w:] Podstawy EBM, czyli medycyny opartej na danych naukowych dla lekarzy i studentów medycyny, pod red. P. Gajewskiego, R. Jaeschke i J. Brożka, Medycyna Praktyczna, Kraków. 4. Cochrane Handbook for Systematic Reviews of Interventions. Version 5.1.0 updated March 2011. Access on 05-20-2013. Available at: http://handbook.cochrane.org/. Copyright StatSoft Polska 2014 www.statsoft.pl/czytelnia.html 127