2010～2019年动脉粥样硬化基因组学的研究现状与热点趋势分析

浦冬青，刘 政，周 超，梁佳玮，郝清智

1山东中医药大学中医学院，济南 250014 2山东中医药大学附属医院周围血管病科，济南 250011

动脉粥样硬化(atherosclerosis，AS)是缺血性心脏病、脑血管疾病等动脉粥样硬化性心血管疾病的主要病理基础[1]，严重威胁人类健康。AS的风险因素众多，如高血压、糖尿病、吸烟、高胆固醇血症、氧化应激、同型半胱氨酸血症、克隆性造血等[2- 4]，随着人类基因组计划的完成及生物信息学技术的发展，AS遗传学风险因素引起了广泛的关注。基因组学是利用生物信息学技术对所有基因组进行作图、测序及整个基因组功能分析的遗传学分支，随着基因组学技术的日益成熟，DNA测序技术、实时荧光定量PCR、单细胞测序技术、DNA芯片法等基因组学技术已广泛应用于AS领域中[5]，但AS基因组学的相关综合性研究尚未见报道。本研究采用CiteSpace软件，对2010～2019年Web of Science核心合集数据库发表的关于AS基因组学相关文献进行可视化分析，总结了AS在基因组学领域的研究现状及热点前沿，旨在为后续开展AS基因组学相关研究提供参考与思路。

资料和方法

数据来源检索Web of Science核心合集数据库。检索策略：TI=(“atherosclerosis”OR“atherosclerotic”)AND TS=(“genomics”OR“genome” OR“DNA”OR “RNA”)。时间跨度：2010～2019年；索引：SCI-EXPANDED。纳入文献类型为“Article” “Review”，语种为“English”。共检索到1123篇文献，并以纯文本格式导出。

方法采用CiteSpace软件[6]对Web of Science中的AS基因组学相关文献进行可视化分析。具体为：将导出1123篇文献利用CiteSpace软件整合去重后，最终共得到1021篇文献，对国家、机构、作者、期刊、共被引文献、关键词等数据进行分析并绘制可视化图谱。软件时间参数设置为2010～2019年，时间切片为1年，根据不同节点选取合适阈值，图谱裁剪方式设置为Pathfinder，Pruning sliced networks，Pruning the merged network。

结 果

文献分布情况2010～2013年，年度发文量上升幅度较大，为快速增长期；2013～2018年，年发文量较为稳定，年平均发文量为112.2篇，为稳定期；2018～2019年，年发文量再次快速上升，为快速增长期(图1)。

AS：动脉粥样硬化

国家、机构共现分析选取每年出现次数最高的50个国家、机构进行数据统计与可视化分析，结果显示，美国与中国的发文量明显高于其他国家，但其中心性均为0，提示美国与中国在该领域处于全球领先地位，但国际合作度较低。发文量前10的机构均为美国高校及其相关医学机构，提示美国高校对AS基因组学等研究较为深入(图2、表1)。

图2 AS基因组学研究国家合作图谱

表1 AS基因组学研究发文量前10的国家、机构

作者共现及共被引分析选取每年出现次数最高的50个作者进行共现分析与共被引分析，为防止不同作者出现同名问题，将发文量前10的作者纳入本研究的文章下载后进行手动筛选及频次统计。结果显示，发文量较高的作者对AS基因组学有较为深入的研究，但中心性均较低，提示作者间合作度不高；共被引频次较高的作者发表的文章对AS基因组学领域的研究与发展具有重要意义；Christian Weber是唯一一名发文量与共被引频次均较高的作者，在AS基因组学领域具有重要影响力(表2)。

表2 AS基因组学研究发文量与共被引前10的作者Table 2 Top 10 authors and co-cited authors in research of atherosclerosis genomics

期刊共被引及双图叠加分析选取每年被引次数最高的50个期刊进行可视化分析，结果显示，被引量前10的期刊，影响因子均较高。其中，影响因子大于10的期刊有5个，分别为CIRCULATION、NATURE、CIRCRES、JCLININVES、NEWENGLJMED，影响因子最高可达72.406，提示AS基因组学领域研究在医学领域具有较高的研究意义(图3、表3)。

图3 AS基因组学研究期刊共被引图谱

表3 AS基因组学研究共被引前10的期刊

将检索到的1123篇文献导入CiteSpace软件中，绘制期刊双图叠加图，左侧为本研究引用期刊所集中的学科领域，右侧为被引期刊所集中的学科领域，波状曲线为期刊的引用轨迹，即从引用期刊所集中的学科领域向被引期刊所集中的学科转移，通过期刊双图叠加分析，以反映AS基因组学领域文献在期刊层面所涉及学科之间的知识流动[7]。结果显示，橙色引用轨迹的引用期刊领域集中在分子学、生物学、免疫学等学科，绿色的集中在医学、药学、临床等学科，其均向被引期刊领域的分子学、生物学、遗传学等学科转移，提示了AS基因组学相关期刊所集中的学科由分子学、生物学、免疫学、医学、药学、临床等领域向分子学、生物学、遗传学等领域转移(图4)。

图4 AS基因组学的期刊双图叠加图

文献共被引分析文献共被引分析可以在众多参考文献中筛选出该研究领域中的重要知识基础[8]。选取每年被引次数最高的30个文献进行可视化分析，结果显示，被引频次最高的文献为2011年Libby等[9]发表的AS生物学翻译的进展与挑战，文中提出基于基因组学发展而来的生物标志物对AS疾病预测与治疗具有重要意义。其余文献研究内容集中在冠状动脉疾病的基因风险位点研究[10- 11]及冠状动脉疾病相关的基因与巨噬细胞生物学相关性探究[12]，血脂异常相关的基因位点研究[13]，心肌梗死与染色体9p21上的基因突变关联研究[14]等(图5、表4)。

图5 AS基因组学研究文献共被引图谱

表4 AS基因组学研究共被引前10的文献

关键词分析关键词是对文献内容与主旨的高度概括，对关键词进行共现分析能够预测该领域的研究热点[15]。选取每年出现次数最高的30个关键词进行可视化分析，结果显示，关于AS基因组学领域的研究热点主要集中在全基因组关联分析、DNA甲基化、微小RNA(microRNA，miRNA)、基因、信使RNA(messenger RNA，mRNA)等方面(图6、表5)。

图6 AS基因组学研究关键词共现图谱

表5 AS基因组学研究频次前20的关键词Table 5 Top 20 keywords for research in atherosclerosis genomics

关键词的突现分析体现了某一时间段内该领域的研究前沿与趋势[8]。对关键词共现结果进行突现分析，共得到24个突现词，据其突现起止时间大致可分为4类：(1)2010～2013年的突现词为缺陷小鼠、心脏病、染色体9p21、多态性、风险因素、心肌梗死、信使RNA；(2)2012～2014年的突现词为变体、胰岛素抵抗、遗传学、apoE基因缺陷小鼠；(3)2014～2015年的突现词为NF-κB、蛋白、内皮功能障碍；(4)2016～2019年有新陈代谢、增殖、生物标志物、长链非编码RNA(long noncoding RNA，lncRNA)、DNA甲基化、抑制。其中，持续2019年的突现词有5个，按其突现强度由高到低分别为lncRNA、增殖、新陈代谢、DNA甲基化、抑制(表6)。

表6 AS基因组学研究关键词突现Table 6 Bursts in research of atherosclerosis genomics

讨 论

本研究年发文量结果提示整体呈上升趋势，2010～2013年为快速增长期，2013～2018年为稳定期，发文量波动较小，2018～2019年再次为快速增长期，提示AS基因组学研究为较为热门的研究领域。美国与中国为发文量较高的国家，但国家合作度均不高。研究机构以美国机构为主，发文量最高的机构为波恩大学。

Eric Boerwinkle为发文量最高的作者，其据社区AS风险进行了深入研究，研究内容涉及验证了冠心病风险与染色体9p21区基因型变异的关联性[16]，空腹血糖遗传风险评分与亚临床AS的相关性[17]，线粒体DNA拷贝数与心源性猝死之间的关联[18]等。Peter Libby为被引量最高的作者，其在2000年便通过实验数据证明基因组差异表达技术可以识别参与AS血管炎症的新基因，而后提出如何将基因组学技术运用到AS临床诊断与治疗中，为基因组学的临床应用提供了重要方向[9，19- 20]。此外，Christian Weber为发文量与被引量均较高的作者，其研究内容多涉及使用基因组学等高通量技术探讨AS与血管炎症的病理机制[21]，利用组学技术发现AS生物标记物，如循环micro-RNAs、端粒等，以提高心血管疾病的风险预测与诊断[22]，lncRNA MALAT1的造血功能障碍促进了AS与斑块炎症[23]等。

被引量前10的期刊影响因子均较高，最高的为NEWENGLJMED72.406，提示AS基因组学领域研究在国际上有较高的影响意义，且AS基因组学相关期刊所集中的学科领域由分子学、生物学、免疫学、医学、药学、临床等学科领域向分子学、生物学、遗传学等学科领域转移。文献共被引分析体现了AS基因组学领域的知识基础，高频共被引文献多为探究冠状动脉疾病如冠心病、心肌梗死、血脂异常等基因风险位点研究，为AS的基因风险位点研究提供参考，以及AS生物标志物方向研究，对于AS的疾病预测与治疗有重要意义。

关键词共现分析提示了AS基因组学的研究热点，热点关键词集中在全基因组关联分析、DNA甲基化、miRNA、mRNA等。随着人类基因组计划及人类基因组单倍型图谱的完成，全基因组关联分析通过对全基因组鉴定的遗传多态性位点及可观测性状进行群体水平统计而获得疾病易感基因定位的方法逐渐广泛应用于多种复杂疾病中[24- 25]。在AS研究领域，通过全基因组关联分析获得冠心病、高密度脂蛋白等基因位点，进而进行实验探究基因敲除后对AS的影响及其作用机制，是研究AS发病机制及治疗的重要方式之一[26- 27]。DNA甲基化是在不改变DNA序列前提下，在DNA甲基转移酶的催化作用下将甲基基团添加到CpG二核苷酸胞嘧啶上的一种表观遗传机制[28]，此机制与AS的发生发展密切相关。研究表明，DNA甲基化通过参与衰老、高同型半胱氨酸血症等风险因素及氧化应激反应、内皮功能障碍、平滑肌细胞增殖迁移、巨噬细胞炎症反应等过程而调控AS的发生发展[29- 31]。miRNA是一类由内源基因编码的长度约22个核苷酸的非编码单链RNA，参与基因表达的转录后调控[32]。miRNA参与了AS的脂蛋白调节、细胞因子反应、白细胞招募与活化、内皮细胞损伤与增生、血管平滑肌功能、巨噬细胞自噬等过程，为AS的诊断与治疗提供了新的分子基础[32- 33]。mRNA是由DNA为模板转录而来的、一类携带遗传信息的单链核糖核酸，能够指导蛋白质的生物合成。近年来，利用基因芯片数据库或RNA测序技术获得AS疾病中差异表达的mRNA、miRNA、lncRNA、circRNA等RNA，并分析其与AS发生和发展相关的信号通路也是研究热点，为进一步了解AS的发病机制、确立诊断与治疗AS的生物标志物提供参考依据[34- 35]。

突现词分析体现了AS基因组学领域的研究前沿与趋势。本研究中突现强度最强且持续至2019年的关键词为IncRNA，此外，新陈代谢、DNA甲基化等相关研究也是AS研究的前沿方向。IncRNA是长度大于200个核苷酸的非编码RNA，在AS发展中通过调控胆固醇转运、胰岛素抵抗等脂类代谢、糖尿病等危险因素，内皮细胞表达及功能、平滑肌细胞合成、表型转化及凋亡等血管功能，巨噬细胞活化、肿瘤坏死因子等细胞因子、T细胞分化迁移及免疫基因表达等血管炎症反应等过程而发挥重要调控作用[36- 37]。在AS进展中，关于代谢的关键词以脂质代谢研究较多。研究内容涉及利用基因组学技术分析其基因位点[38]，利用实验探究蛋白激酶Cη(PKCη)等物质或药物对基因缺陷小鼠的脂质代谢和AS进程的干预[39]等。此外，单核细胞和巨噬细胞的代谢重编程等免疫代谢在AS进展中发挥重要作用，为免疫细胞的细胞代谢靶向治疗AS提供可能[40]。

综上，本研究采用CiteSpace软件对2010～2019年Web of Science数据库中关于AS基因组学相关文献进行国家、机构、作者、期刊、文献、关键词等进行可视化分析，结果表明，AS基因组学领域的研究关注度逐渐增高，其研究热点集中在全基因组关联分析、DNA甲基化、miRNA、mRNA等，研究趋势为IncRNA、DNA甲基化及免疫代谢等方面，为AS基因组学领域进一步研究提供了参考。