基于InCites數據庫的毒理學研究領域的發展態勢

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毒理學是研究環境因子(主要是外源化學物，也包括物理因素或生物因素)對生物體和生態系統的損害作用，以及如何預防和減輕此種損害作用的科學[1]。作為一門維護生態平衡、保障人們生命安全的重要學科，毒理學越來越受到世界各國政府、企業、學術界的重視[2]。其起步與發展過程、科研水平現狀與未來走向更應成為毒理學從業人員關注的焦點。

文獻計量學被越來越多地應用于在宏觀層面上評價不同國家/地區、組織機構在特定學科的研究水平與科研績效[3]。其中，引文分析因其能表明前期學術成果在他人后續研究中被利用的情況而成為文獻計量分析中不可或缺的一種科研評價方法[4-5]。此外，隨著中國的科研實力的逐步增強，每年有大量論文被Web of Science(WOS)收錄，國內政府決策和教育主管部門也將WOS收錄論文情況作為評判各機構科研實力和科研人員績效的重要指標[6]。

本文利用InCites數據庫[7]及WOS數據庫對1980-2015年毒理學學科的科研成果數量、學術影響力及科研合作等指標進行比較分析，同時對其高被引論文進行分析，以期為政府管理部門制定學科發展戰略規劃、科研人員了解毒理學研究脈絡和開展研究工作提供參考。

1 數據來源和處理

1.1 數據來源

本文數據來源于ISI ( Institute for Scientific Information ) 的InCites數據庫和WOS數據庫，以毒理學研究的國家、國內機構和研究者為研究對象，所選文獻計量指標包括WOS發文量、論文被引百分比、論文總被引頻次、論文篇均被引頻次、相對全球平均水平的影響力、國際合作論文百分比、橫向合作論文百分及H-指數。

1.2 數據處理

在InCites數據庫中設定數據庫對象合集為“Web of Science”，研究領域為“Toxicology”，限定時間范圍為1980-2015年，然后分別使用“Regions”(檢索結果：193)、“Organization”(中國大陸地區檢索結果：363)及“People”(中國大陸地區檢索結果：29 763)3個模塊，對國家、機構和研究員的毒理學研究發文量、科研影響力及科研合作情況進行分析(檢索日期：2016年2月20日)。制定檢索式TS=(Toxicology) AND PY=(1980-2015)，對WOS數據庫涵蓋的國家、機構及作者的高被引論文進行內容分析。

2 結果與分析

2.1 毒理學研究領域科研生產力

1980-2015年，美國毒理學研究發文量(123 498篇)遠超其他各國，英國(25 238篇)、日本(22 402篇)、德國(19 195篇)發文量接近，中國(13 007篇)以不到美國1/10的發文量排名第七(表1)，各國發文量逐年遞增，美國雖有波動但整體呈上升趨勢且平均水平遠高于其他國家；中國現代毒理學從20世紀50年代起步，1995年發文量呈現較明顯的上升態勢；90年代中期至今涌現出一批新的技術理論和分支學科(如基因組學、毒代動力學、納米毒理學等)，建設了一批毒理學評價規范實驗室，構建了毒理學技術平臺體系[8-9]，促進了我國毒理學研究的快速發展， 2010年發文量居世界第二位，尤其是近5年(2011-2015年)，總發文量高達7 606篇，僅次于美國(22 049篇)。

表1 1980-2015年毒理學研究Top10國家發文量

我國毒理學領域發文量排名Top100的機構類型及所占比率分別為高校(占84%)、科研單位(占12%)、政府機構(占2%)、醫院(占2%)。其中發文量最高的機構為中國科學院，其毒理學研究主要集中于生態環境研究中心、水生生物研究所、動物研究所等下屬機構，研究內容側重于生態毒理學和環境毒理學；浙江大學、中國人民解放軍防化研究院、北京大學、南京大學分別排第2-5位，與中國科學院的發文量相差甚大，詳見表2。各機構年發文量均呈上升趨勢，以中國科學院尤為突出，其發文量在1995年后呈飛躍式增長，近5年(2011-2015年)總發文量高達1 016篇，遠高于浙江大學(284篇)、北京大學(229篇)等高校。

表2 1980-2015年我國毒理學研究領域發文量Top10機構發文量

2.2 毒理學研究領域科研影響力及合作情況

對毒理學研究領域發文量Top10國家按“論文總被引頻次”降序排列(表3)，其中美國(2 402 118次)遙遙領先于其他國家，英國排名第二，德國、加拿大及日本分別列第三至五名，法國、挪威及意大利

總被引頻次較為接近，而發展中國家的中國和印度相對較低。2010年前各國論文總被引頻次總體呈上升態勢，美國波動幅度較大；發文量Top10國家中只有中國和印度的相對科研績效低于全球平均水平，印度、加拿大及挪威3國論文被引百分比最高。其中挪威的高被引論文百分比及篇均被引指標均列前茅，學術影響力相對較高，這是由于挪威的Erik Dybing教授曾擔任2001年國際毒理學聯合會(IUTOX)；印度的高被引論文較少；我國毒理學研究論文總被引頻次呈穩步上升趨勢，論文被引百分比及高被引論文百分比均在中上等水平，但篇均被引頻次(9.79)較低。其主要原因是一方面是在較長一段時間內我國都將發文量作為評價學者或科研機構的標準，發文追求數量使得論文被引量下降[10]；另一方面是在20世紀90年代至今雖然是我國毒理學科的快速發展期，但是發展的重點是將代謝組學、毒理基因組學、毒代動力學等一批新的技術理論引入和應用于我國毒理學領域，而影響力高的基礎研究和創新成果相對較少。

表3 1980-2015毒理學研究發文量Top10國家影響力及合作績效情況

從各國毒理學研究合作指標來看，挪威、法國、德國、加拿大、英國和意大利的國際與橫向合作發文較多，而美國、日本、印度和我國在毒理學研究合作發文方面相對提升空間較大。我國毒理學研究WOS發文的國際合作圖(圖1)顯示，1980-2015年我國毒理學研究的國際關系合作網中，以中美合作居多，共1 673篇。其中與National Institutes of Health (NIH)機構合作發文量最高(1 555篇，學科規范化引文影響力1.88)，其次分別是日本、加拿大和德國，我國與國際合作率及篇均被引指標均居首位的挪威合作發文量較少(26篇)。因此，我國毒理學研究的國際合作交流還有進一步提升的空間。

圖1 1980-2015年我國毒理學WOS發文國際合作圖

按照“論文總被引頻次”指標對我國毒理學發文Top10機構降序排列，排名前三的機構依次為中國科學院、中國人民解放軍防化研究院和北京大學，詳見表4。其中，中國科學院總被引頻次以絕對優勢(27 667篇)居國內機構首位，其論文總被引頻次的變化波動較大(在2008年達到峰值)，其余各機構均呈平穩上升的趨勢。所研究機構的論文被引百分比較高(均分布于75%-90%之間)，而論文的高被引情況還有較大的提升空間(均分布于1.5%以內)，但是中國疾病預防控制中心和中國人民解放軍防化研究院的論文篇均被引頻次相對較高。Top10機構中的中國科學院、中國人民解放軍防化研究院、北京大學、復旦大學和中國疾病預防控制中心的影響力等超過全球平均水平影響力。同時，從合作指標來看，Top10機構中的中國疾病預防控制中心、中國醫科大學和復旦大學排前三名，在某種程度上說明以上3個研究機構吸引毒理學國際合作以及與企業合作研究的能力較高。中國人民解放軍防化研究院國際合作論文百分比較低，這可能與其政策限制有關。

表4 1980-2015我國毒理學研究發文量Top10機構影響力及合作績效情況

進一步對國際合作論文百分比最高的機構：中國疾病預防控制中心進行合作度分析，生成WOS發文合作圖(限定條件：合作發文數目﹥5的機構)，如圖2所示。

圖2 1980-2015年中國疾病預防控制中心WOS發文合作

1980-2015年，中國疾病預防控制中心先后與191個機構進行過毒理學研究合作發文，其中中國大陸地區機構34個，合作發文數目﹥5的機構15個，包含8個國內機構(中國科學院、哈爾濱醫科大學、中山大學、首都醫科大學、北京大學、復旦大學、中國醫學科學院&北京協和醫學院及東南大學)和7個國外機構。其中合作發文最高的機構是美國國立衛生研究院(WOS發文40篇，總被引頻次899)，與該單位合作發文被引頻次最高的作者是Zeiger, E教授，單篇被引最高的文章是1996年由Yin,SN，Hayes RB和Linet MS等發表于ENVIRONMENTALHEALTHPERSPECTIVES的“An expanded cohort study of cancer among benzene-exposed workers in China”(被引頻次139)，與環境毒理學研究相關。

2.3 基于高被引論文的毒理學領域研究內容

通過檢索WOS數據庫，發現毒理學研究領域總被引頻次最高的10篇論文發表于1981-1993年期間，主要研究方向為藥物毒理學4篇(包括尼古丁的耐受試驗[11]和細菌耐藥性問題[12]，還有1篇來自于加拿大，介紹了一種估算藥物不良反應發生率的新方法[13])，生化與分子毒理學3篇，遺傳毒理學2篇，環境毒理學1篇(1993年發表于《新英格蘭雜志》，主要研究了6個美國城市中空氣污染與死亡率間的關系)[14]。總被引頻次排名前3的論文分別是2005年由美國羅切斯特大學發表的環境科學與生態毒理學領域的文章，主要介紹從超細粒子的研究不斷發展的一門新興學科-納米毒理學[15]，對空氣中的納米顆粒對人體呼吸道的影響、納米材料與生物體系的相互作用，總被引頻次為3 279；1999年在華盛頓舉行的“基因毒性測試程序國際研討會(IWGTP)”中，一個專家小組所制定的利用單細胞凝膠(SGC)的遺傳毒理學/彗星試驗的指導方針[16]，其總被引頻次為2 257，作者來自于美國、瑞典、英格蘭、瑞士、日本、墨西哥、韓國7個國家；美國德克薩斯州農工大學動物生理學和藥理學系的Safe.S教授發表于1990年的文章，介紹使用毒性當量因子(TEFs)對接觸廣泛暴露于環境中的PCBs，PCDDs，PCDFs等以混合物形式存在的鹵代烴類化合物對健康的潛在危險性進行風險評估[17]，其總被引頻次高達1 529次。

進一步限定檢索區域，共得到中國(大陸地區)毒理學研究論文7 768篇，其總被引頻次84 727次，H指數為96。其中，單篇被引最高頻次為767次，為2004年中科院化學所化學與生態毒理學方向的研究性文章，介紹了可見光照射下有毒有機污染物與Ni2O3 / TiO2-xBx的高效降解[18]；排名第二是2005年中科院高能物理所聯合北大發表的一篇環境毒理學領域的文章(總被引頻次為725次)，介紹碳納米材料(包括單壁碳納米管，多壁碳納米管，富勒烯)的毒性[19]；1998年發表于《British Medical Journal》一篇文章單篇被引頻次排名第三，對來自中國24個大城市和74個農村縣在1986-1988年死亡的100萬例死者家屬進行家訪調查，評估了中國由煙草所致的死亡增長早期階段的危害狀況[20]，作者來自中國醫學科學院腫瘤所、中國預防醫學科學院、英國牛津大學和美國康奈爾大學。

值得注意的是，華中科技大學的篇均被引在1994年有明顯峰值(421)，在WOS進一步檢索可知，1994年由外籍作者D.Anderson和我國作者TW.Yu 共同發表于MutationResearch/FundamentalandMolecularMechanismsofMutagenesis的一篇名為“The effect of various antioxidants and other modifying agents on oxygen-radical-generated DNA damage in human lymphocytes in the COMET assay”的文章，單篇被引頻次達498，主要研究內容是利用彗星實驗檢測不同抗氧化劑和改性劑對人體淋巴細胞內氧化應激致DNA損傷的作用。

2.4 毒理學研究國內學術帶頭人

對按照WOS發文量我國毒理學研究者進行降序排列(表5)，高產作者主要集中于中國科學院(水生生物研究所、生態環境研究中心、煙臺海岸帶研究所、廣州地球化學所、海洋研究所)、浙江工業大學、安徽醫科大學等。其中中國科學院“百人計劃”周炳升教授的論文被引指標值(總被引頻次、篇均被引頻次、高被引論文百分比)最高，研究方向主要為環境毒理學，特別是有機污染物對水生生物作用的分子機制、危險評價、健康危害及生態毒理學效應。從相對全球平均水平影響力來看，我國Top10學者中有7位超過平均水平，以浙江大學環境與資源學院劉維屏院長居首，且其H指數(18.00)最高，主要研究方向為有機環境污染化學與控制。筆者認為其毒理學研究影響力居高的原因與在國際上率先開展手性農藥環境安全研究密不可分。

從論文合作指標來看，Top10學者中以應光國、周炳升、王心如等教授為代表的絕大多數學者均開展了較為廣泛的國際合作，但是橫向合作論文百分比的值均為0.00，提示我國毒理學研究高影響力學者的橫向合作相對欠缺。

表5 1980-2015年我國毒理學研究發文量Top10學者科研績效情況

3 結論與討論

近年來，隨著大量外源性化學物質進入人類生產、生活及周圍環境[21]，毒理學研究領域越來越受到重視，該領域的發文量和影響力都有了極大的提升。研究時間范圍內，美國、英國和日本是毒理學研究發文相對較高的國家，我國毒理學研究發文量呈指數型增長的同時質量也顯著提升，正在向世界平均水平靠近。 從論文被引分析可知，美國總被引頻次最高，遙遙領先于其他國家，英國、德國、加拿大及日本分別列第二至五名。我國論文總被引頻次雖呈穩步上升趨勢，但篇均被引頻次較低，科研成果質量有待提高。從各國毒理學研究合作指標看，挪威、法國、德國、加拿大、英國和意大利的國際與橫向合作發文較多，而我國毒理學研究的國際合作交流還有進一步提升的空間。 我國從20世紀 90年代中期至今的毒理學研究開始與現代生物技術和信息技術相融合，涌現出毒理基因組學、納米毒理學等一批新的技術和理論分支學科，構建了毒理學技術平臺體系，這些突破都與我國政府的大力支持、高校和科研院所不斷開拓創新密不可分，但是與國際相比仍然存在較大差距。因此，提出幾點建議，供政府、高校及科研院所在推進毒理學研究時參考。

3.1 重視毒理學科研成果的質量，加強學科定位及體系建設

毒理學研究成果對于日益嚴重的環境污染評估和治理、新物質與新型材料的生物安全性以及食品藥品、化學品的毒性評估與管理等都起到了舉足輕重的作用[22]。我國毒理學研究論文發文量呈較明顯的上升態勢，但篇均被引頻次較低，可見我國毒理學科研成果的數量遠遠高于其質量，正如諾貝爾得主Mac Diarmid所說“研究質量是由全世界的同行來評價的”。對于中國的科學家來說，在5年內僅發表1篇得到其他國家的學者引用20次的論文，比5年內發表10篇僅得到1次引用的論文要重要得多”[23]。因此，在今后的毒理學研究中，我國在注重發文數量的同時需重視科研成果的質量。毒理學具有多學科交叉和多部門管理的特點，而我國毒理學具有國際影響力的成果相對集中在環境與生態毒理學領域。因此需結合我國實際，盡快建立有中國特色的毒理學研究和安全性評價、風險評估與管理協同機制和協調機構，從而更緊密地結合人們健康事業和國家生態安全的需要，并加強學科研究分支的定位以及整個毒理學科體系的建設至關重要[24]。

3.2 重視國際毒理學科前沿動態，加強國際間科研交流與合作

近年來，國際毒理學研究進展較快，熱點包括毒性通路測試策略，干細胞，毒理學測試替代法、生物標志物、表遺傳學測試、微生物組學研究等，不同研究機構和不同國家間的合作日益密切。現代毒理學屬于交叉學科，其在環境、藥品、食品和其他多領域中均有應用。1980-2015年我國學者與國外學者合著的毒理學文章較少，且我國毒理學研究的國際關系合作網中以中美合作居多，與其他國際合作率及篇均被引指標較高的國家合作發文較少，在某種程度上也限制了我國毒理學的發展，其學科影響力至今仍低于世界平均水平。國際合作的合著論文的被引次數通常高于單一作者的論文，國際合作程度高的科研論文影響力往往也高[25]。因此，建議毒理學科研工作者更加密切地關注國際毒理學科前沿動態，同時積極參與國際間的科研交流與合作。

3.3 重視毒理學階段性研究回顧分析，指導科研思路和方向

現代毒理學所關注的問題較多，在環境、藥品、食品和其他多領域中均有應用，與工業、農業、衛生等方面息息相關，涉及到基礎與應用研究。課題研究者和政策擬定者除了應關注自身研究的技術和發展動態外，還需注重國內外相關領域階段性研究的回顧分析。如根據某些文獻計量指標(包括某研究方向的高發文量機構、高影響力機構并及熱點關鍵詞分析提取熱點等)輔助指導課題的發展方向和獲得最新動態，以避免科研工作的重復，尋找相應領域的合作伙伴，推動科研深度。

4 結語

本文使用InCites數據庫分別從發文量指標、論文被引指標、科研合作指標對1980-2015年毒理學研究國家、國內科研機構和學術帶頭人進行分析，并結合Web of Science數據庫進行高被引論文的分析，提出該學科發展建議：今后我國毒理學的研究在繼續加大科研投入的同時，應注重國際和國內機構間的合作交流，提高研究的質量和水平，結合我國社會發展的需求，在基礎研究和應用研究領域發揮更大的作用。由于篇幅有限，本文對于毒理學研究內容分析的深度還有較大的提升空間，在今后的工作中將進行毒理學研究題錄分析及熱點分析，為研究者提供科研思路、科研方向和合作思路，推動毒理學研究的發展。