何首烏研究動態(tài)和發(fā)展趨勢的CiteSpace知識圖譜可視化分析

周觀琳,池鑫宇,陳泓,李紹燕,楊柯,曾春暉

(廣西中醫(yī)藥大學(xué)藥學(xué)院,廣西 南寧 530200)

何首烏為蓼科植物何首烏(PolygonummultiflorumThunb.)的干燥塊根,其起始記載可追溯到《神農(nóng)本草經(jīng)》。據(jù)中醫(yī)理論,何首烏性微溫,味甘,入肝、腎經(jīng),具有解毒、消癰和潤腸通便等功效[1]。近年來,國內(nèi)外對何首烏的現(xiàn)代研究取得了不斷深入的進(jìn)展。研究表明,何首烏具有抗氧化[2]、延緩衰老[3]等作用;其中二苯乙烯苷類[4]、蒽醌類成分[5]是其主要活性成分。目前已有大量中、英文文獻(xiàn)涉及何首烏的研究,但相關(guān)文獻(xiàn)計量統(tǒng)計尚未見報道。因此,進(jìn)一步分析何首烏中外研究的動態(tài)和差異,有助于推動其研究開發(fā)。

CiteSpace是由陳超美教授基于Java開發(fā)的一款多元、動態(tài)和分時的可視化分析工具[6]。本研究利用CiteSpace可視化軟件快速梳理了何首烏中、外文文獻(xiàn)的研究現(xiàn)狀及發(fā)展歷程,通過構(gòu)建知識圖譜和分析學(xué)科合作網(wǎng)絡(luò),對何首烏研究的熱點(diǎn)和趨勢進(jìn)行了探索,全面評估了相關(guān)研究的發(fā)展趨勢和質(zhì)量,為挖掘和發(fā)現(xiàn)相關(guān)領(lǐng)域新的理論提供了參考。

1 資料與方法

1.1 數(shù)據(jù)來源與檢索中文文獻(xiàn)資料數(shù)據(jù)來源于中國知網(wǎng)全文數(shù)據(jù)庫(CNKI),設(shè)定檢索詞(主題=“何首烏”);來源類別:全部期刊;選擇學(xué)術(shù)期刊;外文文獻(xiàn)數(shù)據(jù)來源于Web of Science核心合集數(shù)據(jù)庫(WOS),設(shè)定檢索詞(TS=“polygonum multiflorum”);時間段設(shè)置:2002年1月1日至2022年12月30日;通過查看摘要與關(guān)鍵詞進(jìn)行人工刪除不符合篩選要求的文獻(xiàn)條目如會議文獻(xiàn)、外文文獻(xiàn)等,以及排除重復(fù)文獻(xiàn),確定最終納入文獻(xiàn)量。

1.2 數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)化將文獻(xiàn)的題錄信息以Refworks的格式導(dǎo)出,使用CiteSpace 6.2.R4內(nèi)置的轉(zhuǎn)換功能進(jìn)行數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換后進(jìn)行后續(xù)的數(shù)據(jù)分析。

1.3 分析方法對納入文獻(xiàn)進(jìn)行分析,以作者、機(jī)構(gòu)、關(guān)鍵詞為節(jié)點(diǎn)類型設(shè)置分析參數(shù):Time Slicing:2002—2022(Slice length=3);Selection Criteria:g-index,k=20;繪制相關(guān)知識圖譜。

2 結(jié)果

2.1 文獻(xiàn)年發(fā)表量及趨勢分析通過CNKI和WOS檢索2002—2022年期間關(guān)于何首烏的相關(guān)文獻(xiàn),最終納入統(tǒng)計分析中文文獻(xiàn)3 468篇,外文文獻(xiàn)584篇,數(shù)量分布圖見圖1。中文文獻(xiàn)2002—2008年發(fā)文量迅速上升,2008年最高發(fā)文量達(dá)216篇;2009—2016年呈波動式變化,2016—2022年發(fā)文量下滑后有回升趨勢,但最低的發(fā)文量也有102篇。外文文獻(xiàn)2002—2010年發(fā)文量低穩(wěn)態(tài)發(fā)展,年發(fā)表量<10篇;2011—2019年迅速發(fā)展,2019年最高發(fā)文量達(dá)57篇,2020—2022年發(fā)文量波動上升。

2.2 作者合作網(wǎng)絡(luò)分析中文文獻(xiàn)作者合作網(wǎng)絡(luò)圖(見圖2A)顯示共有462名作者被納入分析,發(fā)文量≥20篇的作者共有17位,其中馬雙成累計發(fā)文量最高(47篇),其次為汪祺(44篇);形成了以馬雙成、汪祺和肖小河、王伽伯等為核心的研究團(tuán)隊,中高產(chǎn)作者之間的聯(lián)系密切,存在合作關(guān)系。外文文獻(xiàn)圖譜(見圖2B)共納入274名作者,發(fā)文量≥10篇的作者共有8位,Niu Ming是發(fā)文量最高的作者,達(dá)18篇,形成了以Niu Ming、Wei Feng、Huang Zhihai為主的核心團(tuán)隊。值得注意的是中外文文獻(xiàn)作者的中介中心性均小于0.1,因此要加強(qiáng)研究者之間的交流和合作,以促進(jìn)該領(lǐng)域的全方位深入研究。

圖2 何首烏中文(A)和外文(B)文獻(xiàn)作者合作圖譜

2.3 機(jī)構(gòu)合作網(wǎng)絡(luò)分析研究機(jī)構(gòu)是研究者進(jìn)行科學(xué)研究的主要陣地,機(jī)構(gòu)間的合作有助于推動學(xué)術(shù)資源的高效配置,通過優(yōu)勢互補(bǔ)和人才輸送交流提高科研產(chǎn)出效率和質(zhì)量。中文文獻(xiàn)的可視化分析圖(見圖3A)中共有324個研究機(jī)構(gòu)參與,主要集中在各研究所和中醫(yī)藥院校,其次是一些醫(yī)藥公司。其中,中國食品藥品檢定研究院和北京中醫(yī)藥大學(xué)發(fā)表的文獻(xiàn)數(shù)量相對較高,分別為46篇和40篇。值得注意的是,中國中醫(yī)科學(xué)院中藥研究所在研究機(jī)構(gòu)之間成為了關(guān)鍵的連接節(jié)點(diǎn),其中介中心性指數(shù)達(dá)到了0.13,表明其與其他研究機(jī)構(gòu)之間具有重要的聯(lián)系和作用。外文文獻(xiàn)機(jī)構(gòu)的知識圖譜中(見圖3B),共計189個機(jī)構(gòu),其中Beijing University of Chinese Medicine、Chinese Academy of Medical Sciences - Peking Union Medical College分別發(fā)表了38、33篇文章,是在該領(lǐng)域中貢獻(xiàn)較為突出的研究機(jī)構(gòu)。

圖3 何首烏中文(A)和外文(B)文獻(xiàn)機(jī)構(gòu)合作圖譜

2.4 發(fā)文期刊分析2002—2022年國內(nèi)關(guān)于何首烏的發(fā)文量超過10篇的期刊有23個(見圖4A)。其中《中國中藥雜志》刊載量最高(42篇),載文量超過30篇的期刊有《中國中藥雜志》《中國藥物警戒》《中草藥》《時珍國醫(yī)國藥》,說明目前國內(nèi)有越來越多的學(xué)者關(guān)注何首烏的研究。相關(guān)論文發(fā)表在高水平的學(xué)術(shù)期刊上反映了該領(lǐng)域的最新成果和前沿動態(tài),其研究意義深遠(yuǎn)。WOS發(fā)文量超過5篇的期刊有24個(見圖4B);累計發(fā)文量最高的期刊為Journal of Ethnopharmacology(38篇)。

圖4 CNKI(A)和WOS(B)中何首烏研究的發(fā)文期刊分布情況

2.5 關(guān)鍵詞分析

2.5.1 關(guān)鍵詞共現(xiàn)分析從“何首烏”的中文文獻(xiàn)中提取的關(guān)鍵詞進(jìn)行可視化分析(見圖5A)。關(guān)鍵詞共現(xiàn)圖譜中,節(jié)點(diǎn)的大小與關(guān)鍵詞出現(xiàn)頻次的呈正比,節(jié)點(diǎn)的年輪第一個內(nèi)圈色調(diào)表示的是首次共現(xiàn)的時間。可視化圖譜中N=452,E=544,Density=0.005 3,表示共有392個關(guān)鍵詞,有469條連線,網(wǎng)絡(luò)的整體密度為0.005 3。從出現(xiàn)頻次角度分析(見表1),何首烏的研究熱點(diǎn)主要集中在研究炮制工藝(關(guān)鍵詞:制何首烏、炮制),成分(關(guān)鍵詞:大黃素),質(zhì)量研究方向(關(guān)鍵詞:質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)、含量測定),以及何首烏的肝損傷受到廣泛關(guān)注(關(guān)鍵詞:肝損傷、肝毒性)。值得注意的是,高中介中心性[6]可用于發(fā)現(xiàn)和衡量研究內(nèi)容的重要性,并以紫色圈進(jìn)行重點(diǎn)標(biāo)注(中介中心性>0.1)。中介中心性強(qiáng)弱與外圍紫色層的厚度呈正比,圖中顯示節(jié)點(diǎn)大黃酸(0.50),抗衰老(0.44),反式-2(0.44),肝毒性(0.38),代謝酶(0.33)以及黑豆汁(0.32)等高中介中心性的關(guān)鍵詞。

表1 何首烏中英文文獻(xiàn)出現(xiàn)頻次前10個關(guān)鍵詞

圖5 何首烏中文(A)和外文(B)文獻(xiàn)的關(guān)鍵詞共現(xiàn)圖譜

對外文文獻(xiàn)進(jìn)行可視化分析(見圖5B),高頻關(guān)鍵詞如表1所示?？梢暬瘓D譜中共計289個節(jié)點(diǎn),439條連線,網(wǎng)絡(luò)密度為0.010 5,表明關(guān)鍵詞之間的聯(lián)系緊密。研究熱點(diǎn)集中在成分(關(guān)鍵詞:Constituents、Tetrahydroxystilbene glucoside)、作用機(jī)制(關(guān)鍵詞:Oxidative stress、Activation)以及何首烏的體外實驗(關(guān)鍵詞:In vitro、Cells);其中圖中顯示的高中介中心性關(guān)鍵詞為accumulation(0.35)、Alzheimer′s disease(0.33)、apoptosis(0.30)、injury(0.30)、liver(0.29)、cells(0.25)以及emodin(0.24)等。

2.5.2 關(guān)鍵詞聚類分析運(yùn)用Log-likelihood ratio(LLR)算法對中文文獻(xiàn)的關(guān)鍵詞進(jìn)行聚類且取排名前19個聚類進(jìn)行分析(見圖6A),聚類圖的Q值為0.871 6,S值為0.966 2。將聚類模塊分為3大類:第一類何首烏的生物活性,包括#0毛狀根、#3大黃素;第二類炮制制備與質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn),包括#2炮制、#4質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)、#10薄層鑒別、#15制備、#16數(shù)據(jù)挖掘以及#17影響;第三類肝毒性和藥理作用,包括#6肝毒性、#11藥理作用、#13脂肪肝以及#14衰老。對外文文獻(xiàn)的關(guān)鍵詞進(jìn)行聚類且取排名前16個聚類進(jìn)行分析(見圖6B),聚類圖的Q值為0.817 6,S值為0.924 9,歸納整理各聚類的關(guān)鍵詞,主要有:第一類何首烏的藥理特性與應(yīng)用,包括#0 antioxidant activity、#3 neuroprotection、#9 memory、#10 growth factor、#6 cyclophosphamide以及#15 acid phosphatase;第二類成分研究,包括#4 tetrahydroxystilbene glucoside、#2 stilbene glycoside、#12 resveratrol以及#14 chemical analysis;第三類何首烏栽培技術(shù)研究,包括#11 adventitious root culture、#13 weeds inhibition。

2.5.3 關(guān)鍵詞的突顯分析在CiteSpace中進(jìn)行了中文文獻(xiàn)關(guān)鍵詞的突現(xiàn)分析(見圖7A),在2014年至2022年期間,國內(nèi)學(xué)者關(guān)注何首烏的最新研究方向主要集中在肝損傷,肝毒性,代謝組學(xué),作用機(jī)制,九蒸九曬以及數(shù)據(jù)挖掘等方面。其中,“肝毒性”成為研究重點(diǎn),其突顯值最高,為20.66。此外,研究方向也從之前的脂肪肝(2002—2007年)逐漸轉(zhuǎn)向衰老(2008—2013年)。外文文獻(xiàn)的突顯詞中(見圖7B),在2017年至2022年期間,關(guān)注的最新研究方向為何首烏藥理研究以及其毒性和肝損傷等潛在風(fēng)險;2011—2016年的研究主要集中在何首烏對阿爾茨海默病的改善作用及其在細(xì)胞凋亡方面的效果研究;其中,關(guān)鍵詞“阿爾茨海默病”的突顯值最高,為4.67。

3 討論

本研究利用CiteSpace軟件對2002—2022年期間發(fā)表在CNKI和WOS數(shù)據(jù)庫中的關(guān)于何首烏的文獻(xiàn)進(jìn)行了可視化分析,人工挖掘和整理可視化圖譜節(jié)點(diǎn)背后的信息,揭示了近20年何首烏的主要研究領(lǐng)域、作者、機(jī)構(gòu)、期刊和關(guān)鍵詞。

3.1 發(fā)文量和作者機(jī)構(gòu)分析從發(fā)文量、發(fā)文作者和機(jī)構(gòu)分布可知,國內(nèi)外的發(fā)文量差異較大,國內(nèi)呈現(xiàn)先增后減的趨勢,國外前期研究進(jìn)展緩慢,近年來發(fā)文量保持上升趨勢,提示中藥何首烏受到持續(xù)的關(guān)注。此外,國內(nèi)外均出現(xiàn)發(fā)文作者數(shù)量多,且研究相對獨(dú)立的現(xiàn)象,中國研究者是外文高產(chǎn)作者的主要群體,但團(tuán)隊之間合作不強(qiáng),聯(lián)系程度松散。其中,作者的中心性均小于0.1,這一現(xiàn)象表明,由于缺乏發(fā)展領(lǐng)軍人物的帶領(lǐng),相關(guān)研究領(lǐng)域沒有形成有效的橋梁,從而影響了該領(lǐng)域內(nèi)知識、技術(shù)及應(yīng)用的交流和提升。中文研究機(jī)構(gòu)發(fā)文量排名前2位的是中國食品藥品檢定研究院、北京中醫(yī)藥大學(xué);研究機(jī)構(gòu)分析也顯示外文發(fā)文量排名前2位的是北京中醫(yī)藥大學(xué)、中國醫(yī)學(xué)科學(xué)院-北京協(xié)和醫(yī)學(xué)院學(xué)。以上結(jié)果提示何首烏研究的主要群體和研究機(jī)構(gòu)集中在國內(nèi),這與何首烏作為傳統(tǒng)中藥且主要產(chǎn)地在國內(nèi)的情況相符合。同時中、英文文獻(xiàn)作者和機(jī)構(gòu)合作網(wǎng)絡(luò)顯示,中國中醫(yī)科學(xué)院中藥研究所為關(guān)鍵的連接節(jié)點(diǎn),其中心性大于0.1,主要的研究內(nèi)容是使用UPLC[7]、HPLC[8]、ITS2條形碼[9]、紅外光譜[10]和ICP-MS[11]等技術(shù)進(jìn)行關(guān)于何首烏的質(zhì)量控制、炮制加工、鑒定、治療效果和潛在毒性相關(guān)的一系列研究。

3.2 期刊分析在期刊分析結(jié)果中,Journal of Ethnopharmacology的累計發(fā)文量最高,該雜志為民族藥理學(xué)學(xué)術(shù)期刊,發(fā)表了大量有關(guān)藥用植物和傳統(tǒng)藥物的研究成果,主要目標(biāo)是推進(jìn)對民族藥物的研究,增進(jìn)對傳統(tǒng)藥物和民族醫(yī)藥的認(rèn)識,并探討其藥理學(xué)、藥效學(xué)以及新藥開發(fā)方面的應(yīng)用[12-14]。

3.3 關(guān)鍵詞分析關(guān)鍵詞是學(xué)術(shù)論文主題的概括和提煉,體現(xiàn)了文獻(xiàn)的研究價值和方向,通過關(guān)鍵詞的共現(xiàn)分析,可以反映一個研究領(lǐng)域的研究熱點(diǎn)[15]。綜合分析中外文文獻(xiàn)關(guān)鍵詞共現(xiàn)情況,提示何首烏的炮制工藝,成分變化,肝毒性,作用機(jī)制以及在細(xì)胞凋亡和氧化應(yīng)激等領(lǐng)域的應(yīng)用是研究熱點(diǎn)內(nèi)容。近20年來,國內(nèi)外已多次報道何首烏及相關(guān)制劑導(dǎo)致肝損傷的不良反應(yīng),引起了廣泛關(guān)注。由此可見,何首烏的質(zhì)量和安全性是當(dāng)前研究的重點(diǎn)問題之一。其中,大黃素二蒽酮、大黃素-8-O-β-D-吡喃葡萄糖苷(PM 14～17)等經(jīng)篩選具有顯著的肝毒性[16-17]。因此,加強(qiáng)對該類成分的檢測和量的控制是保證其質(zhì)量和安全性的必要措施。已有研究表明改進(jìn)炮制加工方法和提高檢測標(biāo)準(zhǔn)在很大程度上降低了含有有害化學(xué)成分的比例,但仍需進(jìn)一步完善。有觀點(diǎn)認(rèn)為建立cis-SG和EmG的檢測方法和標(biāo)準(zhǔn),以有效地識別和區(qū)分何首烏的有毒成分,降低其肝損傷的風(fēng)險[18-21]。

3.3.1 關(guān)鍵詞共現(xiàn)分析在關(guān)鍵詞共現(xiàn)分析的基礎(chǔ)上提取高頻的關(guān)鍵詞進(jìn)行聚類,揭示關(guān)鍵詞之間的關(guān)系,進(jìn)而表征分析對象的主題結(jié)構(gòu)及研究熱點(diǎn)。CiteSpace根據(jù)網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)和聚類的清晰度,計算模塊值(Q值)和平均輪廓值(S值),一般認(rèn)為Q>0.3則劃分出來的社團(tuán)結(jié)構(gòu)是顯著的;當(dāng)S>0.5時,聚類被認(rèn)為是合理的,若在0.7以上,聚類是高效率令人信服的,這兩個指標(biāo)可作為評判圖譜繪制效果的一個依據(jù)[22]。中外文文獻(xiàn)關(guān)鍵詞聚類圖的Q值分別為0.871 6、0.817 6;S值分別為0.966 2、0.924 9,說明圖譜中分類出的社團(tuán)結(jié)構(gòu)是顯著的,形成相對獨(dú)立的聚類團(tuán)體,各聚類分類主題明顯,同質(zhì)性高,具有合理性和有效性。除了何首烏的肝毒性問題,關(guān)鍵詞共現(xiàn)分析同時也揭示了何首烏研究領(lǐng)域的其他熱點(diǎn)。在中文文獻(xiàn)中,何首烏的生物活性成分測定、炮制工藝優(yōu)化和制定質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)等方面的研究是主要方向,側(cè)重于增效減毒研究以及有效成分和藥理作用研究。相比之下,國外文獻(xiàn)則主要集中在何首烏的抗氧化、神經(jīng)保護(hù)等藥理特性和應(yīng)用[23-24]、毒性分析[25-27]與損傷機(jī)制[28-29]、成分研究[30-31]以及栽培技術(shù)[32-34]等方面。這些研究方向具有一定的同質(zhì)性和密切聯(lián)系。

3.3.2 關(guān)鍵詞突顯分析關(guān)鍵詞的突顯分析有助于追蹤研究熱點(diǎn)隨時間的推動演變過程,由此預(yù)測出研究趨勢[35]。需要注意的是,炮制是中藥研究不可或缺的部分,可提高藥物的效力,改善藥物的質(zhì)量,并減少或去除一些有害成分。對于何首烏而言,炮制過程可能會影響其藥理學(xué)特性和肝毒性。研究表明,炮制對何首烏的生物活性和藥效產(chǎn)生很大影響,同時也能減輕其肝毒性。因此,探索和優(yōu)化何首烏的炮制方法不僅能夠提高藥效,還能夠降低安全風(fēng)險,更好地開發(fā)其臨床應(yīng)用價值。九蒸九曬[36]是何首烏的特殊生產(chǎn)工藝之一,對保證品質(zhì)具有重要意義。突顯詞分析結(jié)果表明,探究何首烏的作用機(jī)制、代謝組學(xué)和數(shù)據(jù)挖掘等方面的研究可以深入了解其藥理特性。

4 結(jié)論

綜合中外文獻(xiàn)研究發(fā)現(xiàn),目前何首烏的研究熱點(diǎn)主要集中在炮制工藝、成分變化以及在神經(jīng)保護(hù)、細(xì)胞凋亡和氧化應(yīng)激等領(lǐng)域的應(yīng)用。研究者們致力于探索不同炮制方法對何首烏藥效成分的影響,以提高其藥效并減少不良反應(yīng)的發(fā)生。同時,通過分析何首烏在炮制過程中的化學(xué)成分變化,研究者揭示了藥效成分形成機(jī)制和重要的質(zhì)量控制環(huán)節(jié)。

5 展望

目前對于何首烏的藥理作用、藥效成分及其作用機(jī)制等問題還存在異質(zhì)性,需要深入研究。今后的研究不僅需要發(fā)掘何首烏的傳統(tǒng)藥用價值,還需要重視現(xiàn)代科技手段的應(yīng)用,如分子生物學(xué)和代謝組學(xué)等,深入何首烏的研究工作,為中醫(yī)藥研究做出更大的貢獻(xiàn)。本研究基于CiteSpace軟件探討了何首烏的研究進(jìn)展,發(fā)現(xiàn)該軟件能夠有效地展示領(lǐng)域知識結(jié)構(gòu)、研究熱點(diǎn)和發(fā)展趨勢等,它將文獻(xiàn)信息可視化和量化,呈現(xiàn)主題之間的內(nèi)在聯(lián)系,為初學(xué)者培養(yǎng)科研思維和提高學(xué)習(xí)能力提供有力手段。然而,文獻(xiàn)分析中還存在一些局限性,如缺乏理論支撐,文獻(xiàn)處理過于機(jī)械化,需要人工篩選英文關(guān)鍵詞并排除與主題無關(guān)的文獻(xiàn),影響分析結(jié)果的客觀性;說明與傳統(tǒng)綜述方法相比,CiteSpace分析雖然更便捷、直觀、預(yù)測性,但也面臨著數(shù)據(jù)來源不足和統(tǒng)計結(jié)果偏差等問題。隨著軟件版本和計量方法的不斷完善,CiteSpace有望成為學(xué)者文獻(xiàn)數(shù)據(jù)可視化分析和研究熱點(diǎn)挖掘的重要工具,為揭示中藥何首烏相關(guān)領(lǐng)域研究發(fā)展提供更科學(xué)、準(zhǔn)確和全面的方法。