巨噬细胞在衰老中的免疫效应：相关研究文献计量及研究热点可视化分析*

曹明楠，王莉，赵志刚

(1.首都医科大学附属北京天坛医院药学部，北京 100070；2.北京大学国际医院药剂科，北京 102206)

衰老的四大交叉通路包括免疫、代谢、肝功能不全及肾功能不全[1]。自然衰老与免疫系统功能逐步退化密切相关，被称为免疫衰老或衰老免疫重塑，是衰老的标志[2-3]，特指先天性和适应性免疫以物种非特异性方式显示出随着年龄的增长而降低的迹象[4-5]。免疫降低导致老年人对传染病和癌症的敏感性增加，对预防接种反应降低(减少)，并且促进部分自身免疫性疾病和退行性疾病发生发展[6-11]。

总体来说，巨噬细胞参与衰老细胞的免疫监视[12]。近年来有关巨噬细胞与衰老的文献量逐年增加，但研究方向及研究热点尚不清晰。笔者在本研究采用文献计量学方法策略，对检索文献进行可视化系统分析，总结相关研究发文数量和发文期刊情况，梳理核心机构及作者，助力相关学者掌握领域热点与趋势，拓宽研究思路，寻求合作团队，定位目标期刊，并进一步分析巨噬细胞作为抗衰老靶标的潜力。

1 资料与方法

1.1检索策略 为聚焦选题，笔者合并Pubmed数据库中有关巨噬细胞与衰老的MeSH词汇，得到检索关键词“macrophage”和“aging or senescence”。之后选取“Web of Science核心合集”，采用标题检索，索引=SCI-Expanded，时间跨度选择所有年份，共得到文献774篇。后排除文件类型：(Editorial Material or Letter，Book Chapter or Review，Proceedings Paper，Correction，Note or Meeting Abstract，Early Access)，精炼到了重点分析论著素材428篇。所有符合条件的文章的完整记录和引用的参考文献、引文报告以及国家、机构、作者、期刊等信息，均于2021年3月12日获取并截图留存。关于文章所属国家，Web of Science会给论著中所有作者所属机构所在国家均记1分。因此，合计国家发文量，总数可能超过检索文献总量。

1.2引文爆发分析 在JAVA支持下，利用CiteSpace(5.5.R2)检测所有符合条件文章的引文爆发情况，设置“Time Slice”=1 year，得出前十最强爆发参考文献。

1.3发文量及国家间合作关系分析 Excel分析历年发文总量，利用在线软件Bibliometric.com通过创建期刊和作者的总引用和平均引用描绘国家之间的合作现状。在合作关系分析中，一篇论著中出现两个或两个以上国家的机构时，可视为这些国家(机构)之间有科研合作关系；而国家贡献的计算方法，通常与Web of Science一致，采用论著中全部作者的所属机构所在国家均记为1分的方式[13]。

1.4关键词共现分析 利用VOSviewer(1.6.15)软件抽取“关键词”字段信息，统计关键词频次，聚类分析，绘制关键词共现网络图，后进行出现时间的可视化分析。设置参数如下：限定关键字出现的最小次数为7，2113个关键词中95个符合要求。

2 结果

2.1发文年代分布及国家间合作关系 图1显示了1970—2021年有关巨噬细胞与衰老的年度出版物总量。第一篇论文于1970年发表，最高产年份是2020年，共37条记录，占总量的8.64%。整体上，相关研究论著较少，直到2009年，年产量才超过10篇。表1为该领域发文量排名前5的国家、机构和作者。图2为国家间合作关系网络。总体上，发文量呈稳定上升模式，发文量前5的国家分别为美国、日本、中华人民共和国、英国及西班牙。美国发文量显著领先于其他国家，文章总数超过总发文量的40%，高产机构有4所均位于美国，且美国与其他国家合作最为密切。另外，第一篇相关文章由英国在读博士生发表，也提示着英国学者在该研究领域的开拓作用，且英国学者发表文章虽然数量不够突出，但平均被引率极高，遥遥领先于其他国家，也彰显其学术影响力。西班牙发文h指数位居第2，仅次于美国，发文最多的机构Complutense University of Madrid来自西班牙，发文量最多的作者Monica De la Fuente来自于上述机构，故西班牙在该领域也具有不容忽视的学术地位。中国是列表中唯一一个发展中国家，发文量尚佳，但在国际合作、h指数及被引率方面仍需进一步提高。排名前5位高产作者，3位作者Stanislava Stanojevic、Vesna Vujic及Mirjana Dimitrijevic均来自塞尔维亚。

表1 有关巨噬细胞与衰老发文量前5的国家、机构及作者

图1 有关巨噬细胞与衰老的年发文量

2.2相关研究发表期刊 期刊引文报告(Journal Citation Report，JCR)概述了指定期刊在学术交流网络中的地位，常用衡量标准包括影响因子(impact factor，IF)、类别(category)、排名等级(rank)和Q区分布(quartile)。428篇文章发表在241种期刊上。表2按发文量排序，列出了有关巨噬细胞与衰老的十大期刊。《Mechanisms of Ageing and Development》以24条记录排名第一，占5.61%，且具有最高h指数，为15；接下来是《Journal of Immunology》与《Experimental Gerontology》。其中，影响因子最高的杂志为《Aging Cell》，IF为7.238。前10名期刊分布在三大类：老年医学、免疫学以及多学科科学。

表2 有关巨噬细胞与衰老发文量的前10杂志

2.3引文爆发 引文爆发指在一定时期内频繁被引用的文章。表3展示了前10篇最强爆发引文。MAHBUB等[14]于2012年发表的《Advanced age impairs macrophage polarization》取得了最强引文强度(5.56)。DAVILA等[15]于1990年发表的《Interfer-ongamma-induced priming for secretion of superoxide anion and tumor necrosis factor-alpha declines in macrophages from aged rats》爆发持续时间最长。WYNN等[16]于2013年在《Nature》上发表的文章《Macrophage biology in development，homeostasis and disease》总结概括了当前有关巨噬细胞在疾病发生发展中的作用，是相关研究领域学者必读文章。

2.4关键词共现网络 图3显示了有关巨噬细胞与衰老文章排名前95的关键词共现可视化分析结果。将该结果分为6个聚类，均以半透明背景标记，从红色、绿色、蓝色、黄色、紫色到深蓝。第一组研究主要围绕免疫衰老中的细胞因子产生及释放，除检索关键词外，“gene expresision”(freq=27)、“cytokines”(freq=20)最常出现，而“immunosenescence”(avg.pub.year=2014)最晚出现；聚类Ⅱ主要围绕免疫活化中巨噬细胞极化，“inflammation”(freq=86)，“activation”(freq=79)，“polarization”(freq=45)最常出现，且“polarization”(avg.pub.year=2018)亦为最晚出现关键词；聚类Ⅲ主要讨论氧化应激相关细胞死亡，包括凋亡与自噬等，“expression”(freq=76)、“oxidative stress”(freq=24)为最常出现关键词，“autophagy”(avg.pub.year=2018)为最晚出现关键词；聚类Ⅳ主要研究巨噬细胞在衰老中的免疫调节机制，“phagocytosis”(freq=21)最常出现，“mechanisms”(avg.pub.year=2011)最晚出现；聚类Ⅴ主要内容为脑及神经损伤中巨噬细胞的替代激活途径，“receptor”(freq=18)最常出现，“migration”(avg.pub.year=2018)最晚出现；聚类Ⅵ主要探讨肺纤维化中的作用，“cells”(freq=59)最常出现，“fibrosis”(avg.pub.year=2018)最晚出现。

图3 有关巨噬细胞与衰老的关键词共现分析

3 讨论

笔者在本文运用文献计量学方法，对巨噬细胞在衰老中的免疫效应相关研究的全球发文趋势和研究热点进行了定量、直观的分析。通过分析可知，美国在医学与生命科学研究方面似乎有着优越条件，包括充足的资金、先进的设备、专业的研究人员(机构)以及成熟的国际间合作经验。然而，近年来发展中国家，特别是中国和塞尔维亚，因相关基金政策和学术环境的变化，对相关领域科学研究的支持增加，成为两个重要的参与者。

收录有关巨噬细胞与衰老的期刊包括专业期刊如《Mechanisms of Ageing and Development》《Journal of Immunology》《Experimental Gerontology》等；也包括受众更加广泛的综合性期刊如《PLoS One》《Scientific Reports》等。所有杂志在所处领域均为Q1或Q2，提示相关研究领域目前得到了广泛的关注。需要注意的是，《Aging-US》期刊目前被中国科学院文献情报分区表列为中风险国际期刊预警名单(试行)。期刊预警不应作为文献评价指标，更不应该否定相关研究成果，但相关学者应批判性阅读有关论文，并谨慎选择预警期刊作为成果发表平台。

梳理爆发引文和关键词共现聚类，可得出研究领域的聚焦热点，并可描绘研究发展趋势[17]。通过综合分析爆发引文和关键词，笔者发现衰老对巨噬细胞极化产生广泛影响(cluster II)。响应于微环境信号，巨噬细胞将主要经历M1和M2两种极化状态激活[18-19]。鉴于最近有关巨噬细胞功能和免疫相关配体数目增加的研究，亦有学者认为需要重新定义巨噬细胞极化亚群(burst 10)[20]。梳理爆发引文不难发现，衰老对不同组织中巨噬细胞的影响不同。例如根据MAHBUB等[14]的研究，老年鼠对脂多糖(lipopolysaccharide，LPS)刺激应答方面，粘附脾巨噬细胞而非骨髓来源的巨噬细胞表现出异常的免疫抑制反应(burst 7)。除此，在腹膜腔和淋巴结中观察到不同于脾脏和骨髓来源的巨噬细胞亚群(burst 6)[8]。尽管M2巨噬细胞是老年小鼠脾脏和骨髓中的主要亚群，但淋巴结和腹膜巨噬细胞似乎代表了中间巨噬细胞(M3)或共表达高水平M1和M2标记分子的过渡细胞[21]。

此外，巨噬细胞通过调节包括代谢和神经连通性在内的各种活动、损伤监测来调节体内平衡，维持功能稳态(cluster Ⅲ)[22]。因此，持续性衰老刺激可导致巨噬细胞功能障碍，从而引起多种年龄相关疾病(burst 9)[16]。例如，小胶质细胞应对损伤具有神经保护作用，如促进视网膜祖细胞增殖以及成人感觉神经元再生。巨噬细胞功能障碍将引起神经元模式改变，从而诱发神经退行性疾病(cluster V)[23]。衰老损害小鼠肺泡巨噬细胞吞噬作用并增加流感诱导的死亡率[24]，而运动可能抵消衰老造成的影响(cluster V)[25]。骨中的巨噬细胞与破骨细胞相互协作，维持骨再建与造血作用，衰老导致的巨噬细胞损伤会引起骨质疏松、骨硬化症或白血病[16，26-27]；心血管中的巨噬细胞与年龄相关动脉硬化相关[28]；而肝中的Kupffer细胞在脂质代谢和肝解毒中无可替代，缺失或功能障碍参与纤维化进展[29-30]；乳腺及胰腺中的巨噬细胞与组织分枝化形态发生相关，故参与肿瘤的发生及转移[16，31]；脂肪组织中的巨噬细胞则与脂肪代谢、脂肪生成相关，巨噬细胞老化参与代谢障碍性肥胖及糖尿病[16，32]。

最后，肿瘤相关巨噬细胞作为肿瘤治疗靶点已用于临床治疗(cluster I，IV)。集落刺激因子1(colony-stimutating factor 1，CSF1)是参与组织巨噬细胞招募和活化的关键细胞因子，Pexidartinib(PLX3397)是集落刺激因子1受体(CSF-1R)的抑制剂，可以穿透血脑屏障，于2019被美国食品药品管理局(FDA)批准用于治疗腱鞘巨细胞瘤[33-34]。虽然巨噬细胞或相关信号暂时未能用于抗衰老治疗，但一些研究已经提示其具有逆转衰老或部分衰老表型功能。例如，DAVILA等[15]发现移植幼龄鼠垂体，可以逆转老年鼠对干扰素γ免疫应答降低的现象(burst 1)；MAHBUB等[14]研究表明，老化的微环境，而非巨噬细胞本身，是衰老鼠脾来源巨噬细胞免疫抑制的原因，也是潜在的干预靶标(burst 7)；JACKAMAN等[35]则成功以IL-2-/抗-CD40抗体靶向巨噬细胞可提高衰老宿主的先天和T细胞免疫力(burst 8)；MINHAS等[36]研究表明，衰老巨噬细胞中从头烟酰胺腺嘌呤二核苷酸(nicotinamide adenine dinucleotide，NAD+)生成的增加恢复了氧化磷酸化和稳态免疫反应；THEVARANJAN等[37]则发现肿瘤坏死因子(TNF)(cluster I)抑制剂可逆转与年龄相关的微生物群变化。进一步深入研究相关干预措施的作用和机制是未来研究的重点及趋势。

本研究检索、归纳并梳理了过去50多年有关巨噬细胞与衰老的全部发文量和刊载情况，并通过文献计量及可视化手段，对关键词与爆发引文进行分析。无论是对协助相关研究者们快速掌握该领域知识结构、研究热点和发展趋势，亦或是对论文定位、寻求交流合作等均有帮助。