基于CiteSpace軟件的腫瘤外泌體研究文獻(xiàn)計量學(xué)分析

陸忠奎，錢婷婷，尚玉，夏廈，張國英

(南京中醫(yī)藥大學(xué)附屬南京市中西醫(yī)結(jié)合醫(yī)院檢驗(yàn)科，南京 210014)

外泌體是由細(xì)胞分泌的直徑約為30～100 nm的囊泡樣小體，包含核酸、蛋白質(zhì)及脂質(zhì)等多種生物活性分子[1]，具有細(xì)胞間信息傳遞的功能。研究表明,外泌體在腫瘤的轉(zhuǎn)移、耐藥性及免疫逃逸等方面發(fā)揮重要作用[2-3]。一方面，外泌體可作為藥物載體和治療系統(tǒng)用于腫瘤的精準(zhǔn)治療[4]，另一方面，腫瘤外泌體承載的特異性標(biāo)志物對腫瘤早期診斷、療效評價和預(yù)后判斷具有重要意義[5]。為了全面了解腫瘤領(lǐng)域外泌體研究的最新進(jìn)展，本研究通過陳超美教授研發(fā)的CiteSpace可視化軟件[6]，分析Web of Science(WOS)核心合集數(shù)據(jù)庫2010年至2020年腫瘤領(lǐng)域外泌體相關(guān)的研究性文章，旨在為國內(nèi)腫瘤領(lǐng)域外泌體研究者提供參考依據(jù)。

1 材料與方法

1.1文獻(xiàn)檢索及數(shù)據(jù)來源 本文選擇WOS核心合集數(shù)據(jù)庫為數(shù)據(jù)來源，檢索策略如下：# 1 TS=(Neoplasms OR Neoplasia OR Neoplasias OR Neoplasm OR Tumors OR Tumor OR Cancer OR Cancers OR Malignancy OR Malignancies OR “Malignant Neoplasms” OR “Malignant Neoplasm” OR “Neoplasm, Malignant” OR “Neoplasms, Malignant” OR “Benign Neoplasms” OR “Neoplasms, Benign” OR “Benign Neoplasm” OR “Neoplasm, Benign”)，# 2 TS=(Exosomes OR Exosome)，#3=(1# AND 2#)；語言：English；類型：Article；檢索時間：2010年至2020年。排除標(biāo)準(zhǔn)：(1)會議報道、述評、綜述等；(2)重復(fù)文獻(xiàn)、作者撤稿文獻(xiàn);(3)內(nèi)容不相關(guān)文章。最終納入2 556篇文獻(xiàn)，并將檢索數(shù)據(jù)的“全記錄與引用的參考文獻(xiàn)”以“純文本”格式導(dǎo)出。

1.2數(shù)據(jù)分析 利用CiteSpace 5.6R4可視化軟件對國家、機(jī)構(gòu)、關(guān)鍵詞進(jìn)行共現(xiàn)分析，并對關(guān)鍵詞進(jìn)一步進(jìn)行聚類分析及突變詞分析。結(jié)合Excel 2016軟件對檢索結(jié)果的年份、國家、機(jī)構(gòu)、關(guān)鍵詞的頻次進(jìn)行統(tǒng)計。

2 結(jié)果

2.1發(fā)文量年份分布 2010年至2020年腫瘤領(lǐng)域外泌體研究的發(fā)文量共計2 556篇，總體呈逐年上升趨勢，尤其從2015年開始，該領(lǐng)域相關(guān)研究發(fā)展較迅速。見圖1。

注：數(shù)字為當(dāng)年份該領(lǐng)域的發(fā)文量。

2.2國家/地區(qū)合作網(wǎng)絡(luò)分析 通過CiteSpace可視化軟件建立國家/地區(qū)的網(wǎng)絡(luò)圖譜。排名前五位的國家分別是中國、美國、日本、德國、意大利，其中我國以1 262篇發(fā)文量居首位，約占總數(shù)(2 556篇)的49.37%。網(wǎng)絡(luò)圖譜顯示中國、美國在近幾年發(fā)文量較多；美國、德國、中國、英國研究成果更受到其他國家的認(rèn)可。見圖2。

注：節(jié)點(diǎn)圓圈越大表示該國家在此領(lǐng)域發(fā)文量越多；節(jié)點(diǎn)為黃色表示在時間上該國家近幾年發(fā)文量較多；節(jié)點(diǎn)為紫色表示中介中心性較高，該國家的研究更受其他國家認(rèn)可。

2.3研究機(jī)構(gòu)的分析 以機(jī)構(gòu)為節(jié)點(diǎn)構(gòu)建網(wǎng)絡(luò)圖譜，分析得出發(fā)文量排名前五位的機(jī)構(gòu)均為中國機(jī)構(gòu)，分別為南京醫(yī)科大學(xué)(132篇)、上海交通大學(xué)(84篇)、復(fù)旦大學(xué)(57篇)、浙江大學(xué)(52篇)、鄭州大學(xué)(49篇)。國際著名機(jī)構(gòu)美國德克薩斯大學(xué)安德森分校癌癥中心(Univ Texas MD Anderson Canc Ctr)以36篇的發(fā)文量排在第九位。從圖譜得出中介中心度較高的機(jī)構(gòu)分別為德克薩斯大學(xué)安德森分校癌癥中心、波爾圖大學(xué)、上海交通大學(xué)、復(fù)旦大學(xué)，中介中心度分別為：0.47、0.21、0.17、0.15、0.13。表明這幾家研究機(jī)構(gòu)的文章認(rèn)可度較高。見圖3。

圖3 機(jī)構(gòu)合作關(guān)系網(wǎng)絡(luò)圖

2.4關(guān)鍵詞分析 關(guān)鍵詞可以表達(dá)文獻(xiàn)的核心內(nèi)容，對關(guān)鍵詞的頻次分析、聚類分析，可以反應(yīng)該領(lǐng)域的熱點(diǎn)問題。在CiteSpace軟件中選擇“Keyword”為節(jié)點(diǎn)運(yùn)行軟件，并且對“non-small cell lung cancer與NSCLC”,“microRNA與miRNA”,“circular RNA與circRNA”等同義詞進(jìn)行合并，分析得出頻次最高的關(guān)鍵詞是“exosome”。除檢索詞外，頻次前五位的關(guān)鍵詞是expression, microRNA, extracellular vesicle, biomarker, metastasis；中心度前五位的關(guān)鍵詞是breast cancer, metastasis, cell, biomarker, microvesicle。見表1。

表1 高頻與高中心度關(guān)鍵詞統(tǒng)計

進(jìn)一步繪制聚類圖譜，分析得出5個類別，分別為乳腺癌(breast cancer)、生物標(biāo)志物(biomarker)、凋亡(apoptosis)、自然殺傷細(xì)胞(NK)、遷移(migration)，見圖4。對應(yīng)的關(guān)鍵詞見表2。結(jié)合高頻關(guān)鍵詞腫瘤外泌體研究的熱點(diǎn)主要集中在以下幾方面：(1)以腫瘤增殖、轉(zhuǎn)移、生長及細(xì)胞凋亡為代表的機(jī)制研究；(2)以外泌體核酸、蛋白質(zhì)為代表的腫瘤標(biāo)志物研究；(3)圍繞免疫細(xì)胞、細(xì)胞因子展開的腫瘤免疫研究；(4)以乳腺癌為模型的外泌體研究。

注：關(guān)鍵詞聚類是CiteSpace通過算法將關(guān)系緊密的關(guān)鍵詞分成幾個類團(tuán)，并賦予每個關(guān)鍵詞一個值，每個類團(tuán)中值最大的關(guān)鍵詞為該類團(tuán)的代表，作為標(biāo)簽出現(xiàn)。標(biāo)簽數(shù)字越小表示該類團(tuán)內(nèi)的關(guān)鍵詞數(shù)量越多。

表2 關(guān)鍵詞聚類分析結(jié)果

2.5突現(xiàn)詞分析 CiteSpace的突現(xiàn)詞(bursts)分析是利用詞頻增長算法，檢測詞頻變化率高及增長速度快的專業(yè)詞。突現(xiàn)詞分析可以提供某研究領(lǐng)域的直觀趨勢變化。對關(guān)鍵詞進(jìn)行突現(xiàn)詞分析，2015年至2020年的突現(xiàn)詞為循環(huán)microRNA(circulating microRNA)、前列腺癌(prostate cancer)、干細(xì)胞(stem cell)、肝細(xì)胞癌(hepatocellular carcinoma)。見圖5。

圖5 突現(xiàn)詞年度排序

3 討論

CiteSpace分析軟件是目前使用較廣泛的可視化軟件，其具有多元、動態(tài)、分時的特點(diǎn)，它可以呈現(xiàn)某一研究領(lǐng)域的發(fā)展現(xiàn)狀與趨勢，利于研究者把握科研熱點(diǎn)與前沿[7]。本研究采用CiteSpace分析軟件對WOS數(shù)據(jù)庫中腫瘤領(lǐng)域相關(guān)外泌體的研究文獻(xiàn)進(jìn)行分析，發(fā)現(xiàn)總體發(fā)文量隨年份增加呈快速增長趨勢，表明外泌體在腫瘤領(lǐng)域的相關(guān)研究受到了越來越多的關(guān)注。從國家、地區(qū)合作分布來看，以美國為中心，國際間合作較為密切。我國近幾年相關(guān)研究的發(fā)文量較多，研究機(jī)構(gòu)以南京醫(yī)科大學(xué)為代表，已形成較大規(guī)模的合作網(wǎng)絡(luò)。

關(guān)鍵詞分析結(jié)果顯示，腫瘤機(jī)制、腫瘤標(biāo)志物、乳腺癌外泌體、腫瘤免疫是近年來腫瘤外泌體的研究熱點(diǎn)。究其原因可能是：(1)在外泌體成分方面，外泌體作為細(xì)胞間信息傳遞的載體，越來越多的腫瘤標(biāo)志物在外泌體上被發(fā)現(xiàn)，如外泌體miR-20b-5p與miR-3187-5p可作為非小細(xì)胞肺癌早期診斷的指標(biāo)[8]，而外泌體中的V型膠原α2蛋白鏈(COL5A2)和脂蛋白脂肪酶(LPL)對卵巢癌的早期診斷具有一定的指導(dǎo)意義[9]。因此，腫瘤標(biāo)志物的篩選已成為腫瘤外泌體研究的熱點(diǎn)。(2)在腫瘤分子機(jī)制方面，外泌體對腫瘤的增殖、轉(zhuǎn)移有著重要作用，如外泌體可以直接調(diào)節(jié)癌細(xì)胞的生長[10]，也可以通過影響免疫細(xì)胞的活化和細(xì)胞因子的分泌，使得腫瘤細(xì)胞躲避免疫攻擊[11]，并且腫瘤外泌體中的非編碼RNA與生長因子等內(nèi)容物可通過改變腫瘤微環(huán)境，促進(jìn)腫瘤的生長與轉(zhuǎn)移[12]。(3)在疾病研究方面，乳腺癌是女性最常見的惡性腫瘤，也是女性腫瘤死亡的主要原因之一[13]。另有研究表明，外泌體在乳腺癌的進(jìn)展、遷移、抗藥性等方面發(fā)揮重要作用[14]。

突現(xiàn)詞分析結(jié)果顯示，近幾年循環(huán)microRNA(circulating microRNA)、干細(xì)胞(stem cell)、前列腺癌(prostate cancer)、肝細(xì)胞癌(hepatocellular carcinoma)成為研究前沿。在循環(huán)系統(tǒng)中外泌體承載的特定循環(huán)microRNA可以用于癌癥的診斷[15]，并且與甲胎蛋白(AFP)等傳統(tǒng)腫瘤標(biāo)志物聯(lián)合可以提高早期癌癥的陽性檢出率[16]。干細(xì)胞(stem cell)是一群具有自我更新和分化的細(xì)胞，源于間質(zhì)干細(xì)胞的外泌體不僅對腫瘤的生長、增殖發(fā)揮作用[17-18]，而且由于其具有的穿透性和靶向性，間質(zhì)干細(xì)胞外泌體也是靶向藥物的理想載體[19]；腫瘤干細(xì)胞是異質(zhì)性腫瘤細(xì)胞亞群，其分泌的外泌體能改變腫瘤微環(huán)境，促進(jìn)腫瘤的生長[20]。前列腺癌作為男性發(fā)病率第2位，死亡率第6位的惡行腫瘤[13]，目前已成為研究者關(guān)注的疾病；而肝細(xì)胞癌是癌癥相關(guān)死亡的第二大原因[21]，從突現(xiàn)詞分析可以看出，自2018年受到高度的關(guān)注并持續(xù)至今，肝細(xì)胞癌相關(guān)外泌體的研究是該領(lǐng)域的研究前沿。

綜上所述，腫瘤領(lǐng)域外泌體的作用受到越來越多的關(guān)注，本文通過CiteSpace可視化軟件對相關(guān)研究文獻(xiàn)進(jìn)行統(tǒng)計分析，得出多個研究熱點(diǎn)與研究前沿，為研究人員了解該領(lǐng)域的現(xiàn)狀與發(fā)展趨勢提供一定的參考依據(jù)。