乌吉斯古楞 李晓曼 张学福
(1. 中国农业科学院农业信息研究所,北京 100081;2. 中国农业科学院研究生院,北京 100081)
禽流感病毒根据其致病效力的不同可以分为高致病性禽流感病毒和低致病性禽流感病毒。H5和H7亚型中的部分毒株具有高致病性。自H5N1禽流感发现第一例人感染案例以来,H5N1禽流感在亚洲各国多次引发人类感染疫情[1];随后,H7N9禽流感疫情也随之爆发;世界卫生组织随即发布《2019-2030年全球流感战略》,进一步揭示了高致病性禽流感病毒相关研究以及疫情防治工作的重要性。为了探索相关毒株性状以及防控防治方法,各国研究人员开展了大量的研究。本研究通过选取国内OIE禽流感参考实验室与国际同规模对标团队,通过定标比超分析法了解我国禽流感病毒防控研究态势及热点,旨在揭示我国禽流感的研究动态及发展趋势,为研究人员和相关人员提供参考依据。
禽流感作为一种发生于禽类的流感,属于甲型流感病毒。由于禽流感病毒的血凝素结构等特点,这种病毒一般只感染禽类。但随着病毒性状的变异和遗传,原本主要在野生禽类动物中流行的禽流感,在家禽中频繁传播,也使得禽流感病毒在人体中变异有了可能,通过不断双向进化适应,最终造成对人的致病。且其病毒具备H1-H15、N1-N9的多种组合,病毒性状变异复杂。因此,对相关研究进行跟进是对决禽流感的有效途径。
但对禽流感以及防控相关研究需要具备一定人力、物力和实验条件时才可以完成前沿的研究内容以及分析。世界动物卫生组织(Office international des épizooties,OIE)禽流感参考实验室是被指定从事与禽流感疾病有关的科学和技术问题,是由OIE及其成员国中研究及防控领域领先且活跃的专家带领的从事禽流感防控及相关研发的实验室[2]。就我国而言,每年都会出现不同程度的禽流感疫情,而科学防治离不开科技的支撑,对禽流感疫情的防控要求研究要及时快速得出结论,这也提升了相关研究的难度。而OIE参考实验室无论从研究水平与实验条件,都具备对禽流感防控领域进行研究的优势,对禽流感领域研究具备重要引领地位。其研究与研发内容将在一定程度上揭示领域趋势及热点。
对于禽流感态势分析相关研究进展,陈大明等[3]通过文献计量对全球禽流感研究的发展态势进行分析,从发文量、发文国家、发文机构等角度分析整体态势,并对禽流感病毒高质量文献的引用树进行了梳理与分析。王冰[4]从文献年度分布、重要期刊及作者、关键词及领域、多产作者关键词的角度对禽流感领域的研究进展进行了统计分析。桑晓宇等[5]从自然科学基金项目对兽医学科流感病毒相关研究的资助情况来分析我国禽流感领域的研究进展以及现有成果的影响。胡岩等[6]利用地理信息系统对全球禽流感疫情空间分布进行分析,并进一步分析了疫情发展趋势。岳阳等[7]利用社会网路分析方法对我国禽流感领域的研究热点进行研究。张毅等[8]通过对相关文献的阅读与回顾,分类综述了我国在禽流感研究相关的重要进展。
可以发现,现有研究多从领域宏观态势进行分析,对微观研究态势及热点揭示程度不够。因此,为从微观角度揭示我国禽流感病毒防控领域的研究态势与热点,本研究选取国内OIE禽流感参考实验室——动物流感防控研究科研团队作为分析对象,并选取OIE禽流感参考实验室中类似规模、相似学科的3个国际顶尖科研团队作为对标团队,通过定标比超分析法来揭示我国禽流感病毒防控研究态势及热点。能够揭示我国现阶段研究趋势及热点与其他国家之间的差别,一方面有助于科研工作者更快速利用研究进展挖掘和筛选更加深入的研究方向及主题;另一方面也有助于相关防控工作人员及时调整禽流感防控举措与机制。
定标比超分析方法(Benchmarking)最初应用于企业战略管理,是指企业将业务和性能指标等于与行业最佳或拥有相似过程的其他行业中最佳的企业做法进行比较,通过对照分析提炼出竞争优势或有用情报的方法[9]。对我国卓越科研团队的定标比超分析将有利于分析我国现阶段研究趋势及热点与其他国家之间的差别,了解我国的优势和不足。本文将选取国内OIE禽流感参考实验室作为定标比超分析的目标团队,并考虑可比性、数据可获取性等通过文献调研与专家咨询选取OIE禽流感参考实验室中类似规模、相似学科方向的3个作为对标团队,从影响态势、主题态势、引用态势3个维度对来对我国目前研究态势及热点进行分析。
OIE参考实验室是特定动物疫病监测和控制的权威机构,旨在向OIE成员国提供科学技术支持和专家建议[10]。本研究选取中国1个、美国2个和英国1个共计4个科研团队作为分析样本,收集其2010-2019年的SCI、CSCD及专利数据作为分析对象。其中,SCI、CSCD 论文来自Web of Science数据库,专利数据来自incoPat专利数据库。
4个分析团队主要包括:目标团队:动物流感基础和防控团队(以下简称CAAS-VB)隶属于中国农业科学院哈尔滨兽医研究所,是中国农业科学院第一批创新团队。科研团队对H7N9病毒的溯源及生物特性的相关研究被评为中国2013年十大科技进展之一、团队被世界动物卫生组织(OIE)指定为OIE禽流感参考实验室、被国际粮农组织(FAO)遴选为FAO动物流感协作中心。
对标团队:世界卫生组织动物禽流感生态研究合作中心(World Health Organization Collaborating Centre for Studies on the Ecology of Influenza in Animals and Birds,以下简称WHO-EIAB),是美国圣犹达儿童研究医院以 Richard Webby为代表的科研团队,是世界卫生组织遴选的应对全球流感监测的6个合作实验室之一,被美国过敏与传染病研究所(NIAID)评为卓越流感研究和监测中心(CEIRS);美国东南家禽研究实验室(Southeast poultry research laboratory,USDA-SPRL),是美国农业部农业研究局(ARS)以David Swayne为代表的科研团队。实验室设有三级生物安全设施,团队是美国卫生研究院(NIH)资助的流感研究和监控卓越中心;英国动植物卫生署病毒学部(Animal and plant health agency virology department,APHA-VD),是以 Ian Brown为代表的研究组。
2.2.1 研发成果生产情况分析 本节将从各团队近10年的论文发文量和专利申请量,近5年的论文增长率和技术生长率以及近10年论文和专利增长变化情况对上述团队生产现状进行分析(表1)。
从论文生产上来看,USDA-SPRL发文量有绝对优势,我国CAAS-VB紧随其后,论文增长率速度最快。CAAS-VB在2010-2019年间,共发表SCI收录论文110篇,CSCD收录论文21篇。图1提供了该团队不同年份发文的统计,通过和USDA-SPRL比较可以发现,目标团队正在逐步拉近距离。
表1 各科研团队生产情况
从专利生产上来看,USDA-SPRL申请量有绝对优势;我国CAAS-VB申请量在4个团队中排名第二;WHO-EIAB申请量随少但技术生长率较高,专利申请在近几年数量较前几年有优势。
2.2.2 研发成果质量情况分析 本节将从论文被引频次、综合学科规范化引文影响力、专利被引频次和专利强度、高被引论文数、CNS论文数6个方面对上述团队成果影响现状进行分析(图2)。
图1 各个科研团队逐年发文量
从论文质量上来看,USDA-SPRL团队的总被引频次具备绝对优势。WHO-EIAB团队的篇均被引频次为26.79,CAAS-VB团队的篇均被引频次为17.90。综合学科规范化引文影响力以WHO-EIAB的表现最为突出。图2展示了4个科研团队在被引频次与综合学科规范化引文影响力的对比情况,USDA-SPRL虽被引频次领先,但其综合学科规范化引文影响力水平仍与WHO-EIAB有较大差距。
从专利质量上来看,USDA-SPRL专利强度最为卓越,其申请专利应用性价值较高。目标团队CAAS-VB虽然专利被引频次较高,但其影响力与其他团队仍有一定距离。图2展示了4个科研团队在专利被引频次与专利强度的对比情况,其中目标团队在被引频次上有优势但专利强度相对较弱。
图2 各团队研发成果质量情况
本研究统计了各团队高水平论文(高被引论文与CNS论文),高水平论文能够揭示各科研团队在相关研究领域话语权的把握程度。通过对4个团队在2010-2019年间的高质量论文进行统计,共发表高水平论文21篇,其中高被引论文6篇,顶级期刊论文即CNS论文19篇(表2)。目标团队CAAS-VB发表高水平论文共计4篇,其中高被引论文3篇、CNS论文4篇;WHO-EIAB发表13篇CNS论文;APHA-VD发表高水平论文2篇,包括2篇CNS论文和1篇高被引论文;USDA-SPRL发表2篇高被引论文。
表2 2010-2019年各团队高水平论文发表情况
综合上述分析,在影响分析维度,我国在禽流感防控研究整体上已列入国际前列,相关高水平研究内容具备一定领域前沿性。我国在论文增长率上有优势,正稳步追赶且追赶势头表现良好,研究活跃度逐步提高。而在论文质量上,我国高被引论文数量较多,WHO-EIAB篇均被引频次表现较为突出,我国与其相比还有一定距离;在专利质量上,我国在被引频次层面表现优异,但专利强度表现不足,可以发现我国大多数专利为独占许可专利,专利转化和许可即产业应用价值相对其他团队较弱,因此出现被引势头强劲但专利强度有所欠缺的表现。
高被引论文是按领域和出版年份分类的被引频次前1%论文,它较为客观地反映了该学科领域的研究动态和关注热点。而高质量期刊论文是同行审稿人对论文原创性、创新性进行审核,是得到了学术界认可的较高质量论文。本节将通过分析高被引论文与CNS(Cell、Nature和Science国际公认的3本享有最高学术声誉的期刊)论文的研究主题,来揭示我国禽流感防控研究中的热点主题分布。国际专利分类(IPC)是目前国际通用的比较完善的专利技术分类体系,对主要IPC分布的分析可以了解热点技术主题布局。本节通过分析专利国际分类号IPC及其布局情况来揭示我国禽流感防控技术研发相关的热点主题及技术布局。
2.3.1 高被引论文与CNS期刊论文分析 从各团队发文的内容来看(表3),CAAS-VB发表CNS论文4篇、高被引论文3篇,主要围绕结合基因编辑技术、
分子流行病学等内容研究禽流感病毒性状、传播发病机制等研究内容;USDA-SPRL则发表2篇高被引论文,围绕具体禽流感流行病毒的传播特性、性状等的研究;而APHA-VD发表2篇CNS论文,其中包含1篇高被引论文,其更多研究的是禽流感病毒传播途径以及如何抑制流行病毒传播等内容;发文最多的WHO-EIAB则发表13篇CNS期刊论文,研究内容则围绕禽流感与人类感染相关特性、细菌与流感病毒互作及表现等内容。
表3 各团队高被引论文与CNS期刊论文
2.3.2 主IPC分类及分布 从专利主IPC及分布,表4提供了各科研团队在主要IPC分类中的表现,可以发现4个团队在专利申请的方向及内容上各有特色,CAAS-VB团队专利所涵盖的主要IPC分类较多,国外团队在相关专利中主要申请为外壳、试剂盒材料等专利,CAAS-VB和WHO-EIAB团队在动物流感制剂制作、疫苗株研发制备、蛋白芯片制备检测等技术有研发优势。
在主题分析维度,禽流感防控相关研究与研发的关键是诊、治、防三类。我国主要研究与研发热点涉及“诊”和“防”两类。CAAS-VB团队发现率先揭示了H7N9病毒的进化和变异情况,率先发现了高致病性H7N9病毒发现;H9N2亚型禽流感病毒蕴藏公共卫生威胁[11],并将相关研究发现实时上报政府有关部门,为家禽和人H7N9流感防控政策制定提供了重要科学依据。APHA-VD则主要围绕“诊”和“治”,科学研究相关内容将主要围绕诊断相关禽流感等转播途径、抑制手段等。而美国USDA-SPRL无论研究或研发都围绕“防”展开,主要对禽流感病毒监测、技术支持、帮助梳理疫情传播性状等内容。WHO-EIAB则主要针对“治”的内容进行研究与研发,主要对致病性原因、与人传染相关特征等的研究。
研究成果具有继承性,学术论文需要不断引用他人研究成果,因此可对引用继承性进行分析,了解分析对象在学术研究中的引领程度。施引文献即对继承性最直接的证明,是指核心文献被引用的相关文献,如果核心文献被认为是知识基础,那么施引文献是核心文献的发展。本节将通过分析高质量论文施引论文的主题分布,分析我国禽流感防控研究其知识扩散相关主题及热点态势。
表4 各个科研团队主要IPC及其含义
从CAAS-VB团队高质量论文施引文献主题聚类图(图3)可以看出,研究主题主要包括5类相关内容:① H7N9、H5N1、H9N2等禽流感病毒及流行病学相关研究;② H7N7传播特性及疫苗研制相关研究;③ H1N1流行性病学及传播机制等研究;④ 边缘性研究主题,miRNA、禽流感与人类健康相关研究;⑤ H5N6、H7N9等高致病性禽流感病毒性状及变异等的研究。
对上述5类主题扩散程度进行分析,可以发现:对于主题①有43篇施引文献,跟进的主要科研机构有:内布拉斯加大学林肯分校、贝勒医学院、南京大学、德克萨斯A&M大学、麻省理工大学等机构;对于主题②有29篇施引文献,跟进的主要机构有:中国农业科学院、东京大学、中部大学、威斯康星大学麦迪逊分校等机构;对于主题③有21篇施引文献,跟进的主要机构有:鹿特丹大学、威斯康星大学麦迪逊分校、哈佛大学、东京大学、岩手大学、斯克里普研究院等机构;对于主题④有14篇施引文献,跟进的机构有:内布拉斯加大学林肯分校、美国农业部、印度国立乳业研究所等机构;对于主题⑤有31篇施引文献,跟进的主要机构有:西奈山伊坎医学院、墨尔本大学、世界卫生组织、埃默里大学、香港大学等机构。
图3 目标团队高质量论文施引文献主题聚类分布
从对标团队高质量论文及施引文献主题聚类图(图4)可以看出,其研究主题主要包括5类:①H7N9、H5N1等禽流感病毒发病机理及传播性质等研究;② 禽流感病毒H5亚型流行概况及疫苗研制相关研究;③ 禽流感与基因编辑技术相关研究;④H5N2、H5N8等禽流感病毒的传播与流行特性等研究;⑤ H5N6禽流感病毒与候鸟野鸟传播途径等相关研究。
对上述5类主题扩散程度进行分析,可以发现:对于主题①有49篇施引文献,跟进的主要机构有:弗里德里希·勒夫勒研究院、岐阜大学、日本国家农业与食品研究组织、日本国立卫生研究所、瓦赫宁根大学、美国疾病控制预防中心等机构;对于主题②有33篇施引文献,跟进的主要机构有:阿尔伯塔大学、爱丁堡大学、英国生物技术和生物科学研究委员会、中国农业大学、剑桥大学等机构;对于主题③有26篇施引文献,跟进的主要机构有:美国疾病控制预防中心、中国疾病控制预防中心、麻省理工学院、美国农业部等机构美国疾病控制预防中心、中国疾病控制预防中心、麻省理工学院、美国农业部等机构;对于主题④有13篇施引文献,跟进的主要机构有:科罗拉多州立大学、佐治亚大学、美国农业部等机构;对于主题⑤有22篇施引文献,跟进的主要机构有:山东农业科学院、瓦赫宁根大学、鹿特丹大学、南京师范大学等机构。
因此,通过对比分析可知,在知识扩散分析维度,目标团队在H7N9、H5N1、H9N2等禽流感病毒及流行病学相关研究和H5N6、H7N9等高致病性禽流感病毒性状及变异等研究有引领优势;对标团队在H7N9、H5N1等禽流感病毒发病机理及传播性质等研究和禽流感病毒H5亚型流行概况及疫苗研制等相关研究有引领优势;涉及疫苗研制研究我国在H7N7传播特性及疫苗研制相关研究有引领优势。
图4 对标团队高质量论文施引文献主题聚类分布
本研究基于OIE参考实验室,利用论文与专利数据与定标比超分析方法,从影响分析、主题分析和知识扩散分析3个维度对我国禽流感防控领域的研究态势及热点进行了分析。结果显示,在影响分析维度,我国在禽流感防控研究整体上已列入国际前列,相关高水平研究内容具备一定领域前沿性,发表较多高被引论文,论文增长率上有优势,正稳步追赶且追赶势头表现良好,我国的研究活跃度逐步提高。专利被引频次我国表现优异,但专利强度表现不足,我国大多专利为独占许可专利,专利转化和许可即产业应用价值不如其他团队,因此出现被引势头强劲专利强度却有所欠缺的表现;在主题分析维度,我国主要研究与研发热点涉及“诊”和“防”两类,高质量研究内容主要围绕,结合基因编辑技术、分子流行病学等内容研究禽流感病毒性状、传播发病机制等研究内容,研发内容主要围绕,动物流感制剂制作、疫苗株研发制备、蛋白芯片制备检测等技术有研发;在知识扩散分析维度,我国与其他国家的参考实验室在具体研究主题上均有交叉但各有侧重。我国在禽流感流行病学及传播机制、对H5和H7相关病原学研究有一定引领性。疫苗研制方面,我国在H7亚型疫苗相关研究有一定引领性。