基于CiteSpace分析基因組學(xué)在血脂異常領(lǐng)域的研究熱點(diǎn)

姚婷婷，沈曉旭，李慧，翁潔瓊，趙靜，曾圓圓，張晶芳，原夢飛，許珂

血脂異常多指血清中膽固醇（TC）和/（或）甘油三酯（TG）水平升高，高密度脂蛋白膽固醇（HDL-C）降低等，臨床可分為高膽固醇血癥、高甘油三酯血癥、混合型高脂血癥（TC、TG均增高）以及低HDL-C血癥[1]。血脂是血清中的TC、TG和類脂（如磷脂）等的總稱，血脂不溶于水，必須與特殊的蛋白質(zhì)即載脂蛋白（Apo）結(jié)合形成脂蛋白才能溶于血液，被運(yùn)輸至組織進(jìn)行代謝。而血脂異常是動(dòng)脈粥樣硬化性心血管疾?。ˋSCVD）重要的危險(xiǎn)因素[2]。國內(nèi)外越來越多的研究表明血脂異常不單是一種與飲食、生活習(xí)慣相關(guān)的疾病，更多的與基因相關(guān)[3]，如易感基因攜帶、基因突變等，隨著基因組學(xué)的發(fā)展和應(yīng)用，識(shí)別有害突變，推進(jìn)靶向治療更具有臨床意義[4]。本研究采用CiteSpace軟件，對2004～2021年Web of Seienee核心數(shù)據(jù)庫發(fā)表的關(guān)于血脂異?；蚪M學(xué)的相關(guān)文獻(xiàn)進(jìn)行可視化分析，了解目前的研究進(jìn)展及熱點(diǎn)，為后續(xù)更深入的研究提供參考。

1 對象和方法

1.1 對象選取Web of Science核心數(shù)據(jù)庫中符合血脂異?；蚪M學(xué)的文獻(xiàn)。檢索策略：TI=（“Hyperlipemia” OR “Hyperlipidemia”O(jiān)R “Lipidemia” OR “Lipemia”） AND TS=（“Genomic” OR “Genome” OR “DNA” OR“RNA”）。索引：SCI-EXPANDED，CCREXPANDED，IC，語種為“English”，設(shè)定文章類型為“article”和“review”。檢索年限：2001年1月1日～2021年7月30日；檢索時(shí)間：2021年7月30日，經(jīng)檢索該領(lǐng)域論文的最早發(fā)文年份是2004年，故將年限定在：2004年1月1日～2021年7月30日。排除標(biāo)準(zhǔn)：會(huì)議、報(bào)刊報(bào)道以及重復(fù)發(fā)表的文獻(xiàn)。共納入文獻(xiàn)1032篇。

1.2 研究方法分析的文獻(xiàn)以純文本的格式導(dǎo)出，并導(dǎo)入CiteSpace（版本號：5.8.R1）軟件。軟件參數(shù)設(shè)置：每1年為切割點(diǎn)；節(jié)點(diǎn)類型分別選擇Author、Cited Journal、Category、Country、Institution、Keyword；閾值設(shè)置Top N=30；剪切方式選擇Pathfinder和Pruning Sliced Network，其余參數(shù)值選擇默認(rèn)。

2 結(jié)果

2.1 發(fā)文量基因組學(xué)在血脂異常領(lǐng)域研究的發(fā)文量在近20年趨于穩(wěn)定增長（圖1），2007年和2011年稍有回落，2012年后穩(wěn)定增長，2018年后迅速增長，2021年度文獻(xiàn)未完整納入，暫不分析。

圖1 發(fā)文量

2.2 作者和被引期刊可視化分析CiteSpace軟件繪制作者和被引期刊圖譜，每個(gè)節(jié)點(diǎn)（Node）對應(yīng)作者和被引期刊，大小表示該作者發(fā)文量多少和期刊被引頻次，節(jié)點(diǎn)、標(biāo)簽越大說明發(fā)文數(shù)量越多、被引頻次越多，節(jié)點(diǎn)之間連線（Edge）的粗細(xì)表示合作關(guān)系，連線越粗說明其合作交流越多，紫色輪廓代表中心性，體現(xiàn)了該節(jié)點(diǎn)在圖譜中的重要性。結(jié)果顯示作者網(wǎng)絡(luò)圖譜N=107，E=161，見圖2。被引期刊網(wǎng)絡(luò)圖譜N=93，E=96，見圖3。說明共納入107位作者，93種期刊，其中發(fā)文量前10的作者和被引頻次前10的期刊見表1。

表1 發(fā)文量前10的作者和被引頻次前10的期刊

圖2 作者網(wǎng)絡(luò)圖譜

圖3 被引期刊網(wǎng)絡(luò)圖譜

2.3 相關(guān)學(xué)科分布分析基因組學(xué)在血脂異常領(lǐng)域涉及多個(gè)學(xué)科，其中排名前10的學(xué)科見表2，主要與分子生物學(xué)、心血管系統(tǒng)學(xué)、藥理學(xué)及內(nèi)分泌等學(xué)科關(guān)系密切。

表2 血脂異?；蚪M學(xué)前10的相關(guān)學(xué)科分布

2.4 國家與機(jī)構(gòu)可視化分析國家和機(jī)構(gòu)的合作網(wǎng)絡(luò)圖見圖4～5，發(fā)文量前10的國家和機(jī)構(gòu)見表3，從圖表中可以看出，美國發(fā)文量及發(fā)文機(jī)構(gòu)最多，達(dá)389篇文獻(xiàn)，以華盛頓大學(xué)、加州大學(xué)洛杉磯分校為代表。其次是中國，從2012年開始中國發(fā)文量逐漸增多，以中國科學(xué)院大學(xué)、浙江大學(xué)和上海交通大學(xué)為代表。美國和中國雖發(fā)文量較多，但中心性較低，提示美國與中國對領(lǐng)域研究較多，但缺乏國際合作。而意大利、德國、英國、加拿大等國家中心性較高，這些國家之間的交流合作較密切。

表3 血脂異常基因組學(xué)發(fā)文量前10的國家和機(jī)構(gòu)

圖4 國家合作網(wǎng)絡(luò)圖

2.5 關(guān)鍵詞可視化分析

2.5.1 關(guān)鍵詞共現(xiàn)分析關(guān)鍵詞可表達(dá)文獻(xiàn)主題內(nèi)容，頻數(shù)高的關(guān)鍵詞可反映研究領(lǐng)域的熱點(diǎn)問題。將相同意義的關(guān)鍵詞進(jìn)行合并，如“expression”、“gene”合并為“gene expression”，“coronary artery disease”、“myocardial infarction”、“coronary heart disease”等合并為“cardiovascular disease”，“risk”合并為“risk factor”，列出被引頻次和中心性排名前20的關(guān)鍵詞，見表4，結(jié)果顯示共現(xiàn)圖譜中N=259，E=515，見圖6。除“hyperlipidemia”和“gene expression”主題詞，排名前20的關(guān)鍵詞主要與血脂異常導(dǎo)致的臨床疾病有關(guān)，如“動(dòng)脈粥樣硬化”、“心血管疾病”、“代謝綜合征”等，導(dǎo)致血脂異常的危險(xiǎn)因素如“肥胖”，發(fā)病機(jī)制如“RNA表達(dá)”、“氧化應(yīng)激”、“胰島素抵抗”、“細(xì)胞凋亡”等。關(guān)鍵詞中心度≥0.1的節(jié)點(diǎn)在整個(gè)網(wǎng)絡(luò)中的作用較大。在文獻(xiàn)中，中心度較高的詞匯有“代謝綜合征”、“低密度脂蛋白”、“甘油三酯”、“炎癥”等，這些關(guān)鍵詞在共現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)當(dāng)中作為中介起到聯(lián)系作用。

圖5 機(jī)構(gòu)合作網(wǎng)絡(luò)圖

圖6 血脂異?；蚪M學(xué)關(guān)鍵詞共現(xiàn)圖譜

表4 血脂異常基因組學(xué)關(guān)鍵詞共現(xiàn)頻次前20的關(guān)鍵詞

2.5.2 關(guān)鍵詞聚類分析采用對數(shù)極大似然率（LLR）算法進(jìn)行聚類主題提取，顯示前10個(gè)類別，聚類圖譜見圖7，提取關(guān)鍵詞標(biāo)簽對其進(jìn)行歸納，模塊聚類值Q為0.6759（＞0.3），聚類平均輪廓值S為0.8492（＞0.5），說明此次聚類結(jié)構(gòu)顯著，聚類合理。聚類可大致分為4個(gè)方向：分子生物學(xué)（#0基因多態(tài)性、#4全外顯子基因測序）、病理生理機(jī)制（#1氧化應(yīng)激、#6蛋白抑制、#7細(xì)胞凋亡）、血脂分類（#2甘油三酯、#5高甘油三酯血癥）、相關(guān)疾病（#3艾滋病、#8高血壓、#9動(dòng)脈粥樣硬化），見表5。

圖7 血脂異常基因組學(xué)關(guān)鍵詞聚現(xiàn)圖譜

表5 血脂異?；蚪M學(xué)前10的關(guān)鍵詞聚類

圖7 血脂異?；蚪M學(xué)關(guān)鍵詞聚現(xiàn)圖譜

2.5.3 關(guān)鍵詞突現(xiàn)分析關(guān)鍵詞突現(xiàn)可以分析某一時(shí)期突然出現(xiàn)的研究主題。設(shè)置minimum duration為2，得顯示前25個(gè)突現(xiàn)詞，見圖8。可以看出，突現(xiàn)頻率最高的詞是“家族性混合型高脂血癥”、“脂肪代謝障礙”、“混合型高脂血癥”、“連鎖分析”、“易感性位點(diǎn)”、“蛋白抑制劑”等。近5年的突現(xiàn)詞有10個(gè)，分別為“DNA甲基化”、“抑制”、“胰島素抵抗”、“全基因組關(guān)聯(lián)”、“炎癥”、“動(dòng)脈粥樣硬化”、“脂質(zhì)代謝”、“體外”、“mRNA”、“機(jī)制”等，“轉(zhuǎn)基因小鼠”、“大鼠”等詞延續(xù)時(shí)間最長，提示動(dòng)物實(shí)驗(yàn)研究一直為熱度不減的研究類型。

3 討論

本文利用CiteSpace軟件對Web of Science核心數(shù)據(jù)庫中基因組學(xué)在血脂異常研究領(lǐng)域的1032篇文獻(xiàn)進(jìn)行可視化分析，包括年度發(fā)文趨勢、被引期刊和相關(guān)學(xué)科分布、不同國家和科研機(jī)構(gòu)的影響力及相互協(xié)作關(guān)系，關(guān)鍵詞共現(xiàn)、聚類和突現(xiàn)分析進(jìn)而了解其研究現(xiàn)狀、熱點(diǎn)和趨勢。

基因組學(xué)在血脂異常領(lǐng)域研究的發(fā)文量整體呈上升趨勢，2004～2011年趨于穩(wěn)定增長，2012～2021年快速增長，提示該領(lǐng)域近年來為較熱門的研究領(lǐng)域。綜合作者、被引期刊、學(xué)科、國家、機(jī)構(gòu)及關(guān)鍵詞的信息，可以看出美國和中國的研究最多，作者和期刊的發(fā)文量均居首位，其中美國以華盛頓大學(xué)、加州大學(xué)洛杉磯分校等為代表，發(fā)文最早、發(fā)文量最多的是P Pajukanta團(tuán)隊(duì)，該團(tuán)隊(duì)相互合作的成員達(dá)8名，主要對家族混合型高脂血癥與上游轉(zhuǎn)錄因子1（USF1）的關(guān)系進(jìn)行了深入的研究[5-7]。Weissglas-Volkov D和Bosse Y團(tuán)隊(duì)分別有7名和5名合作成員，均通過全基因連鎖分析了不同國家血脂異常家族中的易感基因及與血清載脂蛋白B（ApoE）、低密度脂蛋白膽固醇（LDL-C）水平相關(guān)的變異基因[8-10]。Eichenbaum-Voline S團(tuán)隊(duì)有5名合作成員，證實(shí)了ApoA1/C3/A4/A5基因簇的變異與家族混合型高脂血癥的關(guān)系[11]。中國以中國科學(xué)院大學(xué)、浙江大學(xué)為代表。2016年中國團(tuán)隊(duì)認(rèn)為ApoE基因敲除兔是研究高脂血癥和動(dòng)脈粥樣硬化的有效模型[12,13]，后又通過ApoE敲除的動(dòng)物實(shí)驗(yàn)，表明動(dòng)脈粥樣硬化與IL-35炎癥因子相關(guān)[14]。

結(jié)合關(guān)鍵詞突現(xiàn)、聚類和突現(xiàn)分析，早期十年的研究熱點(diǎn)主要集中在家族性混合型高脂血癥、脂肪代謝障礙、連鎖分析易感性位點(diǎn)、蛋白酶抑制劑、數(shù)量性狀位點(diǎn)、識(shí)別、體內(nèi)等。家族史對心血管疾病是一個(gè)重要的獨(dú)立危險(xiǎn)因素，家族性混合型高脂血癥是具有復(fù)雜數(shù)量性狀由遺傳和環(huán)境因素共同決定的多基因常染色體顯性遺傳病，歐美國家的多數(shù)研究通過患病家族成員的全基因組關(guān)聯(lián)分析該疾病的易感基因，進(jìn)而以基因敲除后的大鼠驗(yàn)證基因位點(diǎn)，以此研究血脂代謝紊亂的機(jī)制。近十年的研究熱點(diǎn)轉(zhuǎn)為DNA甲基化、MicroRNA、炎癥、胰島素抵抗、全基因組關(guān)聯(lián)、動(dòng)脈粥樣硬化、抑制、體外、機(jī)制等，DNA甲基化受到了極大關(guān)注。DNA甲基化為DNA化學(xué)修飾的一種形式，可在不改變DNA序列的前提下，改變遺傳表現(xiàn)。在DNA甲基化轉(zhuǎn)移酶的作用下，結(jié)合一個(gè)甲基基團(tuán)，能引起染色質(zhì)結(jié)構(gòu)、DNA構(gòu)象、DNA穩(wěn)定性及DNA與蛋白質(zhì)相互作用方式的改變，變異影響著蛋白質(zhì)表達(dá)水平進(jìn)而主導(dǎo)人類對某些疾病的易感性[15-17]。研究熱點(diǎn)主要在于尋找與肥胖、甘油三酯、餐后高血脂、血管生長相關(guān)的DNA甲基化位點(diǎn)，從而通過表觀遺傳過程來解釋傳統(tǒng)方法無法解釋的變異[18,19]。MicroRNA是長度約為20～23個(gè)核苷酸一類小的非編碼RNA，轉(zhuǎn)錄后抑制基因表達(dá)，是控制生理和病理過程的基因表達(dá)的重要調(diào)節(jié)因子[20]，大量研究表明其可通過控制能量代謝和脂質(zhì)代謝在代謝綜合征、肥胖、高脂血癥和動(dòng)脈粥樣硬化等疾病中發(fā)揮重要作用[21,22]，如miR-122、miR-30c、miR-320a等，有研究證實(shí)皮下注射RNA可治療高脂血癥的大鼠[23-25]。此類研究的意義在于通過遺傳學(xué)研究中發(fā)現(xiàn)的基因產(chǎn)物和途徑提供新的臨床治療策略，未來可通過阻斷或增加某些特定MicroRNA的表達(dá)來治療疾病。

綜上，本研究采用CiteSpace軟件對2004～2021年Web of Science核心數(shù)據(jù)庫中關(guān)于基因組學(xué)在血脂異常領(lǐng)域的相關(guān)文獻(xiàn)的發(fā)文量、作者、期刊、相關(guān)學(xué)科、國家、機(jī)構(gòu)、關(guān)鍵詞等進(jìn)行了可視化分析，結(jié)果表明，血脂異?；蚪M學(xué)領(lǐng)域的研究關(guān)注度逐漸增高，受DNA甲基化、MicroRNA、mRNA控制和改變基因表達(dá)，介導(dǎo)炎癥、胰島素抵抗、氧化應(yīng)激、細(xì)胞凋亡等機(jī)制研究為此領(lǐng)域的研究熱點(diǎn)。