巨噬細胞在衰老中的免疫效應：相關研究文獻計量及研究熱點可視化分析*

曹明楠，王莉，趙志剛

(1.首都醫科大學附屬北京天壇醫院藥學部，北京 100070；2.北京大學國際醫院藥劑科，北京 102206)

衰老的四大交叉通路包括免疫、代謝、肝功能不全及腎功能不全[1]。自然衰老與免疫系統功能逐步退化密切相關，被稱為免疫衰老或衰老免疫重塑，是衰老的標志[2-3]，特指先天性和適應性免疫以物種非特異性方式顯示出隨著年齡的增長而降低的跡象[4-5]。免疫降低導致老年人對傳染病和癌癥的敏感性增加，對預防接種反應降低(減少)，并且促進部分自身免疫性疾病和退行性疾病發生發展[6-11]。

總體來說，巨噬細胞參與衰老細胞的免疫監視[12]。近年來有關巨噬細胞與衰老的文獻量逐年增加，但研究方向及研究熱點尚不清晰。筆者在本研究采用文獻計量學方法策略，對檢索文獻進行可視化系統分析，總結相關研究發文數量和發文期刊情況，梳理核心機構及作者，助力相關學者掌握領域熱點與趨勢，拓寬研究思路，尋求合作團隊，定位目標期刊，并進一步分析巨噬細胞作為抗衰老靶標的潛力。

1 資料與方法

1.1檢索策略 為聚焦選題，筆者合并Pubmed數據庫中有關巨噬細胞與衰老的MeSH詞匯，得到檢索關鍵詞“macrophage”和“aging or senescence”。之后選取“Web of Science核心合集”，采用標題檢索，索引=SCI-Expanded，時間跨度選擇所有年份，共得到文獻774篇。后排除文件類型：(Editorial Material or Letter，Book Chapter or Review，Proceedings Paper，Correction，Note or Meeting Abstract，Early Access)，精煉到了重點分析論著素材428篇。所有符合條件的文章的完整記錄和引用的參考文獻、引文報告以及國家、機構、作者、期刊等信息，均于2021年3月12日獲取并截圖留存。關于文章所屬國家，Web of Science會給論著中所有作者所屬機構所在國家均記1分。因此，合計國家發文量，總數可能超過檢索文獻總量。

1.2引文爆發分析 在JAVA支持下，利用CiteSpace(5.5.R2)檢測所有符合條件文章的引文爆發情況，設置“Time Slice”=1 year，得出前十最強爆發參考文獻。

1.3發文量及國家間合作關系分析 Excel分析歷年發文總量，利用在線軟件Bibliometric.com通過創建期刊和作者的總引用和平均引用描繪國家之間的合作現狀。在合作關系分析中，一篇論著中出現兩個或兩個以上國家的機構時，可視為這些國家(機構)之間有科研合作關系；而國家貢獻的計算方法，通常與Web of Science一致，采用論著中全部作者的所屬機構所在國家均記為1分的方式[13]。

1.4關鍵詞共現分析 利用VOSviewer(1.6.15)軟件抽取“關鍵詞”字段信息，統計關鍵詞頻次，聚類分析，繪制關鍵詞共現網絡圖，后進行出現時間的可視化分析。設置參數如下：限定關鍵字出現的最小次數為7，2113個關鍵詞中95個符合要求。

2 結果

2.1發文年代分布及國家間合作關系 圖1顯示了1970—2021年有關巨噬細胞與衰老的年度出版物總量。第一篇論文于1970年發表，最高產年份是2020年，共37條記錄，占總量的8.64%。整體上，相關研究論著較少，直到2009年，年產量才超過10篇。表1為該領域發文量排名前5的國家、機構和作者。圖2為國家間合作關系網絡。總體上，發文量呈穩定上升模式，發文量前5的國家分別為美國、日本、中華人民共和國、英國及西班牙。美國發文量顯著領先于其他國家，文章總數超過總發文量的40%，高產機構有4所均位于美國，且美國與其他國家合作最為密切。另外，第一篇相關文章由英國在讀博士生發表，也提示著英國學者在該研究領域的開拓作用，且英國學者發表文章雖然數量不夠突出，但平均被引率極高，遙遙領先于其他國家，也彰顯其學術影響力。西班牙發文h指數位居第2，僅次于美國，發文最多的機構Complutense University of Madrid來自西班牙，發文量最多的作者Monica De la Fuente來自于上述機構，故西班牙在該領域也具有不容忽視的學術地位。中國是列表中唯一一個發展中國家，發文量尚佳，但在國際合作、h指數及被引率方面仍需進一步提高。排名前5位高產作者，3位作者Stanislava Stanojevic、Vesna Vujic及Mirjana Dimitrijevic均來自塞爾維亞。

表1 有關巨噬細胞與衰老發文量前5的國家、機構及作者

圖1 有關巨噬細胞與衰老的年發文量

2.2相關研究發表期刊 期刊引文報告(Journal Citation Report，JCR)概述了指定期刊在學術交流網絡中的地位，常用衡量標準包括影響因子(impact factor，IF)、類別(category)、排名等級(rank)和Q區分布(quartile)。428篇文章發表在241種期刊上。表2按發文量排序，列出了有關巨噬細胞與衰老的十大期刊。《Mechanisms of Ageing and Development》以24條記錄排名第一，占5.61%，且具有最高h指數，為15；接下來是《Journal of Immunology》與《Experimental Gerontology》。其中，影響因子最高的雜志為《Aging Cell》，IF為7.238。前10名期刊分布在三大類：老年醫學、免疫學以及多學科科學。

表2 有關巨噬細胞與衰老發文量的前10雜志

2.3引文爆發 引文爆發指在一定時期內頻繁被引用的文章。表3展示了前10篇最強爆發引文。MAHBUB等[14]于2012年發表的《Advanced age impairs macrophage polarization》取得了最強引文強度(5.56)。DAVILA等[15]于1990年發表的《Interfer-ongamma-induced priming for secretion of superoxide anion and tumor necrosis factor-alpha declines in macrophages from aged rats》爆發持續時間最長。WYNN等[16]于2013年在《Nature》上發表的文章《Macrophage biology in development，homeostasis and disease》總結概括了當前有關巨噬細胞在疾病發生發展中的作用，是相關研究領域學者必讀文章。

2.4關鍵詞共現網絡 圖3顯示了有關巨噬細胞與衰老文章排名前95的關鍵詞共現可視化分析結果。將該結果分為6個聚類，均以半透明背景標記，從紅色、綠色、藍色、黃色、紫色到深藍。第一組研究主要圍繞免疫衰老中的細胞因子產生及釋放，除檢索關鍵詞外，“gene expresision”(freq=27)、“cytokines”(freq=20)最常出現，而“immunosenescence”(avg.pub.year=2014)最晚出現；聚類Ⅱ主要圍繞免疫活化中巨噬細胞極化，“inflammation”(freq=86)，“activation”(freq=79)，“polarization”(freq=45)最常出現，且“polarization”(avg.pub.year=2018)亦為最晚出現關鍵詞；聚類Ⅲ主要討論氧化應激相關細胞死亡，包括凋亡與自噬等，“expression”(freq=76)、“oxidative stress”(freq=24)為最常出現關鍵詞，“autophagy”(avg.pub.year=2018)為最晚出現關鍵詞；聚類Ⅳ主要研究巨噬細胞在衰老中的免疫調節機制，“phagocytosis”(freq=21)最常出現，“mechanisms”(avg.pub.year=2011)最晚出現；聚類Ⅴ主要內容為腦及神經損傷中巨噬細胞的替代激活途徑，“receptor”(freq=18)最常出現，“migration”(avg.pub.year=2018)最晚出現；聚類Ⅵ主要探討肺纖維化中的作用，“cells”(freq=59)最常出現，“fibrosis”(avg.pub.year=2018)最晚出現。

圖3 有關巨噬細胞與衰老的關鍵詞共現分析

3 討論

筆者在本文運用文獻計量學方法，對巨噬細胞在衰老中的免疫效應相關研究的全球發文趨勢和研究熱點進行了定量、直觀的分析。通過分析可知，美國在醫學與生命科學研究方面似乎有著優越條件，包括充足的資金、先進的設備、專業的研究人員(機構)以及成熟的國際間合作經驗。然而，近年來發展中國家，特別是中國和塞爾維亞，因相關基金政策和學術環境的變化，對相關領域科學研究的支持增加，成為兩個重要的參與者。

收錄有關巨噬細胞與衰老的期刊包括專業期刊如《Mechanisms of Ageing and Development》《Journal of Immunology》《Experimental Gerontology》等；也包括受眾更加廣泛的綜合性期刊如《PLoS One》《Scientific Reports》等。所有雜志在所處領域均為Q1或Q2，提示相關研究領域目前得到了廣泛的關注。需要注意的是，《Aging-US》期刊目前被中國科學院文獻情報分區表列為中風險國際期刊預警名單(試行)。期刊預警不應作為文獻評價指標，更不應該否定相關研究成果，但相關學者應批判性閱讀有關論文，并謹慎選擇預警期刊作為成果發表平臺。

梳理爆發引文和關鍵詞共現聚類，可得出研究領域的聚焦熱點，并可描繪研究發展趨勢[17]。通過綜合分析爆發引文和關鍵詞，筆者發現衰老對巨噬細胞極化產生廣泛影響(cluster II)。響應于微環境信號，巨噬細胞將主要經歷M1和M2兩種極化狀態激活[18-19]。鑒于最近有關巨噬細胞功能和免疫相關配體數目增加的研究，亦有學者認為需要重新定義巨噬細胞極化亞群(burst 10)[20]。梳理爆發引文不難發現，衰老對不同組織中巨噬細胞的影響不同。例如根據MAHBUB等[14]的研究，老年鼠對脂多糖(lipopolysaccharide，LPS)刺激應答方面，粘附脾巨噬細胞而非骨髓來源的巨噬細胞表現出異常的免疫抑制反應(burst 7)。除此，在腹膜腔和淋巴結中觀察到不同于脾臟和骨髓來源的巨噬細胞亞群(burst 6)[8]。盡管M2巨噬細胞是老年小鼠脾臟和骨髓中的主要亞群，但淋巴結和腹膜巨噬細胞似乎代表了中間巨噬細胞(M3)或共表達高水平M1和M2標記分子的過渡細胞[21]。

此外，巨噬細胞通過調節包括代謝和神經連通性在內的各種活動、損傷監測來調節體內平衡，維持功能穩態(cluster Ⅲ)[22]。因此，持續性衰老刺激可導致巨噬細胞功能障礙，從而引起多種年齡相關疾病(burst 9)[16]。例如，小膠質細胞應對損傷具有神經保護作用，如促進視網膜祖細胞增殖以及成人感覺神經元再生。巨噬細胞功能障礙將引起神經元模式改變，從而誘發神經退行性疾病(cluster V)[23]。衰老損害小鼠肺泡巨噬細胞吞噬作用并增加流感誘導的死亡率[24]，而運動可能抵消衰老造成的影響(cluster V)[25]。骨中的巨噬細胞與破骨細胞相互協作，維持骨再建與造血作用，衰老導致的巨噬細胞損傷會引起骨質疏松、骨硬化癥或白血病[16，26-27]；心血管中的巨噬細胞與年齡相關動脈硬化相關[28]；而肝中的Kupffer細胞在脂質代謝和肝解毒中無可替代，缺失或功能障礙參與纖維化進展[29-30]；乳腺及胰腺中的巨噬細胞與組織分枝化形態發生相關，故參與腫瘤的發生及轉移[16，31]；脂肪組織中的巨噬細胞則與脂肪代謝、脂肪生成相關，巨噬細胞老化參與代謝障礙性肥胖及糖尿病[16，32]。

最后，腫瘤相關巨噬細胞作為腫瘤治療靶點已用于臨床治療(cluster I，IV)。集落刺激因子1(colony-stimutating factor 1，CSF1)是參與組織巨噬細胞招募和活化的關鍵細胞因子，Pexidartinib(PLX3397)是集落刺激因子1受體(CSF-1R)的抑制劑，可以穿透血腦屏障，于2019被美國食品藥品管理局(FDA)批準用于治療腱鞘巨細胞瘤[33-34]。雖然巨噬細胞或相關信號暫時未能用于抗衰老治療，但一些研究已經提示其具有逆轉衰老或部分衰老表型功能。例如，DAVILA等[15]發現移植幼齡鼠垂體，可以逆轉老年鼠對干擾素γ免疫應答降低的現象(burst 1)；MAHBUB等[14]研究表明，老化的微環境，而非巨噬細胞本身，是衰老鼠脾來源巨噬細胞免疫抑制的原因，也是潛在的干預靶標(burst 7)；JACKAMAN等[35]則成功以IL-2-/抗-CD40抗體靶向巨噬細胞可提高衰老宿主的先天和T細胞免疫力(burst 8)；MINHAS等[36]研究表明，衰老巨噬細胞中從頭煙酰胺腺嘌呤二核苷酸(nicotinamide adenine dinucleotide，NAD+)生成的增加恢復了氧化磷酸化和穩態免疫反應；THEVARANJAN等[37]則發現腫瘤壞死因子(TNF)(cluster I)抑制劑可逆轉與年齡相關的微生物群變化。進一步深入研究相關干預措施的作用和機制是未來研究的重點及趨勢。

本研究檢索、歸納并梳理了過去50多年有關巨噬細胞與衰老的全部發文量和刊載情況，并通過文獻計量及可視化手段，對關鍵詞與爆發引文進行分析。無論是對協助相關研究者們快速掌握該領域知識結構、研究熱點和發展趨勢，亦或是對論文定位、尋求交流合作等均有幫助。