原发性开角型青光眼发病机制的文献计量学研究

陈 妍,卓洪民,张 帆,周 璇,袁承志,喻 昶,彭清华,曾梅艳,宋厚盼,

青光眼是目前致盲率第二高的眼病,是不可逆性致盲眼病,即使采取眼科手术也无法彻底治愈,预计2060年,全球将有1.43亿人因为青光眼而永久性失明[1]。青光眼通常双眼发病,在疾病初期往往表现在一侧眼上,随着疾病进展蔓延至另一侧眼,形成双眼发病。临床常见青光眼类型可分为原发性开角型青光眼和原发性闭角型青光眼两种类型[2],其中最常见的青光眼类型为原发性开角型青光眼(primary open angle glaucoma,POAG),占所有青光眼的3/4[3],主要特征为视网膜神经节细胞及轴突损失和获得性视神经萎缩[4]。POAG具有起病隐匿、进展缓慢、早期症状轻等特点,因此通常被称作视力的“不易察觉的小偷”。

文献计量学将文献体系作为研究对象,采用统计分析、网络分析和图论等方法,研究文献集的分布结构、数量关系和变化规律,探究科学文献的内在结构,以量化指标反映数量特征与规律,揭示文献间的内在关联[5]。常见的可视化分析软件有CiteSpace、VOSviewer等。CiteSpace是由陈超美博士使用Java平台开发的一款知识图谱可视化工具,可分析源自科学出版物的各种网络结构,支持混合节点类型以及混合链接类型的网络[6];VOSviewer是由荷兰雷登大学Van Eck与Waltman研发的一款免费知识图谱绘制工具,可实现科学知识图谱绘制,展示知识领域的结构、进化和合作等关系[7]。

由于目前临床中对POAG的发病原因与机制尚不明确,本研究通过CiteSpace(6.2.R.4)、VOSviewer(1.6.18)对POAG文献进行可视化分析,基于中国知网(CNKI)和Web of Science(WOS)核心数据库,搜集近30 a来POAG发病原因与机制相关文献,旨在揭示该疾病的研究现状、核心词汇、研究热点及趋势等,为未来研究方向的确定与预防治疗POAG提供有益参考。

1.1资料以CNKI为中文文献来源数据库,以“篇关摘=原发性开角型青光眼 AND (篇关摘=发病机制 OR篇关摘=病因 OR 篇关摘=致病因素)”为检索式进行检索,检索时间为1993-09-01/2023-09-01,共得到文献543篇,剔除学位论文、会议、报纸、成果后得到文献318篇,经CiteSpace剔除重复与不相关文献后最终得到文献219篇。以WOS核心数据库为英文文献来源数据库,以“TS=(primary open angle glaucom) AND TS= (Pathogenesis OR TS=Etiology OR TS=Etiological Factors)为检索式进行检索,检索时间为1993-09-01/2023-09-01,共得到文献865篇,剔除Early Access、Meeting Abstract、Proceeding Paper、Book Chapters、Editorial Material、Letter、Correction Data Paper、Reprint、Correction、Retracted Publication、Note等文献类型及非英文文献后得到文献790篇,经CiteSpace剔除重复与不相关文献后最终得到文献767篇。本研究文献筛选流程图见图1。

图1 从CNKI和WOS核心数据库进行文献筛选流程图。

1.2方法

1.2.1基本分析流程利用CiteSpace、VOSviewer、Excel、PPT软件为工具,对已获取的CNKI和WOS数据进行筛选、去重、统计、分析及可视化处理。经检索和人工筛选去除不相关文献类型与语言后,利用CiteSpace和Excel对数据进行去重、验证后获得目标数据,将目标数据重新导入CiteSpace和VOSviewer进行分析及可视化处理。

1.2.2文献分布图绘制通过获得的文献数据提取每年的文献量,在Excel中绘制列分别为年份、CNKI、WOS的表格,将数据导入绘制的表格中,选中数据后插入簇状柱形图,添加图标元素坐标轴、坐标轴标题、数据标签、网格线、图例等。以年份/年为横坐标,文章数量/篇为纵坐标。调整柱形图大小与比例绘制1993-2023年CNKI与WOS数据库POAG发病原因与机制相关文献的年发文量图。

1.2.3文献可视化分析新建input、output、data、project四个文件夹。将CNKI(导出文献Refworks格式)和WOS(导出文献纯文本格式)中获得的文献命名为download-x,导入input文件夹,在CiteSpace(Import/Export)中进行数据转化获得处理后的数据导入output文件夹,进一步将数据复制到data文件夹。新建一个项目命名为CNKI和WOS,在Project Home中放入project文件夹,在Data Directory中放入data文件夹,选择相应的Data Source后保存。CiteSpace的参数设置如下:时间分区(Time Slicing From 1993 SEP To 2023 SEP)、时间切片(Year Per Slice 1年)、词源(Term Source全选择)、节点类型(Node Types根据分析类型所需分别选择Author、Institution、Country)、g-index(k=5)。选择不同的Node Types进行Visualize,选择合适美观的节点形状颜色,直观清晰的线条形状,选择文字颜色以提高文字清晰度;通过Threshold设置文字显现阈值,通过Font Size调整文字大小,通过Node Size调整节点大小;得到POAG发病机制相关文献作者、机构、国家、地区及合作关系的可视化分析图谱。进一步选择Node Types(Keywords)并进行Visualize,点击Burstness,设置合适的γ区间并Refresh,控制中英文文献关键词突现词为12,最后View得到关键词突现图谱。

1.2.4关键词共现分析制作POAG领域关键词共现分析图谱,点击Create Map,依次选择Create a map、Read data,在Web of Science files中放入data文件夹中文献数据,随后依次选择Co-occurrence中的Author keywords、Counting method,在Minimum number of occurrences中调整数值,获得所需的关键词数量,取消不相关的关键词,选择Network Visualization获得关键词共现分析图谱,选择Density Visualization获得关键词研究密度热点图谱。

2.1POAG发病机制的发文趋势与WOS相比,尽管CNKI中发文量较少但保持相对稳定,但WOS中发文量总体呈现波动上升趋势,发文量最多的是2021年、2022年,见图2。截至2023-09-01,CNKI和WOS中发文量经过筛选后已经达到986篇,表明眼科科研人员与医务工作者对POAG发病机制的研究总体处于增长态势,保持着较高的研究热度,具有文献分析价值。

图2 1993-2023年CNKI与WOS数据库POAG发病机制相关文献的年发文量。

2.2POAG发病机制相关文献作者可视化分析通过统计不同作者与研究机构在POAG发病机制领域的发文量,可以了解该领域高产出作者与主要研究机构。CNKI和WOS中POAG发病机制领域研究作者及合作关系图谱见图3,一个节点代表一位作者,节点越大表示发文量越多,节点的颜色反映文献的发表时间,以WOS中作者及合作关系图谱为例,节点由中心蓝色向外圈渐变为黄色,蓝色表示文献发表的时间早,黄色则表示后期发表的文献。CNKI中学者王宁利发表了5篇POAG发病机制研究相关文献,发文量最多,其次分别是杨迪亚(4篇)、李筱荣(3篇)、张德秀(3篇)、刘思伟(3篇)、彭清华(3篇)、姚小磊(3篇),所有作者发文量均在10篇以下,各位作者发表的文献数量相差不大。WOS中Louis R. Pasquale发表了21篇POAG发病机制研究相关文献,发文量最多,远多于其他作者,且中心性高,提示Louis R. Pasquale与其他作者合作多,在不同年份均发表了该领域的文献,2023年也发表了相关文献,可见Louis R. Pasquale一直专注研究POAG并且其研究内容较前沿。此外,WOS中发表POAG发病机制相关文献较多的作者还有Tin Aun(12篇)、Janey L.Wiggs(12篇)、R. Rand Allingham(12篇)、Khaled K. Abu-Amero(10篇)。由此可见,WOS中POAG发病机制领域发文量较多,中文文献发文量与英文文献发文量还有一定差距。

图3 POAG发病机制领域研究作者及合作关系图谱 A:CNKI;B:WOS。

2.3POAG发病机制相关文献研究机构可视化分析CNKI与WOS中POAG发病机制领域发文量前10所研究机构见表1。WOS中发文量排名第一位的研究机构是美国哈佛大学(Harvard University),发文量37篇,排名第二位的研究机构是美国杜克大学(Duke University),发文量36篇,其次分别是哈佛医学院(Harvard Medical School)(26篇)、麻省眼耳医院(Massachusetts Eye &Ear Infirmary)(21篇)、加利福利亚大学(University of California)(18篇)、布莱根妇女医院(Brigham &Women’s Hospital)(17篇)、新加坡国立眼科中心(Singapore National Eye Center)(15篇)等。发文量前10所研究机构分别来自美国(7所)、新加坡(2所)、英国(1所)。由此可见,美国研究机构是该领域研究的中坚力量,从美国眼科学会的报告中可以了解到POAG影响了近220万美国人,这也反映了缘何美国研究POAG发病机制的群体较多。CNKI中中山医科大学中山眼科中心、首都医科大学宣武医院眼科、北京医科大学第一医院眼科发文量并列第一,均发表了4篇,西安交通大学医学院第一附属医院眼科、四川大学华西医院眼科、中国中医科学院眼科医院发文量并列第二,均发表了3篇。总体差距小,但值得注意的是前10所研究机构中7所与大学有关联。CNKI与WOS中POAG发病机制领域研究机构及合作关系图谱见图4,可以明显看到英文文献的研究机构合作度远高于中文文献的研究机构。

表1 CNKI与WOS中POAG发病机制领域发文量前10所研究机构

图4 POAG发病机制领域研究机构及合作关系图谱 A:CNKI;B:WOS。

2.4POAG发病机制相关文献国家/地区可视化分析WOS中POAG发病机制领域研究国家/地区及合作关系图谱见图5,由于CNKI中文献所属地区皆是中国,因此本研究仅绘制WOS中POAG发病机制领域研究国家/地区及合作关系图谱。美国在POAG发病机制领域不仅发文量最多(243篇),远高于其他国家,且发表时间较早,其次分别是中国(121篇)、日本(65篇)、德国(63篇)、英国(54篇)、印度(52篇)、意大利(31篇)、澳大利亚(31篇)、新加坡(21篇)、韩国(18篇)等。POAG发病机制领域发文量前10位国家中,美国和中国发文量遥遥领先,占比47.5%,接近1/2,表明中美在POAG发病机制领域投入的科研经费和研究人员最多,值得一提的是发文量前10位国家/地区均为发达与快速发展的国家/地区,说明经济发展地区对眼科健康更重视且投入更多,也从侧面反映了经济发展是推动POAG疾病防治与健康发展所需的基础与强大后盾。

图5 WOS中POAG发病机制领域研究国家/地区及合作关系图谱。

2.5POAG发病机制相关文献关键词可视化分析

2.5.1POAG发病机制相关文献关键词共现分析在VOSviewer中节点颜色代表不同聚类,颜色相同表示关键词之间关系更密切,节点之间连线的粗细与关键词之间联系的强度呈现正相关关系。本研究对CNKI中文献资料的最低出现次数设定为2,筛选出91个关键词并计算了这些关键词的共现强度,见图6A。根据关键词的出现频率,除去与检索主题相关词(如原发性开角型青光眼、青光眼、开角型、发病机制等)和合并相似关键词后,出现频率最高的10个关键词分别是小梁细胞(18次)、小梁网(17次)、细胞外基质(11次)、糖皮质激素(12次)、正常眼压性青光眼(9次)、基质金属蛋白酶(8次)、基因(7次)、血液流变学(6次)、治法(3次)、药物(2次)。第一个橙色聚类的关键词主要包括高度近视、家系、中医体质学说等;第二个粉紫色聚类的关键词主要包括基因、基质金属蛋白酶、转化生长因子等;其他聚类的关键词主要包括血液流变学、眼压、糖皮质激素、小梁细胞等。

图6 POAG发病机制领域研究相关文献关键词共现分析 A:CNKI;B:WOS。

本研究对WOS中文献资料的最低出现次数设定为5,筛选出308个关键词并计算了这些关键词的共现强度,见图6B。根据关键词的出现频率,除去与检索主题相关词及无关词汇(如原发性开角型青光眼、青光眼、开角型、发病机制等)后,出现频率最高的10个关键词分别是intraocular-pressure(眼压,179次)、trabecular meshwork(小梁网,111次)、aqueous-humor(房水,93次)、normal-tension glaucoma(正常眼压型青光眼,89次)、oxidative stress(氧化应激,86次)、optic-nerve head(视神经乳头,77次)、genome-wide association(全基因组关联,58次)、retinal ganglion-cells(视网膜视神经节细胞,53次)。第一个红色聚类的关键词主要包括risk-factors(危险因素)、intraocular pressure(眼压);第二个蓝色聚类的关键词主要包括trabecular meshwork(小梁网)、extracellular-matrix(细胞外基质);第三个黄色聚类的关键词主要包括mutations(变异)、gene(基因)。

2.5.2POAG发病机制相关文献关键词密度热点分析CNKI与WOS中POAG发病机制领域研究相关文献关键词密度热点分析图谱见图7。黄色高亮部分是POAG发病机制领域的研究重点,颜色越接近黄色研究热度越高,越接近蓝色研究热度越低。除去主题词“原发性开角型青光眼”“发病机制”外,可以看到眼压、小梁网、房水、糖皮质激素、血液流变学、基因等词语为黄色高亮,提示研究者可以从研究热点词汇中得到启发,找到最前沿的研究方向,把握最准确的临床治疗方法。

图7 POAG发病机制领域研究相关文献关键词密度热点分析图谱 A:CNKI;B:WOS。

2.5.3POAG发病机制相关文献关键词突现分析突现词是指在某个时间段内使用频率显著增加的关键词。高度突现的词汇代表该领域在某个具体时间段内的研究重点。通过观察突现词的出现和消失时间,研究者可以较为准确地推断出POAG发病机制领域研究热点的转移历程,并有望预测该领域研究的发展趋势。利用CiteSpace 6.2.R.4对POAG发病机制领域相关文献关键词进行突现分析,CNKI与WOS中各得到12个突现词,见图8。CINK中较早出现的突现词与小梁网、小梁细胞有关,新近出现的突现词多与基因层面相关,提示关于POAG发病机制的研究

图8 POAG发病机制领域研究相关文献关键词突现分析图谱 A:CNKI;B:WOS。

从结构方面转移到了基因层面。突现词强度最高的是临床分析,这也恰恰反映了POAG早期诊断的困难。突现词持续最长时间的是中医治疗,表明中医在POAG的发展应用现状与治疗POAG的有效性,突现词研究结果可以给研究人员与临床医务人员提供新的POAG诊治思路。WOS中突现词更多地与基因、细胞相关,表明国际上对该领域的研究更为深入,且仍在积极从基因和蛋白层面探索POAG发病的根本原因。

CNKI与WOS核心数据库包含了国内与国际中高质量及高影响力的文献,本研究检索1993-09-01/2023-09-01关于POAG发病机制的文献986篇,通过文献计量和可视化分析,可在一定程度上反映国内外该领域的研究方向与热点,探求POAG的发病原因、危险因素与机制。本研究发现,该领域发文量不断上升,世界范围内多个国家与地区共同参与并推动了POAG研究领域的发展与进步,其研究越发深入与成熟,其中尤以美国和中国为主,不仅发文量排名第一、第二,且中心性高,与其他国家合作共赢。这与美国和中国重视POAG的研究或POAG发病率高息息相关,美国POAG的发病率达到1.55%[8],约有2万美国人患有POAG[9]。既往认为亚洲地区原发性闭角型青光眼(PACG)患病率高于POAG,随着认识与研究的深入,发现PACG的发病率逐年下降,而POAG的发病率正呈现逐年增长的趋势[10],我国POAG患者的数量也不断增加[11]。

根据POAG发病机制领域研究相关文献关键词眼压升高、家系、糖皮质激素、基因、高度近视和既往研究[12]可知,POAG主要影响因素是眼压,眼压异常升高是POAG最主要的危险因素,降低眼压也是临床有效延缓、控制青光眼视神经损害进展的主要因素。但目前对于POAG患者眼压升高的具体机制尚不明确,一般认为是小梁网及近小管组织改变,房水外流受阻所致[13]。除了眼压,既往研究发现青光眼患者的颅内压较低,并证实颅内压越低,疾病症状越严重[14],其他POAG危险因素还包括高度近视、家系致病基因、高血压、2型糖尿病等[15]。有学者发现高度近视与POAG有一定关联,高度近视患者POAG患病率明显高于非高度近视者,POAG患者近视率明显高于正常人群,高度近视的发生率更高[16],POAG和高度近视均会随着病情的进展而产生视网膜和脉络膜的结构改变,影响组织血管密度,且视盘较大的患者视神经损伤可能比非高度近视患者更为明显[17]。有研究者在江苏省南通市回顾并招募了一个POAG家系,鉴定该家系的青光眼致病基因,分析该基因的临床表型和致病机制,结果显示该家系患者均在青年时期发现眼压升高并诊断为青光眼,其中4例诊断为POAG[18]。

根据POAG发病机制领域研究相关文献关键词小梁网、小梁细胞、房水、血液流变学、视神经等和既往研究[19]可知POAG的发病机制可能与房水流出阻滞、小梁网改变、血流动力学异常、相关基因的异常等有关。小梁网是前房角处由胶原纤维构成的网状结构,是房水排出的重要通路。研究表明,小梁网病理性改变会引起眼内压升高,导致POAG的发生[20]。另有研究证明视盘血流密度减少和血管血流异常可能与POAG的类型和疾病的预后有着密切联系[21]。近年来,由于光学相干断层扫描血管成像技术的出现,血管因素也成为了POAG研究的热点,筛板是视神经节细胞损伤的关键部位,现有研究很多围绕筛板结构变化,认为POAG患者的筛板变薄,并伴有局限性损伤[22]。

根据POAG发病机制领域研究相关文献关键词治疗、药物、外科手术、治法等关键词可知临床上对于POAG的治疗与相关治疗方法均高度重视,西医治疗POAG多采用药物治疗、激光和手术3种方法,药物可选取拟副交感神经药物、β肾上腺素受体阻滞剂、前列腺素类药物等,拉坦前列素是临床治疗POAG的常用药物,具有良好的降压效果,但因其有较多副作用,常联合其他药物共同治疗POAG[23]。手术治疗多采用小梁切除术,也可选用非穿透性小梁手术等[24]。值得一提的是CNKI中最新的突现词是中医治疗。对于POAG,彭清华教授发现患者多是由于情志失调,肝气郁结,导致目中玄府闭塞,神水瘀积[25]。李熊飞依据临床经验将POAG分为肝肾阴虚、肾虚肝旺和心肝火盛3种类型,分别采用滋养肝肾、滋肾平肝和清心泻肝3种治疗方法[26],还可以采取方剂治疗、中成药治疗、针刺治疗、中医综合治疗等[27]。有研究通过网络药理学研究验证清肝利水方可治疗POAG[28]。熊胆开明片可治疗急性虹膜睫状体炎和POAG[29]。另有研究表明,针灸或耳穴按压形式的感官刺激用于滴剂、激光或手术的正统治疗的补充方法时,可能有助于保护患者免于失明[30]。此外,最常见的是中医联合治疗或中西医联合治疗,如熊胆开明片联合马来酸噻吗洛尔滴眼液[31]、通窍明目汤联合拉坦前列素[32]、复明片联合曲伏前列素滴眼液[33]、疏肝明目汤联合西药[34]、针刺联合西药[35]、疏肝理气汤联合针刺[36]、明目汤剂配合针灸治疗[37]、小梁切除术联合通窍明目汤[38]等均可以治疗POAG。另有研究者提出POAG患者在住院期间会出现心理、睡眠等一系列的护理问题,住院期间及时为患者提供生理和心理方面的护理尤为重要[39]。有研究指出前列腺素类衍生物在POAG的应用及注意事项,提出在临床工作中需要综合考虑患者实际情况进行个性化合理用药治疗[40]。

本研究选取CNKI和WOS核心数据库作为数据来源,使用CiteSpace和VOSviewer软件对数据库中POAG发病机制的相关文献进行可视化分析,较准确地反映了近30 a来POAG发病机制相关研究的发文量、机构、作者、国家/地区、关键词等信息的变化及分布情况,有利于明确POAG的研究现状、把握并推测学科研究热点及前沿知识。该领域相关文献数量逐年增长的趋势表明POAG发病机制的研究受到更多学者重视。从发文量、机构、作者等多角度分析POAG的发病机制,有助于解决临床医务人员与研究机构可能面临的关于POAG的难题。本研究结果显示,该领域的研究热点已从POAG的发病机制转向治疗方法,其中中医治疗展现了其优势性。尽管我国POAG发病机制的相关研究已取得一定进步,但与美国仍有差距,仍有较大的发展空间。在未来的研究中,可以借鉴国际先进经验,增加国际间的合作,从而推动我国POAG研究领域的发展,提升POAG的治疗能力并积极将中医治疗推向全世界。

相较于《基于文献计量学和高影响力论文的糖尿病视网膜病变人工智能研究热点和趋势分析》[41],本文既纳入了WOS核心数据库还纳入了CNKI数据库中的相关文献,扩充数据库的同时能更好地反映POAG在国内的研究现状,可为国内POAG的研究和临床治疗提供参考。与《基于文献计量学的国内外儿童青少年近视研究现状与趋势》[42]相比,尽管均提出了中医治疗,但本研究中列举了更多具体中医治疗POAG的理法方药,能更好地为POAG中西医临床诊疗提供科学依据。本研究从多角度探求POAG的发病机制,与其他以POAG为主题的文献从单一角度论述相比更全面、更具有参考价值。然而,本研究也存在一定的局限性:(1)本研究仅分析了CNKI和WOS核心数据库中POAG发病机制的相关文献,如果可以选取更多数据库中的文献作为研究对象,可能会为POAG发病机制的研究提供更多的参考和借鉴;(2)本研究对既往POAG发病机制相关文献进行可视化分析,研究的前瞻性不足并具有一定的延迟性;(3)本研究排除了WOS核心数据库中的非英文文献,可能会一定程度降低非英文国家在该领域的影响力,而使用英语的国家与地区机构中心性较实际情况可能偏高;(4)为提高纳入文献的专业性,本研究检索词采用医学英语词汇,因此可能会遗漏一些其他学科相关的文献;(5)本研究仅进行了文献计量学的可视化分析,并没有直接揭示新的POAG的发病机制,因此仍然需要更多的研究人员与医务工作者及各国家机构加强合作与探索,开展高质量临床研究、动物实验及细胞实验研究,从现代医学角度阐释POAG的发病机制。尽管本研究由于文献纳入原因可能导致结果存在一定偏倚,但本研究结果仍然能够为眼科相关研究人员提供一定的思路和启发,在揭示POAG研究热点和未来研究方向的同时可为POAG临床诊疗提供一定的借鉴和参考。

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