國自然資助腦血管結構、功能異常及相關疾病課題的研究主題剖析

， ，亞男，

腦血管疾病是各種血管源性腦病變引起的腦功能障礙，是神經系統常見的多發病，病變主要由于栓塞和血栓形成導致的血管腔閉塞、血管破裂、血管壁損傷、通透性發生變化、凝血機制異常、血液黏度異常或血液成分異常變化引起的疾病[1]。死亡率約占所有疾病的10%，是目前人類疾病3大致死性疾病之一，具有高發病率、高死亡率、高復發率、高致殘率的特點，50%～70%的存活者遺留癱瘓或失語等嚴重后遺癥，給社會及家庭帶來了沉重的負擔。我國腦卒中的發生率以每年8.7%的速度增加[2]。為了解全國腦血管結構功能異常的研究方向，本研究以國家自然科學基金資助(national natural science foundation of China，NSFC)為導向[3]，采用社會網絡分析法(social network analysis)[4-6]，對腦血管結構、功能異常及相關疾病的研究者、單位、資助經費、年代及關鍵詞進行了分析，利用統計軟件實現共詞分析，歸納出學科領域的范式和研究結構，將分析結果直觀形象地顯現出來[7]。為全國腦血管結構功能異常的研究者提供臨床研究合作依據。

1 資料與方法

1.1 資料來源

計算機檢索國家自然科學基金資助的腦血管結構、功能異常及相關疾病的主題。

1.2 納入標準

納入數據符合國家自然科學基金，腦血管結構、功能異常及相關疾病。發表時間不限。

1.3 文獻篩選

檢索由2位研究者同時獨立閱讀所獲文獻題目和摘要，剔除重復和排除明顯不符合納入標準的研究，并交叉核對納入的結果，對有分歧而難以確定其是否納入的研究，通過討論或由第3位研究者決定。

1.4 分析方法

采用BICOMS 2.0[8-9]分析軟件抽取和整理關鍵詞，并生成共現矩陣。采用Gcluto進行聚類分析，聚類方法為重復二分法(repeated bisection),相似性計算機應運余弦函數，聚類標準函數為I2，根據實際聚類效果，選擇將關鍵詞聚為4類，生成可視化曲面圖和可視化矩陣。采用Ucinet 6.0軟件中的NetDraw按照中心度排列各主要關鍵詞之間的關系，并繪制社會網絡圖[10-12]。

2 結果

2.1 檢索結果

本研究共納入國家自然科學基金資助的腦血管結構、功能異常及相關疾病文獻1 067篇。

2.2 發表年代分布

國家自然科學基金資助項目資助的腦血管結構、功能異常及相關疾病1987年—2001年每年發表數量小于10篇，之后呈上升趨勢，2002年—2007年每年發表數量仍小于50篇，2008年突破50篇，2012年突破100篇，2012年—2016年累計發表542篇，占總量的50.80%。從年代分布來看，國內研究者對于腦血管結構、功能異常及相關疾病的關注度總體呈上升趨勢。見圖1。

圖1 腦血管結構、功能異常及相關疾病發表數量隨時間變化趨勢

2.3 作者和作者單位

國家自然科學基金資助項目資助的腦血管結構、功能異常及相關疾病文獻參加撰寫的作者數量共有804位，但發表文獻數量越多的作者越少，撰寫數量大于5篇的只有11位作者，發表數量在1篇或2篇的作者有756位，占總數的94.03%；參加撰寫的作者單位共有117家，發表數量排名前10家的作者單位均屬于大學院校，大于40篇的只有5家作者單位；發表數量在1篇或2篇的作者單位有58家，占總數的49.57%，證明高產量的作者及單位極度匱乏。詳見圖2、圖3。

圖2 腦血管結構、功能異常及相關疾病發表作者數量及文獻數量趨勢

圖3 腦血管結構、功能異常及相關疾病發表作者單位及文獻數量趨勢

2.4 基金及資助經費

國家自然科學基金包括探索、人才、工具、融合4大系列組成的資助格局，資助腦血管結構、功能異常及相關疾病的有13項基金，其中面上項目582篇，占總數量的54.55%，青年科學基金項目332篇，占總數量的31.12%，詳見圖4。資助經費11萬元～20萬元的共有224篇，占總數量的20.99%，21萬元～30萬元的共有289篇，占總數量27.09%。詳見圖5。

圖4 腦血管結構、功能異常及相關疾病發表基金及數量變化趨勢

圖5 腦血管結構、功能異常及相關疾病發表資助經費及數量變化趨勢

2.5 主題關鍵詞聚類分析

檢索到的1 067篇腦血管結構、功能異常及相關疾病為主題的文獻中，最終獲得1 830個主題關鍵詞，總詞頻數4 343次，平均每個主題關鍵詞出現2.37次，對出現頻次8次以上的主題關鍵詞38個(見表1)，從表1可看出，在腦血管結構、功能異常及相關疾病的研究中，主題關鍵詞為腦卒中的所占比例最多，而腦卒中發生最常見的原因是腦血管的相關疾病，它的主要發生因素為炎癥反應，主要研究內容神經血管單元、腦卒中的治療及預處理，這些高頻主題關鍵詞表現為當前對腦血管結構、功能異常及相關疾病研究熱點，構建一個38×38的共詞矩陣，并進行聚類分析[13]，生成和可視化矩陣(圖6)可視化曲面圖(圖7)。腦血管結構、功能異常及相關疾病可視化矩陣見圖6，主要分為3大類，第1類為：血管平滑肌細胞、腦血管病、血流動力學、病理生理學、影像學檢查、蛋白質組學、基質金屬蛋白酶、基因多態性、并發癥、機制；第2類為：腦保護、動物模型、白質損傷、神經血管單元、信號通路、炎癥反應、微小RNA、血管新生、影響因素、NF-kB、神經干細胞、神經再生、腦卒中、凋亡、骨髓間充質干細胞、基因治療、細胞凋亡、內質網應激、腦損傷、自噬、線粒體；第3類為：腦卒中預處理、DNA甲基化、治療、出血性轉化、血腦屏障、腦水腫、水通道蛋白4。從圖7可看出，第3類也是目前主要的研究主題及方向。

2.6 可視化曲面圖結果分析

在可視化曲面圖中，山峰的高度和內部的相似性成正比，山峰的體積和每個元素的個數成反比，山峰的顏色和內部的偏差成反比(顏色越深，偏差越小)，山峰頂部的顏色最重要[4]。

2.7 課題關鍵詞的社會網絡分析

采用社會網絡分析中的特征向量中心度(eigenvector centrality)度量關鍵詞所代表節點的中心性。中心性反映了研究點自身的影響力和與外界交流的程度，數值越高表示其影響力越強，越接近網絡的核心地位。該關鍵詞網絡圖譜中共有38個節點，每個節點都代表一個高頻關鍵詞，節點越大，頻次越高，且節點間有代表相互關聯性的連線，連線代表高頻詞之間的共現關系，連線越粗，共現的強度越大，連線數量代表詞團之間的緊密程度[14-15]，且相互之間具有相對集中和分散的特點(見圖8)。其中，腦卒中、炎癥反應、神經血管單元、治療等，為該社會網絡的核心研究，節點較大，表明它們具有較高的網絡中心性，與其他研究主題聯系密切；血腦屏障、神經再生等為次核心研究；血流動力學、并發癥、影響因素為孤立邊緣研究。發現目前主要研究熱點集中于腦卒中與腦血管病、治療、炎癥反應之間的關系。

表1 38個高頻主題關鍵詞

圖6 腦血管結構、功能異常及相關疾病可視化矩陣圖

圖7 腦血管結構、功能異常及相關疾病可視化曲面圖

圖8 腦血管結構、功能異常及相關疾病關鍵詞的社會關系網絡

3 討論

本研究基于文獻計量學方法結合信息可視化手段，利用詞頻分析、共詞聚類分析，采用3種可視化軟件分別對腦血管結構、功能異常及相關疾病的研究進行了可視化對比分析，簡潔、直觀地展示腦血管結構、功能異常及相關疾病的發表年代分布、作者和作者單位分布、基金及資助經費情況、主題關鍵詞聚類分析、研究主題分析、社會網絡關系的分析。

以國家自然科學基金資助項目為主題的腦血管結構、功能異常及相關疾病研究在1987年—2001年每年發表數量均小于10篇，之后的研究數量不斷增加，于2004年突破30篇，2004年—2011年共計發表文獻418篇，占總量的39.18%，而后分別在2012年和2015年出現兩次高峰，2012年—2016年共計發表542篇，占總數量的50.80%，表明腦血管結構、功能異常及相關疾病的研究在近5年已引起國內越來越多研究人員的關注。1 067篇研究參加撰寫的作者數量共有804位，平均0.75位作者撰寫1篇，表明撰寫腦血管結構、功能異常及相關疾病的研究人員較缺；撰寫發表數量大于5篇的只有11位作者，發表數量在1篇或2篇的作者有756位，占總數的94.03%；參加撰寫的作者單位共有117家，參與撰寫作者單位來自大學院校的共有95家，占總數81.20%，如首都醫科大學(84篇)、復旦大學(58篇)華中科技大學(53篇)；參與撰寫作者單位來自醫院的有15家，占總數12.82%，如中國人民解放軍原南京軍區南京總醫院(30篇)、中國人民解放軍原北京軍區總醫院(11篇)、中國人民解放軍總醫院(9篇)；參與撰寫作者單位來自研究所的有7家，占總數5.98%，如中國科學院(20篇)、北京市神經外科研究所(19篇)、中國人民解放軍軍事醫學科學院(9篇)；從作者單位分布來看，各院校、醫院及研究所存在極大的不均衡性，分析各作者單位所在省份，發現北京、上海、浙江等經濟發達地區發表數量明顯多于經濟欠發達地區；由于國家自然科學基金積極支持自由探索，實施人才戰略，加大對人才的資助力度，近幾年，面上項目與青年科學基金項目資助額度逐年上調，這可能也是國家自然科學基金資助的腦血管結構、功能異常及相關疾病研究數量上升的主要原因。

腦血管結構、功能異常及相關疾病的關鍵詞已顯示了目前的研究主題，腦卒中是以遺傳因素和環境因素共同作用而引起的一種神經系統疾病，近年來，DNA甲基化水平的改變導致基因表達異常在腦卒中發病中的作用成為新的研究熱點；腦卒中預處理通過水通道蛋白4、血腦屏障的出血性轉化減少腦水腫的發生達到治療的目的，治療主要以卒中單元、溶栓治療、抗血小板聚集治療、細胞保護治療、血管內治療、外科手術治療和康復治療等為主。對腦卒中危險因素的早期發現和早期干預是減少腦卒中復發的關鍵。而研究熱點依然圍繞腦卒中、炎癥反應、神經血管單元展開。本研究只納入了國家自然科學基金資助的腦血管結構、功能異常及相關疾病的相關文獻，并未包含其他數據庫的期刊、會議摘要及資料文獻，故結果可能存在一定偏倚。

4 結論

國家自然科學基金資助項目資助的腦血管結構、功能異常及相關疾病的研究數量不斷增加，研究者和研究機構及地域之間仍存在不平衡性，各領域間相互協作能力欠缺，建議不同地區研究機構互相交流和合作，為臨床腦血管結構、功能異常及相關疾病提供更多的證據。