原發性開角型青光眼發病機制的文獻計量學研究

陳 妍,卓洪民,張 帆,周 璇,袁承志,喻 昶,彭清華,曾梅艷,宋厚盼,

0 引言

青光眼是目前致盲率第二高的眼病,是不可逆性致盲眼病,即使采取眼科手術也無法徹底治愈,預計2060年,全球將有1.43億人因為青光眼而永久性失明[1]。青光眼通常雙眼發病,在疾病初期往往表現在一側眼上,隨著疾病進展蔓延至另一側眼,形成雙眼發病。臨床常見青光眼類型可分為原發性開角型青光眼和原發性閉角型青光眼兩種類型[2],其中最常見的青光眼類型為原發性開角型青光眼(primary open angle glaucoma,POAG),占所有青光眼的3/4[3],主要特征為視網膜神經節細胞及軸突損失和獲得性視神經萎縮[4]。POAG具有起病隱匿、進展緩慢、早期癥狀輕等特點,因此通常被稱作視力的“不易察覺的小偷”。

文獻計量學將文獻體系作為研究對象,采用統計分析、網絡分析和圖論等方法,研究文獻集的分布結構、數量關系和變化規律,探究科學文獻的內在結構,以量化指標反映數量特征與規律,揭示文獻間的內在關聯[5]。常見的可視化分析軟件有CiteSpace、VOSviewer等。CiteSpace是由陳超美博士使用Java平臺開發的一款知識圖譜可視化工具,可分析源自科學出版物的各種網絡結構,支持混合節點類型以及混合鏈接類型的網絡[6];VOSviewer是由荷蘭雷登大學Van Eck與Waltman研發的一款免費知識圖譜繪制工具,可實現科學知識圖譜繪制,展示知識領域的結構、進化和合作等關系[7]。

由于目前臨床中對POAG的發病原因與機制尚不明確,本研究通過CiteSpace(6.2.R.4)、VOSviewer(1.6.18)對POAG文獻進行可視化分析,基于中國知網(CNKI)和Web of Science(WOS)核心數據庫,搜集近30 a來POAG發病原因與機制相關文獻,旨在揭示該疾病的研究現狀、核心詞匯、研究熱點及趨勢等,為未來研究方向的確定與預防治療POAG提供有益參考。

1 資料和方法

1.1資料以CNKI為中文文獻來源數據庫,以“篇關摘=原發性開角型青光眼 AND (篇關摘=發病機制 OR篇關摘=病因 OR 篇關摘=致病因素)”為檢索式進行檢索,檢索時間為1993-09-01/2023-09-01,共得到文獻543篇,剔除學位論文、會議、報紙、成果后得到文獻318篇,經CiteSpace剔除重復與不相關文獻后最終得到文獻219篇。以WOS核心數據庫為英文文獻來源數據庫,以“TS=(primary open angle glaucom) AND TS= (Pathogenesis OR TS=Etiology OR TS=Etiological Factors)為檢索式進行檢索,檢索時間為1993-09-01/2023-09-01,共得到文獻865篇,剔除Early Access、Meeting Abstract、Proceeding Paper、Book Chapters、Editorial Material、Letter、Correction Data Paper、Reprint、Correction、Retracted Publication、Note等文獻類型及非英文文獻后得到文獻790篇,經CiteSpace剔除重復與不相關文獻后最終得到文獻767篇。本研究文獻篩選流程圖見圖1。

圖1 從CNKI和WOS核心數據庫進行文獻篩選流程圖。

1.2方法

1.2.1基本分析流程利用CiteSpace、VOSviewer、Excel、PPT軟件為工具,對已獲取的CNKI和WOS數據進行篩選、去重、統計、分析及可視化處理。經檢索和人工篩選去除不相關文獻類型與語言后,利用CiteSpace和Excel對數據進行去重、驗證后獲得目標數據,將目標數據重新導入CiteSpace和VOSviewer進行分析及可視化處理。

1.2.2文獻分布圖繪制通過獲得的文獻數據提取每年的文獻量,在Excel中繪制列分別為年份、CNKI、WOS的表格,將數據導入繪制的表格中,選中數據后插入簇狀柱形圖,添加圖標元素坐標軸、坐標軸標題、數據標簽、網格線、圖例等。以年份/年為橫坐標,文章數量/篇為縱坐標。調整柱形圖大小與比例繪制1993-2023年CNKI與WOS數據庫POAG發病原因與機制相關文獻的年發文量圖。

1.2.3文獻可視化分析新建input、output、data、project四個文件夾。將CNKI(導出文獻Refworks格式)和WOS(導出文獻純文本格式)中獲得的文獻命名為download-x,導入input文件夾,在CiteSpace(Import/Export)中進行數據轉化獲得處理后的數據導入output文件夾,進一步將數據復制到data文件夾。新建一個項目命名為CNKI和WOS,在Project Home中放入project文件夾,在Data Directory中放入data文件夾,選擇相應的Data Source后保存。CiteSpace的參數設置如下:時間分區(Time Slicing From 1993 SEP To 2023 SEP)、時間切片(Year Per Slice 1年)、詞源(Term Source全選擇)、節點類型(Node Types根據分析類型所需分別選擇Author、Institution、Country)、g-index(k=5)。選擇不同的Node Types進行Visualize,選擇合適美觀的節點形狀顏色,直觀清晰的線條形狀,選擇文字顏色以提高文字清晰度;通過Threshold設置文字顯現閾值,通過Font Size調整文字大小,通過Node Size調整節點大小;得到POAG發病機制相關文獻作者、機構、國家、地區及合作關系的可視化分析圖譜。進一步選擇Node Types(Keywords)并進行Visualize,點擊Burstness,設置合適的γ區間并Refresh,控制中英文文獻關鍵詞突現詞為12,最后View得到關鍵詞突現圖譜。

1.2.4關鍵詞共現分析制作POAG領域關鍵詞共現分析圖譜,點擊Create Map,依次選擇Create a map、Read data,在Web of Science files中放入data文件夾中文獻數據,隨后依次選擇Co-occurrence中的Author keywords、Counting method,在Minimum number of occurrences中調整數值,獲得所需的關鍵詞數量,取消不相關的關鍵詞,選擇Network Visualization獲得關鍵詞共現分析圖譜,選擇Density Visualization獲得關鍵詞研究密度熱點圖譜。

2 結果

2.1POAG發病機制的發文趨勢與WOS相比,盡管CNKI中發文量較少但保持相對穩定,但WOS中發文量總體呈現波動上升趨勢,發文量最多的是2021年、2022年,見圖2。截至2023-09-01,CNKI和WOS中發文量經過篩選后已經達到986篇,表明眼科科研人員與醫務工作者對POAG發病機制的研究總體處于增長態勢,保持著較高的研究熱度,具有文獻分析價值。

圖2 1993-2023年CNKI與WOS數據庫POAG發病機制相關文獻的年發文量。

2.2POAG發病機制相關文獻作者可視化分析通過統計不同作者與研究機構在POAG發病機制領域的發文量,可以了解該領域高產出作者與主要研究機構。CNKI和WOS中POAG發病機制領域研究作者及合作關系圖譜見圖3,一個節點代表一位作者,節點越大表示發文量越多,節點的顏色反映文獻的發表時間,以WOS中作者及合作關系圖譜為例,節點由中心藍色向外圈漸變為黃色,藍色表示文獻發表的時間早,黃色則表示后期發表的文獻。CNKI中學者王寧利發表了5篇POAG發病機制研究相關文獻,發文量最多,其次分別是楊迪亞(4篇)、李筱榮(3篇)、張德秀(3篇)、劉思偉(3篇)、彭清華(3篇)、姚小磊(3篇),所有作者發文量均在10篇以下,各位作者發表的文獻數量相差不大。WOS中Louis R. Pasquale發表了21篇POAG發病機制研究相關文獻,發文量最多,遠多于其他作者,且中心性高,提示Louis R. Pasquale與其他作者合作多,在不同年份均發表了該領域的文獻,2023年也發表了相關文獻,可見Louis R. Pasquale一直專注研究POAG并且其研究內容較前沿。此外,WOS中發表POAG發病機制相關文獻較多的作者還有Tin Aun(12篇)、Janey L.Wiggs(12篇)、R. Rand Allingham(12篇)、Khaled K. Abu-Amero(10篇)。由此可見,WOS中POAG發病機制領域發文量較多,中文文獻發文量與英文文獻發文量還有一定差距。

圖3 POAG發病機制領域研究作者及合作關系圖譜 A:CNKI;B:WOS。

2.3POAG發病機制相關文獻研究機構可視化分析CNKI與WOS中POAG發病機制領域發文量前10所研究機構見表1。WOS中發文量排名第一位的研究機構是美國哈佛大學(Harvard University),發文量37篇,排名第二位的研究機構是美國杜克大學(Duke University),發文量36篇,其次分別是哈佛醫學院(Harvard Medical School)(26篇)、麻省眼耳醫院(Massachusetts Eye &Ear Infirmary)(21篇)、加利福利亞大學(University of California)(18篇)、布萊根婦女醫院(Brigham &Women’s Hospital)(17篇)、新加坡國立眼科中心(Singapore National Eye Center)(15篇)等。發文量前10所研究機構分別來自美國(7所)、新加坡(2所)、英國(1所)。由此可見,美國研究機構是該領域研究的中堅力量,從美國眼科學會的報告中可以了解到POAG影響了近220萬美國人,這也反映了緣何美國研究POAG發病機制的群體較多。CNKI中中山醫科大學中山眼科中心、首都醫科大學宣武醫院眼科、北京醫科大學第一醫院眼科發文量并列第一,均發表了4篇,西安交通大學醫學院第一附屬醫院眼科、四川大學華西醫院眼科、中國中醫科學院眼科醫院發文量并列第二,均發表了3篇。總體差距小,但值得注意的是前10所研究機構中7所與大學有關聯。CNKI與WOS中POAG發病機制領域研究機構及合作關系圖譜見圖4,可以明顯看到英文文獻的研究機構合作度遠高于中文文獻的研究機構。

表1 CNKI與WOS中POAG發病機制領域發文量前10所研究機構

圖4 POAG發病機制領域研究機構及合作關系圖譜 A:CNKI;B:WOS。

2.4POAG發病機制相關文獻國家/地區可視化分析WOS中POAG發病機制領域研究國家/地區及合作關系圖譜見圖5,由于CNKI中文獻所屬地區皆是中國,因此本研究僅繪制WOS中POAG發病機制領域研究國家/地區及合作關系圖譜。美國在POAG發病機制領域不僅發文量最多(243篇),遠高于其他國家,且發表時間較早,其次分別是中國(121篇)、日本(65篇)、德國(63篇)、英國(54篇)、印度(52篇)、意大利(31篇)、澳大利亞(31篇)、新加坡(21篇)、韓國(18篇)等。POAG發病機制領域發文量前10位國家中,美國和中國發文量遙遙領先,占比47.5%,接近1/2,表明中美在POAG發病機制領域投入的科研經費和研究人員最多,值得一提的是發文量前10位國家/地區均為發達與快速發展的國家/地區,說明經濟發展地區對眼科健康更重視且投入更多,也從側面反映了經濟發展是推動POAG疾病防治與健康發展所需的基礎與強大后盾。

圖5 WOS中POAG發病機制領域研究國家/地區及合作關系圖譜。

2.5POAG發病機制相關文獻關鍵詞可視化分析

2.5.1POAG發病機制相關文獻關鍵詞共現分析在VOSviewer中節點顏色代表不同聚類,顏色相同表示關鍵詞之間關系更密切,節點之間連線的粗細與關鍵詞之間聯系的強度呈現正相關關系。本研究對CNKI中文獻資料的最低出現次數設定為2,篩選出91個關鍵詞并計算了這些關鍵詞的共現強度,見圖6A。根據關鍵詞的出現頻率,除去與檢索主題相關詞(如原發性開角型青光眼、青光眼、開角型、發病機制等)和合并相似關鍵詞后,出現頻率最高的10個關鍵詞分別是小梁細胞(18次)、小梁網(17次)、細胞外基質(11次)、糖皮質激素(12次)、正常眼壓性青光眼(9次)、基質金屬蛋白酶(8次)、基因(7次)、血液流變學(6次)、治法(3次)、藥物(2次)。第一個橙色聚類的關鍵詞主要包括高度近視、家系、中醫體質學說等;第二個粉紫色聚類的關鍵詞主要包括基因、基質金屬蛋白酶、轉化生長因子等;其他聚類的關鍵詞主要包括血液流變學、眼壓、糖皮質激素、小梁細胞等。

圖6 POAG發病機制領域研究相關文獻關鍵詞共現分析 A:CNKI;B:WOS。

本研究對WOS中文獻資料的最低出現次數設定為5,篩選出308個關鍵詞并計算了這些關鍵詞的共現強度,見圖6B。根據關鍵詞的出現頻率,除去與檢索主題相關詞及無關詞匯(如原發性開角型青光眼、青光眼、開角型、發病機制等)后,出現頻率最高的10個關鍵詞分別是intraocular-pressure(眼壓,179次)、trabecular meshwork(小梁網,111次)、aqueous-humor(房水,93次)、normal-tension glaucoma(正常眼壓型青光眼,89次)、oxidative stress(氧化應激,86次)、optic-nerve head(視神經乳頭,77次)、genome-wide association(全基因組關聯,58次)、retinal ganglion-cells(視網膜視神經節細胞,53次)。第一個紅色聚類的關鍵詞主要包括risk-factors(危險因素)、intraocular pressure(眼壓);第二個藍色聚類的關鍵詞主要包括trabecular meshwork(小梁網)、extracellular-matrix(細胞外基質);第三個黃色聚類的關鍵詞主要包括mutations(變異)、gene(基因)。

2.5.2POAG發病機制相關文獻關鍵詞密度熱點分析CNKI與WOS中POAG發病機制領域研究相關文獻關鍵詞密度熱點分析圖譜見圖7。黃色高亮部分是POAG發病機制領域的研究重點,顏色越接近黃色研究熱度越高,越接近藍色研究熱度越低。除去主題詞“原發性開角型青光眼”“發病機制”外,可以看到眼壓、小梁網、房水、糖皮質激素、血液流變學、基因等詞語為黃色高亮,提示研究者可以從研究熱點詞匯中得到啟發,找到最前沿的研究方向,把握最準確的臨床治療方法。

圖7 POAG發病機制領域研究相關文獻關鍵詞密度熱點分析圖譜 A:CNKI;B:WOS。

2.5.3POAG發病機制相關文獻關鍵詞突現分析突現詞是指在某個時間段內使用頻率顯著增加的關鍵詞。高度突現的詞匯代表該領域在某個具體時間段內的研究重點。通過觀察突現詞的出現和消失時間,研究者可以較為準確地推斷出POAG發病機制領域研究熱點的轉移歷程,并有望預測該領域研究的發展趨勢。利用CiteSpace 6.2.R.4對POAG發病機制領域相關文獻關鍵詞進行突現分析,CNKI與WOS中各得到12個突現詞,見圖8。CINK中較早出現的突現詞與小梁網、小梁細胞有關,新近出現的突現詞多與基因層面相關,提示關于POAG發病機制的研究

圖8 POAG發病機制領域研究相關文獻關鍵詞突現分析圖譜 A:CNKI;B:WOS。

從結構方面轉移到了基因層面。突現詞強度最高的是臨床分析,這也恰恰反映了POAG早期診斷的困難。突現詞持續最長時間的是中醫治療,表明中醫在POAG的發展應用現狀與治療POAG的有效性,突現詞研究結果可以給研究人員與臨床醫務人員提供新的POAG診治思路。WOS中突現詞更多地與基因、細胞相關,表明國際上對該領域的研究更為深入,且仍在積極從基因和蛋白層面探索POAG發病的根本原因。

3 討論

CNKI與WOS核心數據庫包含了國內與國際中高質量及高影響力的文獻,本研究檢索1993-09-01/2023-09-01關于POAG發病機制的文獻986篇,通過文獻計量和可視化分析,可在一定程度上反映國內外該領域的研究方向與熱點,探求POAG的發病原因、危險因素與機制。本研究發現,該領域發文量不斷上升,世界范圍內多個國家與地區共同參與并推動了POAG研究領域的發展與進步,其研究越發深入與成熟,其中尤以美國和中國為主,不僅發文量排名第一、第二,且中心性高,與其他國家合作共贏。這與美國和中國重視POAG的研究或POAG發病率高息息相關,美國POAG的發病率達到1.55%[8],約有2萬美國人患有POAG[9]。既往認為亞洲地區原發性閉角型青光眼(PACG)患病率高于POAG,隨著認識與研究的深入,發現PACG的發病率逐年下降,而POAG的發病率正呈現逐年增長的趨勢[10],我國POAG患者的數量也不斷增加[11]。

根據POAG發病機制領域研究相關文獻關鍵詞眼壓升高、家系、糖皮質激素、基因、高度近視和既往研究[12]可知,POAG主要影響因素是眼壓,眼壓異常升高是POAG最主要的危險因素,降低眼壓也是臨床有效延緩、控制青光眼視神經損害進展的主要因素。但目前對于POAG患者眼壓升高的具體機制尚不明確,一般認為是小梁網及近小管組織改變,房水外流受阻所致[13]。除了眼壓,既往研究發現青光眼患者的顱內壓較低,并證實顱內壓越低,疾病癥狀越嚴重[14],其他POAG危險因素還包括高度近視、家系致病基因、高血壓、2型糖尿病等[15]。有學者發現高度近視與POAG有一定關聯,高度近視患者POAG患病率明顯高于非高度近視者,POAG患者近視率明顯高于正常人群,高度近視的發生率更高[16],POAG和高度近視均會隨著病情的進展而產生視網膜和脈絡膜的結構改變,影響組織血管密度,且視盤較大的患者視神經損傷可能比非高度近視患者更為明顯[17]。有研究者在江蘇省南通市回顧并招募了一個POAG家系,鑒定該家系的青光眼致病基因,分析該基因的臨床表型和致病機制,結果顯示該家系患者均在青年時期發現眼壓升高并診斷為青光眼,其中4例診斷為POAG[18]。

根據POAG發病機制領域研究相關文獻關鍵詞小梁網、小梁細胞、房水、血液流變學、視神經等和既往研究[19]可知POAG的發病機制可能與房水流出阻滯、小梁網改變、血流動力學異常、相關基因的異常等有關。小梁網是前房角處由膠原纖維構成的網狀結構,是房水排出的重要通路。研究表明,小梁網病理性改變會引起眼內壓升高,導致POAG的發生[20]。另有研究證明視盤血流密度減少和血管血流異常可能與POAG的類型和疾病的預后有著密切聯系[21]。近年來,由于光學相干斷層掃描血管成像技術的出現,血管因素也成為了POAG研究的熱點,篩板是視神經節細胞損傷的關鍵部位,現有研究很多圍繞篩板結構變化,認為POAG患者的篩板變薄,并伴有局限性損傷[22]。

根據POAG發病機制領域研究相關文獻關鍵詞治療、藥物、外科手術、治法等關鍵詞可知臨床上對于POAG的治療與相關治療方法均高度重視,西醫治療POAG多采用藥物治療、激光和手術3種方法,藥物可選取擬副交感神經藥物、β腎上腺素受體阻滯劑、前列腺素類藥物等,拉坦前列素是臨床治療POAG的常用藥物,具有良好的降壓效果,但因其有較多副作用,常聯合其他藥物共同治療POAG[23]。手術治療多采用小梁切除術,也可選用非穿透性小梁手術等[24]。值得一提的是CNKI中最新的突現詞是中醫治療。對于POAG,彭清華教授發現患者多是由于情志失調,肝氣郁結,導致目中玄府閉塞,神水瘀積[25]。李熊飛依據臨床經驗將POAG分為肝腎陰虛、腎虛肝旺和心肝火盛3種類型,分別采用滋養肝腎、滋腎平肝和清心瀉肝3種治療方法[26],還可以采取方劑治療、中成藥治療、針刺治療、中醫綜合治療等[27]。有研究通過網絡藥理學研究驗證清肝利水方可治療POAG[28]。熊膽開明片可治療急性虹膜睫狀體炎和POAG[29]。另有研究表明,針灸或耳穴按壓形式的感官刺激用于滴劑、激光或手術的正統治療的補充方法時,可能有助于保護患者免于失明[30]。此外,最常見的是中醫聯合治療或中西醫聯合治療,如熊膽開明片聯合馬來酸噻嗎洛爾滴眼液[31]、通竅明目湯聯合拉坦前列素[32]、復明片聯合曲伏前列素滴眼液[33]、疏肝明目湯聯合西藥[34]、針刺聯合西藥[35]、疏肝理氣湯聯合針刺[36]、明目湯劑配合針灸治療[37]、小梁切除術聯合通竅明目湯[38]等均可以治療POAG。另有研究者提出POAG患者在住院期間會出現心理、睡眠等一系列的護理問題,住院期間及時為患者提供生理和心理方面的護理尤為重要[39]。有研究指出前列腺素類衍生物在POAG的應用及注意事項,提出在臨床工作中需要綜合考慮患者實際情況進行個性化合理用藥治療[40]。

本研究選取CNKI和WOS核心數據庫作為數據來源,使用CiteSpace和VOSviewer軟件對數據庫中POAG發病機制的相關文獻進行可視化分析,較準確地反映了近30 a來POAG發病機制相關研究的發文量、機構、作者、國家/地區、關鍵詞等信息的變化及分布情況,有利于明確POAG的研究現狀、把握并推測學科研究熱點及前沿知識。該領域相關文獻數量逐年增長的趨勢表明POAG發病機制的研究受到更多學者重視。從發文量、機構、作者等多角度分析POAG的發病機制,有助于解決臨床醫務人員與研究機構可能面臨的關于POAG的難題。本研究結果顯示,該領域的研究熱點已從POAG的發病機制轉向治療方法,其中中醫治療展現了其優勢性。盡管我國POAG發病機制的相關研究已取得一定進步,但與美國仍有差距,仍有較大的發展空間。在未來的研究中,可以借鑒國際先進經驗,增加國際間的合作,從而推動我國POAG研究領域的發展,提升POAG的治療能力并積極將中醫治療推向全世界。

相較于《基于文獻計量學和高影響力論文的糖尿病視網膜病變人工智能研究熱點和趨勢分析》[41],本文既納入了WOS核心數據庫還納入了CNKI數據庫中的相關文獻,擴充數據庫的同時能更好地反映POAG在國內的研究現狀,可為國內POAG的研究和臨床治療提供參考。與《基于文獻計量學的國內外兒童青少年近視研究現狀與趨勢》[42]相比,盡管均提出了中醫治療,但本研究中列舉了更多具體中醫治療POAG的理法方藥,能更好地為POAG中西醫臨床診療提供科學依據。本研究從多角度探求POAG的發病機制,與其他以POAG為主題的文獻從單一角度論述相比更全面、更具有參考價值。然而,本研究也存在一定的局限性:(1)本研究僅分析了CNKI和WOS核心數據庫中POAG發病機制的相關文獻,如果可以選取更多數據庫中的文獻作為研究對象,可能會為POAG發病機制的研究提供更多的參考和借鑒;(2)本研究對既往POAG發病機制相關文獻進行可視化分析,研究的前瞻性不足并具有一定的延遲性;(3)本研究排除了WOS核心數據庫中的非英文文獻,可能會一定程度降低非英文國家在該領域的影響力,而使用英語的國家與地區機構中心性較實際情況可能偏高;(4)為提高納入文獻的專業性,本研究檢索詞采用醫學英語詞匯,因此可能會遺漏一些其他學科相關的文獻;(5)本研究僅進行了文獻計量學的可視化分析,并沒有直接揭示新的POAG的發病機制,因此仍然需要更多的研究人員與醫務工作者及各國家機構加強合作與探索,開展高質量臨床研究、動物實驗及細胞實驗研究,從現代醫學角度闡釋POAG的發病機制。盡管本研究由于文獻納入原因可能導致結果存在一定偏倚,但本研究結果仍然能夠為眼科相關研究人員提供一定的思路和啟發,在揭示POAG研究熱點和未來研究方向的同時可為POAG臨床診療提供一定的借鑒和參考。