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문제 정의
- 본 연구에서는 녹차의 항-당뇨 효과에 대한 사전연구들을 통해 메타분석을 시행하고, 하나의 종합된 수치를 제시하고자 한다. 당뇨 유발 쥐들을 대상으로 녹차의 효과를 연구한 8편의 논문을 병합하여 체중, 혈액 내 혈당량, 총 콜레스테롤, 중성지방, 고농도지단백 콜레스테롤 (HDL-C)의 평균비교를 통해 녹차의 효과에 대해 알아보았다.
- 따라서 메타분석의 목적은 활용 가능한 연구들의 장점 및 한계에 기초하면서 객관적인 결론을 이끌어내고자 하는 것이다 (Egger와 Davey, 1997). 즉 독립적으로 시행된 각각의 연구로부터 얻어진 결과들을 좀 더 체계적이고 객관적으로 병합하여 하나의 종합된 수치를 제시하는 것이다.
가설 설정
- 5개의 관심변수들에 대해 먼저 연구 간 분산을 고려하지 않은 고정효과모형을 가정하여 메타분석을 실시하였다. 메타분석은 MIX 프로그램을 이용하였으며, 그 결과 (표 2.
제안 방법
- 통계량을 이용하여 실시하였다. Cochran의 Q-검정은 검정력이 낮기 때문에 Cochran의 Q-검정 결과와 함께 Higgins의 I2통계량을 동시에 제시하고, I2 통계량에 기초해 연구 간의 이질성 존재여부에 대해 평가하였다. I2통계량은 0%에서 100% 사이의 값을 가지며, 만일 연구들 간에 이질성이 없으면 0%가 된다.
- 포함된 연구들은 고혈당을 일으키는 STZ (streptozotocin)과 alloxan을 이용하여 실험쥐에게 당뇨를 유발하였고, 당뇨가 유발된 실험쥐 중 녹차와 관련된 처리를 하지 않은 대조군과 여러 가지 형태의 녹차 추출물을 투여한 실험군으로 구분하여 당뇨에 대한 녹차의 효능을 알아보았다. 각 연구로부터 체중, 혈액 내 혈당량, 총 콜레스테롤, 중성지방, 고농도지단백 콜레스테롤을 관심변수로 설정하였으며, 수집된 자료는 다음과 같다.
- 분석은 고급화된 메타분석 수행이 가능한 STATA 프로그램을 사용하여 실행하였다 (Harbord와 Higgins, 2008). 각 연구에서 메타분석의 결과로 얻어진 헤지의 표준화된 평균차를 연관성 측도로 사용하여 종속변수로 설정하고, 설명변수를 녹차를 투여한 기간으로 설정하여 분석을 실시하였다. 그 결과 (표 2.
- 본 연구에서는 녹차의 항-당뇨 효과에 대한 사전연구들을 통해 메타분석을 시행하고, 하나의 종합된 수치를 제시하고자 한다. 당뇨 유발 쥐들을 대상으로 녹차의 효과를 연구한 8편의 논문을 병합하여 체중, 혈액 내 혈당량, 총 콜레스테롤, 중성지방, 고농도지단백 콜레스테롤 (HDL-C)의 평균비교를 통해 녹차의 효과에 대해 알아보았다. 먼저 원 자료 탐색을 위해 숲 그림 (forest plot)을 살펴본 후 수치 해석적으로 고정효과모형 (fixed effects model)을 적용하여 헤지의 표준화된 평균차 (HG)로 각 연구의 실험군과 대조군 사이의 효과크기 (effect size)를 병합하였다.
- 동질성 검정에서 동질성을 만족하지 못한 모든 변수에 대해 랜덤효과모형을 적용하여 각 연구의 표준화된 평균차에 대한 출판편향을 알아보기 위해 깔때기 그림을 살펴보고 절단과 보충 방법을 통해 새로운 추정값을 구해보았다.
- 동질성을 만족하지 못한 변수에 대해서 이질성의 원인이 다른 실험 환경 등의 이유에 있는지 알아보기 위해 메타회귀분석을 실시해 보았으나 유의한 회귀계수는 없었다. 또한 출판편향의 존재를 알아보기 위해 각 변수들의 깔때기 그림을 그려본 결과 혈액 내 혈당량과 고농도지단백 콜레스테롤에서 출판편향이 있는 것으로 나타났고 절단과 보충 방법을 통해 보정하여 새로운 값을 추정하였다. 체중과 총 콜레스테롤, 그리고 중성지방은 원래 랜덤효과모형에서 헤지의 표준화된 평균차로 병합한 효과크기와 같은 값으로 보정되었고, 혈액 내 혈당량과 고농도지단백 콜레스테롤의 경우 각각 −1.
- 당뇨 유발 쥐들을 대상으로 녹차의 효과를 연구한 8편의 논문을 병합하여 체중, 혈액 내 혈당량, 총 콜레스테롤, 중성지방, 고농도지단백 콜레스테롤 (HDL-C)의 평균비교를 통해 녹차의 효과에 대해 알아보았다. 먼저 원 자료 탐색을 위해 숲 그림 (forest plot)을 살펴본 후 수치 해석적으로 고정효과모형 (fixed effects model)을 적용하여 헤지의 표준화된 평균차 (HG)로 각 연구의 실험군과 대조군 사이의 효과크기 (effect size)를 병합하였다. 또한 동질성 검정을 통하여 이질성을 보인 변수에 대해서 연구 간 분산을 고려한 랜덤효과모형 (random effects model)을 적용하였다.
- 먼저 자료들의 특성을 알아보기 위해 MIX 프로그램을 이용하여 고정효과모형을 가정하고, 숲 그림 (forest plot)으로 각 변수들을 살펴보았다. 숲 그림은 각 연구에 대한 메타분석의 결과로 효과크기와 신뢰구간이 제공되며 각 연구들에 부여된 가중치는 개별 연구에 적용한 점들의 크기와 비례한다.
- 이는 국·내외 전자정보를 검색하는 엔진을 통하여 ‘green tea’와 ‘green tea effect’, ‘diabetic’, ‘diabetic rat’, ‘streptozotocin’ 등을 검색하여 추출된 논문 중 대조군이 없거나 표본의 크기가 나와 있지 않은 논문, 중복된 논문, 사람을 대상으로 한 논문 등을 제거하여 메타분석을 실시 할 수 있는 논문을 얻었다. 포함된 연구들은 고혈당을 일으키는 STZ (streptozotocin)과 alloxan을 이용하여 실험쥐에게 당뇨를 유발하였고, 당뇨가 유발된 실험쥐 중 녹차와 관련된 처리를 하지 않은 대조군과 여러 가지 형태의 녹차 추출물을 투여한 실험군으로 구분하여 당뇨에 대한 녹차의 효능을 알아보았다. 각 연구로부터 체중, 혈액 내 혈당량, 총 콜레스테롤, 중성지방, 고농도지단백 콜레스테롤을 관심변수로 설정하였으며, 수집된 자료는 다음과 같다.
- 또한 동질성 검정을 통하여 이질성을 보인 변수에 대해서 연구 간 분산을 고려한 랜덤효과모형 (random effects model)을 적용하였다. 한편 메타분석의 문제점으로 지적되는 출판편향 (publication bias)의 존재여부를 확인하기 위해 깔때기 그림 (funnel plot)을 그려보고 절단과 보충 (trim-and-fill) 방법을 통해 이질적인 연구를 제거하고 보정하여 새로운 값을 제시하였다.
대상 데이터
- 수집된 자료는 당뇨쥐를 대상으로 한 녹차의 항-당뇨 효과에 대한 8개의 사전연구로부터 얻었다. 이는 국·내외 전자정보를 검색하는 엔진을 통하여 ‘green tea’와 ‘green tea effect’, ‘diabetic’, ‘diabetic rat’, ‘streptozotocin’ 등을 검색하여 추출된 논문 중 대조군이 없거나 표본의 크기가 나와 있지 않은 논문, 중복된 논문, 사람을 대상으로 한 논문 등을 제거하여 메타분석을 실시 할 수 있는 논문을 얻었다.
데이터처리
- 동질성을 만족하지 못한 모든 변수에 대해 연구 간 이질성의 원인이 다른 실험 환경 등의 이유에 있는지 알아보기 위해 회귀분석을 실시하였다. 분석은 고급화된 메타분석 수행이 가능한 STATA 프로그램을 사용하여 실행하였다 (Harbord와 Higgins, 2008).
- 연구 간의 이질성에 대한 평가는 Cochran의 Q-검정과 Higgins의 I2 통계량을 이용하여 실시하였다. Cochran의 Q-검정은 검정력이 낮기 때문에 Cochran의 Q-검정 결과와 함께 Higgins의 I2통계량을 동시에 제시하고, I2 통계량에 기초해 연구 간의 이질성 존재여부에 대해 평가하였다.
이론/모형
- 7), 모든 변수가 동질성을 만족하지 않았기 때문에 (I2 > 50%) 연구 간의 분산을 고려하지 않고 고정효과모형을 적용하는 것은 편의를 유발하는 오류가 발생할 수 있다. 따라서 동질성을 만족하지 못한 변수에 대해 랜덤효과모형을 적용한다.
- 먼저 원 자료 탐색을 위해 숲 그림 (forest plot)을 살펴본 후 수치 해석적으로 고정효과모형 (fixed effects model)을 적용하여 헤지의 표준화된 평균차 (HG)로 각 연구의 실험군과 대조군 사이의 효과크기 (effect size)를 병합하였다. 또한 동질성 검정을 통하여 이질성을 보인 변수에 대해서 연구 간 분산을 고려한 랜덤효과모형 (random effects model)을 적용하였다. 한편 메타분석의 문제점으로 지적되는 출판편향 (publication bias)의 존재여부를 확인하기 위해 깔때기 그림 (funnel plot)을 그려보고 절단과 보충 (trim-and-fill) 방법을 통해 이질적인 연구를 제거하고 보정하여 새로운 값을 제시하였다.
- 동질성을 만족하지 못한 모든 변수에 대해 연구 간 이질성의 원인이 다른 실험 환경 등의 이유에 있는지 알아보기 위해 회귀분석을 실시하였다. 분석은 고급화된 메타분석 수행이 가능한 STATA 프로그램을 사용하여 실행하였다 (Harbord와 Higgins, 2008). 각 연구에서 메타분석의 결과로 얻어진 헤지의 표준화된 평균차를 연관성 측도로 사용하여 종속변수로 설정하고, 설명변수를 녹차를 투여한 기간으로 설정하여 분석을 실시하였다.
성능/효과
- 1은 8개의 원 자료들에서 계산된 병합된 결과를 나타낸다. 5번과 8번 연구를 제외한 모든 연구에서 녹차를 투여한 후 체중이 증가하는 것을 알 수 있다. 또한 4번의 연구는 다른 연구에 비해 신뢰구간이 넓은 것으로 보아 표준편차가 크다는 것을 알 수 있다.
- 헤지의 표준화된 평균차에서 고정효과모형을 적용한 결과 체중은 통계적으로 유의한 증가를 보였으며, 혈액 내 혈당량과 중성지방은 통계적으로 유의한 감소를 보였다. 동질성 검정을 통해 연구 간의 이질성을 보인 모든 변수에 대해 연구 간 분산을 고려한 랜덤효과모형을 적용시킨 결과 고정효과모형에서 유의한 감소를 보였던 중성지방의 농도는 유의한 결과를 보이지 않았다. 동질성을 만족하지 못한 변수에 대해서 이질성의 원인이 다른 실험 환경 등의 이유에 있는지 알아보기 위해 메타회귀분석을 실시해 보았으나 유의한 회귀계수는 없었다.
- 5번과 8번 연구를 제외한 모든 연구에서 녹차를 투여한 후 체중이 증가하는 것을 알 수 있다. 또한 4번의 연구는 다른 연구에 비해 신뢰구간이 넓은 것으로 보아 표준편차가 크다는 것을 알 수 있다. 그림 2.
- 마지막으로 그림 2.5에서 2번의 연구를 제외한 모든 연구는 표준화된 평균차가 양의 값을 갖는 것으로 보아 녹차의 투여 후 고농도지단백 콜레스테롤의 농도가 증가하였음을 알 수 있다.
- 메타분석은 MIX 프로그램을 이용하였으며, 그 결과 (표 2.6), 체중은 통계적으로 유의한 증가를 보였고, 혈액 내 혈당량과 중성지방은 통계적으로 유의한 감소를 보였다 (p 값 < 0.05).
- 병합된 결과와 신뢰구간은 다이아몬드로 표시된다. 병합된 결과에서 그림의 x축에 해당하는 표준화된 평균차가 양수인 경우는 녹차를 투여한 후 관심변수가 증가되었음을 나타내며, 표준화된 평균차가 음수인 경우는 감소되었음을 나타낸다. 그림 2.
- 앞의 동질성 검정에서 동질성을 만족하지 못한 모든 변수에 대해 랜덤효과모형을 적용시킨 결과 (표 2.8), 체중은 통계적으로 유의한 증가를 보였으며, 혈액 내 혈당량은 통계적으로 유의한 감소를 보였다 (p 값 < 0.05).
- 이번 연구를 통해 당뇨를 유발한 쥐에 대한 녹차의 급여가 항당뇨 효과에 미치는 영향을 조사한 결과, 녹차의 급여가 당뇨에서 발생하는 체중의 감소를 방지하며, 혈당을 저하시키는 효과가 있는 것으로 나타났다. 따라서 녹차의 투여는 혈당 저하의 효과가 있어 당뇨병의 치료적인 효과가 있는 것으로 판단된다.
- 체중과 총 콜레스테롤, 그리고 중성지방은 원래 랜덤효과모형에서 헤지의 표준화된 평균차로 병합한 효과크기와 같은 값으로 보정되었고, 혈액 내 혈당량과 고농도지단백 콜레스테롤의 경우 각각 −1.3295에서 −1.2571로 0.3081에서 −0.1006로 보정되었다.
- 헤지의 표준화된 평균차에서 고정효과모형을 적용한 결과 체중은 통계적으로 유의한 증가를 보였으며, 혈액 내 혈당량과 중성지방은 통계적으로 유의한 감소를 보였다. 동질성 검정을 통해 연구 간의 이질성을 보인 모든 변수에 대해 연구 간 분산을 고려한 랜덤효과모형을 적용시킨 결과 고정효과모형에서 유의한 감소를 보였던 중성지방의 농도는 유의한 결과를 보이지 않았다.
후속연구
- 녹차는 건강에 대한 관심이 높아짐에 따라 수요량이 점차 증가하고 있으며, 간 손상 억제, 항암작용, 항-당뇨작용 등 다양한 생리적 효능을 발휘하는 것으로 알려져 있다 (Han 등, 2010). 당뇨병이 건강상의 심각한 문제로 대두되고 있는 현재 녹차의 효능에 대해 앞서 설명한 메타분석을 통해 검토할 필요가 있다고 생각한다.
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