2010～2019年動(dòng)脈粥樣硬化基因組學(xué)的研究現(xiàn)狀與熱點(diǎn)趨勢(shì)分析

浦冬青，劉 政，周 超，梁佳瑋，郝清智

1山東中醫(yī)藥大學(xué)中醫(yī)學(xué)院，濟(jì)南 250014 2山東中醫(yī)藥大學(xué)附屬醫(yī)院周圍血管病科，濟(jì)南 250011

動(dòng)脈粥樣硬化(atherosclerosis，AS)是缺血性心臟病、腦血管疾病等動(dòng)脈粥樣硬化性心血管疾病的主要病理基礎(chǔ)[1]，嚴(yán)重威脅人類健康。AS的風(fēng)險(xiǎn)因素眾多，如高血壓、糖尿病、吸煙、高膽固醇血癥、氧化應(yīng)激、同型半胱氨酸血癥、克隆性造血等[2- 4]，隨著人類基因組計(jì)劃的完成及生物信息學(xué)技術(shù)的發(fā)展，AS遺傳學(xué)風(fēng)險(xiǎn)因素引起了廣泛的關(guān)注。基因組學(xué)是利用生物信息學(xué)技術(shù)對(duì)所有基因組進(jìn)行作圖、測(cè)序及整個(gè)基因組功能分析的遺傳學(xué)分支，隨著基因組學(xué)技術(shù)的日益成熟，DNA測(cè)序技術(shù)、實(shí)時(shí)熒光定量PCR、單細(xì)胞測(cè)序技術(shù)、DNA芯片法等基因組學(xué)技術(shù)已廣泛應(yīng)用于AS領(lǐng)域中[5]，但AS基因組學(xué)的相關(guān)綜合性研究尚未見報(bào)道。本研究采用CiteSpace軟件，對(duì)2010～2019年Web of Science核心合集數(shù)據(jù)庫(kù)發(fā)表的關(guān)于AS基因組學(xué)相關(guān)文獻(xiàn)進(jìn)行可視化分析，總結(jié)了AS在基因組學(xué)領(lǐng)域的研究現(xiàn)狀及熱點(diǎn)前沿，旨在為后續(xù)開展AS基因組學(xué)相關(guān)研究提供參考與思路。

資料和方法

數(shù)據(jù)來(lái)源檢索Web of Science核心合集數(shù)據(jù)庫(kù)。檢索策略：TI=(“atherosclerosis”O(jiān)R“atherosclerotic”)AND TS=(“genomics”O(jiān)R“genome” OR“DNA”O(jiān)R “RNA”)。時(shí)間跨度：2010～2019年；索引：SCI-EXPANDED。納入文獻(xiàn)類型為“Article” “Review”，語(yǔ)種為“English”。共檢索到1123篇文獻(xiàn)，并以純文本格式導(dǎo)出。

方法采用CiteSpace軟件[6]對(duì)Web of Science中的AS基因組學(xué)相關(guān)文獻(xiàn)進(jìn)行可視化分析。具體為：將導(dǎo)出1123篇文獻(xiàn)利用CiteSpace軟件整合去重后，最終共得到1021篇文獻(xiàn)，對(duì)國(guó)家、機(jī)構(gòu)、作者、期刊、共被引文獻(xiàn)、關(guān)鍵詞等數(shù)據(jù)進(jìn)行分析并繪制可視化圖譜。軟件時(shí)間參數(shù)設(shè)置為2010～2019年，時(shí)間切片為1年，根據(jù)不同節(jié)點(diǎn)選取合適閾值，圖譜裁剪方式設(shè)置為Pathfinder，Pruning sliced networks，Pruning the merged network。

結(jié) 果

文獻(xiàn)分布情況2010～2013年，年度發(fā)文量上升幅度較大，為快速增長(zhǎng)期；2013～2018年，年發(fā)文量較為穩(wěn)定，年平均發(fā)文量為112.2篇，為穩(wěn)定期；2018～2019年，年發(fā)文量再次快速上升，為快速增長(zhǎng)期(圖1)。

AS：動(dòng)脈粥樣硬化

國(guó)家、機(jī)構(gòu)共現(xiàn)分析選取每年出現(xiàn)次數(shù)最高的50個(gè)國(guó)家、機(jī)構(gòu)進(jìn)行數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)與可視化分析，結(jié)果顯示，美國(guó)與中國(guó)的發(fā)文量明顯高于其他國(guó)家，但其中心性均為0，提示美國(guó)與中國(guó)在該領(lǐng)域處于全球領(lǐng)先地位，但國(guó)際合作度較低。發(fā)文量前10的機(jī)構(gòu)均為美國(guó)高校及其相關(guān)醫(yī)學(xué)機(jī)構(gòu)，提示美國(guó)高校對(duì)AS基因組學(xué)等研究較為深入(圖2、表1)。

圖2 AS基因組學(xué)研究國(guó)家合作圖譜

表1 AS基因組學(xué)研究發(fā)文量前10的國(guó)家、機(jī)構(gòu)

作者共現(xiàn)及共被引分析選取每年出現(xiàn)次數(shù)最高的50個(gè)作者進(jìn)行共現(xiàn)分析與共被引分析，為防止不同作者出現(xiàn)同名問(wèn)題，將發(fā)文量前10的作者納入本研究的文章下載后進(jìn)行手動(dòng)篩選及頻次統(tǒng)計(jì)。結(jié)果顯示，發(fā)文量較高的作者對(duì)AS基因組學(xué)有較為深入的研究，但中心性均較低，提示作者間合作度不高；共被引頻次較高的作者發(fā)表的文章對(duì)AS基因組學(xué)領(lǐng)域的研究與發(fā)展具有重要意義；Christian Weber是唯一一名發(fā)文量與共被引頻次均較高的作者，在AS基因組學(xué)領(lǐng)域具有重要影響力(表2)。

表2 AS基因組學(xué)研究發(fā)文量與共被引前10的作者Table 2 Top 10 authors and co-cited authors in research of atherosclerosis genomics

期刊共被引及雙圖疊加分析選取每年被引次數(shù)最高的50個(gè)期刊進(jìn)行可視化分析，結(jié)果顯示，被引量前10的期刊，影響因子均較高。其中，影響因子大于10的期刊有5個(gè)，分別為CIRCULATION、NATURE、CIRCRES、JCLININVES、NEWENGLJMED，影響因子最高可達(dá)72.406，提示AS基因組學(xué)領(lǐng)域研究在醫(yī)學(xué)領(lǐng)域具有較高的研究意義(圖3、表3)。

圖3 AS基因組學(xué)研究期刊共被引圖譜

表3 AS基因組學(xué)研究共被引前10的期刊

將檢索到的1123篇文獻(xiàn)導(dǎo)入CiteSpace軟件中，繪制期刊雙圖疊加圖，左側(cè)為本研究引用期刊所集中的學(xué)科領(lǐng)域，右側(cè)為被引期刊所集中的學(xué)科領(lǐng)域，波狀曲線為期刊的引用軌跡，即從引用期刊所集中的學(xué)科領(lǐng)域向被引期刊所集中的學(xué)科轉(zhuǎn)移，通過(guò)期刊雙圖疊加分析，以反映AS基因組學(xué)領(lǐng)域文獻(xiàn)在期刊層面所涉及學(xué)科之間的知識(shí)流動(dòng)[7]。結(jié)果顯示，橙色引用軌跡的引用期刊領(lǐng)域集中在分子學(xué)、生物學(xué)、免疫學(xué)等學(xué)科，綠色的集中在醫(yī)學(xué)、藥學(xué)、臨床等學(xué)科，其均向被引期刊領(lǐng)域的分子學(xué)、生物學(xué)、遺傳學(xué)等學(xué)科轉(zhuǎn)移，提示了AS基因組學(xué)相關(guān)期刊所集中的學(xué)科由分子學(xué)、生物學(xué)、免疫學(xué)、醫(yī)學(xué)、藥學(xué)、臨床等領(lǐng)域向分子學(xué)、生物學(xué)、遺傳學(xué)等領(lǐng)域轉(zhuǎn)移(圖4)。

圖4 AS基因組學(xué)的期刊雙圖疊加圖

文獻(xiàn)共被引分析文獻(xiàn)共被引分析可以在眾多參考文獻(xiàn)中篩選出該研究領(lǐng)域中的重要知識(shí)基礎(chǔ)[8]。選取每年被引次數(shù)最高的30個(gè)文獻(xiàn)進(jìn)行可視化分析，結(jié)果顯示，被引頻次最高的文獻(xiàn)為2011年Libby等[9]發(fā)表的AS生物學(xué)翻譯的進(jìn)展與挑戰(zhàn)，文中提出基于基因組學(xué)發(fā)展而來(lái)的生物標(biāo)志物對(duì)AS疾病預(yù)測(cè)與治療具有重要意義。其余文獻(xiàn)研究?jī)?nèi)容集中在冠狀動(dòng)脈疾病的基因風(fēng)險(xiǎn)位點(diǎn)研究[10- 11]及冠狀動(dòng)脈疾病相關(guān)的基因與巨噬細(xì)胞生物學(xué)相關(guān)性探究[12]，血脂異常相關(guān)的基因位點(diǎn)研究[13]，心肌梗死與染色體9p21上的基因突變關(guān)聯(lián)研究[14]等(圖5、表4)。

圖5 AS基因組學(xué)研究文獻(xiàn)共被引圖譜

表4 AS基因組學(xué)研究共被引前10的文獻(xiàn)

關(guān)鍵詞分析關(guān)鍵詞是對(duì)文獻(xiàn)內(nèi)容與主旨的高度概括，對(duì)關(guān)鍵詞進(jìn)行共現(xiàn)分析能夠預(yù)測(cè)該領(lǐng)域的研究熱點(diǎn)[15]。選取每年出現(xiàn)次數(shù)最高的30個(gè)關(guān)鍵詞進(jìn)行可視化分析，結(jié)果顯示，關(guān)于AS基因組學(xué)領(lǐng)域的研究熱點(diǎn)主要集中在全基因組關(guān)聯(lián)分析、DNA甲基化、微小RNA(microRNA，miRNA)、基因、信使RNA(messenger RNA，mRNA)等方面(圖6、表5)。

圖6 AS基因組學(xué)研究關(guān)鍵詞共現(xiàn)圖譜

表5 AS基因組學(xué)研究頻次前20的關(guān)鍵詞Table 5 Top 20 keywords for research in atherosclerosis genomics

關(guān)鍵詞的突現(xiàn)分析體現(xiàn)了某一時(shí)間段內(nèi)該領(lǐng)域的研究前沿與趨勢(shì)[8]。對(duì)關(guān)鍵詞共現(xiàn)結(jié)果進(jìn)行突現(xiàn)分析，共得到24個(gè)突現(xiàn)詞，據(jù)其突現(xiàn)起止時(shí)間大致可分為4類：(1)2010～2013年的突現(xiàn)詞為缺陷小鼠、心臟病、染色體9p21、多態(tài)性、風(fēng)險(xiǎn)因素、心肌梗死、信使RNA；(2)2012～2014年的突現(xiàn)詞為變體、胰島素抵抗、遺傳學(xué)、apoE基因缺陷小鼠；(3)2014～2015年的突現(xiàn)詞為NF-κB、蛋白、內(nèi)皮功能障礙；(4)2016～2019年有新陳代謝、增殖、生物標(biāo)志物、長(zhǎng)鏈非編碼RNA(long noncoding RNA，lncRNA)、DNA甲基化、抑制。其中，持續(xù)2019年的突現(xiàn)詞有5個(gè)，按其突現(xiàn)強(qiáng)度由高到低分別為lncRNA、增殖、新陳代謝、DNA甲基化、抑制(表6)。

表6 AS基因組學(xué)研究關(guān)鍵詞突現(xiàn)Table 6 Bursts in research of atherosclerosis genomics

討 論

本研究年發(fā)文量結(jié)果提示整體呈上升趨勢(shì)，2010～2013年為快速增長(zhǎng)期，2013～2018年為穩(wěn)定期，發(fā)文量波動(dòng)較小，2018～2019年再次為快速增長(zhǎng)期，提示AS基因組學(xué)研究為較為熱門的研究領(lǐng)域。美國(guó)與中國(guó)為發(fā)文量較高的國(guó)家，但國(guó)家合作度均不高。研究機(jī)構(gòu)以美國(guó)機(jī)構(gòu)為主，發(fā)文量最高的機(jī)構(gòu)為波恩大學(xué)。

Eric Boerwinkle為發(fā)文量最高的作者，其據(jù)社區(qū)AS風(fēng)險(xiǎn)進(jìn)行了深入研究，研究?jī)?nèi)容涉及驗(yàn)證了冠心病風(fēng)險(xiǎn)與染色體9p21區(qū)基因型變異的關(guān)聯(lián)性[16]，空腹血糖遺傳風(fēng)險(xiǎn)評(píng)分與亞臨床AS的相關(guān)性[17]，線粒體DNA拷貝數(shù)與心源性猝死之間的關(guān)聯(lián)[18]等。Peter Libby為被引量最高的作者，其在2000年便通過(guò)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)證明基因組差異表達(dá)技術(shù)可以識(shí)別參與AS血管炎癥的新基因，而后提出如何將基因組學(xué)技術(shù)運(yùn)用到AS臨床診斷與治療中，為基因組學(xué)的臨床應(yīng)用提供了重要方向[9，19- 20]。此外，Christian Weber為發(fā)文量與被引量均較高的作者，其研究?jī)?nèi)容多涉及使用基因組學(xué)等高通量技術(shù)探討AS與血管炎癥的病理機(jī)制[21]，利用組學(xué)技術(shù)發(fā)現(xiàn)AS生物標(biāo)記物，如循環(huán)micro-RNAs、端粒等，以提高心血管疾病的風(fēng)險(xiǎn)預(yù)測(cè)與診斷[22]，lncRNA MALAT1的造血功能障礙促進(jìn)了AS與斑塊炎癥[23]等。

被引量前10的期刊影響因子均較高，最高的為NEWENGLJMED72.406，提示AS基因組學(xué)領(lǐng)域研究在國(guó)際上有較高的影響意義，且AS基因組學(xué)相關(guān)期刊所集中的學(xué)科領(lǐng)域由分子學(xué)、生物學(xué)、免疫學(xué)、醫(yī)學(xué)、藥學(xué)、臨床等學(xué)科領(lǐng)域向分子學(xué)、生物學(xué)、遺傳學(xué)等學(xué)科領(lǐng)域轉(zhuǎn)移。文獻(xiàn)共被引分析體現(xiàn)了AS基因組學(xué)領(lǐng)域的知識(shí)基礎(chǔ)，高頻共被引文獻(xiàn)多為探究冠狀動(dòng)脈疾病如冠心病、心肌梗死、血脂異常等基因風(fēng)險(xiǎn)位點(diǎn)研究，為AS的基因風(fēng)險(xiǎn)位點(diǎn)研究提供參考，以及AS生物標(biāo)志物方向研究，對(duì)于AS的疾病預(yù)測(cè)與治療有重要意義。

關(guān)鍵詞共現(xiàn)分析提示了AS基因組學(xué)的研究熱點(diǎn)，熱點(diǎn)關(guān)鍵詞集中在全基因組關(guān)聯(lián)分析、DNA甲基化、miRNA、mRNA等。隨著人類基因組計(jì)劃及人類基因組單倍型圖譜的完成，全基因組關(guān)聯(lián)分析通過(guò)對(duì)全基因組鑒定的遺傳多態(tài)性位點(diǎn)及可觀測(cè)性狀進(jìn)行群體水平統(tǒng)計(jì)而獲得疾病易感基因定位的方法逐漸廣泛應(yīng)用于多種復(fù)雜疾病中[24- 25]。在AS研究領(lǐng)域，通過(guò)全基因組關(guān)聯(lián)分析獲得冠心病、高密度脂蛋白等基因位點(diǎn)，進(jìn)而進(jìn)行實(shí)驗(yàn)探究基因敲除后對(duì)AS的影響及其作用機(jī)制，是研究AS發(fā)病機(jī)制及治療的重要方式之一[26- 27]。DNA甲基化是在不改變DNA序列前提下，在DNA甲基轉(zhuǎn)移酶的催化作用下將甲基基團(tuán)添加到CpG二核苷酸胞嘧啶上的一種表觀遺傳機(jī)制[28]，此機(jī)制與AS的發(fā)生發(fā)展密切相關(guān)。研究表明，DNA甲基化通過(guò)參與衰老、高同型半胱氨酸血癥等風(fēng)險(xiǎn)因素及氧化應(yīng)激反應(yīng)、內(nèi)皮功能障礙、平滑肌細(xì)胞增殖遷移、巨噬細(xì)胞炎癥反應(yīng)等過(guò)程而調(diào)控AS的發(fā)生發(fā)展[29- 31]。miRNA是一類由內(nèi)源基因編碼的長(zhǎng)度約22個(gè)核苷酸的非編碼單鏈RNA，參與基因表達(dá)的轉(zhuǎn)錄后調(diào)控[32]。miRNA參與了AS的脂蛋白調(diào)節(jié)、細(xì)胞因子反應(yīng)、白細(xì)胞招募與活化、內(nèi)皮細(xì)胞損傷與增生、血管平滑肌功能、巨噬細(xì)胞自噬等過(guò)程，為AS的診斷與治療提供了新的分子基礎(chǔ)[32- 33]。mRNA是由DNA為模板轉(zhuǎn)錄而來(lái)的、一類攜帶遺傳信息的單鏈核糖核酸，能夠指導(dǎo)蛋白質(zhì)的生物合成。近年來(lái)，利用基因芯片數(shù)據(jù)庫(kù)或RNA測(cè)序技術(shù)獲得AS疾病中差異表達(dá)的mRNA、miRNA、lncRNA、circRNA等RNA，并分析其與AS發(fā)生和發(fā)展相關(guān)的信號(hào)通路也是研究熱點(diǎn)，為進(jìn)一步了解AS的發(fā)病機(jī)制、確立診斷與治療AS的生物標(biāo)志物提供參考依據(jù)[34- 35]。

突現(xiàn)詞分析體現(xiàn)了AS基因組學(xué)領(lǐng)域的研究前沿與趨勢(shì)。本研究中突現(xiàn)強(qiáng)度最強(qiáng)且持續(xù)至2019年的關(guān)鍵詞為IncRNA，此外，新陳代謝、DNA甲基化等相關(guān)研究也是AS研究的前沿方向。IncRNA是長(zhǎng)度大于200個(gè)核苷酸的非編碼RNA，在AS發(fā)展中通過(guò)調(diào)控膽固醇轉(zhuǎn)運(yùn)、胰島素抵抗等脂類代謝、糖尿病等危險(xiǎn)因素，內(nèi)皮細(xì)胞表達(dá)及功能、平滑肌細(xì)胞合成、表型轉(zhuǎn)化及凋亡等血管功能，巨噬細(xì)胞活化、腫瘤壞死因子等細(xì)胞因子、T細(xì)胞分化遷移及免疫基因表達(dá)等血管炎癥反應(yīng)等過(guò)程而發(fā)揮重要調(diào)控作用[36- 37]。在AS進(jìn)展中，關(guān)于代謝的關(guān)鍵詞以脂質(zhì)代謝研究較多。研究?jī)?nèi)容涉及利用基因組學(xué)技術(shù)分析其基因位點(diǎn)[38]，利用實(shí)驗(yàn)探究蛋白激酶Cη(PKCη)等物質(zhì)或藥物對(duì)基因缺陷小鼠的脂質(zhì)代謝和AS進(jìn)程的干預(yù)[39]等。此外，單核細(xì)胞和巨噬細(xì)胞的代謝重編程等免疫代謝在AS進(jìn)展中發(fā)揮重要作用，為免疫細(xì)胞的細(xì)胞代謝靶向治療AS提供可能[40]。

綜上，本研究采用CiteSpace軟件對(duì)2010～2019年Web of Science數(shù)據(jù)庫(kù)中關(guān)于AS基因組學(xué)相關(guān)文獻(xiàn)進(jìn)行國(guó)家、機(jī)構(gòu)、作者、期刊、文獻(xiàn)、關(guān)鍵詞等進(jìn)行可視化分析，結(jié)果表明，AS基因組學(xué)領(lǐng)域的研究關(guān)注度逐漸增高，其研究熱點(diǎn)集中在全基因組關(guān)聯(lián)分析、DNA甲基化、miRNA、mRNA等，研究趨勢(shì)為IncRNA、DNA甲基化及免疫代謝等方面，為AS基因組學(xué)領(lǐng)域進(jìn)一步研究提供了參考。