基于VOSviewer與CiteSpace的中醫(yī)藥調(diào)節(jié)低氧誘導(dǎo)因子表達研究圖譜分析

李澤琪，賀媛煒，羅倩，吳玉娟，逯晶，4

1.湖南中醫(yī)藥大學(xué)醫(yī)學(xué)院，湖南 長沙 410208；2.湖南中醫(yī)藥大學(xué)中醫(yī)學(xué)院，湖南 長沙 410208；3.湖南中醫(yī)藥大學(xué)中西醫(yī)結(jié)合學(xué)院，湖南 長沙 410208；4.湖南省中醫(yī)藥防治眼耳鼻咽喉疾病與視功能保護工程技術(shù)研究中心，湖南 長沙 410208

2019年諾貝爾生理學(xué)或醫(yī)學(xué)獎的獲得者發(fā)現(xiàn)調(diào)控低氧誘導(dǎo)因子（hypoxia inducible factor，HIF）可控制癌癥，該成果使HIF相關(guān)研究熱度急劇上升。HIF是重要的缺氧應(yīng)激因子，其本質(zhì)是一種調(diào)節(jié)蛋白，許多因素可誘發(fā)其表達增多，其中缺氧是最主要因素。HIF 有HIF-1、HIF-2、HIF-3 三類亞型，其中HIF-1α是重要的氧依賴轉(zhuǎn)錄激活因子，隸屬于HIF-1家族，目前研究較多。近年來，有關(guān)HIF-1在細胞低氧應(yīng)激時的信號轉(zhuǎn)導(dǎo)通路，特別是HIF-1α介導(dǎo)的基因轉(zhuǎn)錄調(diào)控研究取得了較大進展。血管內(nèi)皮細胞生長因子（VEGF）具有極強的調(diào)控血管形成能力，并可增強血管通透性。多種因素可使VEGF表達升高，其中缺氧導(dǎo)致其上游基因HIF-1α 表達增多是其最敏感的誘因，可以說VEGF 是HIF-1 轉(zhuǎn)錄活化的靶點之一：在缺氧條件下，HIF-1的穩(wěn)定釋放可促進VEGF的活性轉(zhuǎn)錄。在HIF相關(guān)研究中，基于中醫(yī)基礎(chǔ)理論中“益氣”“活血”等相關(guān)功效，中藥提取物和中藥復(fù)方作為干預(yù)因素的研究成果近年發(fā)表日益增多。為了解中醫(yī)藥調(diào)節(jié)HIF表達的研究現(xiàn)狀、作者和研究機構(gòu)的合作情況、研究熱點，茲對上述問題進行分析。

CiteSpace軟件由陳超美教授開發(fā)，可將某一領(lǐng)域的科研文獻進行可視化分析，進而發(fā)現(xiàn)該研究領(lǐng)域的研究熱點和主要研究方向。VOSviewer 是由學(xué)者Nees Jan van Eck和Ludo Waltman聯(lián)合開發(fā)的用于繪制知識圖譜的文獻計量分析軟件，可對關(guān)鍵詞、作者等進行可視化分析。本研究通過CiteSpace 和VOSviewer軟件對近10年中醫(yī)藥研究HIF表達的文獻進行計量學(xué)分析并繪制可視化圖譜，整合并闡述研究熱點及前沿信息，以期發(fā)現(xiàn)更多有價值的研究方向，為該領(lǐng)域進一步研究提供參考。

1 資料與方法

1.1 數(shù)據(jù)來源與檢索策略

計算機檢索中國知識資源總庫（CNKI）、中文科技期刊數(shù)據(jù)庫（VIP）、中國學(xué)術(shù)期刊數(shù)據(jù)庫（萬方數(shù)據(jù)）、Web of Science。以“HIF”“低氧誘導(dǎo)因子”“缺氧誘導(dǎo)因子”“Traditional Chinese Medicine”“Herbal medicine”為檢索詞組合檢索。CNKI檢索式為：(SU="HIF"OR SU="缺氧誘導(dǎo)因子"OR SU="低氧誘導(dǎo)因子")，學(xué)科分類選擇中醫(yī)學(xué)、中藥學(xué)、中西醫(yī)結(jié)合；VIP檢索式為：(U=(HIF OR 缺氧誘導(dǎo)因子OR 低氧誘導(dǎo)因子))，學(xué)科分類選擇中醫(yī)學(xué)、中醫(yī)基礎(chǔ)理論、中醫(yī)臨床基礎(chǔ)、中醫(yī)診斷學(xué)、針灸推拿學(xué)、中醫(yī)內(nèi)科學(xué)、中醫(yī)外科學(xué)、中醫(yī)婦科學(xué)、中醫(yī)兒科學(xué)、中醫(yī)腫瘤科、中醫(yī)骨傷科學(xué)、中醫(yī)皮科、中醫(yī)五官科學(xué)、中藥學(xué)、方劑學(xué)、中西醫(yī)結(jié)合；萬方數(shù)據(jù)檢索式為：主題:(HIF)or 主題:(缺氧誘導(dǎo)因子)or 主題:(低氧誘導(dǎo)因子)，學(xué)科分類選擇中國醫(yī)學(xué)；Web of Scienc 檢索式為：(TS=(Traditional Chinese Medicine OR Herbal medicine) AND TS=(HIF))，數(shù)據(jù)庫類型為Web of Scienc所有數(shù)據(jù)庫。檢索時間范圍為2011年1月1日－2020年12月31日。

1.2 文獻篩選標準

納入標準：符合中醫(yī)藥調(diào)節(jié)HIF表達主題的相關(guān)文獻，中文數(shù)據(jù)庫檢索納入的文獻需為中文文獻。

排除標準：中文數(shù)據(jù)庫檢索到的英文文獻；會議報刊科技成果類文獻，綜述類、Meta分析類文獻，會議通知等。

1.3 數(shù)據(jù)分析

本研究采用文獻計量方法分析并進行可視化展示。中文文獻采用NoteExpress3.1.0.6915軟件以refwork格式導(dǎo)出，采用CiteSpace5.8R2 軟件進行關(guān)鍵詞聚類、突現(xiàn)和時間線分析。采用EndnoteX8軟件以RIS格式導(dǎo)入VOSviewer1.6.17軟件，進行作者、關(guān)鍵詞共現(xiàn)分析。英文文獻直接從Web of Science導(dǎo)出至CiteSpace和VOSviewer軟件中進行可視化分析。

納入文獻導(dǎo)入Excel2016進行發(fā)文量分析并繪制折線圖。依據(jù)普賴斯定律計算核心作者的數(shù)量，計算公式N＝0.749×(ηmax)，其中ηmax代表發(fā)文量最多的作者所發(fā)的論文數(shù)量，發(fā)文量＞N篇的作者為核心作者。關(guān)鍵詞代表文章中的核心內(nèi)容，對納入文獻關(guān)鍵詞進行分析，可發(fā)現(xiàn)該研究領(lǐng)域的主題和研究熱點。VOSviewer關(guān)鍵詞共現(xiàn)圖譜節(jié)點的大小與關(guān)鍵詞出現(xiàn)的頻次有關(guān)，節(jié)點越大代表頻次越高，說明其研究熱度越高。相同顏色代表其研究的主題相同或相似，節(jié)點間的連線代表其合作關(guān)系。用CiteSpace對關(guān)鍵詞聚類形成關(guān)鍵詞圖譜，可顯示每個聚類的節(jié)點數(shù)、剪切值、出現(xiàn)年份。關(guān)鍵詞突現(xiàn)分析可反映該領(lǐng)域的熱點變化趨勢，時間選擇2011－2020年，以1年為一個時區(qū)劃分，對關(guān)鍵詞進行突現(xiàn)分析。時間線圖可展現(xiàn)各聚類發(fā)展演變的時間跨度和研究進度，以引文發(fā)表年份為X 軸，聚類編號為Y 軸，利用CiteSpace 的Timeline View功能得到關(guān)鍵詞聚類的時間線知識圖譜。

2 結(jié)果

初檢得到中文文獻CNKI 1 480篇、萬方數(shù)據(jù)3 174篇、VIP 372篇，經(jīng)Endnote和NoteExpress去重并刪去缺失字段的文獻后納入中文文獻3 779篇。

初檢得到英文文獻Web of Science 352篇，刪去社論材料類、綜述類等文獻后得到英文文獻324篇，其中243篇來自Web of Science核心合集、4篇來自BIOSIS Citation Index、69 篇來自中國科學(xué)引文數(shù)據(jù)庫SM，8篇來自MEDLINE，去重后最終納入316篇。

2.1 年發(fā)文量

中醫(yī)藥調(diào)節(jié)HIF表達的中英文文獻發(fā)文量總體呈現(xiàn)上升趨勢，中文文獻發(fā)文量明顯高于英文文獻，見圖1。中文文獻2014－2017 年間處于快速增長階段，2017年發(fā)文最多（513篇）。英文文獻2011－2016年年均發(fā)文量不足20篇，其后逐漸發(fā)文增多，2020年增幅較大，達125篇。

圖1 2011－2020年中醫(yī)藥調(diào)節(jié)HIF表達文獻發(fā)文情況

2.2 作者合作情況

3 779篇中文文獻涉及8 228位作者，其中發(fā)文量最高的為唐群和李偉，發(fā)文量均為14篇。由普賴斯定律可得N＝2.8，則本研究中文文獻核心作者發(fā)文量≥3篇。經(jīng)計算得到中文文獻核心作者298位，核心作者密度視圖見圖2?？梢娫擃I(lǐng)域國內(nèi)研究形成了以唐群、馬慧萍、李生花、張維東等為代表的研究團隊。

圖2 2011－2020年中醫(yī)藥調(diào)節(jié)HIF表達中文文獻核心作者密度視圖

316篇英文文獻涉及2 021位作者，其中Tsim Karl w.k、Chen Jian Ping、Liu Wei、Tang Qun、Liu Jian、Wan Lei 發(fā)文量最高，均為4 篇，由普賴斯定律可得N＝1.5，則本研究的英文文獻核心作者發(fā)文量≥2篇。經(jīng)計算得到英文文獻核心作者197位，核心作者密度視圖見圖3?？芍擃I(lǐng)域的國外研究形成了以Jin Xue Jun、Bi Cathy w.c、Cheng Fa Feng、Wu Jian Ming等為代表的研究團隊。

圖3 2011－2020年中醫(yī)藥調(diào)節(jié)HIF表達英文文獻核心作者密度視圖

2.3 關(guān)鍵詞

2.3.1 共現(xiàn)分析

經(jīng)可視化分析發(fā)現(xiàn)，中文文獻涉及7 641個關(guān)鍵詞，英文文獻涉及1 688個關(guān)鍵詞，關(guān)鍵詞共現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)見圖4、圖5，出現(xiàn)頻次前10位關(guān)鍵詞見表1。

表1 2011－2020年中醫(yī)藥調(diào)節(jié)HIF表達文獻關(guān)鍵詞（前10位）

圖4 2011－2020年中醫(yī)藥調(diào)節(jié)HIF表達中文文獻關(guān)鍵詞共現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)

圖5 2011－2020年中醫(yī)藥調(diào)節(jié)HIF表達英文文獻關(guān)鍵詞共現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)

高頻中文關(guān)鍵詞有“動物模型”“氧化應(yīng)激”“實驗藥理”“缺氧誘導(dǎo)因子-1α”“血管內(nèi)皮生長因子”“細胞凋亡”“hif-1α”“大鼠”“網(wǎng)絡(luò)藥理學(xué)”“血管新生”等。高頻英文關(guān)鍵詞有“network pharmacology”（網(wǎng)絡(luò)藥理學(xué)）、“expression”（表達）、“angiogenesis”（血管再生）、“apoptosis”（凋亡）、“hypoxia”（缺氧）、“inflammation”（炎癥）、“activation”（激活）、“hif-1 alpha”（hif-1α）、“cells”（細胞）、“oxidative stress”（氧化應(yīng)激）等。

2.3.2 聚類分析

關(guān)鍵詞聚類圖譜見圖6、圖7。圖中以#標示為代表性聚類詞，其周圍的點代表以該詞為關(guān)鍵的節(jié)點，節(jié)點越多代表該聚類研究熱度越高，剪切值越高代表聚類在此領(lǐng)域的關(guān)鍵程度越強。中文文獻Modularity Q＝0.458 5，英文文獻Modularity Q＝0.528 5，均大于0.3，提示聚類顯著；中文文獻Mean Sihouette＝0.754 0，英文文獻Mean Sihouette＝0.767 9，均大于0.5，提示聚類結(jié)果合理。中文文獻關(guān)鍵詞11個聚類標簽為#0 實驗藥理、#1作用機制、#2凋亡、#3氧化應(yīng)激、#4 vegf、#5缺氧、#6肝損傷、#7血管新生、#8大鼠、#9炎癥因子、#10順鉑。其中#4探討了研究比較密切的蛋白因子，#0探討了主要研究方法，#2、#3、#5、#7、#9探討了主要的分子水平研究，#8探討了主要實驗?zāi)Ｐ停?1、#6探討了主要研究疾病類型和研究內(nèi)容，#10探討了引用較多的藥物干預(yù)。英文文獻關(guān)鍵詞11 個聚類標簽為#0 quercetin（槲皮素）、#1 inhibition（抑制作用）、#2 bbb（血腦屏障）、#3 in vivo（體內(nèi)）、#4 aerobic glycolysis（有氧糖酵解）、#5 hypoxia-inducible factor（低氧誘導(dǎo)因子）、#6 emt（上皮-間質(zhì)轉(zhuǎn)化）、#7 articular cartilage（關(guān)節(jié)軟骨）、#8 expression（表達）、#9 drug（藥物）、#10 xin-sheng-hua granule（新生化顆粒）。其中，#3探討了主要研究方法，#5探討了主要研究因子，#1、#2、#4、#6、#7、#8、#9探討了主要研究方向，#0、#10探討了主要研究藥物。

圖6 2011－2020年中醫(yī)藥調(diào)節(jié)HIF表達中文文獻關(guān)鍵詞聚類

圖7 2011－2020年中醫(yī)藥調(diào)節(jié)HIF表達英文文獻關(guān)鍵詞聚類

2.3.3 突現(xiàn)及時間線分析

關(guān)鍵詞突現(xiàn)分析結(jié)果見圖8，中、英文文獻各有19個突現(xiàn)詞。關(guān)鍵詞時間線見圖9、圖10。

圖8 2011－2020年中醫(yī)藥調(diào)節(jié)HIF表達文獻突現(xiàn)關(guān)鍵詞

圖9 2011－2020年中醫(yī)藥調(diào)節(jié)HIF表達中文文獻關(guān)鍵詞時間線

圖10 2011－2020年中醫(yī)藥調(diào)節(jié)HIF表達英文文獻關(guān)鍵詞時間線

中文文獻2011－2015年研究特點：①中醫(yī)藥調(diào)節(jié)HIF表達的主要研究方法多為動物實驗、藥理學(xué)實驗；②研究因子主要有炎癥因子、VEGF、HIF-1α等；③研究的動物模型以鼠類為主；④研究內(nèi)容主要是中藥的藥理學(xué)，包括藥物的活性、作用機制、臨床療效等；⑤這一時期的代表藥物有檞皮素、姜黃素、黃芪、黃芪甲苷等；⑥研究的主要疾病有各類癌癥和炎癥，包括肝細胞癌、肺癌、乳腺癌、結(jié)腸癌、胃癌、骨關(guān)節(jié)炎等，此外，對冠心病和膿毒血癥腦缺血的研究也是熱門領(lǐng)域；⑦研究的主要作用機制為信號通路；⑧除上述研究內(nèi)容外，抗炎作用、炎癥反應(yīng)、細胞周期、細胞凋亡、代謝組學(xué)、基因表達等也是該領(lǐng)域研究熱點，其中細胞方面研究以巨噬細胞為代表。2016－2020年研究特點：①研究的主要疾病類型出現(xiàn)了腦梗死、食管癌等研究熱點；②主要研究內(nèi)容為藥理作用、細胞自噬以及抗炎作用機制研究。③藥物研究出現(xiàn)了新的中藥如右歸飲、黃芩素，同時化療藥物順鉑為這一時期的新興研究熱點，與中醫(yī)藥有密切聯(lián)系。④分子水平研究出現(xiàn)了細胞遷移、分子對接及靶點等相關(guān)研究。

英文文獻突現(xiàn)詞出現(xiàn)較早的是血管生成和缺氧誘導(dǎo)因子。2011－2015年研究特點：①主要的機制研究為分子機制和信號通路的激活和抑制，其中分子機制研究熱點集中在細胞凋亡、血管再生、氧化應(yīng)激等方面；②研究的主要因子有VEGF、HIF-1α。③主要研究的內(nèi)容為腫瘤、炎癥和癌癥，癌癥尤其以乳腺癌相關(guān)研究較多；④研究方法以中醫(yī)藥干預(yù)和體外實驗為主，中醫(yī)藥干預(yù)中以黃芪為代表。2016－2020年研究特點：①主要機制研究為信號通路方面，其中EMT 信號通路研究較活躍。②研究因子中VEGF、HIF-1α依然是研究熱點；③研究方法仍以體外實驗為主；④研究的主要方向為增殖、侵襲、功能障礙等；⑤主要中醫(yī)藥干預(yù)為槲皮素。

3 討論

本研究采用CiteSpace和VOSviewer軟件對數(shù)據(jù)庫收錄的中醫(yī)藥調(diào)節(jié)HIF表達3 779篇中文文獻和316篇英文文獻進行可視化分析，得出以下結(jié)論。

在許多疾病和癥狀的調(diào)節(jié)中，HIF均處于關(guān)鍵位置。近10年來隨著中醫(yī)藥科學(xué)研究的發(fā)展，中醫(yī)藥調(diào)節(jié)HIF表達研究文獻發(fā)文量總體呈上升趨勢。該領(lǐng)域國內(nèi)研究熱度較高，說明國內(nèi)對于中醫(yī)藥調(diào)節(jié)HIF有更高的認同度和期待值。

中文文獻發(fā)文最多的作者發(fā)文數(shù)為14篇，核心作者占3.6%。英文文獻發(fā)文最多的作者發(fā)文數(shù)為4篇，核心作者占9.7%。中英文文獻核心作者占比均較低、最高發(fā)文量較少，且英文文獻大部分核心作者來自中國，提示國內(nèi)在該領(lǐng)域的研究處于領(lǐng)先位置。然而國際交流有助于提升中醫(yī)藥的影響力，建議加強合作，創(chuàng)造更多有價值的研究成果。

從關(guān)鍵詞的共現(xiàn)分析可以看出，網(wǎng)絡(luò)藥理學(xué)在該領(lǐng)域研究中起著橋梁作用，大數(shù)據(jù)的發(fā)展也是該領(lǐng)域?qū)W者感興趣的研究方向。中英文文獻關(guān)于HIF-1α、VEGF均有較高的關(guān)注度，作為上下游因子，其研究價值較高，在該領(lǐng)域影響力較大。此外，涉及血管再生和細胞凋亡的研究較多。該領(lǐng)域研究較集中于中醫(yī)藥的干預(yù)使HIF產(chǎn)生變化的作用機制，或通過調(diào)節(jié)HIF的表達從而產(chǎn)生某種變化的作用機制。在作用機制研究方面以分子機制研究最為廣泛。相較于中文文獻，英文文獻更關(guān)注炎癥方面。

通過對中英文文獻關(guān)鍵詞聚類分析，可知中文文獻主要研究熱點在藥理實驗、大鼠實驗、分子機制、炎癥因子、肝損傷及化療藥物順鉑方面。英文文獻研究熱點為分子機制、關(guān)節(jié)軟骨、血腦屏障，以及檞皮素、新生化顆粒等方面。

對關(guān)鍵詞進行突現(xiàn)和時間線分析可了解不同時期研究的主要內(nèi)容。分析發(fā)現(xiàn)，2011－2015年中英文相關(guān)機制研究均集中在細胞分子機制方面，研究的關(guān)鍵因子均包含HIF-1α和VEGF，主要的研究方向均包含細胞凋亡，研究的主要疾病均有炎癥和癌癥。不同之處在于，中文文獻研究主要關(guān)注肝細胞癌、肺癌、乳腺癌、結(jié)腸癌、胃癌、骨關(guān)節(jié)炎，英文文獻主要關(guān)注腫瘤和乳腺癌。中文文獻相關(guān)中藥研究以檞皮素、姜黃素、黃芪、黃芪甲苷為代表，英文文獻中藥研究以黃芪為代表。中文文獻的中藥藥理學(xué)研究明顯多于英文文獻。2016－2020年HIF相關(guān)信號通路研究越來越受到重視。中文文獻中藥藥理學(xué)研究仍有較高熱度。英文文獻研究的關(guān)鍵因子（HIF-1α、VEGF）和主要研究方法（體外實驗）熱度持續(xù)。中英文文獻研究細胞分子水平和藥物干預(yù)手段較以往均有較大提升。在細胞分子水平方面，中文文獻出現(xiàn)了細胞遷移、分子對接和靶點的相關(guān)研究，英文文獻則報道了較多細胞增殖、侵襲方面研究。藥物干預(yù)方面，中文文獻出現(xiàn)了右歸飲、黃芩素及化療藥物順鉑研究，英文文獻則側(cè)重于檞皮素研究。聚類標簽#10順鉑提示中文文獻關(guān)注腫瘤相關(guān)研究，順鉑和中藥對腫瘤聯(lián)合干預(yù)的臨床療效也是該領(lǐng)域的研究熱點。同時，中文文獻關(guān)于疾病研究的范圍也有發(fā)展，出現(xiàn)了腦梗死、食管癌等方面研究。

綜上所述，中醫(yī)藥調(diào)節(jié)HIF表達在細胞分子機制、藥理作用、信號通路、氧化應(yīng)激、血管再生、炎癥因子、網(wǎng)絡(luò)藥理學(xué)、動物實驗、中藥干預(yù)、腫瘤、炎癥及癌癥等方面研究熱度較高。新的蛋白因子和信號通路的出現(xiàn)、藥物的聯(lián)合使用等為今后研究提供了較大空間。同時，近年來隨著干預(yù)手段不斷更新，中醫(yī)藥通過調(diào)控HIF表達改善的疾病范圍不斷擴大。該研究的臨床意義在于通過可視化分析，發(fā)現(xiàn)通過運用中醫(yī)藥對HIF進行調(diào)節(jié)，可改善多種疾病，尤其在炎癥和腫瘤方面，HIF有望成為中醫(yī)藥治療多種疾病相關(guān)研究的核心靶點。納入的中英文文獻作者大部分均來自國內(nèi)，建議加強該領(lǐng)域的國際交流，進行多方面合作，促進中醫(yī)藥的傳播與推廣。