基于中國生物醫(yī)學(xué)文獻(xiàn)數(shù)據(jù)庫對(duì)腦缺血再灌注損傷相關(guān)研究情況的可視化分析

齊保立，何天鵬，史惠文，陳莉，楊文麗，趙婧，王東亮，袁媛（通信作者）

（1.甘肅中醫(yī)藥大學(xué)第一臨床醫(yī)學(xué)院(甘肅省人民醫(yī)院)，甘肅 蘭州 730000; 2.甘肅省人民醫(yī)院重癥醫(yī)學(xué)科，甘肅 蘭州 730000）

0 引言

大腦的缺血再灌注損傷(i s c h e m i a reperfusion injury ,IRI)，是急診、ICU常見的并發(fā)癥，同時(shí)也是復(fù)蘇后自主循環(huán)恢復(fù)(Return of Spontaneous Circulation, ROSC)后常見的死亡原因[1-2]，其形成機(jī)制復(fù)雜，涉及能量匱乏、炎癥反應(yīng)、自由基損傷等多個(gè)病理生理反應(yīng)過程，最終導(dǎo)致神經(jīng)功能受損，細(xì)胞凋亡。

在理論上，腦血供不足時(shí)導(dǎo)致的腦組織缺血缺氧已經(jīng)營養(yǎng)物種的補(bǔ)給不足是導(dǎo)致神經(jīng)細(xì)胞損傷的主要因素，那么對(duì)此最有效的治療措施就是及時(shí)恢復(fù)腦部血液供給及相關(guān)營養(yǎng)物質(zhì)的及時(shí)補(bǔ)充，然而在后期的臨床觀察和動(dòng)物實(shí)驗(yàn)中發(fā)現(xiàn)，恢復(fù)腦部血流后，部分神經(jīng)細(xì)胞的功能和代謝水平出現(xiàn)了下降、原有的細(xì)胞損傷程度更為嚴(yán)重。由此Mccord[3]于1985年提出了缺血再灌注（ischemia reperfusion，IR）的概念，將缺血缺氧情況下恢復(fù)灌注后缺血性損傷進(jìn)一步加重的現(xiàn)象稱為缺血再灌注損傷(ischemia reperfusion injury，IRI)。

腦缺血再灌注損傷，多年來相關(guān)研究居多，一直是基礎(chǔ)研究以及臨床的熱點(diǎn)話題。在動(dòng)物實(shí)驗(yàn)上，通常選擇與人類腦血管分布較為接近，用以獲取，且繁殖能力較強(qiáng)的大鼠或者小鼠。另一方面，由于損傷部位以大腦中動(dòng)脈梗塞最為常見[4]，所以研究模型多為大腦總動(dòng)脈栓塞模型(Middle cerebral artery occlusion，MCAO)。其中，線栓法制作簡便，且可控制再灌注，故應(yīng)用更為廣泛。1986年Koizumi[5]首先報(bào)道了利用線栓法制備MCAO模型，隨后Longa[6]于1989年在此方法上做了改進(jìn)，現(xiàn)今已成為相對(duì)成熟的局灶性腦缺血模型。

該領(lǐng)域研究主線即為模型、機(jī)制探索、給藥治療以及比較分析，不過并沒有沒有統(tǒng)一的研究目的，研究水準(zhǔn)也參差不齊，各地方研究也不具備代表性和指向性說明。故此做本研究分析，采用可視化研究方法[7-9]，對(duì)腦缺血再灌注損傷的文獻(xiàn)研究特點(diǎn)進(jìn)行歸納總結(jié)，通過研究者的地域分布、內(nèi)容分布，發(fā)現(xiàn)研究者以及課題內(nèi)容的內(nèi)在聯(lián)系，明確未來研究的發(fā)展趨勢和攻堅(jiān)問題，以為后期基礎(chǔ)以及臨床工作者的相關(guān)研究提供參考依據(jù)。

1 研究資料

1.1 數(shù)據(jù)來源

計(jì)算機(jī)檢索中國生物醫(yī)學(xué)文獻(xiàn)數(shù)據(jù)庫(China Biology Medicine disc, CBMdisc)，檢索時(shí)間限定至2021年12月。以“再灌注損傷”AND“腦”為主題詞進(jìn)行檢索，利用中國生物醫(yī)學(xué)文獻(xiàn)服務(wù)系統(tǒng)的主題詞表對(duì)關(guān)鍵詞進(jìn)行規(guī)范和標(biāo)引。統(tǒng)計(jì)發(fā)表文獻(xiàn)的年份、地區(qū)、期刊、機(jī)構(gòu)和作者分布。

1.2 文獻(xiàn)納入標(biāo)準(zhǔn)[10]

納入以中文形式全文發(fā)表的腦缺血再灌注損傷相關(guān)領(lǐng)域的研究，由2位研究者同時(shí)獨(dú)立閱讀入選文獻(xiàn)的題目和摘要，并交叉核對(duì)納入文獻(xiàn)結(jié)果，在有分歧或難以確定時(shí)通過討論或由第3位研究者決定。初步檢索9852，排除會(huì)議、新聞報(bào)道、資訊、消息及2001年之前的文獻(xiàn)，共納入9328篇。

1.3 分析內(nèi)容

對(duì)腦缺血再灌注損傷的相關(guān)文獻(xiàn)發(fā)文內(nèi)容和發(fā)文量進(jìn)行趨勢分析；對(duì)發(fā)文作者，以及所在研究機(jī)構(gòu)、區(qū)域、發(fā)表期刊、發(fā)文年度進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析，觀察作者、作者研究領(lǐng)域、研究機(jī)構(gòu)之間的聯(lián)系；對(duì)主題詞進(jìn)行提取、觀察、統(tǒng)計(jì)，分析當(dāng)前腦缺血再灌注損傷的研究熱點(diǎn)、研究趨勢及其以形成或即將形成的研究大方向。

1.4 分析方法

采 用 書 目 信 息 共 現(xiàn) 分 析 系 統(tǒng)（Bibliographic Items Co-occurrence Matrix Builder2，BICOMS2）軟件[11]對(duì)發(fā)文的作者、研究機(jī)構(gòu)、所在區(qū)域及文章主題詞等信息進(jìn)行提取并加以整理，生成共現(xiàn)矩陣。采用圖形聚類工具包（Graphical Glustering Tool kit，gCLUTO）軟件[12]對(duì)主題詞進(jìn)行聚類分析，根據(jù)實(shí)際聚類情況，生成可視化曲面圖和可視化矩陣，反映出這些詞代表的主題結(jié)構(gòu)，從而獲得研究的熱點(diǎn)主題。采用Ucinet 6.0社會(huì)網(wǎng)分析軟件[13]中的NetDraw按照中心度排列各主題詞之間的關(guān)系，并繪制作者、作者所在機(jī)構(gòu)以及所在區(qū)域的社會(huì)網(wǎng)絡(luò)關(guān)系圖。

2 研究結(jié)果

2.1 數(shù)據(jù)來源

年發(fā)文量分布（圖1）：2001年-2007年發(fā)文量呈現(xiàn)上升趨勢，熱度開始大幅增加；2007年-2016年發(fā)文量持續(xù)大于400篇，其中2016年發(fā)文量最多(557篇)；2017年發(fā)文量突然大幅度減少，直至2021年發(fā)文量呈持續(xù)下降趨勢，研究熱度持續(xù)下降。

圖1 2001-2021 年腦缺血再灌注損傷相關(guān)文獻(xiàn)年發(fā)文量分布

2.2 作者所在研究機(jī)構(gòu)分布

如圖2發(fā)文作者所在機(jī)構(gòu)大多來自醫(yī)學(xué)院校及附屬醫(yī)院，共計(jì)7862家，從數(shù)量來看，總發(fā)文量＞10篇的高產(chǎn)機(jī)構(gòu)有17家，發(fā)文量＞20篇的機(jī)構(gòu)共5家。

圖2 2001-2021 年腦缺血再灌注損傷相關(guān)文獻(xiàn)發(fā)文機(jī)構(gòu)分布

2.3 發(fā)文期刊分布

腦缺血再灌注損傷相關(guān)文獻(xiàn)主要發(fā)表于531本期刊上，2001-2021年間載文量＞50篇的期刊僅5本，分別為中國老年學(xué)雜志（83篇）、中風(fēng)與神經(jīng)疾病雜志（76篇）、中華麻醉學(xué)雜志（66篇）、中國臨床康復(fù)（60篇）、中國實(shí)驗(yàn)方劑學(xué)雜志（54篇）。

2.4 作者分布及合作關(guān)系

參與2001-2021年間腦缺血再灌注損傷相關(guān)文獻(xiàn)撰寫的作者共19356人，但發(fā)文量＞10篇的作者僅30人，說明高產(chǎn)作者不多。發(fā)文量2篇以上的作者有2454人，其余作者僅有一篇文章發(fā)表。發(fā)文量＞10篇的作者關(guān)系如圖3，其中較大的研究團(tuán)隊(duì)成員共8人，同屬遼寧中醫(yī)藥大學(xué)；而其他研究團(tuán)隊(duì)作者之間關(guān)系稀疏，大多是同省或同醫(yī)院2～3人的合作，無法形成作者的社會(huì)關(guān)系網(wǎng)；未見跨省或多省協(xié)作關(guān)系。

圖3 2001-2021 年腦缺血再灌注損傷相關(guān)文獻(xiàn)發(fā)文作者及合作關(guān)系分布

2.5 主要主題詞分析

2.5.1 主題詞分布

主要分布如圖4所示：9328篇腦缺血再灌注損傷相關(guān)文獻(xiàn)中共出現(xiàn)主題詞15035個(gè)，其中出現(xiàn)頻次＞100 次的主題詞只有12個(gè)，可以看作目前相關(guān)領(lǐng)域研究的主要主題詞即主要研究方向。出現(xiàn)最多的主題詞為腦缺血再灌注損傷，出現(xiàn)頻次為6748，占比44.88%，為該領(lǐng)域研究核心。

圖4 2001-2021 年腦缺血再灌注損傷相關(guān)文獻(xiàn)主題詞頻次分布

2.5.2 主題詞社會(huì)網(wǎng)絡(luò)分析

如圖5所示，選取前100個(gè)高頻主題詞進(jìn)行社會(huì)網(wǎng)絡(luò)分析，結(jié)果顯示“腦缺血再灌注損傷”位于網(wǎng)絡(luò)中心，處于該領(lǐng)域核心地位，其余主題詞及研究方向均圍繞這一核心主題展開延伸；與核心主題詞線條越長，關(guān)系越緊密，相關(guān)研究也越多，展開研究內(nèi)容也越深；相距較短主題詞研究時(shí)間不長，研究量雖少，但或可為未來新興研究方向。

圖5 2001-2021 年腦缺血再灌注損傷相關(guān)文獻(xiàn)主題詞社會(huì)網(wǎng)絡(luò)分布

2.5.3 主題詞聚類分析

如圖6將100個(gè)高頻主題詞生成可視化矩陣，形成5大主題。主題1：多以大鼠為實(shí)驗(yàn)動(dòng)物制備腦缺血再灌注損傷模型；主題2：腦缺血再灌注時(shí)，通過調(diào)節(jié)一氧化氮的合成可以改變腦組織物質(zhì)代謝以及能量代謝；主題3：炎癥介質(zhì)的釋放與腦缺血再灌注損傷密不可分；主題4：腦缺血再灌注損傷時(shí)，血腦屏障的通透性發(fā)生改變；主題5：腦缺血再灌注時(shí)，發(fā)生組織損傷和細(xì)胞凋亡。

圖6 2001-2021 年間腦缺血再灌注損傷相關(guān)文獻(xiàn)主題詞可視化矩陣

通過gCLUTO軟件形成0-4五個(gè)山峰分別與1-5五大主題相對(duì)應(yīng)的曲面圖，如圖7所示，可見主題1山峰高尖，說明相關(guān)文獻(xiàn)相似程度最大，多數(shù)以大鼠作為腦缺血再灌注損傷模型；主題4山峰體積最大，說明相關(guān)文獻(xiàn)數(shù)量最多，在細(xì)胞凋亡方面研究內(nèi)容居多，提示相關(guān)研究工作者以在該領(lǐng)域取得了大量研究成果。

圖7 2001-2021 年間腦缺血再灌注損傷相關(guān)文獻(xiàn)主題詞可視化曲面圖

3 討論

3.1 腦缺血再灌注損傷發(fā)展趨勢

本次可視化分析研究顯示，腦缺血再灌注損傷相關(guān)領(lǐng)域研究人員居多、發(fā)文量龐大，研究范圍廣泛，涵蓋多學(xué)科交叉領(lǐng)域。從機(jī)制研究到康復(fù)治療，從分子基因到組織器官，均有相關(guān)研究成果。年發(fā)文量前十的科研院所中，近一半為中醫(yī)藥院校，也可以看出祖國傳統(tǒng)醫(yī)學(xué)已經(jīng)被越來越多的科研人員所認(rèn)可，未來腦缺血再灌注損傷的臨床治療上，中醫(yī)藥治療必然是不可或缺的中藥環(huán)節(jié)。

3.2 腦缺血再灌注損傷研究有待進(jìn)一步深化提高

本次研究可以看出，以腦缺血再灌注損傷相關(guān)研究居多，但研究整體較為雜亂。從動(dòng)物模型制備上，多半為前人研究，后人模仿，缺乏創(chuàng)新性，且模型制備手法五花八門，缺乏統(tǒng)一的標(biāo)準(zhǔn)，這無疑是進(jìn)一步研究的弊病。在研究內(nèi)容上，較為單一，雖然偶爾會(huì)多一創(chuàng)新點(diǎn)，但無非是換個(gè)治療干預(yù)手段，檢測指標(biāo)仍然是眾人效仿。從產(chǎn)文地域以及科研院所、科研人員的分布來看，發(fā)達(dá)城市研究成果頗豐，欠發(fā)達(dá)地區(qū)鮮有文獻(xiàn)可尋；且研究人員和研究院所較為集中，產(chǎn)文較多者也集中于部分區(qū)域；各科研院所與科研人員之間缺乏學(xué)術(shù)交流，缺乏研究成果與科研資源的共享。學(xué)科研究應(yīng)在理論研究的基礎(chǔ)上，實(shí)現(xiàn)更為廣泛的跨人員、跨院所、跨地區(qū)研究，并且要達(dá)到多領(lǐng)域、多學(xué)科之間的相互融合，集百家之言，相互取長補(bǔ)短，共同發(fā)掘，共同進(jìn)步。

4 總結(jié)

本次研究以圖表、圖形、圖像、矩陣等可視化手段方法，對(duì)2001-2021年間國內(nèi)9328篇腦缺血再灌注損傷相關(guān)領(lǐng)域文獻(xiàn)進(jìn)行分析，得出以下結(jié)論。首先，腦缺血再灌注損傷發(fā)文量多，涉及7862家科研院所共19356名科研人員；其次，發(fā)文研究內(nèi)容多元化，共涉及生物醫(yī)藥相關(guān)領(lǐng)域的15035個(gè)研究主題；另外，從共現(xiàn)矩陣來看，腦缺血再灌注損傷目前已經(jīng)逐漸形成5個(gè)方向的研究板塊，即模型制作、物質(zhì)能量代謝、炎癥反應(yīng)、血腦屏障損傷、細(xì)胞凋亡。就整體來看，腦缺血再灌注損傷的研究呈發(fā)展的趨勢，期待日后相關(guān)科研工作者加強(qiáng)合作，為該領(lǐng)域的研究貢獻(xiàn)自己的力量。