薈萃分析及其在動(dòng)物研究中的應(yīng)用

黃榮，馬曉玲，舒適

(1.青海大學(xué)畜牧獸醫(yī)科學(xué)院，西寧 81000；2.青海大學(xué)農(nóng)牧學(xué)院，西寧 81000)

薈萃分析(Meta-analysis)，又稱Meta分析，是對(duì)原始研究的再次定量研究、同一類問(wèn)題的定量合成，屬于二次研究。該分析方法要求具備系統(tǒng)性、可重復(fù)性及客觀性[1,2]。它也是一種綜合多個(gè)研究結(jié)果的分析思路或規(guī)則，根據(jù)研究結(jié)果的類型和不同的分析目的可有數(shù)目繁多的統(tǒng)計(jì)方法供選擇[3,4]。Meta分析最早是由英國(guó)教育心理學(xué)家Glass提出的[5]，目前已廣泛用于心理學(xué)、教育學(xué)、臨床醫(yī)學(xué)和流行病學(xué)的醫(yī)學(xué)健康領(lǐng)域，并為臨床科研提供可靠的數(shù)據(jù)[6，7，8]。Meta分析是循證醫(yī)學(xué)大量文獻(xiàn)分析的核心方法[9,10]。在20世紀(jì)90年代，Meta分析被引入到了生態(tài)學(xué)領(lǐng)域，得到了生態(tài)學(xué)界的廣泛關(guān)注，并且研究者將Meta分析方法運(yùn)用于生態(tài)學(xué)野外實(shí)驗(yàn)的評(píng)價(jià)和分析中。隨著生態(tài)學(xué)科的發(fā)展，Meta分析在全球變化生態(tài)學(xué)和應(yīng)用生態(tài)學(xué)領(lǐng)域也得到了長(zhǎng)足的發(fā)展[11]。Meta分析在1998年首次由彭少麟等人引入我國(guó)生態(tài)學(xué)界的研究領(lǐng)域，之后該分析方法被廣大的生態(tài)學(xué)者熟知并應(yīng)用[12]。Meta分析還應(yīng)用于經(jīng)濟(jì)學(xué)研究，對(duì)解決實(shí)證研究結(jié)果不一致的問(wèn)題提供了方法途徑[13]。而在管理領(lǐng)域研究方面，如產(chǎn)品創(chuàng)新與企業(yè)績(jī)效的相關(guān)關(guān)系、組織學(xué)習(xí)與組織績(jī)效、創(chuàng)新與企業(yè)績(jī)效等，也采用Meta分析的方法[14]。但是在以生產(chǎn)性能評(píng)估為核心的傳統(tǒng)動(dòng)物營(yíng)養(yǎng)領(lǐng)域中由于數(shù)據(jù)資料不完善等原因，Meta分析尚未得到推廣和應(yīng)用[15]。Meta分析能夠增加統(tǒng)計(jì)學(xué)檢驗(yàn)效能、定量估計(jì)研究效應(yīng)、提出新的研究方向和臨床決策。應(yīng)用Meta分析也能夠?qū)ξ墨I(xiàn)質(zhì)量嚴(yán)格把關(guān)，及時(shí)發(fā)現(xiàn)過(guò)去研究中存在的不足之處，進(jìn)而得到全面、量化、可靠的結(jié)論。同時(shí)，Meta分析能夠解決爭(zhēng)議大、研究數(shù)量多、同時(shí)具有明確對(duì)比的科研問(wèn)題[15,16]?；诖?，本文就Meta分析的概念與分類、原理與基本流程以及應(yīng)用進(jìn)行以下綜述。

1 Meta分析的概述

1.1 Meta分析的概念

Meta分析是現(xiàn)代科學(xué)研究中系統(tǒng)評(píng)價(jià)的重要方法，狹義的Meta分析是指一種對(duì)已有的資料進(jìn)行最佳利用的方法，而廣義的Meta分析是指對(duì)資料進(jìn)行定量合成的統(tǒng)計(jì)處理方法。Meta分析可以根據(jù)其分析特征翻譯為元分析、薈萃分析、匯后分析、匯總分析、整合分析、二次分析、再分析等，也可以音譯為梅塔分析或媒太分析等，但是直譯的“Meta”分析最為貼切[17]。該方法源于著名統(tǒng)計(jì)學(xué)家Pearson在1904年的“血清接種預(yù)防腸熱病的療效”研究，以及Fisher在1920年“合并P值”的思想。而在1976年，心理學(xué)家Glass進(jìn)一步將之發(fā)展為“合并統(tǒng)計(jì)量”，并正式將這類分析命名為“Meta-analysis”[16,18，19，20]。此方法的核心思想是認(rèn)為科學(xué)的進(jìn)步依賴于從一批研究里提煉普遍性結(jié)論[21]。Meta分析所合并的結(jié)果指標(biāo)有二分類數(shù)據(jù)、連續(xù)性數(shù)據(jù)、有序數(shù)據(jù)、計(jì)數(shù)或率，以及時(shí)間—事件數(shù)據(jù)五大類。其中，對(duì)連續(xù)性數(shù)據(jù)進(jìn)行Meta分析時(shí)，合并的統(tǒng)計(jì)量為均數(shù)差(mean difference，MD)，即兩組間均數(shù)的差值[22]。Meta分析本質(zhì)上是一種觀察性研究，就是將相同研究目的的多個(gè)研究結(jié)果匯總，并分析評(píng)價(jià)其合并效應(yīng)量的一系列過(guò)程，即通過(guò)綜合多個(gè)研究結(jié)果而提供一個(gè)量化的平均效果或聯(lián)系來(lái)回答問(wèn)題[19]。Meta分析主要內(nèi)容包括綜合檢驗(yàn)(對(duì)某一檢驗(yàn)假設(shè)的若干個(gè)別檢驗(yàn)統(tǒng)計(jì)量進(jìn)行綜合檢驗(yàn))、綜合評(píng)估實(shí)驗(yàn)效應(yīng)(提供效應(yīng)大小的統(tǒng)計(jì)指標(biāo))、如是相關(guān)性研究(可綜合評(píng)價(jià)相關(guān)效應(yīng)的大小)。此外，有時(shí)還作齊性檢驗(yàn)(檢驗(yàn)各個(gè)結(jié)果是否一致，討論產(chǎn)生不一致的原因)和敏感性分析(按不同研究特征分為亞組再進(jìn)行綜合)[23]。

相對(duì)于傳統(tǒng)的文獻(xiàn)綜述，Meta分析具有以下主要的特點(diǎn)：第一，有明確的研究問(wèn)題和研究假設(shè)，對(duì)原始研究的異質(zhì)性能夠做出判斷；第二，分析對(duì)象是某研究領(lǐng)域的研究中尚未闡明，尤其是有爭(zhēng)議或結(jié)論矛盾的問(wèn)題；第三，Meta分析的數(shù)據(jù)來(lái)源于文獻(xiàn)資料的統(tǒng)計(jì)結(jié)果，如：率、均數(shù)等；第四，分析過(guò)程是一個(gè)基于有效全面的檢索策略，篩選評(píng)價(jià)文獻(xiàn)后合并同質(zhì)統(tǒng)計(jì)量進(jìn)行定量分析的過(guò)程，可以對(duì)每個(gè)研究報(bào)告中的統(tǒng)計(jì)量進(jìn)行加權(quán)合并，得出相關(guān)臨床研究結(jié)果的更精確估計(jì)；第五，Meta分析有其自身的質(zhì)控措施，能夠盡可能避免人為造成的一些選擇性、樣本大小及研究異質(zhì)性的偏倚；第六，Meta分析可以利用合并資料后樣本擴(kuò)大的優(yōu)勢(shì)形成新的研究假設(shè)，并推測(cè)出單獨(dú)驗(yàn)證這一假設(shè)的研究所需樣本大小，為進(jìn)一步研究提供依據(jù)[24-26]。

1.2 Meta分析的分類

近年來(lái)隨著研究方法的進(jìn)展，Meta分析越來(lái)越多的應(yīng)用于各個(gè)研究領(lǐng)域，也在動(dòng)物研究中得到應(yīng)用。常規(guī)Meta分析的優(yōu)勢(shì)在于提高統(tǒng)計(jì)效能、定量綜合評(píng)價(jià)效應(yīng)的平均水平及發(fā)現(xiàn)以往研究的不足之處，提出新的研究問(wèn)題，為進(jìn)一步研究指明方向[8]。應(yīng)用的類型包括網(wǎng)狀Meta分析、累積Meta分析、劑量—反應(yīng)Meta分析、基于模型的Meta分析、前瞻性Meta分析和診斷性Meta分析等。

網(wǎng)狀Meta分析的出現(xiàn)大大提升了單個(gè)研究的價(jià)值，有利于現(xiàn)有研究數(shù)據(jù)的充分利用[27]。這種分析的最大優(yōu)勢(shì)在于可以量化、比較同類疾病在不同干預(yù)措施下，對(duì)結(jié)果進(jìn)行合并直接比較和間接比較，并按照某一結(jié)果指標(biāo)的優(yōu)劣排序，從而優(yōu)選最佳的方案[28]。

累積Meta分析指各原始研究按照某個(gè)變量的變化，依次引入Meta分析過(guò)程的一種獨(dú)特的分析方法[29]。它在傳統(tǒng)Meta分析的基礎(chǔ)上又具備新的特點(diǎn)：第一，高效性，累積Meta分析可以通過(guò)整合同類臨床研究，擴(kuò)大樣本容量，減少隨機(jī)誤差的發(fā)生，大大提高統(tǒng)計(jì)效能[30]；第二，整合性，可簡(jiǎn)化復(fù)雜多樣的數(shù)據(jù)，總結(jié)出合理、可靠的結(jié)論；第三動(dòng)態(tài)性，可以按照某種特定順序進(jìn)行累積分析，每加入一項(xiàng)研究即再次執(zhí)行Meta分析，可反映研究結(jié)果隨某種特定順序的動(dòng)態(tài)變化趨勢(shì)；第四指導(dǎo)性，可以通過(guò)合并分析易發(fā)現(xiàn)單項(xiàng)研究難以察覺(jué)的問(wèn)題,對(duì)臨床研究的深入和科研思維的開(kāi)拓具有一定的指導(dǎo)意義[31]。

劑量—反應(yīng)Meta分析是對(duì)多個(gè)原始劑量—反應(yīng)研究進(jìn)行綜合匯總，得出一個(gè)合并的劑量—反應(yīng)關(guān)系效應(yīng)值，并繪制線性或非線性曲線的一類Meta分析[32]。劑量—反應(yīng)Meta分析在探討自變量與因變量關(guān)系中起著十分重要的作用[33]，相比傳統(tǒng)的二分類及連續(xù)性資料Meta分析，劑量—反應(yīng)Meta分析可同時(shí)處理3個(gè)及以上組別的數(shù)據(jù)，并直接估計(jì)暴露因素與疾病的劑量—反應(yīng)關(guān)系[34,35]。

基于模型的Meta分析是通過(guò)收集近年來(lái)臨床研究文獻(xiàn)的數(shù)據(jù)，建立數(shù)學(xué)模型進(jìn)行分析的一種定量分析方法。它是成為系統(tǒng)評(píng)價(jià)藥物有效性和安全性的重要工具，為藥物研發(fā)中的決策、藥物治療學(xué)特征的描述、給藥方案的制定等提供依據(jù)?；谀Ｐ偷腗eta分析納入的文獻(xiàn)種類更為寬泛，既可以關(guān)聯(lián)小樣本數(shù)據(jù)，也可以對(duì)大數(shù)據(jù)進(jìn)行分析。而且，具有預(yù)測(cè)和模擬的功能，能夠提供更大的信息量，發(fā)現(xiàn)更多的影響因素，更好為個(gè)體化治療提供依據(jù)。另外，它還包含更完整的科學(xué)研究過(guò)程等優(yōu)點(diǎn)[36-39]。

前瞻性Meta分析是指在隨機(jī)對(duì)照試驗(yàn)的結(jié)果尚未出來(lái)之前，先進(jìn)行系統(tǒng)檢索、評(píng)價(jià)和制定納入及排除標(biāo)準(zhǔn)的一種Meta分析。前瞻性Meta分析在研究開(kāi)始之前或者進(jìn)行中就制定好了計(jì)劃，可以避免各研究間出現(xiàn)較大的差異，同時(shí)具有個(gè)體數(shù)據(jù)Meta分析的優(yōu)點(diǎn)[40]。

診斷性Meta分析主要是為評(píng)價(jià)某種診斷措施對(duì)目標(biāo)疾病的準(zhǔn)確率，多為對(duì)目標(biāo)疾病的敏感性、特異性進(jìn)行評(píng)價(jià)，報(bào)道似然比、診斷比值比等[40]。

1.3 Meta分析的原理和基本步驟

Meta分析從本質(zhì)上來(lái)講是定量化的綜述，可以對(duì)某個(gè)問(wèn)題的多個(gè)獨(dú)立結(jié)果進(jìn)行系統(tǒng)性的定性或定量。研究者不是進(jìn)行原始的研究，而是對(duì)研究已獲得的結(jié)果進(jìn)行綜合分析。一般收集有關(guān)該問(wèn)題的全部研究成果(包括尚未發(fā)表的和已發(fā)表的)，再對(duì)這些研究成果進(jìn)行評(píng)估。舍掉不可接受的研究成果，最后用適當(dāng)?shù)慕y(tǒng)計(jì)方法進(jìn)行合并分析。在此過(guò)程中的統(tǒng)計(jì)方法可以分為兩步：第一，計(jì)算各個(gè)獨(dú)立研究的綜合統(tǒng)計(jì)量；第二，進(jìn)行異質(zhì)性檢驗(yàn)和對(duì)每個(gè)研究報(bào)告中的統(tǒng)計(jì)量(效應(yīng)大小)進(jìn)行加權(quán)合并[26,41]。

Meta分析的步驟包括三個(gè)階段的總體思路和七個(gè)基本步驟(圖1)[8]，三個(gè)階段分別為設(shè)計(jì)準(zhǔn)備階段、數(shù)據(jù)收集階段和分析總結(jié)階段。七個(gè)基本步驟分別為提出問(wèn)題(宜簡(jiǎn)單明確)，擬定研究方案；構(gòu)建檢索策略，系統(tǒng)檢索去重后形成原始文獻(xiàn)庫(kù)；設(shè)定文獻(xiàn)的納入標(biāo)準(zhǔn)和排除標(biāo)準(zhǔn)，按照系統(tǒng)評(píng)價(jià)和Meta分析優(yōu)先報(bào)告的條目(Preferred ReportingItems for Systematic Review and Meta-analysis,PRIS-MA)文獻(xiàn)收集流程，篩選并納入符合標(biāo)準(zhǔn)的文獻(xiàn)；對(duì)納入的文獻(xiàn)進(jìn)行研究設(shè)計(jì)質(zhì)量評(píng)價(jià)(如有無(wú)對(duì)照、是否隨機(jī)分組等)；制表、錄入、提取數(shù)據(jù)及建立分析數(shù)據(jù)庫(kù)；對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行定性綜合及定量綜合(Meta分析、Meta回歸)，最后分析研究結(jié)果，得出綜合結(jié)論(統(tǒng)計(jì)學(xué)處理)，撰寫研究報(bào)告或論文[8,21,41]。

圖1 Meta分析步驟圖

2 Meta分析在動(dòng)物中的應(yīng)用

Meta分析作為一種統(tǒng)計(jì)方法，相比于醫(yī)學(xué)領(lǐng)域，在我國(guó)獸醫(yī)與畜牧中的應(yīng)用是處于剛剛起步階段，尤其在動(dòng)物營(yíng)養(yǎng)研究領(lǐng)域中，而針對(duì)奶牛Meta分析和定量綜述的研究?jī)H發(fā)表了150篇[42]。Oetzel[43]和Enevoldsen[44]研究了奶牛產(chǎn)乳熱因素，研究發(fā)現(xiàn)日糧中的S離子的濃度和陰陽(yáng)離子平衡與乳熱發(fā)生是最密切相關(guān)的兩個(gè)營(yíng)養(yǎng)因素，而且陰離子陽(yáng)離子平衡對(duì)這種疾病的發(fā)生具有強(qiáng)烈的線性影響。李飛[45]等人利用Meta分析方法優(yōu)化泌乳奶牛日糧粗飼料中性洗滌纖維和瘤胃可降解淀粉供應(yīng)，為保障奶牛的瘤胃健康與高產(chǎn)提供理論依據(jù)。張千等人[46]利用Meta分析評(píng)估斷奶應(yīng)激對(duì)犢牛免疫功能的影響，發(fā)現(xiàn)犢牛血液中觸珠蛋白和纖維蛋白原濃度在犢牛斷奶后2周仍高于斷奶前水平，可以考慮將其作為潛在應(yīng)激標(biāo)志物應(yīng)用于今后反芻動(dòng)物應(yīng)激反應(yīng)的研究中。同時(shí)，該研究為犢牛的健康管理、疾病預(yù)防以及犢牛斷奶應(yīng)激和免疫功能相關(guān)的研究提供了科學(xué)依據(jù)。

Meta分析在其他動(dòng)物研究中也得到了應(yīng)用。郭振等人[47]通過(guò)Meta分析研究了中鏈甘油三酯干預(yù)對(duì)大鼠和小鼠體重影響，研究發(fā)現(xiàn)中鏈甘油三酯的干預(yù)可以減輕大鼠或小鼠的體重，Amlan[48]等人應(yīng)用Meta分析研究了低質(zhì)羊草與羊采食量的關(guān)系，研究表明補(bǔ)葉量或葉的質(zhì)量與基礎(chǔ)牧草質(zhì)量的交互作用能影響綿羊基礎(chǔ)日糧與總?cè)占Z的采食量及生長(zhǎng)發(fā)育，及動(dòng)物數(shù)量性狀基因座(Quantitative Trait Locus,QTL)的定位[49]。雖然Meta分析應(yīng)用在動(dòng)物QTL定位的研究起步較晚且研究的數(shù)量不多，但是已經(jīng)廣泛的應(yīng)用到牛、豬、羊[50]和雞[51]等主要的家畜物種。

Meta分析還應(yīng)用于動(dòng)物飼料方面的研究。Sterk[52]使用亞組分析和Meta回歸分析研究了日糧營(yíng)養(yǎng)組成對(duì)乳汁不同脂肪酸(Fatty Acid,FA)比例的影響，研究發(fā)現(xiàn)該影響取決于脂肪的種類和形式。Knapp[53]利用Meta回歸分析方法發(fā)現(xiàn)，提高日糧粗脂肪可以降低每單位能量校正乳的甲烷釋放量，這對(duì)于提高產(chǎn)奶量的研究提供了一定的參考價(jià)值。徐博成[54]等人在研究發(fā)酵飼料對(duì)斷奶仔豬和生長(zhǎng)育肥豬生長(zhǎng)性能、腹瀉的影響中運(yùn)用Meta分析，研究發(fā)現(xiàn)，發(fā)酵飼料總體上可以提高豬的平均日增重(Average Day Gain,ADG)，并能降低料重比和腹瀉率。另外，還有研究人員采用Meta分析法對(duì)在青貯飼料中添加乳酸菌的效果進(jìn)行分析，結(jié)果發(fā)現(xiàn)該方法可以減少青貯飼料中的乙酸生成，提高青貯飼料的品質(zhì)[21]。

就動(dòng)物疾病來(lái)說(shuō)，雖然Meta分析方法的應(yīng)用不是很廣泛，但是該方法對(duì)中藥治療奶牛乳房炎臨床試驗(yàn)的系統(tǒng)評(píng)價(jià)研究，能夠?yàn)榉乐文膛Ｈ榉垦滋峁└袃r(jià)值的參考依據(jù)[55]。

隨著對(duì)Meta分析的深入研究，近幾年來(lái)Meta分析也被研究者應(yīng)用到動(dòng)物生殖生理方面的研究中。Dolecheck[56]等人運(yùn)用Meta分析調(diào)查奶牛臨床或亞臨床乳腺炎與生殖性能之間的關(guān)系，結(jié)果發(fā)現(xiàn)奶牛乳腺炎的發(fā)病率與其繁殖性能之間存在可量化的關(guān)聯(lián)。目前對(duì)流行病學(xué)的Meta分析研究主要集中在單變量Meta分析，是因?yàn)榱餍胁W(xué)本身的致病原因很復(fù)雜而且致病原因之間具有相關(guān)性[57]。Ran Xuhua[58]等人對(duì)我國(guó)奶牛病毒性腹瀉的發(fā)病率和流行率，通過(guò)系統(tǒng)的回顧和Meta分析進(jìn)行研究，結(jié)果發(fā)現(xiàn)我國(guó)奶牛的病毒性腹瀉病的感染率雖然在研究數(shù)量上存在偏差，但是仍在不斷上升。

3 小結(jié)與展望

Meta分析是現(xiàn)代科學(xué)研究中系統(tǒng)評(píng)價(jià)的重要方法，而且作為一種統(tǒng)計(jì)方法，能增加統(tǒng)計(jì)學(xué)檢驗(yàn)效能、定量估計(jì)研究效應(yīng)、提出新的研究方向或臨床決策指導(dǎo)，而且Meta分析對(duì)文獻(xiàn)質(zhì)量嚴(yán)格把關(guān)，能及時(shí)發(fā)現(xiàn)過(guò)去研究中存在的不足之處為目的得到全面、量化、可靠的結(jié)論以及解決爭(zhēng)議大、研究數(shù)量多、同時(shí)具有明確對(duì)比的科研問(wèn)題。Meta分析雖然在其他方面得到廣泛的應(yīng)用，但是在對(duì)動(dòng)物方面的研究還處在初級(jí)階段[59]。隨著Meta分析應(yīng)用領(lǐng)域逐漸的擴(kuò)大，研究者也在奮力研究如何克服其局限性，使其不斷地改進(jìn)和發(fā)展。經(jīng)過(guò)統(tǒng)計(jì)學(xué)家和科研專家的精誠(chéng)合作和不懈努力，Meta分析方法將會(huì)不斷地趨于成熟和易于使用，其功能也將會(huì)更強(qiáng)大，因而在今后的動(dòng)物科研當(dāng)中的應(yīng)用也將會(huì)越來(lái)越廣泛。