基于Citespace的基因治療研究可視化分析

藺麗英 陳丹丹 河北地質(zhì)大學(xué)

十三五期間，河北省加快產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)調(diào)整，已將生物醫(yī)藥產(chǎn)業(yè)列為戰(zhàn)略性新興產(chǎn)業(yè)之一?，F(xiàn)代生物醫(yī)藥產(chǎn)業(yè)是指將基因工程、細(xì)胞工程、酶工程、發(fā)酵工程及蛋白質(zhì)工程等現(xiàn)代生物技術(shù)的研究成果應(yīng)用于制藥行業(yè)，制造可流通藥品并規(guī)模化生產(chǎn)的經(jīng)濟(jì)實(shí)體的總和。目前現(xiàn)代生物醫(yī)藥產(chǎn)業(yè)的主要藥物開發(fā)品有基因工程藥物、抗體、人用疫苗、血液制品和診斷試劑等。生物醫(yī)藥研發(fā)是生物醫(yī)藥產(chǎn)業(yè)的基礎(chǔ)，因此，發(fā)現(xiàn)生物醫(yī)藥領(lǐng)域內(nèi)重要研究主題的知識圖譜，并篩選出其研究前沿、研究熱點(diǎn)，對于布局我省生物醫(yī)藥領(lǐng)域的基礎(chǔ)研究，提升研究水平具有重要指導(dǎo)作用。

基于對《國家中長期科學(xué)與技術(shù)發(fā)展規(guī)劃綱要（2006～2020）》和《醫(yī)學(xué)科技“十二五”發(fā)展規(guī)劃》等生物醫(yī)藥發(fā)展戰(zhàn)略相關(guān)政策文件的分析，確定了生物醫(yī)藥領(lǐng)域的基因治療作為本文研究主題。

一、數(shù)據(jù)來源與檢索策略

本主題研究的數(shù)據(jù)來源于Pubmed數(shù)據(jù)庫。檢索途徑為MeSH Major Topic，檢索詞“genetic therapy”，時間范圍“5 years”。共獲得4346條記錄，將檢索結(jié)果以“.xml” 格式儲存，數(shù)據(jù)下載日期為2019年7月6日。

二、分析方法

本文利用陳超美博士開發(fā)的科學(xué)圖譜與知識可視化軟件Citespace5.3對數(shù)據(jù)集進(jìn)行了關(guān)鍵詞共現(xiàn)分析。模塊值（Modularity Q）和平均輪廓值（Mean Silhouette）是評判Citespace圖譜繪制效果的依據(jù)。一般Q在【0,1）區(qū)間內(nèi)，Q＞0.3說明劃分出來的社團(tuán)結(jié)構(gòu)是顯著的。當(dāng)S〉0.7時，聚類是高效的、令人信服的。當(dāng)S〉0.5時，聚類是合理的。太小時，則無明確主題可言。

基因治療研究主題的關(guān)鍵詞共現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)由140個節(jié)點(diǎn)、297條共現(xiàn)連線組成，Modularity Q=0.7517，Mean Silhouette=0.5513，因此基因治療主題的社團(tuán)結(jié)構(gòu)式顯著的，聚類是合理的。

三、基因治療研究關(guān)鍵詞共現(xiàn)分析

（一）關(guān)鍵詞聚類分析

圖1 基因治療關(guān)鍵詞聚類視圖

Citespace5.3通過LLR（對數(shù)似然率算法）聚類，將基因治療研究主題數(shù)據(jù)集中距離較近的關(guān)鍵詞聚集在一起，展現(xiàn)出了基因治療研究內(nèi)容的分布情況，形成12個分主題：crispr 基因編輯技術(shù)、lentiviral vector慢病毒載體、cancer therapy 癌癥治療、transfection轉(zhuǎn)染、cell therapy細(xì)胞療法、apoptosis 細(xì)胞凋亡、Duchenne muscular dystrolphy杜氏肌營養(yǎng)不良癥、crispr-cas9一種基因編輯技術(shù)、angiogenesis血管生成、neurodegeneration神經(jīng)退行性疾病、thalassemia地中海貧血、sirna小干擾核糖核酸。12個分主題下聚類的關(guān)鍵詞如下：

表1 近五年基因治療研究的關(guān)鍵詞聚類

（二）高頻關(guān)鍵詞和高中心度關(guān)鍵詞分析

在Citespace關(guān)鍵詞共現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)的聚類視圖中（見圖1），節(jié)點(diǎn)大小代表它的共現(xiàn)次數(shù)，節(jié)點(diǎn)越大則出現(xiàn)頻次越高。節(jié)點(diǎn)連線代表節(jié)點(diǎn)之間的共現(xiàn)關(guān)系，節(jié)點(diǎn)(關(guān)鍵詞)周圍的連線越多則代表其中心度越高。

我們對基因治療研究領(lǐng)域的熱門關(guān)鍵詞進(jìn)行了提?。阂活愂枪铂F(xiàn)次數(shù)高的高頻關(guān)鍵詞。這類詞總結(jié)并概括了該領(lǐng)域研究的基礎(chǔ)知識結(jié)構(gòu)，有g(shù)ene therapy（基因治療）、adeno-associated virus（腺相關(guān)病毒）、crispr/cas9、microrna（微小核糖核酸）、gene editing（基因編輯）、gene delivery（基因傳遞）、Cancer（癌癥）、rna interference（核糖核酸干擾）。二類是高中心度關(guān)鍵詞。這類關(guān)鍵詞具有明顯的橋梁作用。如，microrna（微小核糖核酸）連接著nanoparticle（納米粒子）、immune response（免疫反應(yīng)）、crispr/cas9等。三類是具有高頻次的詞和高中心度的詞，有crispr/cas9（一種基因編輯技術(shù)）、gene therapy（基因治療）、microrna（微小核糖核酸）、adeno-associated virus（腺相關(guān)病毒）、gene editing（基因編輯）等。這類詞代表了基因治療研究的熱點(diǎn)和未來研究趨勢。

表2 近五年基因治療研究文獻(xiàn)高頻關(guān)鍵詞和高中心度關(guān)鍵詞

（三）時區(qū)視圖分析

圖2 基因治療關(guān)鍵詞共現(xiàn)時區(qū)視圖

在citespace基因治療關(guān)鍵詞共現(xiàn)時區(qū)圖中，可以通過時區(qū)之間的連線變化看到基因治療研究的知識流向。2014-2016年時區(qū)內(nèi)的關(guān)鍵詞之間連線緊密，說明這三年之間的基因治療研究的傳承關(guān)系較強(qiáng)。2017-2019年時區(qū)內(nèi)的關(guān)鍵詞主要與2014和2015兩年的關(guān)鍵詞連線緊密，說明它們之間的研究傳承較強(qiáng)。2017-2019年與2016年時區(qū)內(nèi)的關(guān)鍵詞連線較少，說明它們之間的研究傳承較弱。

在未來研究中，應(yīng)重點(diǎn)關(guān)注2016-2019年時區(qū)內(nèi)中心度高于0.1的關(guān)鍵詞，作為基因治療的研究前沿。