基于CiteSpace的腫瘤電場療法治療膠質母細胞瘤文獻可視化分析

徐子安,陳英耀,周善炎,項予良,劉世蒙*

1.復旦大學公共衛生學院,上海200032;2.國家衛生健康委員會衛生技術評估重點實驗室(復旦大學)

腦膠質瘤是指起源于腦神經膠質細胞的腫瘤,占中樞神經系統腫瘤的40%～50%[1],全球發病率約為每年7/10萬[2]。2021年世界衛生組織中樞神經系統腫瘤分類(第5版)將腦膠質瘤分為Ⅰ～Ⅳ級,其中Ⅰ級、Ⅱ級為低級別腦膠質瘤,分化良好,預后較好;Ⅲ級、Ⅳ級為高級別腦膠質瘤,分化不良,預后較差。膠質母細胞瘤(glioblastoma,GBM)是Ⅳ級最常見的腫瘤,全球發病率約為每年3.5/10萬[3]。研究表明,膠質母細胞瘤病人接受標準治療,如手術、放療、化療等療效非常有限,病人的中位生存期約為15個月,疾病無進展生存期僅有11個月[4]。近年來,新興的基于生物電作用的物理療法——腫瘤電場療法(tumor treating fields,TTFields)為膠質母細胞瘤病人提供了新的治療選擇,且已經過循證醫學的驗證。最新研究顯示,與標準治療相比,腫瘤電場療法聯合化療藥物替莫唑胺治療可使病人的中位總生存期延長至21.8個月,疾病無進展生存期延長至16個月[5]。目前,臨床對腫瘤電場療法治療膠質母細胞瘤積累了一定的經驗,相關研究也在快速增加。CiteSpace是由陳超美應用Java語言開發的一款信息可視化軟件,用于繪制科學和技術領域發展的知識圖譜,可視化呈現科學知識領域的信息全景,并識別某個科學領域中的關鍵文獻、熱點研究以及預測發展前沿[6]。本研究采用CiteSpace軟件對國際上近10年利用腫瘤電場療法治療GBM的相關研究進行整理和分析,以期為今后的研究和臨床治療提供參考。

1 資料與方法

1.1 文獻來源與檢索策略

在Web of Science核心合集數據庫中,以gl$oblastoma*、gl$oma*、GBM、tumo$r treating field*、tumo$r-treating field*、TTF*、TTField*、TT-Field*、novottf、novo-ttf、alternating electric* field*、mild electric* field*、novocure、novottf-100a為主題詞進行檢索,文獻類型為article或review,語言為英文,檢索時限為2013年1月1日—2022年12月31日。

1.2 研究方法

將Web of Science核心合集數據庫中檢索到的文獻以download_***.txt格式導入CiteSpace 6.1.R6,并對導入的文獻進行查重。設置標題、摘要、作者關鍵詞、附加關鍵詞作為主題來源,可視化分析設置參數時間跨度為2013—2022年,當節點類型選擇作者(author)和機構(institution)時,時間切片設為1年,選擇標準設為G指數=25,圖譜修剪方式選擇pruning sliced networks;當節點類型選擇關鍵詞(keyword)時,為使圖譜聚類效果更佳,時間切片設為2年。分別以作者、機構、關鍵詞作為節點進行共現分析和Burst分析,并對關鍵詞進行聚類分析,繪制可視化圖譜并進行解析。共現分析圖譜中節點圓圈分別代表作者、機構以及關鍵詞,大小則代表頻次,頻次越高,圓圈越大;中心性是判定網絡中節點重要性的指標[7],中心值>0.1表明該節點在研究領域內有重要影響。Burst分析反映包含節點的文獻被引頻次變化率,表明該文獻在短時間內被廣泛關注,是不同時間段的研究前沿,往往成為之后的研究熱點,從而引導學科發展[8]。聚類分析是對不同數據源的相似性進行比較并將數據源分類到不同的簇中,在此過程中可能會引起聚類的交叉重復[9]。

2 結果與分析

2.1 納入研究的發表時間分布

經數據庫檢索及文獻篩選后,獲得相關文獻699篇。2013—2022年腫瘤電場療法治療膠質母細胞瘤相關文獻數量整體呈快速上升趨勢,2019年以后發文量增速顯著,2022年達到近10年最高為139篇。見圖1。

圖1 2013—2022年腫瘤電場療法治療膠質母細胞瘤的發文趨勢

2.2 作者合作

作者合作網絡共現圖譜得到345個節點、625條連線,圖譜顯示該領域內少部分作者合作相對密切,多數學者進行獨立研究。見圖2。腫瘤電場療法治療膠質母細胞瘤文獻的高產作者見表1。發文量居前3位的作者分別是Kim Eun Ho(17篇)、Wong Eric T(14篇)、Weinberg Uri(11篇)。Burst分析結果顯示,Wong Eric T(Burst強度2.91)、Lok Edwin(Burst強度2.61)、Kirson Eilon D(Burst強度2.53)、Hwang Sang-Gu(Burst強度2.99)以及Lei Kin Fong(Burst強度2.48)等有較高的Burst強度。其中Wong Eric T在2014—2015年發文量較多,在該領域內較活躍;Lok Edwin和Kirson Eilon D在2015—2018年積極推動研究發展;Hwang Sang-Gu和Lei Kin Fong在2018—2019年受到廣泛關注,影響較突出。但總體而言,近10年缺乏持續引領該領域發展的學者。腫瘤電場療法治療膠質母細胞瘤文獻的作者Burst分析結果見圖3。

表1 腫瘤電場療法治療膠質母細胞瘤文獻的高產作者

圖2 腫瘤電場療法治療膠質母細胞瘤文獻的作者共現圖譜

圖3 腫瘤電場療法治療膠質母細胞瘤文獻的作者Burst分析

2.3 機構合作

對腫瘤電場療法治療膠質母細胞瘤的文獻進行機構合作網絡共現分析。機構合作網絡共現圖譜共296個節點、751條連線,見圖4。圖譜顯示該領域內Mayo Clinic、University California San Francisco、Harvard Medical School等機構貢獻相對突出,其余機構圍繞以上機構進行交叉合作。其中發文量最多的機構是Mayo Clinic(27篇);University California San Francisco及Harvard Medical School在腫瘤電場療法治療膠質母細胞瘤研究領域較為權威,中心值分別為0.13,0.11。見表2。機構Burst分析結果顯示,Harvard University(Burst強度3.72)、University Zurich(Burst強度2.94)、Chang Gung University(Burst強度2.94)等機構有較高的Burst強度,其中Harvard University、Beth Israel Deaconess Medical Center、University Zurich Hospital及University Zurich在2013—2017年間影響力較強,Chang Gung University、Korea Institute of Radiological &Medical Sciences與Chang Gung Memorial Hospital在2018—2019年間關注熱度較高。但總體而言,近10年缺乏有持續影響力的機構。見圖5。

圖4 腫瘤電場療法治療膠質母細胞瘤文獻的機構共現圖譜

表2 腫瘤電場療法治療膠質母細胞瘤文獻的高產機構

圖5 腫瘤電場療法治療膠質母細胞瘤文獻的機構Burst分析

2.4 關鍵詞

2.4.1 關鍵詞共現分析

對腫瘤電場療法治療膠質母細胞瘤文獻進行關鍵詞共現分析。關鍵詞共現圖譜包括330個節點、1 880條連線,見圖6。圖譜顯示,該領域內研究熱點相對集中。其中出現頻次居前3位的關鍵詞分別是tumor treating field(150次)、temozolomide(133次)以及glioblastoma(130次)。見表3。

表3 腫瘤電場療法治療膠質母細胞瘤文獻的高頻關鍵詞(頻次>50次)

圖6 腫瘤電場療法治療膠質母細胞瘤文獻的關鍵詞共現分析圖譜

2.4.2 關鍵詞聚類分析

在關鍵詞共現分析的基礎上進行聚類分析,得到腫瘤電場療法治療膠質母細胞瘤關鍵詞聚類圖譜,形成8個聚類。見圖7。聚類模塊值(Q值)為0.443 2(>0.3)表明聚類結構顯著,平均輪廓值為0.764 4(>0.7),表明聚類結果較為可靠。關鍵詞聚類形成的8個聚類的聚類標簽分別是:tumor treating fields、blood brain barrier、radiation therapy、ttf-1、high-grade glioma、diagnostic accuracy、magnetic resonance imaging、microrna等,表明該領域研究熱點主要集中在腫瘤電場療法、高級別神經膠質瘤、診斷以及分子水平研究等幾個方面;各聚類的平均輪廓值均>0.5,表明各聚類研究主題相對集中。見表4。

表4 腫瘤電場療法治療膠質母細胞瘤文獻的關鍵詞聚類

圖7 腫瘤電場療法治療膠質母細胞瘤文獻的關鍵詞聚類分析圖譜

2.4.3 關鍵詞Burst分析

關鍵詞Burst分析結果顯示,alternating electric field(Burst強度8.20)、malignant glioma(Burst強度6.45)、novottf 100a(Burst強度3.97)、glioblastoma multiforme(Burst強度3.34)、glioma(Burst強度2.94)等關鍵詞有較高的Burst強度。從時間分布來看,研究熱點大致可以分為3個階段:2013—2018年研究熱點持續集中于應用交變電場治療惡性膠質瘤等;2015—2020年逐漸轉移為關注膠質瘤的影像學研究,此后膠質瘤的治療包括TTfeilds研究在一定時期內保持關注熱點,并有望成為今后研究的主流趨勢。見圖8。

圖8 腫瘤電場療法治療膠質母細胞瘤文獻的關鍵詞Burst分析

3 討論

本研究采用CiteSpace軟件對2013—2022年Web of Science核心合集數據庫中關于腫瘤電場療法治療膠質母細胞瘤的699篇文獻進行文獻計量學分析及可視化分析,直觀地展示近10年國際上將腫瘤電場用于治療膠質母細胞瘤領域的研究概況,并對其研究熱點、研究前沿及研究趨勢形成了基本認識。研究結果顯示,近10年腫瘤電場療法治療膠質母細胞瘤相關文獻數量呈現整體快速上升趨勢,尤其以2019—2022年上升速度最為明顯。作者合作網絡共現分析圖譜顯示,該領域內作者眾多,部分作者發表相關文獻超過10篇,但多數作者之間缺乏緊密的聯系合作;Burst分析結果表明,該領域尚缺乏持續影響力的作者。機構合作網絡共現分析圖譜呈現節點眾多且節點間聯系較多,表明該領域內研究機構眾多且彼此之間存在交叉聯系,其中Mayo Clinic是發文量最多的機構,影響較為突出。Burst分析結果同樣表明,目前該領域缺乏具有持續影響力的機構。關鍵詞共現分析和聚類圖譜揭示了腫瘤電場療法治療膠質母細胞瘤領域的研究熱點,高頻關鍵詞tumor treating field、temozolomide、glioblastoma等表明腫瘤電場療法及藥物化療等是目前膠質母細胞瘤病人的主要治療方案;關鍵詞聚類圖譜顯示該領域研究熱點主要集中在高級別膠質母細胞瘤、腫瘤電場療法、診斷以及分子水平研究等方面,且cancer therapy、TTfeild等關鍵詞也在近幾年Burst強度較高,由此可見深入研究膠質母細胞瘤的診斷與治療可能成為該領域的發展趨勢。

本研究的不足之處:1)由于CiteSpace軟件無法同時進行中英文分析,故本研究只檢索了Web of Science核心合集數據庫,存在一定的發表偏倚;2)在運用該軟件的過程中,時間分區、選擇標準及裁剪方式沒有標準化的設置流程,只能通過反復摸索,嘗試接近較為真實、科學的結果的設置方法,可能會在一定程度上影響結果的準確性;3)對納入數據進行聚類時,不同類別的內容可能會存在交叉重疊。因此,在應用本研究結論時,建議結合臨床實際情況進行具體分析。

綜上所述,腫瘤電場療法治療膠質母細胞瘤領域仍處于快速發展中,期待不同醫療機構與醫務工作者、研究者間開展更密切的合作,為膠質母細胞瘤病人未來治療方案的選擇提供更多高質量證據和參考。