細(xì)胞焦亡相關(guān)文獻(xiàn)計量學(xué)分析

李盼，馬莉，張欣桐，劉景卓，馬德勝

蘭州大學(xué)第二醫(yī)院急危重癥科，蘭州 730030

細(xì)胞焦亡是一種伴隨炎癥反應(yīng)的細(xì)胞程序性死亡。機體在遭受外界刺激時，細(xì)胞可通過一系列機制啟動焦亡，導(dǎo)致其自身腫脹而出現(xiàn)細(xì)胞膜破裂，細(xì)胞內(nèi)容物溢出，細(xì)胞自身死亡，同時損傷部位發(fā)生炎癥反應(yīng)?！敖雇觥币辉~于2001年被提出[1]。目前認(rèn)為焦亡的發(fā)生機制包括依賴caspase-1的經(jīng)典凋亡途徑和非依賴caspase-1的途徑。機體在遭遇外界刺激(如傷害、毒物、缺氧、病原體等)時，細(xì)胞識別病原體相關(guān)分子模式(PAMPs)和損傷相關(guān)分子模式(DAMPs)兩種損傷類型后，引起炎性小體形成，后者進(jìn)一步參與caspase-1的激活，引起炎性因子的釋放和細(xì)胞破裂信號通路的啟動，最終引發(fā)焦 亡[2-4]。焦亡是細(xì)胞抵抗外界損害的一種自我保護(hù)方式，但過度激活會導(dǎo)致機體損傷，出現(xiàn)膿毒癥休克[5-6]。焦亡亦與動脈粥樣硬化、痛風(fēng)、阿爾茲海默病及肌萎縮的發(fā)生密切相關(guān)。本研究運用文獻(xiàn)計量學(xué)、可視化等方法對焦亡相關(guān)研究進(jìn)行系統(tǒng)整理，以期為相關(guān)研究的開展提供參考和借鑒。

1 資料與方法

1.1 數(shù)據(jù)來源 在Web of Science文獻(xiàn)檢索平臺，選擇Web of Science核心合集，檢索主題詞為焦亡；時間跨度為2009－2019年。共檢索到1398篇文獻(xiàn)，文章類型涉及論著、綜述及會議摘要等，涉及的領(lǐng)域包括免疫學(xué)和細(xì)胞生物學(xué)等學(xué)科。為了盡可能全面地分析焦亡，未對作者、國家、機構(gòu)和是否有基金支持等進(jìn)行限制。

1.2 方法 采用CiteSpace軟件[7-8]進(jìn)行數(shù)據(jù)分析，設(shè)置時間范圍為2009－2019年，切片設(shè)置為1，將分析節(jié)點類型分別設(shè)置為關(guān)鍵詞和作者等，數(shù)據(jù)抽取對象設(shè)置為40，選擇關(guān)鍵路徑算法(Pathfinder)。

2 結(jié) 果

2.1 每年度發(fā)表文獻(xiàn) 2009－2019年每年度發(fā)表文獻(xiàn)數(shù)量如圖1所示，全球焦亡相關(guān)文獻(xiàn)數(shù)量隨著年份的推移而日趨增多，2009年1月－2019年7月年度發(fā)文量呈指數(shù)增長，2009年發(fā)文量為18篇，2018年為300多篇。2017－2018年出現(xiàn)了最大幅度的 增長。

圖1 焦亡相關(guān)文獻(xiàn)年份分布(2009－2019年)Fig.1 Annual publications of pyroptosis-relevant literature (2009-2019)

2.2 國家與機構(gòu)合作網(wǎng)絡(luò) 統(tǒng)計結(jié)果顯示，2009－2019年發(fā)表的1398篇焦亡相關(guān)文獻(xiàn)分別來自不同的國家和機構(gòu)，如圖2所示，發(fā)文量排在前4位的國家分別是美國(607)、中國(385)、德國(100)和澳大利亞(78)。將2009－2019年發(fā)表的1398篇焦亡相關(guān)文獻(xiàn)加載至CiteSpace軟件生成機構(gòu)合作網(wǎng)絡(luò)，如圖3所示，其節(jié)點數(shù)N=186，連線數(shù)E=261，發(fā)文量排在前3位的機構(gòu)分別是St Jude Childrens Res Hosp(42)、Univ Ghent(37)、Univ Melbourne(33)，其中與其他機構(gòu)合作最緊密的是Univ Ghent，各大機構(gòu)分布較散，機構(gòu)與機構(gòu)間合作不是十分緊密。

2.3 期刊雙圖疊加分析 將2009－2019年發(fā)表的1398篇焦亡相關(guān)文獻(xiàn)加載至CiteSpace軟件生成期刊雙圖疊加圖，如圖4所示，曲線的大部分引用集中于黃色引用鏈接部分，且當(dāng)使用CiteSpace軟件的Z scores功能后得到一條最粗的黃色引用鏈接(表示分子學(xué)、生物學(xué)和免疫學(xué))。

圖2 發(fā)表焦亡相關(guān)文獻(xiàn)數(shù)量最多的7個國家Fig.2 The top 7 countries contributed the largest number of publications of pyroptosis-relevant literature

圖3 參與焦亡研究的機構(gòu)合作網(wǎng)絡(luò)圖譜(2009－2019年)Fig.3 Network atlas of the institutions involved in pyroptosis research (2009-2019)

圖4 發(fā)表焦亡相關(guān)文獻(xiàn)的期刊雙圖疊加圖(2009－2019年)Fig.4 Double graph overlay of journals publishing pyroptosis-relevant literature (2009-2019)

2.4 作者共引分析 將2009－2019年發(fā)表的1398篇焦亡相關(guān)文獻(xiàn)加載至CiteSpace軟件生成作者共被引圖譜，如圖5所示，Kayagaki N發(fā)表的文章被引用頻次最高，其次為Miao EA、Shi JJ、Lamkanfi M和Fink SL。截至2019年7月，Kayagaki N在焦亡方面的研究已被引470余次(圖6)。

2.5 文獻(xiàn)共引分析 將2009－2019年發(fā)表的1398篇焦亡相關(guān)文獻(xiàn)加載至CiteSpace軟件生成文獻(xiàn)共引網(wǎng)絡(luò)圖譜，最大節(jié)點數(shù)N=166，連線數(shù)E=183，如圖7所示，共被引次數(shù)最多的3篇文獻(xiàn)分別出自Shi JJ與Kayagaki N，表明兩位作者的3篇研究的學(xué)術(shù)價值被大家高度認(rèn)可。

圖5 發(fā)表焦亡相關(guān)文獻(xiàn)作者共被引圖譜(2009－2019年) Fig.5 Atlas of authors with co-cited articles of pyroptosis-relevant literature (2009-2019)

圖6 發(fā)表焦亡相關(guān)文獻(xiàn)被引頻次最多的5名作者Fig.6 The top 5 authors publishing articles with the highest citation frequency

2.6 關(guān)鍵詞共引與關(guān)鍵詞時序圖分析 將2009－2 0 1 9 年間發(fā)表的1 3 9 8 篇焦亡相關(guān)文獻(xiàn)加載至CiteSpace軟件生成關(guān)鍵詞時序圖，如圖8所示，共計得到149個關(guān)鍵詞節(jié)點、224條關(guān)鍵詞連線。按照關(guān)鍵詞出現(xiàn)頻次進(jìn)一步分析顯示，出現(xiàn)頻次前5位的焦亡相關(guān)關(guān)鍵詞為細(xì)胞死亡(cell death，355)、凋亡(apoptosis，313)、激活(activation，298)、炎性小體(inflammasome，243)、NLRP3炎性小體(NLRP3 inflammasome，237，圖9)。

2.7 關(guān)鍵詞最強引用爆發(fā)分析 采用CiteSpace軟件繪制具有最強引用爆發(fā)的前15個關(guān)鍵詞，如表1 所示，2009年開始爆發(fā)的關(guān)鍵詞為炭疽致死毒素(anthrax lethal toxin)，爆發(fā)強度為7.5551，終止年份為2015年。其次為Toll樣受體(Toll like receptor)、腫瘤壞死因子(tumor necrosis factor)、caspase-1激活(caspase-1 activation)等。上述關(guān)鍵詞在維持平均5年的熱度后被其他關(guān)鍵詞替代，體現(xiàn)了不同時期科研人員關(guān)注點的改變。

2.8 聚類分析 將2009－2019年發(fā)表的1398篇焦亡相關(guān)文獻(xiàn)加載至CiteSpace軟件生成聚類分析圖，如圖10所示，Q=0.802，S值=0.3283。

圖7 焦亡相關(guān)文獻(xiàn)共引網(wǎng)絡(luò)圖譜(2009－2019年) Fig.7 Network atlas of co-cited pyroptosis-relevant literature (2009-2019)

圖8 焦亡相關(guān)文獻(xiàn)關(guān)鍵詞時序圖(2009－2019年)Fig.8 Sequence diagram of keywords of pyroptosis-relevant literature (2009-2019)

圖9 出現(xiàn)頻次前10位的焦亡相關(guān)關(guān)鍵詞Fig.9 The top 10 keywords related to pyroptosis

表1 最強引用爆發(fā)的前15個關(guān)鍵詞Tab.1 The top 15 keywords with the strongest citation bursts

圖10 焦亡相關(guān)文獻(xiàn)聚類分析圖(2009－2019年)Fig.10 Cluster analysis of pyroptosis-relevant literature (2009-2019)

3 討 論

3.1 一般數(shù)據(jù) 隨著時間的推移，全球科研人員對于焦亡的關(guān)注度越來越高，特別是在2018年，Galluzzi等[9]發(fā)表的一篇文獻(xiàn)入選了Molecular Biology & Genetics學(xué)術(shù)領(lǐng)域中最優(yōu)秀的0.1%之列而成為2009－2019年唯一一篇熱點論文。由此推測，2020年的年度發(fā)文量可達(dá)500多篇甚至可能突破600篇，這將使研究者對于焦亡有著更加全面與深入的了解。

國家的發(fā)文量在一定程度上反映了該國的科研能力與現(xiàn)狀。本研究發(fā)現(xiàn)，發(fā)達(dá)國家整體上較發(fā)展中國家在焦亡方面有著更深入的研究，而國與國之間聯(lián)系較少，可能是由于焦亡這個新興的研究點正處于起點狀態(tài)，日后隨著對焦亡的深入研究，這種暫時的缺陷將會得到一定的彌補。

期刊雙圖疊加圖左邊的圖表示引用期刊，右邊的圖表示被引期刊，兩期刊間的彩色線條表示從引用期刊到被引期刊的聯(lián)系，每個期刊的研究領(lǐng)域不同[10]。本研究結(jié)果顯示，焦亡相關(guān)文獻(xiàn)被引頻次較高的文章主要分布在分子學(xué)、生物學(xué)或免疫學(xué)領(lǐng)域，表明現(xiàn)階段焦亡尚處于基礎(chǔ)研究階段，未來需注重其臨床研究。

3.2 共引數(shù)據(jù) 結(jié)合作者共引分析，并檢索Web of Science核心合集發(fā)現(xiàn)，被引頻次最高的作者為Kayagaki N，該作者的一篇文章[11]被引頻次最高，該文章對caspase-11在先天性免疫中的獨立促炎作用進(jìn)行了研究。而極高的被引頻次也表明了該作者對焦亡研究做出了極大貢獻(xiàn)。

近年來焦亡相關(guān)研究中被引用次數(shù)最多的研究闡明了gasdermin家族成員與炎性caspases家族在焦亡發(fā)生過程中的具體作用及相互影響[12]。截至2019年底，該文在Web of Science中的引用頻次達(dá)614次，表明其貢獻(xiàn)與價值較高。

一般情況下，聚類分析中的Q值為0～1，若研究結(jié)論Q>0.3，說明研究劃分出的集群結(jié)構(gòu)是顯著的，Q越大代表越顯著。S值是衡量網(wǎng)絡(luò)同質(zhì)性的指標(biāo)，越接近于1表明網(wǎng)絡(luò)的同質(zhì)性越好，即每個聚類均具有較高的可信度[13]。由此，本研究劃分的集群結(jié)構(gòu)十分顯著，而同質(zhì)性一般，聚類的可信度值得商榷。

3.3 研究前沿 關(guān)鍵詞有利于研究者對熱點的把握[14]。利用CiteSpace軟件繪制出的關(guān)鍵詞圖譜中一個詞的色環(huán)直徑越大，越能支持其在眾多關(guān)鍵詞中的重要程度[15]。本研究發(fā)現(xiàn)，細(xì)胞死亡(cell death)和凋亡(apoptosis)是焦亡研究過程中相關(guān)性最大的兩個關(guān)鍵詞，近年來關(guān)于焦亡與凋亡及其他細(xì)胞死亡方式的對比研究越來越多，而其他關(guān)鍵詞如炎性小體(inflammasome)與NLRP3炎性小體(NLRP3 inflammasome)，則是從發(fā)生機制出發(fā)來研究焦亡。已知焦亡發(fā)生是通過NLRP3炎性小體觸發(fā)的下游信號分子激活來完成的，尋找其靶點將成為未來研究的一個趨勢。

綜上所述，世界各國對焦亡的研究都做出了一定貢獻(xiàn)，且每個國家的年度發(fā)文數(shù)量均呈快速增長趨勢，各國機構(gòu)之間聯(lián)系最緊密的是美國的各大機構(gòu)。焦亡的熱門研究學(xué)科更加清晰明確。本研究結(jié)果顯示，在焦亡領(lǐng)域貢獻(xiàn)最大和能提供極大價值的作者為Kayagaki N，細(xì)胞死亡(cell death)、凋亡(apoptosis)和激活(activation)是研究人員的關(guān)注熱點，亦是焦亡研究的核心。而圍繞這三個熱點問題，可分支出其他研究點，如細(xì)胞內(nèi)控制焦亡的上游與下游信號分子，這為焦亡的后續(xù)研究和未來課題的選擇提供了參考。

本研究具有一定的局限性，如納入文獻(xiàn)的發(fā)表時間為2009－2019年，而焦亡這一概念最早于2001年被提出，存在相關(guān)研究點被遺漏的可能。其次，納入的文獻(xiàn)基本為英文文獻(xiàn)，而國內(nèi)對焦亡的研究熱度只增不減，數(shù)據(jù)不全將導(dǎo)致結(jié)論分析不全面。這是后續(xù)研究需要關(guān)注的問題。