知識(shí)圖譜視角下埃博拉病毒研究態(tài)勢(shì)分析

馬麗麗 吳躍偉 魏濱 劉歡

埃博拉病毒病，又稱埃博拉出血熱，屬絲狀病毒科，有扎伊爾型、本迪布焦型、蘇丹型、萊斯頓型和塔伊森林型5個(gè)亞型，其中扎伊爾型毒力最高，引起2014年西非埃博拉重大疫情的即為該類型。截至2016年4月，世界共報(bào)告病例28616例，死亡病例11310個(gè)。作為新發(fā)和烈性傳染病的代表之一，埃博拉病毒病有以下特點(diǎn)：（1）1976年首次爆發(fā)，并于2014年再次爆發(fā)并有史以來(lái)規(guī)模最大；現(xiàn)仍在西非地區(qū)持續(xù)蔓延，且未來(lái)仍有爆發(fā)可能；（2）埃博拉病毒致死率高達(dá)90%，被世界衛(wèi)生組織（World Health Organization，WHO）定義為最高級(jí)別烈性病毒（4 級(jí)）；（3）疫情波及全球。本研究收集2007—2017年間的埃博拉病毒研究論文，對(duì)該病毒研究現(xiàn)狀和發(fā)展態(tài)勢(shì)進(jìn)行分析，為我國(guó)埃博拉病毒病及其他新發(fā)和烈性傳染病防治和國(guó)家生物安全政策制定提供參考。

1 資料與方法

1.1 數(shù)據(jù)來(lái)源

論文數(shù)據(jù)來(lái)自Web of Science數(shù)據(jù)庫(kù)，檢索式為TS＝（“ebola”），檢索時(shí)間范圍：1900—2017，檢索索引：SCI-EXPANDED，數(shù)據(jù)檢索時(shí)間為2017年7月26日。

1.2 方法

論文數(shù)據(jù)清洗和文獻(xiàn)計(jì)量分析使用Thomson Data Analyzer 軟件?？茖W(xué)知識(shí)圖譜部分，論文共引分析使用CiteSpaceⅤ進(jìn)行分析和結(jié)果可視化，共詞和聚類分析使用VOS- Viewer 進(jìn)行研究熱點(diǎn)和趨勢(shì)分析。

2 結(jié)果

2.1 埃博拉病毒研究論文發(fā)表概況

本文共檢索到埃博拉病毒領(lǐng)域科技論文4086 篇，發(fā)表時(shí)間分布上可分為3個(gè)階段：1977—1994，期間的相關(guān)文章很少，平均每年5.8 篇；1995—2013，2005年之前數(shù)量均＜100 篇，2006—2013年維持在100～200 篇；2014—2017，2014年開始文章數(shù)量增長(zhǎng)迅速；2015年發(fā)表文章887 篇，為2014年的3倍多。論文增長(zhǎng)背后反映出近年來(lái)，尤其是2014年西非大規(guī)模埃博拉疫情以后，世界各國(guó)已意識(shí)到埃博拉病毒病作為新發(fā)和烈性傳染病的風(fēng)險(xiǎn)和潛在的生物安全威脅。

2.2 埃博拉病毒研究領(lǐng)域的重要國(guó)家

（1）國(guó)家排名：美國(guó)文章數(shù)量遙遙領(lǐng)先，發(fā)表文章2313 篇，占總量的56.6%；英國(guó)、德國(guó)、加拿大、法國(guó)在世界前5 名之列；中國(guó)發(fā)表文章221 篇，排名第6；我國(guó)自2003年首次發(fā)表埃博拉病毒論文，在該領(lǐng)域起步較晚。（2）論文影響力：美國(guó)總被引頻次排名第1，但篇均被引頻次位于德國(guó)、瑞士和法國(guó)之后；我國(guó)總被引頻次和篇均被引頻次分別排第9和第10，學(xué)術(shù)影響力落后于美國(guó)和歐洲等發(fā)達(dá)國(guó)家。（3）國(guó)際合作：美國(guó)在該領(lǐng)域國(guó)際合作網(wǎng)絡(luò)中處重要中心地位；美國(guó)、加拿大、英國(guó)、法國(guó)、德國(guó)、日本等發(fā)達(dá)國(guó)家間合作很緊密；除美國(guó)外，我國(guó)與加拿大、英國(guó)、塞拉利昂、澳大利亞和新加坡有合作。

2.3 埃博拉病毒研究論文共被引分析

通過CiteSpace得到2007—2017年間埃博拉研究論文的共引圖譜，包括節(jié)點(diǎn)數(shù)255個(gè)、連線數(shù)719個(gè)?；谠摼W(wǎng)絡(luò)可知，（1）高被引論文。高被引文章一定程度上反映了其在該領(lǐng)域中的重要地位。近10年間被引頻次排名第1的是2011年Feldmann 等《柳葉刀》上的文章，系統(tǒng)介紹了埃博拉病毒病的流行病學(xué)、生態(tài)學(xué)、臨床表現(xiàn)、發(fā)病機(jī)制、診斷、治療和預(yù)防。其次排第2和第3的是2014年3月幾內(nèi)亞等地發(fā)生大規(guī)模出血熱后《New England Journal of Medicine》同期發(fā)表的2 篇論文。一篇是Baize等通過全基因組測(cè)序、系統(tǒng)進(jìn)化分析及結(jié)合臨床數(shù)據(jù)確定了幾內(nèi)亞疫情的病原體是扎伊爾型病毒；另一篇是Aylward等對(duì)2014年3月至9月期間的4010例感染病例進(jìn)行分析并對(duì)今后的疫情發(fā)展進(jìn)行了預(yù)測(cè)。（2）重要轉(zhuǎn)折性文章。CiteSpace 中高中心度（centrality）的文章表明在本領(lǐng)域 中具有轉(zhuǎn)折性作用。中心度最高的是2007年Feldmann 等研究了一種重組水泡性口炎病毒載體疫苗，在豚鼠和小鼠感染埃博拉病毒24 h 后使用分別可達(dá)50%和100%的保護(hù)效果，更重要的是對(duì)8 只的恒河猴中使4 只得到了保護(hù)。其次是2010年Geisbert 等提供了一種在非人靈長(zhǎng)類動(dòng)物中使用小干擾RNA 成功實(shí)現(xiàn)埃博拉病毒保護(hù)的方法。這些文章為當(dāng)時(shí)的埃博拉病毒病疫情防治提供了可能方法，在新發(fā)和烈性傳染病的治療領(lǐng)域具有重要意義，也側(cè)面表明埃博拉及新發(fā)和烈性傳染病治療研究是近年來(lái)的熱點(diǎn)研究方向。

2.4 埃博拉病毒領(lǐng)域研究熱點(diǎn)識(shí)別和趨勢(shì)分析

（1）領(lǐng)域熱點(diǎn)方向：用論文中出現(xiàn)頻次10 次以上的關(guān)鍵詞繪制關(guān)鍵詞共現(xiàn)圖譜，得到6個(gè)聚類，代表該領(lǐng)域的6個(gè)主要研究方向：① 病毒的傳播、流行病學(xué)和病毒進(jìn)化研究。主要關(guān)鍵詞有outbreak、transmission、West-Africa、epide- miology、fruitbats、evolution、sequence alignment、phylogenetic analysis 等。病毒的傳播和流行病學(xué)，以及病毒的進(jìn)化研究是理解病毒遺傳基礎(chǔ)、追蹤病毒來(lái)源和預(yù)防病毒爆發(fā)的有效方法。② 病毒遺傳機(jī)制研究。主要關(guān)鍵詞有replication、transcription、expression、RNA、nucleocapsidpro- teins、VP40、sequence、gene等。埃博拉病毒基因組為單股負(fù)鏈RNA，約長(zhǎng)18.9 kb，能編碼核衣殼蛋白及VP35、VP40、VP30、VP24、糖蛋白（glycoprotein，GP）和RNA 聚合酶等7個(gè)結(jié)構(gòu)蛋白，其中VP40與病毒成熟釋放有關(guān)，RNA 聚合酶在RNA 轉(zhuǎn)錄成信使RNA 和基因組復(fù)制中發(fā)揮重要作用。③ 病毒病原學(xué)和進(jìn)入細(xì)胞機(jī)制研究。主要關(guān)鍵詞有g(shù)lycoprotein、Niemann-Pick C1（NPC1）、identification、envelope- glycoprotein、crystal-structure、entry、receptor、binding、in-vivo、membrane-fusion。介導(dǎo)病毒進(jìn)入細(xì)胞和埃博拉病毒致病性的主要是由唯一的表面包膜蛋白GP決定的。膽固醇轉(zhuǎn)運(yùn)蛋白NPC1也是埃博拉病毒感染宿主細(xì)胞的重要因素，其缺失突變或使用小分子抑制劑會(huì)使細(xì)胞對(duì)埃博拉病毒產(chǎn)生抗性。④ 致病機(jī)理和宿主細(xì)胞免疫反應(yīng)及疫苗開發(fā)。主要關(guān)鍵詞有nonhuman-primates、vaccine、pathogenesis、guinea-pigs、antibodies、immune-responses、monkeys、mouse model、T-cell responses、vectors、attenuated recombinant vaccine、safety等。小鼠和猴子動(dòng)物模型在本研究方面應(yīng)用廣泛。目前尚無(wú)批準(zhǔn)上市的埃博拉病毒病疫苗，處于研發(fā)中的疫苗主要分兩類：非復(fù)制型和復(fù)制型。前者安全性較高，如滅活疫苗，但需較長(zhǎng)時(shí)間誘導(dǎo)機(jī)體免疫，一般在暴露前使用以起到預(yù)防作用。后者包括減毒疫苗和復(fù)制型重組疫苗，如重組痘病毒載體疫苗、重組水泡性口炎病毒載體疫苗等，有一定安全隱患，一般在感染后使用，或用于處置疫情和應(yīng)對(duì)生物恐怖襲擊。⑤ 治療方法和藥物開發(fā)。主要關(guān)鍵詞有therapy、T-705 Favipiravir、antiviral、treatment、small-molecule inhibitors、convalescent plasma、riba- virin、ZMapp、drugs 等。如抗病毒藥物法匹拉韋（favipiravir，T-705），2014年由日本富士膠卷控股公司和美國(guó)MediVector 公司向美國(guó)FDA提交申請(qǐng)。BCX4430 屬小分子腺苷類似物，能整合進(jìn)病毒RNA 使其空間構(gòu)型改變，從而嚴(yán)重影響后續(xù)轉(zhuǎn)錄翻譯過程。由美國(guó)馬普生物制藥公司生產(chǎn)的重組單克隆抗體合成藥Zmapp 實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明可對(duì)感染埃博拉病毒后的獼猴達(dá)到100% 的治愈療效。⑥ 病毒檢測(cè)。主要關(guān)鍵詞有diagnosis、RT-PCR、PCR、rapid detection、blood、ELISA、quantifica- tion、IgG 等。病毒的快速檢測(cè)對(duì)預(yù)防和及早治療具有重要意義，目前針對(duì)埃博拉病毒的實(shí)驗(yàn)室診斷方法主要有兩類：檢測(cè)抗原和抗體，主要采用ELISA 法；病毒核酸，主要采用RT-PCR 法。（2）研究趨勢(shì)：從關(guān)鍵詞的平均年份分布情況可知，病毒復(fù)制、表達(dá)等遺傳機(jī)制（②）和宿主細(xì)胞進(jìn)入機(jī)制（③）是該領(lǐng)域早期的研究方向，但其中埃博拉病毒NPC1 蛋白的研究仍然是近年來(lái)的研究熱點(diǎn)。近3年研究熱點(diǎn)主要集中在埃博拉病毒的快速監(jiān)測(cè)（⑥）、傳播和流行病學(xué)（①）、治療方案和藥物研發(fā)（⑤）方面。

3 討論

新形勢(shì)下國(guó)家總體安全觀已突破傳統(tǒng)領(lǐng)域，拓展至生物安全范疇，美國(guó)等已將生物安全上升到國(guó)家戰(zhàn)略層面。據(jù)我們前期的調(diào)研不難發(fā)現(xiàn)，美、法、英、日等國(guó)均已早早建立了生物安全 Ⅳ 級(jí)實(shí)驗(yàn)室（P4實(shí)驗(yàn)室），為其開展包括埃博拉病毒在內(nèi)的新發(fā)和烈性傳染病原研究提供了有利的科研平臺(tái)。2015年我國(guó)已建成首個(gè)P4 實(shí)驗(yàn)室—中國(guó)科學(xué)院武漢國(guó)家生物安全實(shí)驗(yàn)室，也將為我國(guó)埃博拉病毒及新發(fā)和烈性傳染病的研究開啟新篇章。

我國(guó)雖未發(fā)生大規(guī)模埃博拉疫情，但埃博拉病毒是WHO 定義的4級(jí)病毒，并存在被濫用為生物恐怖劑的危險(xiǎn)；我國(guó)是最大的發(fā)展中國(guó)家，人口眾多、公共衛(wèi)生設(shè)施仍較落后，與世界各國(guó)來(lái)往日益頻繁的國(guó)際環(huán)境下，應(yīng)對(duì)埃博拉及其他新發(fā)和烈性傳染病疫情的形勢(shì)更加嚴(yán)峻。我國(guó)今后應(yīng)在加強(qiáng)埃博拉病毒基礎(chǔ)研究、加快治療藥物和疫苗研發(fā)、加強(qiáng)國(guó)際合作等方面進(jìn)一步部署，加強(qiáng)烈性病原實(shí)驗(yàn)室的生物安全監(jiān)管以及對(duì)社會(huì)公眾的新發(fā)和烈性傳染病科普教育和宣傳。

本研究以埃博拉病毒為契機(jī)，今后將逐步結(jié)合多方面科學(xué)數(shù)據(jù)和信息對(duì)埃博拉病毒及新發(fā)和烈性傳染病進(jìn)行系統(tǒng)研究，為我國(guó)總體國(guó)家安全戰(zhàn)略、重大科技計(jì)劃和社會(huì)經(jīng)濟(jì)發(fā)展提供政策支撐和理論依據(jù)，為建設(shè)運(yùn)行首個(gè)P4 實(shí)驗(yàn)室發(fā)揮參謀智庫(kù)作用?！?/p>