雷坤阳 王旭 谢文杰 (南昌大学第一附属医院泌尿外科,南昌 330006)
免疫逃逸多指肿瘤细胞或病原微生物等通过多种机制逃避机体免疫系统的识别和攻击,从而在体内存活并增殖的现象[1]。机体免疫系统具有免疫监视功能,当体内出现恶变细胞时,免疫系统可识别这些细胞,并通过免疫机制特异性地清除这些“非己”细胞,从而防止肿瘤的发生和进展[2]。然而,在某些情况下恶变细胞可通过多种机制逃避机体免疫系统的监视,在体内迅速增殖并形成肿瘤。肿瘤免疫逃逸已成为癌症治疗最重要的障碍[3]。随着研究的进展,免疫逃逸目前已经应用到了肿瘤以外的领域,如病毒、细菌感染性疾病[4-5]。因此,深入研究免疫逃逸领域的相关问题对进一步完善临床治疗策略至关重要。
文献计量学是一门使用数学和统计学方法对文献中的信息进行定量分析的学科[6]。文献计量学不仅有助于了解特定领域的研究成果,而且可以帮助学者以最快的速度掌握当前的研究热点和研究前沿,从而指导未来的研究方向[7]。本研究通过文献计量学方法对免疫逃逸领域的发展现状、研究热点和研究前沿进行可视化分析,以期为科研人员和临床工作者提供指导。
1.1 数据采集 在Web of Science Core Collection(WoSCC)检索所需要的数据,检索策略如下:标题(TI)=Immune Escape;时间:2002年1月1日至2021年12月31日;语言:英语;文献类型:Article。将检索到的文献以“全记录与引用的参考文献”的形式导出,并将其保存为文本文件以供后续分析使用。
1.2 数据分析 本研究中使用的软件包括Microsoft Excel 2020、CiteSpace V和VOSviewer。采用Microsoft Excel 2020分析每年发表的文章数量及其增长趋势。CiteSpace V是由美国德雷克塞尔大学的陈超美教授开发的一款基于Java的软件,该软件主要用于文献计量分析和数据可视化[8]。使用CiteSpace V进行关键词突现以及期刊互引的双图分析。VOSviewer是荷兰莱顿大学科学技术研究中心开发的软件,该软件可用于数据可视化分析和构建各式的网络关系图[9]。使用VOSviewer分析国家、机构、期刊、作者及其之间的合作关系并生成可视化网络图。
2.1 发文量及发表年代分布趋势 2002至2021年共有634篇免疫逃逸相关文献发表,其中国内学者共发表214篇(33.75%),国外学者共发表420篇(66.25%)。每年发表的论文数量可以反映某一特定研究领域的发展趋势。分析结果显示,国外相关论文的发表数量呈缓慢上升的趋势(图1A)。国内学者在早期几乎很少发表相关论文,但是近年来在该领域的研究成果却呈爆发式增长(图1B)。说明免疫逃逸这一领域受到越来越多的科研工作者关注。
图1 2002至2021年免疫逃逸相关文献的增长趋势Fig.1 Increasing trend of literature on immune escape from 2002 to 2021
2.2 发文量在国家和机构间的分布情况 共有62个国家/地区参与了免疫逃逸相关研究论文的发表,表1列举了发文量排名前10的国家/地区。我国在该领域的发文量位居第一(214,33.75%),美国(181,28.54%)和德国(96,15.14%)紧随其后。尽管美国的发文量少于我国,但其中心性高达1.04,远高于其他国家。我国在这一领域起步较晚,但发展速度惊人,自2017年至今已经成为每年发表文章数量最多的国家(图2A)。图2B显示了各个国家之间的合作情况,每个节点代表一个国家,节点越大则代表发文越多。节点之间的线条代表国家之间的合作情况,线条越粗则代表合作越紧密。从图中可以看出,美国与中国、德国之间有紧密的合作。尽管代表中国的节点很大,但与美国相比,中国与其他国家之间欠缺合作。
表1 发文量排名前10的国家Tab.1 Top 10 countries with largest number of publications
图2 不同国家和机构的合作关系Fig.2 Partnerships between different countries and institutions
发文量排名前10的机构,见表2。其中排名前3的机构分别是美国的哈佛大学(39,6.15%)、法国的国家卫生和医学研究所(31,4.88%)和德国的亥姆霍兹协会(23,3.62%)。中心性最高的机构也是哈佛大学,是唯一中心性超过0.1的机构。在发文量排名前10的机构中,仅有复旦大学和中国科学院2家机构来自中国。尽管复旦大学的发文量仅排第5,但其中心性却高居第2位。由此可见,发文量排名不高的机构却可能拥有更高的影响力。图2C显示了各个机构间的合作情况,从中可以看出国内的机构之间有良好的合作关系,但是却很少与国外机构进行合作。
表2 发文量排名前10的机构Tab.2 Top 10 institutions with largest number of publications
2.3 发文量在作者和期刊间的分布情况 发表免疫逃逸相关论文最多的前10位作者以及被引次数排名前10的作者如表3。发表论文数量最多的作者分别是KENT(10,1.57%)和WELLER(10,1.57%),在排名前10的作者中,有3位来自我国。作者之间的合作情况(附图1A,www.immune99.com),绿色簇以KENT、DAVENPORT这2位作者为中心形成了良好的合作关系;红色簇则以WALKER、CARLSON为中心形成了良好的合作关系。被引次数排名前10的作者研究方向主要集中于肿瘤免疫逃逸以及HIV等领域。
表3 发文量排名前10的作者和被引次数前10的作者Tab.3 Top 10 authors and cited authors
共有283个期刊发表了免疫逃逸相关的论文,发表论文数量最多的前10个期刊如表4所示。这10个期刊的发文量为136篇,占发文总量的21.45%。J Immunol的发文数量最多(24,3.78%),影响因子最高的期刊是J Immunother Cancer(IF=13.75),排名前10的期刊的平均影响因子约为7.88,说明这些论文的整体质量较高,研究结果的可信度较强。为了了解期刊之间的引用关系,进行了期刊互引的双图分析(附图1B,www.immune99.com),图中左侧是被引期刊,右边是施引期刊,左右侧之间的线条代表了被引用的关系。图中最粗的橙色线条代表了最重要的一条引用关系,即发表在分子/生物学/免疫学(molecular/biology/immunology)相关期刊上的论文最常被分子/生物学/遗传学(molecular/biology/genetics)相关期刊引用。
表4 发文量排名前10的期刊Tab.4 Top 10 journals in terms of publication volume
2.4 关键词分析 关键词是一篇论文的标签,对关键词的分析可以让读者快速理解文章的主题,掌握该领域的研究热点和研究前沿。在免疫逃逸相关文献中出现频率最高的前20个关键词如表5所示。在剔除相对不重要的关键词后,排名前3的关键词分别为癌症(cancer)、免疫治疗(immunotherapy)和感染(infection),说明这些关键词的相关研究是目前该领域的研究热点。为了对该领域的研究热点进行更直观的了解,对关键词进行了聚类分析。结果显示,这些关键词大致可以分为4个聚类,分别由红、黄、蓝和绿4种颜色代表(附图2A,www.immune99.com)。红色簇中具有代表性的关键词为活化(activation)、转移(metastasis)、侵袭(invasion)及通路(pathway)等;黄色簇中具有代表性的关键词为免疫治疗(immunotherapy)、预后(prognosis)以及耐药(resistance)等;蓝色簇中具有代表性的关键词为癌症(cancer)、T细胞(T-cells)以及NK细胞(natural killer cells,NK cells)等;绿色簇中具有代表性的关键词为免疫缺陷病毒(immunodeficiency-virus)、突变(mutation)以及蛋白(protein)等。不同时期的研究热点可能会产生变化,因此对关键词随时间变化的趋势进行了分析,这可以帮助我们更直观地了解最新的研究热点(附图2B,www.immune99.com)。
关键词爆发是用来反映某一研究领域中最活跃的研究热点的指标,换句话说,如果在近几年该关键词仍处于爆发期,则说明该关键词相关的研究方向可能是该领域的研究前沿。图4显示了爆发强度最高的前20个关键词,从图中可以看出,直至2021年仍处于爆发期的关键词包括免疫治疗(immunotherapy)、细胞(cell)、基因(gene)以及抗原(antigen)等,说明这些关键词相关的研究方向可能是目前这一阶段的研究热点,即免疫逃逸领域的研究前沿。
图4 关键词爆发的分析Fig.4 Analysis of keywords burst
近些年来,随着免疫学的发展,免疫逃逸这一话题越来越受到人们的关注,因此,有必要对这一领域的研究成果进行阶段性的总结和分析,从而为学者们提供指导。本研究使用Microsoft Excel 2020,CiteSpace V和VOSviewer等软件对WoSCC中有关免疫逃逸的研究进行了文献计量学及可视化分析,发现这一领域的论文数量呈逐年增长的趋势,并且近几年的增长趋势更加迅速,说明该领域目前正受到越来越多的关注,相关研究也正逐步成熟。研究表明,一个国家的科研水平与其经济水平相关[10-11]。我国在这一领域起步较晚,但是却在近几年取得了惊人的成就,超越了众多欧美国家,成为了发文数量排名第一的国家。尽管我国是发展中国家,但是总体经济体量却排名世界第二,因此,不难理解,我国科研水平的迅速提高得益于经济水平的飞速发展。然而,尽管我国在发文数量上稳居首位,但是中心性却远低于美国等国家。中心性是对影响力的一种反映,中心性越高,则说明其影响力越大。我国的中心性低,是因为我国学者和机构之间的合作仅限于国内,很少与国外的机构合作,这是我国需要向欧美国家学习之处。
来自澳大利亚的KENT和瑞士的WELLER是最高产的2位作者。KENT等[12-14]的研究主要集中于免疫逃逸与HIV感染的相关性及机制,他们认为HIV感染与T细胞以及NK细胞介导的免疫逃逸相关。WELLER是最早研究免疫逃逸的学者之一,他们的研究方向主要为免疫逃逸与神经胶质瘤之间的关系,研究成果发表在众多该领域的顶级期刊上[15-17]。国内从事免疫逃逸相关研究的学者中较为突出的有WANG、ZHANG以及ZHANG等,他们的研究涉及呼吸、消化以及神经等多个系统的肿瘤,为国内免疫逃逸领域的相关研究做出了重要的贡献[18-21]。
为了了解免疫逃逸领域的研究热点,对文献中的关键词进行了分析,根据关键词出现频率确定了该领域的研究热点,即癌症、免疫治疗和感染。免疫逃逸与恶性肿瘤之间有着密切的联系,例如PDL1可以促进肝癌细胞的免疫逃逸,从而促进肝细胞癌的发生和进展[22]。有研究表明,p53突变细胞中的免疫逃逸可以抑制机体免疫反应,从而促进肿瘤的生长[23]。另外,免疫逃逸也与HIV以及SARS等多种病毒感染密切相关[24-26]。鉴于免疫逃逸在恶性肿瘤和病毒感染中的重要作用,相对应的免疫治疗也应运而生,并且日益发展完善。然而,某一领域在不同时期的研究热点不可能是一成不变的,因此,我们分析了免疫逃逸领域关键词的爆发,进一步确定了免疫治疗、细胞、基因以及抗原等关键词是当前阶段的研究热点,即该领域的研究前沿。在未来的一段时间内,这些关键词相关的研究将持续受到各国学者的关注,也将是即将开展免疫逃逸相关研究的学者们的重点研究方向。
综上所述,本研究用文献计量学的方法全面分析了免疫逃逸领域目前的发展现状和未来的发展方向,有助于研究者们对该领域进行全面和深入的了解,从而为研究者们进行后续的深入研究提供理论支持和参考依据。