基于CiteSpace的國外關于低溫環境對機體免疫影響的可視化分析

殷偉東,孫莉莉,彭麗娜,朱文寧

(哈爾濱體育學院 研究生院,哈爾濱 150008)

0 引言

低溫環境是指環境溫度低于人體舒適溫度的環境,一般認為21 ℃±3 ℃是人體舒適的溫度范圍,故將18 ℃以下的溫度環境視為低溫環境[1]。但對于機體免疫有一定影響的低溫環境通常為10 ℃左右[2]。機體免疫是當機體受到侵襲時,免疫系統活化,釋放出細胞因子,調整體內代謝,維持機體健康。隨著科學技術的發展,關于低溫環境對機體免疫影響的研究方向也呈多樣化發展[3]。

以Web of Science(簡稱WOS)核心合集數據庫中收錄的低溫環境對機體免疫影響的相關文獻為研究對象,采用CiteSpace 6.1.R2可視化軟件工具,融合科學計量學分析理論,以定量研究與定性研究為基礎,繪制出國外關于低溫環境對機體免疫影響研究的可視化知識圖譜,全面歸納分析年度發文量、主要研究國家與機構及作者、高頻關鍵詞、研究熱點[4-6]等,通過對國外研究情況的分析,把握研究熱點,為我國相關研究提供一定的參考。

1 數據來源與研究方法

1.1 數據來源

來源于WOS核心合集數據庫。檢索方式為主題(immune)and主題(low temperature)。時間跨度為2012—2021年(截至2021年12月 31日),每條數據下載為全文本格式[7]。

1.2 研究方法

以CiteSpace 6.1.R2為研究工具。CiteSpace是一款由陳超美博士基于JAVA程序設計開發的計量及分析科學文獻數據的信息可視化軟件[8]。將下載的關于低溫環境對機體免疫影響的純文本信息導入CiteSpace 6.1.R2,時間跨度設置為 2012年1月—2021年12月。Node Types分別選取Country、Institution、Author、Keyword等參數進行可視化分析,繪制可視化圖譜及表格來展示相關研究的發展情況。

2 結果與分析

2.1 發文量變化及主要研究方向

文獻數量的變化情況是衡量該領域研究進展的重要指標[9]。2012—2021年,年度發文量整體呈逐年上升趨勢。2012—2016年,年度發文量增長趨勢較為平緩;2016—2017年,年度發文量上升較為明顯;2018年年度發文量相對于2017年有所下降,但仍高于2017年之前的發文量;2019—2021年的年度發文量增長十分明顯。逐年增長的發文量說明人們對于此領域的關注度在不斷提高。詳見圖1。

圖1 年度發文量

如圖2所示,近10年此領域發文量較多的研究方向為Fisheries、Veterinary Science、Immunology、Marine Freshwater Biology等,研究方向越來越多元化。

2.2 主要研究國家

WOS核心合集數據庫中檢索得到的1903篇文獻來自多個國家及地區,其中研究較為深入的一些國家對不同方向進行了共同探討,聯合研究較多的國家包括瑞典、英國、中國、美國等,詳見圖3。

圖3 研究國家分布

2012—2021年10年間,發文量最多的國家為中國(440篇),其次為美國,發文量405篇,中美兩國發文量均超過400篇,遠超其他國家。德國、韓國、加拿大等國家的發文量在100篇左右,澳大利亞、印度、巴西等國家的發文量為60～90篇。詳見表1。

表1 發文量前10的國家

2.3 研究機構及作者

2.3.1 研究機構

對研究機構進行共現分析,可以直觀展現出此領域的主要力量及影響力分布[10]。如圖4所示,2012—2021年從事相關研究的機構數量較多,其中節點較大的代表發文量較多的機構,且研究內容相關,聯系頗為緊密。

圖4 主要研究機構

2012—2021年,從事相關研究的機構眾多,發文量前10的機構如表2所示,其中發文量最多的機構為Chinese Acad Sci(53篇),其余發文量超過20篇的機構分別為Chinese Acad Fishery Sci、Qingdao Natl Lab Marine Sci&Technol、Univ Chinese Acad Sci、Nanjing Agr Univ。

表2 發文量前10的研究機構

2.3.2 研究作者

從事相關研究的作者數量較多,2010—2021年,大部分作者的發文量在3篇以內,表明其對此領域的研究并不深入,有待進一步挖掘。有少部分作者的發文量較多,如LIU Y(36篇)、LI X(31篇)、ZHANG Y(30篇),這幾位作者近10年的發文量均達到30篇,平均每年3篇以上,表明其對此領域研究較為深入,研究過程中溝通交流較多,研究內容存在相通之處,詳見圖5。

圖5 主要研究作者

2.4 高頻關鍵詞

2012—2021年的時間線圖主要有以下幾個聚類:broller chicken、experssion analysize、mouse model、rockbream、lltopenaeus vann、peaanut allergy,其中broller chicken、experssion analysize、mouse model聚類中的關鍵詞聯系十分緊密,明顯超出其他聚類,說明這些聚類中的高頻關鍵詞在研究內容上有許多相似之處,詳見圖6。

經CiteSpace 6.1.R2軟件分析得出可視化圖譜,再進行突顯圖譜分析。2012—2021年的關鍵詞出現年份、突顯年份、突顯強度及結束時間如表3 所示,表3右側示意關鍵詞在某些年份的突顯狀況。

表3 關鍵詞突顯分析圖譜

如表4所示,關鍵詞出現頻次排名依次為immune response(免疫反應)、temperature (溫度)、expression(表達)、oxidative stress(氧化應激)、gene expression(基因表達)等。2012—2021年,研究方向主要包括以下幾方面:低溫環境下的免疫細胞治療、動物胚胎于低溫環境孵育對成體免疫能力的影響、低溫環境影響免疫反應的機制、低溫環境下機體的免疫相關基因表達變化。

表4 關鍵詞出現頻次排名

2.5 相關文獻共被引分析

2012—2021年,WOS中的相關文獻可視化共被引分析如圖7所示,在圖譜外圍呈放射狀分布的眾多文獻批次之間的引用及被引用關系較少,與之相對的是位于圖譜中心的部分文獻彼此之間引用及被引用關系比較豐富,相互引用的文獻往往在圖譜中成片狀分布,且片與片之間的聯系較為緊密,其余部分聯系較少,總體上與其他大部分文獻產生共引關系的文獻較少,表明這些呈片狀的共引文獻在片內部的研究內容上聯系較多,且某些片之間的研究內容聯系比較緊密,但整個研究領域并沒有出現整合的綜述類文章,也未出現能為大部分文獻提供參考的權威性文章。

圖7 相關文獻可視化分析

2012—2021年,WOS核心數據集中的研究文獻共被引頻次前10名如表5所示,其中共引頻次最高的是Fitting Linear Mixed-Effects Models Using lme4,此文獻提出統計學中線性混合效應模型中參數的最大似然或限制最大似然(REML)估計值可以使用 R的lme4包中的lmer 函數來確定[11]。盡管與低溫環境對機體免疫影響的內容并無明顯聯系,但仍被多次引用,說明該領域的學者有關注其他交叉學科。Changes in R From version 3.4.2 to version 3.4.3文獻的研究方向為計算機科學的跨學科應用及統計與概率[12],可從統計學角度驗證低溫環境對機體免疫影響的研究結果。

表5 相關文獻共被引分析

其他共被引頻次較高的文獻為低溫環境對機體免疫影響的不同研究方向,如低溫對水產養殖動物(河豚)的生化參數,免疫氧化應激及凋亡的影響[13],發熱溫度對先天性免疫反應的影響[14],溫度變化影響所有的代謝過程[15],環境溫度的降低可能導致魚類[16]及藤壺(Balanus balanoides)[17]的氧化應激,免疫反應與環境溫度相互作用的常見現象是抗體水平隨著水溫升高而增加,且在各種魚類中都有這種情況[18-20],低溫下,魚類更多依賴非特異性免疫,較高溫度下則可能更多地依賴特異性免疫[21]、單個魚類的最佳溫度范圍之外的溫度變化會對動物的生理機能產生負面影響,包括免疫系統[22]、低溫冷凍消融誘導強烈的腫瘤特異性免疫反應[23-24],研究溫度對病毒復制、病毒轉錄及抗病毒凋亡免疫反應的影響[25],溫度對宿主抗性與寄生蟲毒力的影響,環境溫度可影響主要瘧疾病媒中體液與細胞免疫反應速率[26]。研究涉及多個方面,其中對于魚類及水產生物的研究較為豐富,關于人體的研究較少,可從此方面著手進行深入研究。

3 我國的研究現狀及啟示

近年來,我國關于低溫環境對機體免疫的研究總體呈上升趨勢,通過中國知網搜索低溫免疫共得到200篇文獻,其中學術期刊文獻153篇,學位論文文獻32篇,會議文獻8篇,研究成果相關文獻6篇,特色期刊1篇,主要關注點為低溫環境對機體免疫功能的影響[27]及亞低溫治療對患者免疫系統的影響[28]。國外的研究方向側重不同,發文量較多的方向為Fisheries、Veterinary Science、Immunology、Marine Freshwater Biology、Agriculture Dairy Animal Science等,而我國發文量較多的方向為外科學、基礎醫學、急救醫學、眼耳鼻喉科等人體醫學。本研究存在以下不足:基于WOS核心數據集進行檢索分析雖然包含大部分文獻,但仍有遺漏,因為WOS核心數據集并不包含學位論文,而學位論文成果可能存在重大突破。研究未納入2022年發表的文獻,CiteSpace 6.1.R2軟件對被引量較高的文獻及研究水平較高的文獻進行了可視化分析,但忽視了最新的研究文獻,故分析結果可能存在偏差[29]。雖然可視化圖譜可以客觀地反映此研究領域的熱點及關鍵性文獻,但由于參數設置往往會隱藏部分最新的研究信息。

4 結論

通過CiteSpace 6.1.R2分析可以得出以下結論:2012—2021年,我國在該領域的研究成果在國外期刊發文相對較多,發文量位居第一。相關研究的發文量呈逐年上升趨勢,為關注熱點領域。共引量較高的部分文獻屬于統計學范疇,研究方向并不局限于醫學、免疫學,表明跨學科研究效果較為顯著,但學者的發文中心性較低。