山楂提取物混合物对超重成人体脂和血脂水平的影响:一项为期12周的随机、双盲、安慰剂对照试验

文摘   2024-11-08 17:00   浙江  

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摘要

山楂提取物混合物(CEM)是由山楂(Crataegus pinnatifida)叶和温州蜜柑(Citrus unshiu)皮提取物组合而成,这两种草药在治疗肥胖和高脂血症方面有着悠久历史。本研究旨在探讨CEM对超重成人体脂和血脂水平的影响及其安全性。我们进行了一项为期12周、随机、双盲、安慰剂对照、平行组试验,共纳入了105名年龄在2060岁之间、体重指数在2530 kg/m²之间的受试者。符合条件的受试者按1:1:1的比例随机分配至高剂量CEM组(400 mg,每日三次)、低剂量CEM组(280 mg,每日三次)或安慰剂组。通过双能X射线吸收测定法(DXA)、生物电阻抗分析法(BIA)和人体测量学方法对体脂进行评估。在给药前和给药后分别测量血脂和脂肪细胞因子水平。12周后,DXA和BIA测量的脂肪百分比降低值在CEM组显著高于安慰剂组。CEM还显著降低了体重、体重指数和血液瘦素水平。进一步的符合方案分析显示,高剂量CEM还降低了血液甘油三酯和极低密度脂蛋白胆固醇水平。CEM治疗后未发生不良事件。本研究结果表明,CEM对于超重或轻度肥胖个体而言,在减少体脂和体重以及调节血脂和瘦素水平方面是安全有效的。

1,引言
肥胖已成为全球范围内的公共卫生威胁,其流行程度已达到疫情级别。即使在韩国这一患病率低于美洲或欧洲的国家[1],2020年体重指数(BMI)达到或超过25 kg/m²的超重和肥胖成年人也约占总人口的40%[2]。由于肥胖会增加罹患各种心血管、代谢、骨骼疾病以及癌症的风险[3,4],因此需要从超重阶段就开始进行体重管理的早期干预。
减肥方法涉及多个学科,包括改变生活方式、功能性食品/营养补充剂、药物治疗、减肥手术等。目前批准使用的抗肥胖药物(如司美格鲁肽、利拉鲁肽、纳曲酮/安非他酮、芬特明/托吡酯、奥利司他)适用于BMI ≥ 30 kg/m²或BMI ≥ 27 kg/m²且伴有一种或多种共病的患者[5]。对于BMI低于这些阈值的超重人群,通常会以超适应症的方式开具昂贵的长期药物[6]。历史上,许多抗肥胖药物因心脏毒性、精神障碍或药物滥用和依赖而被撤市[7],最近,氯卡色林也因增加癌症风险而在2020年被撤市。就安全性和经济性而言,替代治疗方法,尤其是植物来源的治疗方法,已引起了广泛的研究兴趣。
对于超重或轻度肥胖的个体,可以考虑使用已知具有减肥功效和安全性的传统药用草药,而非超适应症使用药物。山楂提取物混合物(CEM)是由山楂(Crataegus pinnatifida)叶和温州蜜柑(Citrus unshiu)皮提取物组成的混合物。在东亚,山楂和温州蜜柑传统上被用于促进消化和缓解胃食物滞留,现在则广泛用于治疗肥胖和高脂血症[8-10]。山楂叶和温州蜜柑皮在肥胖动物模型中对减脂和脂质代谢的有益作用已得到充分证实[8,9,11]。此外,温州蜜柑皮还能降低超重和肥胖成年人的BMI,并降低其总胆固醇(TC)和甘油三酯(TG)水平[12]。已有研究表明,CEM可通过防止肠道脂质吸收、减少肝脏脂质生成和糖异生、增加肝脏β-氧化、提高胰岛素敏感性以及抑制脂肪组织中的脂肪生成和炎症,来减少高脂饮食喂养啮齿动物的内脏脂肪并调节其血脂水平[13,14]。
这些有前景的前期研究结果促使我们进一步在人体中研究CEM的减脂效果。本试验旨在探讨CEM对超重成人体脂和血脂水平的影响及其安全性。
2,材料与方法
2.1 试验设计
本试验为一项为期12周、随机、双盲、安慰剂对照、平行组试验,在韩国庆熙大学医院和庆熙大学医学营养研究所进行。本试验遵循《赫尔辛基宣言》的伦理原则和韩国《临床试验良好实践指南》,并已获得庆熙大学医院机构审查委员会的批准(批准号:KMC IRB 1401-05)。
2.2 受试者
年龄在20至60岁之间、BMI在25至<30 kg/m²之间的成年人符合参与资格。关键排除标准包括患有高血压、糖尿病和心血管疾病等肥胖相关疾病,以及正在服用抗肥胖药物。详细的纳入和排除标准列表见表1。
2.3 程序
本试验设计为向超重受试者提供高剂量或低剂量的CEM或安慰剂,并评估其在12周治疗期间内的体脂减少情况。经过1周的筛查期后,符合条件的受试者按1:1:1的比例随机分配至280 mg或400 mg CEM组或安慰剂组,每天口服三次,持续12周。受试者在基线时以及第4周和第8周时领取为期4周的研究产品供应。在第4、8和12周时,收回并计数未使用的药片,以评估受试者的依从性。在服用CEM或安慰剂后,受试者于第4、8和12周(访问窗口为±7天)前往医院,评估研究产品的有效性和安全性。由经验丰富的临床营养师进行标准化的医学营养治疗,包括营养状况评估、诊断、营养干预和评估等一系列流程。受试者的膳食摄入由注册营养师控制,并避免使用其他补充剂。

纳入标准
符合以下所有标准的参与者有资格纳入研究:

  1. 年龄在≥20岁至≤60岁之间的男性和女性;

  2. 体重指数在25至<30 kg/m²之间;

  3. 自愿决定参与并签署了知情同意书的参与者。

排除标准
若参与者符合以下任何一项标准,则排除在研究之外:

  1. 收缩压≥160 mmHg或舒张压≥100 mmHg;正在服用利尿剂的高血压患者;

  2. 空腹血糖水平≥126 mg/dL或随机血糖水平≥200 mg/dL;患有糖尿病且正在服用口服降糖药或胰岛素的患者;

  3. 患有心脏、肾脏、肝脏或甲状腺疾病,或脑血管疾病;

  4. 患有胆囊疾病、胃肠道疾病、痛风或卟啉症;

  5. 患有精神障碍,如抑郁症、精神分裂症、酒精依赖、药物成瘾等;

  6. 正在服用抗肥胖药物;

  7. 怀孕或哺乳期女性;

  8. 在过去30天内参加过减重计划或食用过减肥食品;

  9. 因严重肌肉骨骼疾病而无法运动者;

  10. 在过去5年内被诊断并治疗过癌症;

  11. 患有哮喘或其他过敏性疾病;

  12. 在过去6个月内有手术史;

  13. 有药物或酒精成瘾史;

  14. 在过去3个月内参与过其他临床试验;

  15. 文盲或阅读能力有限者;

  16. 因其他原因被认为不适合参与者。


2.4. 研究产品与干预措施
CEM(山楂橘皮提取物)是由山楂(Crataegus pinnatifida)叶和温州蜜柑(Citrus unshiu)皮制成的30%乙醇水溶液提取物。该提取物由一家符合大宗药品生产质量管理规范(Bulk Good Manufacturing Practice)的认证制造商根据Lee等人(2016)[14]报道的方法生产。采用Lee等人(2016)[14]报道的高效液相色谱分析法,对CEM的标志化合物——维特辛和柚皮苷的含量进行了定量测定。经确认,本试验所用的批次符合既定规格。
活性产品为800毫克片剂,每片含有140毫克或200毫克的CEM,而安慰剂片剂则含有微晶纤维素作为替代。活性片剂和安慰剂片剂在大小、形状和颜色上均相同。参与者每日口服2片活性片剂或安慰剂片剂,每日三次(早餐、午餐和晚餐后),持续12周。低剂量和高剂量CEM治疗的日剂量分别为840毫克和1200毫克。
2.5. 疗效评估指标
在基线时和第12周,使用双能X射线吸收测定法(DXA)(Lunar Prodigy,GE Healthcare,美国伊利诺伊州芝加哥)评估体脂百分比和脂肪量,作为主要评估指标。同时,在基线时以及第4、8和12周,还使用生物电阻抗分析(BIA)(InBody 4.0,Biospace,韩国首尔)测量体脂百分比和脂肪量。在基线时以及第4、8和12周,还测量了人体测量参数,包括体重、体重指数(BMI)、腰围和臀围以及腰臀比。腰围测量的是自然腰围的最小周长,臀围测量的是臀部最大周长。人体测量参数由同一名经过培训的研究人员在相同时间(±1小时)内,在空腹状态下穿着轻便衣物进行测量。
在基线时和第12周,测量了血清中的脂质、游离脂肪酸和脂肪细胞因子(包括脂联素、瘦素和内脏脂肪素)水平。甘油三酯(TGs)、总胆固醇(TC)、高密度脂蛋白胆固醇(HDL-C)和低密度脂蛋白胆固醇(LDL-C)的浓度使用自动分析系统(Modular Analytics,Roche Diagnostics,德国曼海姆)在韩国Green Cross Laboratories(京畿道龙仁市)进行分析。极低密度脂蛋白胆固醇(VLDL-C)的浓度通过使用Friedewald方程计算得出,该方程通过将甘油三酯除以5来计算VLDL-C。游离脂肪酸的浓度通过比色法(Cobas 8000,Roche Diagnostics,德国曼海姆)使用商业试剂盒(NEFA-HR (2),Wako Chemicals,日本大阪)进行测量。瘦素浓度通过放射免疫分析(LINCO Research,Inc.,美国密苏里州圣查尔斯)进行测量。脂联素和内脏脂肪素的水平使用商业化酶联免疫吸附测定试剂盒(human adiponectin ELISA,R&D Systems,美国明尼苏达州明尼阿波利斯;human visfatin ELISA,Adipogen,瑞士利斯塔尔)进行测量。血液水平在至少12小时的空腹条件下进行测量。
2.6. 安全性评估
安全性评估基于不良事件、实验室异常结果、生命体征变化和体格检查观察进行。在筛查、基线和第12周进行了包括血液学、血清生化学和尿液分析在内的实验室分析。在每次计划访问时都监测生命体征并进行体格检查。
2.7. 样本量
本研究的主要目的是确定在12周时,通过DXA测量的体脂百分比变化方面,CEM是否优于安慰剂。假设CEM组和安慰剂组在12周给药后体脂百分比平均变化的差异为1.06%,标准差为1.40%。为了达到80%的统计检验力和5%的显著性水平,每组需要29名受试者。考虑到20%的脱落率,本试验共纳入了105名受试者,每组35人。
2.8. 统计分析
使用意向治疗(Intention-to-Treat)人群和符合方案(Per-Protocol)人群对结果数据进行分析。意向治疗人群包括所有随机分配的参与者,而符合方案人群则包括那些主要疗效评估按照方案进行且没有重大方案违规行为(如不符合纳入/排除标准或使用禁用药物)的参与者。治疗依从性低于80%的参与者被排除在符合方案人群之外。缺失数据使用最后一次观察值结转(Last-Observation-Carried-Forward)方法进行替换。为了检验主要和次要终点指标的组间差异,进行了带有LSD事后检验的单因素方差分析。统计分析使用SPSS 23.0(SPSS,Inc.,美国伊利诺伊州芝加哥)进行。

3. 结果

3.1. 受试者

本试验于2014年5月至2015年3月进行,共纳入105名受试者(图1)。总体而言,67.6%的受试者完成了试验(低剂量组、高剂量组和安慰剂组分别为61.8%、77.1%和63.9%),且≥80%的受试者按分配坚持了CEM治疗或安慰剂治疗。各组内均未出现因不良事件而中断治疗的情况。

图1. 研究受试者流程图。

所有组别的社会人口学和临床基线特征总体相似(表2)。受试者的平均年龄为31.0岁,大多数为女性(60.0%)和单身(60.0%),平均体重为75.4公斤,平均身体质量指数(BMI)为27.1 kg/m²,平均腰围和臀围分别为92.1厘米和103.5厘米。在基线时,各组在双能X射线吸收测定法(DXA)和体积描记法(VIA)变量、人体测量参数或血清脂质、游离脂肪酸和脂肪细胞因子水平方面均无显著差异。

表2. 受试者基线时的社会人口学和临床特征。

3.2. 主要有效性结果
本试验的主要终点——通过双能X射线吸收测定法(DXA)测量的体脂百分比和体脂量的变化情况如表3和图2所示。为期12周的低剂量和高剂量CEM治疗均显著降低了全身体脂百分比(与安慰剂组相比,p值分别为0.002和0.007)和体脂量(与安慰剂组相比,p值分别为0.005和0.006)。在低剂量组中,手臂、腿部、躯干和腹部(android区域)的体脂百分比均有所降低(与安慰剂组相比,p值分别为0.014、0.003、0.005和0.011);而在高剂量组中,腿部、躯干和腹部(android区域)的体脂百分比有所降低(与安慰剂组相比,p值分别为0.013、0.016和0.034)。CEM给药未改变无脂质量或瘦体质量。

表3. 服用CEM 12周后通过双能X射线吸收测定法(DXA)测量的身体成分。

图2. 第12周时通过双能X射线吸收测定法测量的总体和区域体脂百分比(a-f)及体脂量(g)的变化。该图展示了第12周时与基线相比的总体体脂百分比(a)以及五个区域(手臂(b)、腿部(c)、躯干(d)、腹部(e)和臀部(f))的体脂百分比变化。p值表示通过LSD事后检验确定的与安慰剂组相比的差异的统计学显著性。山楂提取物混合物(CEM)的每日剂量为840毫克/天和1200毫克/天。BF,体脂;BFM,体脂量;CFB,与基线相比的变化;ns,无显著性差异。

3.3. 次要有效性结果

3.3.1. 通过生物电阻抗分析(BIA)测量的体脂

如表4所示,生物电阻抗分析(BIA)结果显示,在低剂量和高剂量CEM治疗12周后,体脂量均显著减少(与安慰剂组相比,p值分别为0.002和0.005)。

表4. 服用CEM 12周后通过生物电阻抗分析(BIA)和人体测量得到的体脂数据。

3.3.2. 人体测量参数
12周的人体测量参数变化如表4所示。低剂量和高剂量CEM治疗均显著降低了体重(与安慰剂组相比,p值分别为0.021和0.011)和身体质量指数(BMI)(与安慰剂组相比,p值分别为0.024和0.009)。然而,腰围、臀围和腰臀比并未因CEM给药而发生变化。
3.3.3. 血清脂质浓度
如表5所示,在意向治疗受试者中,CEM治疗并未改变血清脂质水平,包括甘油三酯(TGs)、总胆固醇(TC)、高密度脂蛋白胆固醇(HDL-C)、低密度脂蛋白胆固醇(LDL-C)和极低密度脂蛋白胆固醇(VLDL-C)。我们进行了额外的按方案分析,并发现与安慰剂相比,高剂量CEM显著降低了TG和VLDL-C水平(见表S1)。

表5. 服用CEM 12周后的血清脂质、游离脂肪酸和瘦素水平。
3.3.4. 血清游离脂肪酸和脂肪细胞因子浓度
12周的CEM给药并未改变游离脂肪酸的水平(表5)。然而,与安慰剂组相比,高剂量CEM组的主要脂肪细胞因子——瘦素的循环水平显著降低(p = 0.001)。CEM并未影响其他两种脂肪细胞因子——脂联素和内脏脂肪素的水平(数据未显示)。
3.4. 安全性结果
在CEM摄入期间,未报告任何不良事件。生命体征或血液学和血液生化参数也无显著变化(数据未显示)。
4,讨论
在东亚,山楂和蜜柑被广泛用于减脂和体重管理,但其疗效尚未在设计良好的前瞻性研究中得到验证。在本项双盲、随机、对照试验中,与安慰剂组相比,接受低剂量和高剂量CEM治疗的超重成年人其体脂百分比、体脂量、体重和BMI的降低幅度均显著更大。此外,高剂量CEM还显著降低了血清瘦素水平。
我们使用了三种测量方法——DXA、BIA和人体测量,来评估CEM在减少体脂方面的疗效。在低剂量和高剂量CEM治疗后,这三种测量结果均观察到了积极效果。DXA和BIA是常用的身体成分评估方法,多项研究报告了DXA和BIA所得脂肪量之间的强相关性[15,16]。DXA通过分析两种不同X射线能量的衰减差异来区分骨骼、脂肪和瘦肉组织,被认为是一种高度准确且可重复的方法,通常被视为体脂测量的金标准[17]。BIA则通过测量体内基于水分含量的电阻来估算体脂,但其结果可能受多种因素影响[18]。一些研究表明,由于肥胖个体体内水分分布的差异,BIA可能会提供不准确的体脂估算结果[15]。总体而言,与BIA相比,DXA被认为具有更高的准确性和更低的变异性。DXA的另一个特点是能够量化区域体脂。在本研究中,CEM不仅降低了总体体脂百分比,还降低了特定区域(如手臂、腿部、躯干和腹部)的体脂百分比。DXA和BIA结果均显示体脂量减少,同时体重和BMI也降低。这些一致的结果支持了CEM在减少体脂方面的有效性。
重要的是,DXA结果显示,CEM在减少体脂的同时帮助保留了瘦体质量(LBM)。LBM指总体重减去体脂量,包括肌肉、骨骼、体液等的重量。在某些饮食方案中,体重的减轻来自LBM的减少[19]。LBM的减少会对健康产生不良影响,包括静息能量消耗下降、疲劳感增加、神经肌肉力量减弱以及受伤风险增加[20]。此外,由于LBM减少导致的代谢减慢可能使个体更容易复重[21]。因此,保持LBM对于持续减重和预防潜在健康并发症至关重要。CEM治疗降低了体脂而未损失LBM,表明CEM可能是维持减重和改善身体成分的一种潜在策略。
与基线(16.2 ng/mL)相比,高剂量CEM组的瘦素水平降低了2.8 ng/mL,与安慰剂组相比显著降低。瘦素是一种主要由脂肪组织分泌的激素,可抑制饥饿感并刺激交感神经流出,从而增加能量消耗。在超重和肥胖个体中,瘦素浓度较高,但他们对内源性瘦素产生不敏感,表明存在瘦素抵抗。多项研究表明,在韩国人群中,血液瘦素浓度与体脂量和BMI之间存在强烈的正相关关系[22,23]。在BMI正常的健康韩国成年人中,男性平均血清瘦素浓度报告为2至5 ng/mL,女性为5至12 ng/mL[23-25]。在以往一项涉及无医学疾病健康韩国人的研究中,BMI≥25 kg/m²的人群瘦素浓度约为BMI<25 kg/m²人群的2-3倍[26],这与我们的结果一致。我们的结果表明,CEM通过减少体脂量来降低循环瘦素水平,可用于缓解超重个体的瘦素抵抗。
坚持12周的高剂量CEM治疗可使甘油三酯(TG)水平较基线降低20.2%(从140.9 mg/dL降低至28.4 mg/dL),并降低极低密度脂蛋白胆固醇(VLDL-C)水平(计算为TG水平的五分之一)。甘油三酯主要在肝脏中合成,脂肪组织中的脂肪酸来自饮食或内源性来源。甘油三酯是体内重要的能量来源,但过量时会增加心血管风险。肝脏产生的甘油三酯以VLDL颗粒的形式释放到血液中,这些颗粒变得更小并转化为中间密度脂蛋白,然后转化为低密度脂蛋白(LDL),导致动脉粥样硬化[27]。虽然TG水平<150 mg/dL被归类为正常,但美国心脏协会建议将TG水平低于100 mg/dL视为最佳水平[28]。我们的结果表明,CEM可使超重成年人的TG水平降低至接近理想水平,这可能最终降低他们的心血管风险。
据报道,CEM及其所含草药(山楂叶和蜜柑皮)通过抑制脂质吸收、改善脂质代谢以及调节肥胖引起的激素失衡和炎症来发挥抗肥胖作用[9,13,14,29-33]。在饮食诱导的肥胖大鼠模型的前临床研究中[13,14],CEM增加了粪便脂质排泄和肝脏β-氧化,并减少了附睾脂肪组织和肝脏中的脂肪生成和脂质生成。它们还抑制了高脂饮食诱导的血液胰岛素水平升高和附睾脂肪中促炎细胞因子的表达[14]。这些机制可能有助于CEM治疗后体脂的减少以及血液瘦素、TG和VLDL-C水平的降低。此外,支持我们关于高剂量CEM组瘦素和TG水平显著降低的结果,肥胖大鼠在CEM治疗后,其脂肪组织中的瘦素表达和血清TG水平也降低[13]。
人们认为,山楂叶和蜜柑皮中富含的黄酮类化合物是CEM抗肥胖作用的主要贡献者。山楂叶中的黄酮类化合物,主要是来自芹菜素和木犀素的C-糖基黄酮,如牡荆素、牡荆素鼠李糖苷和牡荆素葡糖苷,以及槲皮素和山奈酚的黄酮醇苷衍生物,如金丝桃苷、异槲皮苷和芦丁,因其具有调节脂质和抗动脉粥样硬化的作用而广为人知[34,35]。据报道,山楂叶的黄酮类成分可通过部分抑制胰脂肪酶来减少橄榄油负载小鼠的甘油三酯吸收[9,36]。山楂叶中的黄酮类化合物已显示出多种降脂活性机制,包括抑制胆固醇吸收、脂肪生成和肝脏脂质生成,以及增加肝脏脂肪酸氧化[37]。柑橘类黄酮,特别是柚皮苷、柚皮素、川陈皮素和橙皮苷,已知可通过调节脂质代谢、改善胰岛素抵抗和抑制脂肪组织中的炎症反应来逆转肥胖及相关代谢异常[38-40]。
低剂量和高剂量的CEM均降低了体脂百分比、体脂量、体重和BMI,表明用于减脂和体重管理的有效剂量范围为840至1200 mg/天。考虑到提取收率,840-1200 mg/天的CEM相当于3-6 g/天的山楂叶和2-4 g/天的蜜柑皮。这些原材料的重量范围与这两种草药的传统用量相对应[41]。在高脂饮食喂养的大鼠中,以100 mg/kg/天的剂量给予CEM可显示出抗肥胖作用[13,14]。将这一大鼠剂量转换为人类等效剂量,相当于每天每公斤16 mg,对于体重75 kg的人来说,即相当于1200 mg/天。我们将1200 mg/天确定为高剂量,并考虑到传统用量,将高剂量的70%(840 mg/天)设定为低剂量。在高剂量组中观察到血清瘦素、TG和VLDL-C水平显著降低,而在低剂量组中未观察到这种变化,表明高剂量在调节这些水平方面更有效。此外,在完成12周高剂量治疗的按方案受试者中,TG和VLDL-C水平的降低表明,为改善血脂状况,需要高度遵守CEM治疗方案。
在CEM治疗期间未观察到任何不良事件。山楂属(通常称为山楂)的叶子和蜜柑皮已被确认为安全[12,42]。在以往的临床研究中,未发现山楂叶提取物给药后出现任何不良事件[43]。在超重或肥胖患者中,蜜柑皮治疗耐受性良好,仅出现轻微不良反应,且可自发缓解[12]。此外,蜜柑皮的水提取物未显示出基因毒性,在大鼠中表现出低急性和亚慢性毒性[44]。我们的安全性结果以及以往报告的安全性特征表明,CEM对于旨在减脂和减重的超重成年人来说是安全的。
由于本研究招募的是BMI为25-30且无医学问题的亚洲受试者,且受试者的平均年龄为31.0岁,因此将我们的研究结果推广到老年人群、其他种族或患有各种医学疾病的人群具有挑战性。CEM已被开发为功能性食品成分,旨在减少超重但无重大医学疾病(通常称为亚健康或轻度不健康个体)的个体体内的脂肪。为了探索其作为药物的潜力,未来研究方向可考虑纳入老年人群、其他种族或患有医学疾病的人群。

5,结论

这项双盲、随机、对照研究表明,中药提取物(CEMs)对于减少超重受试者的体脂和体重,以及改善血脂和瘦素水平是有效且安全的。中药提取物对于预防超重个体发展为轻度至中度肥胖、高甘油三酯血症和瘦素抵抗具有价值。

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