基于CiteSpace的國內(nèi)外精準(zhǔn)醫(yī)學(xué)研究熱點與前沿分析

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精準(zhǔn)醫(yī)學(xué)(precision medicine)，又稱精準(zhǔn)醫(yī)療，是以個性化醫(yī)療(personalized medicine)為基礎(chǔ)，隨著基因組測序技術(shù)的快速進(jìn)步和生物信息與大數(shù)據(jù)科學(xué)的交叉應(yīng)用而發(fā)展起來的新型醫(yī)學(xué)概念與醫(yī)療模式。其本質(zhì)是通過研究基因組學(xué)、蛋白組學(xué)等組學(xué)信息和臨床醫(yī)學(xué)前沿技術(shù)[1]，對大樣本人群與特定疾病類型進(jìn)行生物標(biāo)記物的分析與鑒定、驗證與應(yīng)用，從而精確找到疾病的原因和治療的靶點，并對一種疾病不同狀態(tài)和過程進(jìn)行精確亞分類，最終實現(xiàn)對疾病和特定患者個性化精準(zhǔn)治療的目的，提高疾病診治與預(yù)防的效益[1]。

美國醫(yī)學(xué)界在2011年首次提出“精準(zhǔn)醫(yī)學(xué)”的概念。2015年1月20日，奧巴馬在美國國情咨文中提出“精準(zhǔn)醫(yī)學(xué)計劃”。美國提倡的“精準(zhǔn)醫(yī)學(xué)”概念，是基于“人類發(fā)現(xiàn)改變某些基因可以導(dǎo)致某種疾病發(fā)生的機(jī)制。因此如果人們改變該基因，就可以預(yù)防這種疾病的發(fā)生或?qū)ζ溥M(jìn)行治療”[2]。

2015年2月，我國19位專家組成了國家精準(zhǔn)醫(yī)療戰(zhàn)略專家委員會[3]。2015年3月11日，我國科技部召開國家首次精準(zhǔn)醫(yī)學(xué)戰(zhàn)略專家會議，對我國精準(zhǔn)醫(yī)學(xué)的發(fā)展制定戰(zhàn)略性計劃[1]。

科學(xué)知識可視化圖譜是在信息技術(shù)的推動下，發(fā)展起來的一種新型計量學(xué)工具。本文利用CiteSpace，以中國期刊全文數(shù)據(jù)庫(CNKI)和Web of Science(WOS)中收錄的精準(zhǔn)醫(yī)學(xué)相關(guān)文獻(xiàn)數(shù)據(jù)作為研究樣本，分析國內(nèi)外精準(zhǔn)醫(yī)學(xué)領(lǐng)域研究熱點和前沿。

1 材料與方法

國內(nèi)研究數(shù)據(jù)源于CNKI，包括期刊文獻(xiàn)、會議論文、碩博士論文、特色期刊文獻(xiàn)。采用檢索式：主題=(精準(zhǔn)醫(yī)療 OR 精準(zhǔn)醫(yī)學(xué) OR 個體化醫(yī)療 OR 個性化醫(yī)療)，檢索起始時間不受限定，檢索截止時間2016年10月17日，檢索到1 648篇文獻(xiàn)，去重及刪除會議通知等不相關(guān)文獻(xiàn)后，共1 618篇。國際研究數(shù)據(jù)來源于WOS，采用檢索式：主題: (“precision medicine”) OR 主題: (“individual medicine”) OR 主題: (“personalized medicine”)，數(shù)據(jù)庫選擇SCI-EXPANDED，文獻(xiàn)類型不限定，檢索起始時間不受限定，截止時間為2016年10月17日，共得到8 869篇文獻(xiàn)，去重后得到8 869篇文獻(xiàn)。

CiteSpace軟件主要用于探測和分析學(xué)科研究前沿隨時間的變化趨勢以及研究前沿與其知識基礎(chǔ)之間的關(guān)系，并可以發(fā)現(xiàn)不同研究前沿之間的內(nèi)部聯(lián)系，可以根據(jù)“年輪”大小和顏色的區(qū)別展示分析內(nèi)容，一個“年輪”代表一個節(jié)點。“年輪”環(huán)內(nèi)的顏色代表關(guān)鍵詞在不同年代出現(xiàn)，并從冷色到暖色逐漸變化；年輪的厚度與關(guān)鍵詞出現(xiàn)的頻次成正比，年輪越厚，表明該關(guān)鍵詞出現(xiàn)的頻次越多；節(jié)點間的連線代表節(jié)點與節(jié)點間的共現(xiàn)關(guān)系，連線越粗，表明節(jié)點間關(guān)系越緊密，它們同時出現(xiàn)在同一篇文獻(xiàn)中的可能性越大；連線的顏色代表兩個節(jié)點同時出現(xiàn)在同一篇文章中的最早年份[4]。

CiteSpace 信息可視化軟件既可以繪制直觀的科學(xué)知識圖譜，也可以通過后臺運行數(shù)據(jù)處理得到詳細(xì)的數(shù)據(jù)信息。在關(guān)鍵詞共現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)知識圖譜的基礎(chǔ)上通過導(dǎo)出匯總表得到有關(guān)精準(zhǔn)醫(yī)學(xué)研究文獻(xiàn)的關(guān)鍵詞頻次和突現(xiàn)值(Burst term)等指標(biāo)數(shù)據(jù)。

利用CiteSpaceII提供的詞頻探測技術(shù)，通過考察詞頻的時間分布，將其中頻次變化率高的詞(Burst term)從大量的主題詞中探測出來，依靠詞頻的變動趨勢，而不僅僅是頻次的高低，來確定前沿領(lǐng)域和發(fā)展趨勢[5]。突現(xiàn)的關(guān)鍵詞可在可視化圖譜中通過紅色進(jìn)行標(biāo)注，代表關(guān)鍵詞的爆發(fā)性。一般認(rèn)為，突現(xiàn)率高的關(guān)鍵詞就可以代表精準(zhǔn)醫(yī)學(xué)前沿領(lǐng)域。

2 結(jié)果與分析

2.1 研究文獻(xiàn)的時間分布

從CNKI年度發(fā)文量看，國內(nèi)精準(zhǔn)醫(yī)學(xué)研究起步于1992年。在1992-2009年間，國內(nèi)學(xué)者在此領(lǐng)域發(fā)文量很少；2010年起國內(nèi)學(xué)者對精準(zhǔn)醫(yī)學(xué)的研究興趣逐漸增強，僅2015年收錄文獻(xiàn)量就是2014年的5.43倍。盡管數(shù)據(jù)庫中還未收錄2016全年文獻(xiàn)，但現(xiàn)收錄文獻(xiàn)數(shù)量已超過2015年收錄量，到2016年10月17日，發(fā)表的文獻(xiàn)就占國內(nèi)精準(zhǔn)醫(yī)學(xué)全部文獻(xiàn)的19.96%。

從WOS年度發(fā)文量來看，國際精準(zhǔn)醫(yī)學(xué)的研究起步于1985年，較國內(nèi)起步早。在1985-2005年間，發(fā)文量很少。2006年以來，國際上精準(zhǔn)醫(yī)學(xué)的研究逐漸增加，且呈較快增長趨勢，其增長速度大于國內(nèi)。

2.2 國內(nèi)外研究熱點

2.2.1 國內(nèi)精準(zhǔn)醫(yī)學(xué)領(lǐng)域研究熱點與前沿

對CNKI的數(shù)據(jù)進(jìn)行共被引分析，時區(qū)選擇1992-2016年，時間跨度1年, 閾值選擇Top 50。運行軟件后共得到節(jié)點633個，連線646條，通過修剪得到國內(nèi)精準(zhǔn)醫(yī)學(xué)領(lǐng)域關(guān)鍵詞共現(xiàn)圖，國內(nèi)及國際精準(zhǔn)醫(yī)學(xué)領(lǐng)域年度發(fā)文量如圖1所示。

圖1 國內(nèi)精準(zhǔn)醫(yī)學(xué)關(guān)鍵詞共現(xiàn)圖

突現(xiàn)率高的關(guān)鍵詞可以代表精準(zhǔn)醫(yī)學(xué)前沿領(lǐng)域。通過CiteSpace對這類詞進(jìn)行截取，得到國內(nèi)精準(zhǔn)醫(yī)學(xué)領(lǐng)域高Burst值表(見圖2)。

圖2 國內(nèi)精準(zhǔn)醫(yī)學(xué)高Burst值表

2.2.2 國際精準(zhǔn)醫(yī)學(xué)研究熱點

對WOS下載的數(shù)據(jù)進(jìn)行共被引分析，時區(qū)選擇1985-2016年, 時間跨度為1年，閾值選擇Top50，節(jié)點類型選擇Keyword，得到出現(xiàn)頻次較高的熱點詞匯列表(表1)。

從表1可以看出，personalized medicine頻次最高，其次是Cancer、breast-cancer。利用CiteSpace對WOS的數(shù)據(jù)進(jìn)行Keyword值的Burst分析，共得到52個Burst值在3.53以上的關(guān)鍵詞。代表國際精準(zhǔn)醫(yī)學(xué)前沿的前10個高Burst值關(guān)鍵字見圖3。

表1 國際精準(zhǔn)醫(yī)學(xué)高頻詞表

圖3 國際精準(zhǔn)醫(yī)學(xué)高Burst值關(guān)鍵詞

3 討論

本文借助CiteSpace軟件，對CNKI和WOS上“精準(zhǔn)醫(yī)學(xué)”的相關(guān)文獻(xiàn)進(jìn)行了國內(nèi)外精準(zhǔn)醫(yī)學(xué)領(lǐng)域研究熱點與前沿的文獻(xiàn)計量分析，為研究人員開展精準(zhǔn)醫(yī)學(xué)研究提供了一定參考。從精準(zhǔn)醫(yī)學(xué)文獻(xiàn)年度發(fā)文量來看，從2010年開始，國內(nèi)學(xué)者對精準(zhǔn)醫(yī)學(xué)的研究興趣逐漸增強，國際精準(zhǔn)醫(yī)學(xué)領(lǐng)域文獻(xiàn)的增長速度快于國內(nèi)精準(zhǔn)醫(yī)學(xué)領(lǐng)域文獻(xiàn)增長速度。結(jié)合時區(qū)視圖可知，國內(nèi)外學(xué)者對精準(zhǔn)醫(yī)學(xué)研究具有較大的傳承性，而不僅僅在部分時區(qū)內(nèi)對該方向進(jìn)行研究，研究具有延續(xù)性。

從精準(zhǔn)醫(yī)學(xué)Keywords共現(xiàn)圖來看，國內(nèi)“個體化醫(yī)療”節(jié)點圓心為綠色，表明其最早出現(xiàn)在文獻(xiàn)中是綠色所代表的年代，即2002年。由年輪旁邊的放射性線可知，其連線較密集，與多數(shù)關(guān)鍵詞年輪均存在連線，說明其與較多其它關(guān)鍵詞共同出現(xiàn)在同一文獻(xiàn)。國際關(guān)鍵詞共現(xiàn)圖譜中“personalized medicine”的節(jié)點最大，首次出現(xiàn)于2000年文獻(xiàn)中，此后學(xué)者對其進(jìn)行不間斷研究。關(guān)于個體化醫(yī)療，王廣基等[6]在綜述國內(nèi)中醫(yī)藥領(lǐng)域代謝組學(xué)研究進(jìn)展的基礎(chǔ)上，對其應(yīng)用前景和存在問題進(jìn)行了扼要評析。關(guān)于personalized medicine，美國醫(yī)學(xué)遺傳學(xué)和基因組學(xué)院(ACMG)Green, Robert C等[7]發(fā)表了有關(guān)臨床外顯子分析和基因組測序中的偶然發(fā)現(xiàn)一文。

國內(nèi)高頻關(guān)鍵詞的分析顯示，精準(zhǔn)醫(yī)學(xué)研究的主要目標(biāo)是從基因?qū)用鎸δ[瘤進(jìn)行研究，實現(xiàn)對個體的精準(zhǔn)醫(yī)療。國際精準(zhǔn)醫(yī)學(xué)對腫瘤關(guān)注度較高，我國學(xué)者在后續(xù)研究中要注重這些方面的研究。本文的可視化分析還表明，“精準(zhǔn)醫(yī)學(xué)”“precision medicine”從2015年開始與其他關(guān)鍵詞共現(xiàn)在同一文獻(xiàn)中。2015年1月，美國總統(tǒng)奧巴馬在國情咨文中提出“精準(zhǔn)醫(yī)學(xué)計劃”，以生物醫(yī)學(xué)研究成果為基礎(chǔ)，以腫瘤、糖尿病、囊性纖維化等疾病治療為目標(biāo)，開展針對個體的“精準(zhǔn)醫(yī)學(xué)”。國內(nèi)對美國“精準(zhǔn)醫(yī)學(xué)計劃”解讀與探討的相關(guān)論文均獲得較高引用[8-9]；國際Collins, Varmus[10]關(guān)于精準(zhǔn)醫(yī)學(xué)新倡議一文，具有437次高被引數(shù)。近期側(cè)重癌癥研究，而長期目標(biāo)旨在生成適用于整個健康和疾病范疇內(nèi)的知識。

結(jié)合國內(nèi)、國際精準(zhǔn)醫(yī)學(xué)高頻詞表、高Burst值表可知，國內(nèi)基因組學(xué)、基因測序、基因突變、藥物基因組學(xué)、個性化醫(yī)療，國際pharmacogenomics、pharmacogenetics、precision medicine既是熱點又是前沿。

藥物基因組學(xué)是國內(nèi)、國際共同的研究前沿。國內(nèi)許力,王升啟[11]藥物基因組學(xué)的發(fā)展及其在個體化用藥中的應(yīng)用一文的被引數(shù)達(dá)33次。Anderson[12]關(guān)于基因型指導(dǎo)與標(biāo)準(zhǔn)患者華法林劑量的隨機(jī)試驗一文，被引405次。同時，中外研究人員對個性化醫(yī)療、基因方面投入精力較大。精準(zhǔn)醫(yī)療熱點圖與精準(zhǔn)醫(yī)學(xué)本質(zhì)相一致，即通過基因組、蛋白質(zhì)組等組學(xué)技術(shù)和醫(yī)學(xué)前沿技術(shù)，對大樣本人群與特定疾病類型進(jìn)行生物標(biāo)記物的分析與鑒定、驗證與應(yīng)用，從而精確尋找到疾病的原因和治療的靶點，并對一種疾病的不同狀態(tài)和過程進(jìn)行精確分類，最終實現(xiàn)對疾病和特定患者個性化精準(zhǔn)治療的目的，提高疾病診治與預(yù)防的效益。