基于Citespace和VOSviewer繪制圖譜探討 肝星狀細胞作用于肝纖維化的機制

張晚秋，張 娟，姚 宇，姜 峰，馬 敏

（1.安徽中醫藥大學，安徽 合肥 230038；2.安徽中醫藥大學第一附屬醫院，安徽 合肥 230031）

肝纖維化（hepatic fibrosis，HF）是一種由于慢性肝損傷或炎癥等多種因素作用且長期反復發生所引起的病理性變化過程及結果。目前多認為以Ⅰ型和Ⅲ型膠原為主的細胞外基質（ECM）的過度增生和沉積[1]，是引起肝纖維化的主要原因。肝星狀細胞（hepatic stellate cells，HSCs）是肝臟中的一種非實質細胞，在正常靜止狀態下可儲存脂肪、儲存和代謝維生素A等。在長期慢性肝損傷或炎癥作用下，HSCs在細胞自我修復過程中被激活，自身基因表達和表型發生改變，轉化為具有增殖性、成纖維性和收縮性的肌成纖維樣細胞（MFBs）表型（即活化的HSCs）[2]。其導致了細胞的大量增殖及ECM的合成大于降解，并分泌大量的趨化因子和細胞因子。過量的ECM沉積于肝臟損傷部位，最終導致了肝纖維化的發生。而ECM的沉積和各種細胞因子的分泌又反之促進了HSCs的活化，造成肝纖維化的持續性發生，并最終導致肝功能的衰竭。因此，調節HSCs的活化機制，成為抗肝纖維化的主要途徑及研究方向。

Citespace、VOSviewer是近年來科研領域最常用的兩款基于Java語言開發的可視化工具軟件，可根據相關的高頻關鍵詞、科研合作機構、作者關系、時間分布等制作多種相關網絡圖譜，可更直觀地展示出各領域范圍內研究的前沿及未來趨勢。本文采用最新的Citespace 5.8.R3 c版本、VOSviewer 1.6.18版本對中國知網（CNKI）、WoS（Web of Science）等數據庫進行統計分析繪制知識圖譜。

1 資料與分析

1.1 數據來源于2012年1月至2022年5月在中國知網（CNKI）中進行高級搜索，關鍵詞選用“肝纖維化”AND“肝星狀細胞”。于Web of Science（WoS）中選擇“Web of Science核心合集”后進行主題詞搜索，選用“hepatic fibrosis”AND“hepatic stellate cells”。由于近10年該數據庫收錄文獻較多，不利于制圖展現，故檢索出版時間定義為2017年1月至2022年5月。

1.2 納入及排除標準對于中國知網（CNKI）數據庫中的文獻，關鍵詞中同時包含“肝纖維化”和“肝星狀細胞”，即可納入標準，包含所有文件類型。對于Web of Science（WoS）數據庫中的文獻，主題詞中，同時包含“hepatic fibrosis”和“hepatic stellate cells”的，即可納入文獻標準，文件類型主要包含論文和綜述論文兩大類，排除如會議論文、書籍章節等其他文獻類型。

1.3 數據收集與轉換

1.3.1 中國知網（CNKI）與Citespace新建一個“C N K I知網”文件夾，再在文件夾內分別建立“input”“output”“data”“project”4個文件夾，將在知網中搜索出的1 623條文獻，以Refworks格式導出，以“download_1-1623”“命名存儲于“input”中，打開Citespace5.8.R3c，將導出的Refworks文獻運用Data“import/export”功能轉換成“converted.TXT”格式，共1581條記錄，存入“project”文件夾中?！皌ime slicing”設置為2012年至2022年，“Year Per Slice”設置為“1”，“Term Source”選擇“Title”“Abstract”“Author keywords（DE）”“Keywords Plus（ID）”，根據不同類型的要求“Node Types”選擇“Keywords”或“Author”或“Institution”等，“Pruning”選擇“Pathfinder”“Pruning sliced networks”“Pruning the merged networks”，其他選默認值，運行該程序，即可制作關鍵詞共現圖譜、關鍵詞突現探測圖譜以及作者和科研合作機構、時間線分布等多種類型的可視化知識圖譜，并用Excel表格等制作出具有比較性的部分表格，見圖1。

1.3.2 Web of Science（WoS）與VOSviewer新建一個“WOS”文件夾，于Web of Science（WoS）數據庫中，選擇“Web of Science核心合集”，“Topic”選擇“hepatic fibrosis”AND“hepatic stellate cells”，出版日期選擇“2017-01-01至2022-05-31”，共搜索出3552條文獻，以文本文件格式導出，存于“WOS”文件夾內。打開VOSviewer 1.6.18，點擊“Create...”選擇“Create a map base on bibliographic data”“Read data from bibliographic database files”，選中“WOS”文件夾中所有導出的文本文件，根據不同需求，“Type of analysis”選擇“All keywords”和“cooccurrence”，或者選擇“co-authership”和“Author”，相應的頻數選擇“15”或“5”后制作出圖譜，如圖所示。

1.4 結果選取利用Citespace與VOSviewer制作出的各類圖譜，找出與肝星狀細胞作用于肝纖維化機制最相關內容的圖表。通過分析多項統計數據，找出延緩或者避免肝纖維化所致的肝硬化甚至肝功能衰竭的方法，可見國內外的科研學者著力于對肝星狀細胞的活化機制及各種信號轉導通路及細胞因子等的研究。本篇則根據筆者所作出的各種可視化圖譜等信息，具體分析如下：

2 可視化圖譜及圖表分析

2.1 關鍵詞共現圖譜和發文折線圖分析圖1是根據中國知網1 623條相關文獻制作出來的關鍵詞共現圖譜，圖中圓圈越大，表示的引用的頻次越多，圖中可清晰反映出近年來高頻詞有肝纖維化、肝硬化、細胞凋亡、細胞增殖、信號通路、自噬細胞、活化以及各種具體信號轉導通路和細胞因子。圖2中顯示的是10年來“肝纖維化”相關的發文量，數量一直居高不下，仍維持很高的熱度；圖3顯示10年來“肝星狀細胞”“信號傳導”及“活化”相關的發文量，除2016年略有低谷，三者的研究熱度也較高，尤其對于信號通路的研究，發文數量每年穩定波動，文獻數量可觀。圖1～圖3充分說明了對肝星狀細胞活化過程中，如信號轉導通路、細胞因子等的研究，對于抗纖維化治療極具前沿性及重要性，對于臨床有廣泛且豐富的參考性，未來研究熱度將依舊不減。

圖1 CNKI中文文獻關鍵詞共現圖譜

圖2 CNKI“肝纖維化”發文折線圖

圖3 CNKI“肝星狀細胞”“活化”“信號通路”發文折線圖

2.2 發文關鍵詞分析圖圖4是根據中國知網（CNKI）1 623條文獻按照圖1步驟，繼續設置“Burstness”中“γ=0.6，Burst items found=38”后制作出的表圖，且按照突現頻次強度大小順序排列。該圖顯示了2012～2022年，國內關于“肝纖維化”“肝星狀細胞”的研究中，對于如促進細胞凋亡的bax蛋白，抑癌的pten基因、莪術醇、姜黃素等，主要參與損傷修復的巨噬細胞，具有抗炎作用的Tlrt蛋白，保護損傷細胞的轉錄因子nrf2，調控代謝的激酶ampk及蛋白質類激素瘦素，中成藥肝復康、中藥鱉甲煎丸等的研究，都具有很高熱度。這表明了國內近10年對于能夠修復損傷細胞、調控基因表達的各種信號通路以及促進代謝、抗炎的機制及藥物等方面的研究，具有持續性及創新性，未來在該領域內預計仍可保持良好走勢。圖5是利用VOSviewer軟件將數據庫中導出的3 552條文獻篩選后制作出的關鍵詞聚類圖譜。圖中圓圈越大，表示引用頻次越多，其中紅色部分、藍色部分以及黃色部分占比面積最大。通過不同顏色區塊的關鍵詞統計可發現，國際上在“肝纖維化”“肝星狀細胞”領域，研究方向多偏向于肝星狀細胞活化致使肝細胞纖維化的過程，以及各種新興的信號傳導通路，與國內研究方向趨于一致，但有一定區別。

圖4 CNKI國內發文關鍵詞突現探測圖

圖5 WOS國際發文關鍵詞聚類圖譜

2.3 發文機構分析圖表表1是根據國內文獻經Citespace軟件分析后，選取發文量前15位的機構單位所作出的表格。總數據顯示近年來各地對該領域的研究也陸續開始，發文量都有所上升。從表1中可以看出國內發文的單位，以幾所高校及其附屬醫院的消化內科和藥學部為主，上海總數最多。發文數量排名前三的國家分別是中國、美國、韓國，其次是意大利、沙特阿聯酋等。圖6是發文機構標簽聚類圖，該圖顯示在過去5年間，被WoS收錄的文章，大多來源于中國的上海復旦大學、上海交通大學、江蘇南京大學、安徽醫科大學等，及美國的圣地亞哥大學、意大利的米蘭大學、韓國的釜山大學等的科研機構。該項數據充分顯示了中國在該領域內研究分析及內容的前沿性以及廣泛的國際認可度。

表1 Citespace 國內發文前15位科研機構

圖6 WOS國際發文機構

3 討論

通過搜索上述文獻資料制作出相關圖表后，可更清晰直觀地分析出，目前國內外對于肝星狀細胞作用于肝纖維化的機制的研究越來越微觀細化。從宏觀上看，形成肝纖維化的原因和機制很多，近年來更傾向于選擇從活化過程中出現的各種蛋白信號轉導通路入手，各種細胞因子介質的研究也逐漸進入研究視野，可用于抗纖維化的反向驗證；國內對于中醫藥的開發，也取得良好臨床效果。從微觀上看，過去多著力于肝纖維化至肝硬化的過程及治療，而近年來，學者們逐漸發現肝星狀細胞的激活和增殖是肝纖維化發生、發展的中心環節[3-4]。肝星狀細胞是肝纖維化發生發展的重要細胞學基礎，其活化與許多途徑和介質密切相關，包括自噬、內質網應激、氧化應激反應等[5]。例如巨噬細胞分泌的細胞因子等物質在創傷修復中的活躍表達近年來已被中外學者所關注，部分已考慮作為損傷時間推斷的有用參數。而抗肝纖維化的方法可從去除刺激性肝損傷因素到抑制或調節肝臟炎癥、護肝作用、下調HSC的活化、促進基質降解、促進HSC特異度凋亡等。主要信號轉導通路有EPK、MAPK、TGFβ/SMAD、JAK-TAT、PI3K/AKT/mTOR通 路等，還有部分miRNAs 例如MicroRNA-503、MicroRNA-203、MicroRNA-21、MicroRNA-122、MicroRNA-29b、MicroRNA-1273g-3p、MicroRNA-384等，可以在HSCs的活化、增殖以及凋亡多個方面進行正向或者負向的調控，影響基因的表達水平[6]。另外，對于國內中醫藥治療肝纖維化，中藥提取物如莪術醇[7]、丹參素、白藜蘆醇、芍藥苷、苦參素等，中藥復方如鱉甲煎丸等，中成藥如肝復康顆粒等[8]，都可以在肝星狀細胞活化過程中結合膠原或者其他分泌體，或者通過各類型信號轉導通絡對抗肝纖維化起重要作用。中醫藥治療的經驗對國內外抗肝纖維化的治療具有創新及借鑒意義。

4 結語

本文意在用兩款可視化軟件，整理分析肝纖維化及肝星狀細胞的相關信息，梳理出近年來國內外科研學者們在該領域內的著力點，用以預測未來該領域內的研究方向。通過本篇數據分析，我國國內的相關研究仍處于國際前沿，一定程度上代表了國際研究權威，具有一定創新性及良好的延續性。但由于收集資料數據收錄范圍的局限性，以及軟件對于數據分析統計的不足，也導致了對于信息無法完整展現，需要進一步擴充資料選取的范圍、開發兩款軟件的其他功能，也可結合其他可利用的軟件工具等。另外，國內在肝纖維化、抗纖維化的研究過程中，缺少一定的合作性，資源多集中在幾個大城市科研機構，實驗選材及臨床案例選擇范圍較為受限，研究的方向不能保持連續性，研究內容缺少延展性，且研究的成果并沒有得到廣泛的推廣及臨床應用。對于抗纖維化的治療，需要國內外學者共同努力突破瓶頸，選取有效的治療方案，實現治療效果的最大化，為患者提供更好的診療技術。