肌少症与骨质疏松症相关性研究的可视化分析*

苏晓川,郭智萍,郭 清,滕军燕,柴 爽,晋果果,吴 丹,郭珈宜,申瑞芳,吴 莹,崔佳璇

[1.河南省洛阳正骨医院(河南省骨科医院) 骨质疏松防治工程研究中心,河南 郑州 450016; 2.阜外华中心血管病医院慢病健康管理实验室,河南 郑州 451460; 3.浙江中医药大学中医药科学院,浙江 杭州 311100;4.郑州外国语学校,河南 郑州 450001]

肌少症(sarcopenia,SP)是一种渐进性和全身性的骨骼肌疾病,表现为肌肉质量和功能加速流失,与跌倒、虚弱、活动功能下降和死亡风险增加密切相关,常见于老年人[1]。因地区定义和种族年龄的不同,全球范围内SP发病率相差较大,40～79岁的欧洲人发病率为1.6%,85岁以上英国人的发病率为3.6%,平均年龄72岁的中国人发病率为3.4%[2-4]。骨质疏松症(osteoporosis,OP)是以骨质量下降、微结构破坏,表现为骨骼脆性增加,即轻微创伤或无外伤的情况下易发生骨折为特征的疾病,继发的脆性骨折主要包括髋部骨折、椎体骨折、桡骨远端骨折,且骨折发病率呈指数增长[5-8]。西医学认为肌肉依附骨骼,骨骼支撑肌肉,肌肉与骨骼在生物力学、生化串扰、基因多态性、肌骨代谢方面有较多的交互作用[9-10]。SP与OP均属中医学“骨痿”“肉痿”“骨痹”等范畴,主要病机是脾肾亏虚,肾虚骨枯、脾虚肉痿则筋骨失养。SP与OP存在紧密的联系。笔者基于文献计量学及CiteSpace可视化分析软件,从发文量、国家/地区、研究机构、作者、文献来源、关键词、时间线图、突现词等角度分析近20年国内外SP与OP的相关性研究热点和发展现状,详实地展示该领域的研究现状,为研究者提供客观的参考资料。

1 资料与方法

1.1 文献检索

以Web of Science 核心合集 (Web of Science Core Collection,WoSCC) 数据库为检索源,检索时间为2000年1月1日至2022年11月28日,检索式:TS=(sarcopenia) AND TS=(osteoporosis) AND TS=(osteosarcopenia OR sarco-osteopenia OR sarco-osteoporosis) AND TS=(association),文档类型=(ARTICLE or REVIEW) and Language=(English)。排除与研究内容不符的文献,剔除会议、社论和信函。

1.2 方 法

WoSCC检索的文献包含全记录及参考文献,最终纳入文献473篇,导出并保存为纯文本格式,应用CiteSpace V(6.1.R3)软件进行可视化分析,设置2000年1月至2022年11月为时间分区,将时间切片选项设定为12个月,并对“Pruning”选项中勾选“Pruning sliced networks”“Pathfinder”,其他分析参数设置为默认状态。分别绘制发文量趋势、国家/地区共现图谱、机构合作共现图谱、作者共现图谱、发表期刊共现图谱、被引文献作者共现图谱,通过中心性指标衡量节点在图谱中重要性,最后通过关键词的共现图、聚类图、时间线图、突现图展示本领域研究热点。

CiteSpace分析的图谱为彩色,节点、字体大小、连线等表述了文献分析结果。对应节点越大、字体越大表示相关词出现频次越高,节点间的连线越多说明节点间联系越紧密。节点及连线颜色表示文献发表距离现在的远近:2012年前按灰阶进行表示,颜色越重说明距离现在的时间越近;2013年以后按赤橙黄绿青蓝紫色阶进行排序,颜色越红说明距离现在的时间越近。

关键词共现分析是对描述文献特征信息时共同出现的关键词进行定量研究[11]。在分析结果中使用“中心性”指标来衡量相关节点的重要性。该指标大于0.1表明节点间交叉多,合作较频繁,做出的贡献比重大[12]。

关键词聚类分析是CiteSpace在关键词共现的基础上,使用对数似然比算法对相似研究主题关键词进行聚类,用高频词对各集群进行标识,而生成的相互联系的集群网络[13]。其中聚类模块(modularity,Q)值>0.3表明聚类结构显著[11],聚类平均轮廓(silhouette,S)值>0.7提示说明聚类分析结果可靠[11]。进行聚类分析时从#0～#9对集群编号,编号越小表示包含的关键词越多。

时间线图是将过往重要的关键词标注在时间轴线上,呈现出重要关键词随时间变化而出现的变化[14]。将某个时间段内爆发出的高频关键词视为突现词,分析突现词绘制关键词突现图可探测相关内容兴起或衰落情况[14]。

2 结 果

2.1 发文趋势分析

2012年以前,SP与OP相关性研究发文较少,2015年后发文量持续猛增,2021年达到高峰。见图1。

图1 发文量趋势图

2.2 国家/地区、机构、作者分布分析

49个国家/地区发表了SP与OP相关性研究的文献,发文量前四名的国家是美国(71篇)、日本(70篇)、澳大利亚(58篇)、中国(57篇)。国家/地区之间有167次合作,中心性排名前三的是澳大利亚(0.36)、英国(0.30)、美国(0.25)。见图2。

图2 国家/地区共现图谱

337家机构发表SP与OP相关性研究的文献,机构间合作了511次,发文量前三名的是墨尔本大学(39篇)、莫纳什大学(22篇)和迪肯大学(15篇),均位于澳大利亚。中心性排名前三的是英国南安普顿大学(0.10)、莫纳什大学(0.09)、天主教大学(0.07),中国复旦大学排名第十(0.03)。见图3。

图3 机构共现图谱

共有453位作者,作者间有901次合作。发文量前九名的作者均来自澳大利亚,前四名作者是Gustavo Duque(18篇)、Sara Vogrin(7篇)、Steven Phu(6篇)和Ebrahim Bani Hassan(5篇),均来自墨尔本大学;第五至第八名是来自迪肯大学的Julie A Pasco(11篇)、Sophia X Sui与Kara L Holloway-kew(均为8篇)、Lana J Williams(7篇)和Natalie K Hyde(6篇),美国加州大学的Jane A Cauley排名第九。见图4。

图4 作者共现图谱

2.3 发表期刊和文献被引分析

纳入456种期刊,发文量前三名的是《OSTEOPOROSIS INT》(366篇)、《J BONE MINER RES》(281篇)和《AGE AGEING》(274篇)。见图5。

图5 发表期刊共现图谱

Cruz-Jentoft AJ团队发表的文献被引次数最高,排名第一的是其2010年发表在《AGE AGEING》上的“Sarcopenia: European consensus on definition and diagnosis: report of the European Working Group on sarcopenia in older people”,被引高达11 791次,平均每年983次;第二仍是该团队2019年发表在同一期刊的“Sarcopenia: revised European consensus on definition and diagnosis”,被引高达6 090次,平均每年被引2 030次。排名第三的是中国台湾省台北荣民总医院老年医学与老年病学中心的陈良功(Chen LK)团队,2014年和2020年在《J AM MED DIR ASSOC》发表了“Sarcopenia in Asia: Consensus report of the asian working group on sarcopenia”和“Asian Working Group for Sarcopenia: 2019 consensus update on sarcopenia diagnosis and treatment”。见图6。

图6 被引文献作者共现图谱

2.4 关键词分析

共检索出419个关键词,排名前五的是SP(196次)、OP(161次)、骨密度(138次)、相关性(133次)、体成分(104次);中心性排名前五的关键词分别是男性(0.16)、骨密度(0.14)、绝经后女性(0.11)、体力活动(0.11)、流行病学(0.11)。

本研究中聚类模块(modularity,Q)值为0.4729,表明聚类结构显著,聚类平均轮廓(silhouette,S)值为0.7648,提示聚类分析可靠。聚类群排名依次为:#0生物电阻抗分析、腰驼背、髋部骨折、纵向研究、人体测量学;#1 QCT、肌肉横截面积、糖尿病、双能x射线吸收法、髋部骨折;#2 人群研究、健康、骨密度、身体活动、日常生活活动;#3 身体成分、瘦质量、脂肪量、肌肉、脆弱性骨折;#4 白蛋白、肝硬化、预测、老年妇女、肌肉力量;#5 骨强度、生长因子Ⅰ、绝经后妇女、计算机断层扫描、肌少—骨质疏松症(osteosarcopenia,OS);#6 肌少-骨质疏松肥胖症(osteosarcopenic obesity,OSO)、骨密度、维生素D、脂肪组织、骨质减少性肥胖症;#7 肌肉表型、关联分析、社区、饮食镁;#8 体力活动、跳跃能力、老年人、身体质量指数、竞赛;#9 microRNA、细胞因子、认知障碍、老年痴呆症、氨基酸。

2000年为SP与OP相关性研究的起源阶段,出现大量热点关键词,如男性OP、女性绝经后OP、骨密度、骨骼肌量、肌力、脂肪量、瘦肉量、体成分等,2005年进入快速发展阶段。学科聚焦点各有特色,流行病学关注风险因素、发病率、人群预测等,并开始关注老年女性和男性,病因学关注产生的细胞因子(生长因子1、C反应蛋白、白蛋白、维生素D),诊断学关注便于临床操作执行或识别的SP的相关定义,影像学关注定量影像学检查和人体脂肪成分分析,临床研究关注肌肉表型(包括肌力、肌量、握力、体力活动等)和骨骼表型(骨强度等),重点关注虚弱、跌倒、骨质疏松性骨折(髋部骨折或椎体骨折)、残疾等并发症或不良结局,共病研究关注SP、OP、OS与心血管疾病、肥胖、OSO的关系,OS的microRNA研究和相关工作组共识制定也是研究热点。

关键词突现图提示2018年以前研究热点有脂肪量、锻炼、男性、代谢综合征、骨骼肌量、绝经后女性、可供选择的定义、身体成分、甲状旁腺激素、生物标志物、全民健康、髋部骨折,2018年以后以椎体骨折、胰岛素抵抗、骨密度、炎症、身体功能为主。见图7。

图7 关键词突现图

3 讨 论

国内外学者在SP与OP相关性研究领域的发文量自2012年开始呈上升趋势,2015年以后突增,说明近年来国内外研究热度较高。澳大利亚和美国是最主要研究国家,且他们之间的合作较为密切,分别形成以Gustavo Duque、Julie A Pasco和Jane A Cauley为核心的科研团队。从文献被引分析看,排名第一的Cruz-Jentoft AJ团队以“欧洲老年人SP工作组”名义于2010年按年龄和性别定义了SP的临界值,提出基于步速、握力和肌肉量测量的老年人SP诊断方法,列出主要和次要研究方向[15],2019年提出应将肌力降低作为SP的关键特征,并将不良体力表现诊断为严重SP,更新了可用于SP病例发现、诊断、确诊和严重程度确定的临床算法,为识别表征变量的测量提供了明确的节点值[16]。Hirschfeld HP团队2017年发表的文献综述了OS的流行病学、病理生理学、诊断、治疗和预后,强调OP合并SP的虚弱人群具有较高的住院、跌倒和骨折风险[17],这也是较早描述OP合并SP和肥胖的文献。陈良功团队制定了亚洲SP共识[18],2019年更新了共识,引入“可能的SP”概念,即仅伴有肌力降低或身体表现差,强调进一步研究生活方式干预、营养补充或药物治疗对亚洲人SP的潜在长期益处[17],说明中国学者在SP与OP相关性研究领域占有一席之地。

排名前十的杂志按汤森路透分区法划分多为JCR一区,排名前三的期刊为影响因子>5分的一区杂志,均属国际顶尖水平,说明SP与OP相关性研究领域的研究层次、科研产出水平及质量较高。文章普遍受骨科、内分泌与代谢科、老年病科等关注。

中心性排名前五的关键词说明其交叉研究较多,关键词聚类分析生成的聚类集群间连线互相交织,说明研究之间联系较为紧密,其中#0关键词之间的研究最多,#1的研究也较为密切,之后关键词间研究的密切程度依次下降。关键词聚类分析生成的聚类群中涉及OS、OSO、骨质减少性肥胖症的研究排名分别为#5、#6,排名较靠前,说明这些共病已经引起临床研究的重视。

对于OP与SP的共病研究,2009年Binkley等提出肌少-骨质减少及OS,前者同时存在低骨量和低肌肉质量,后者可诊断OP且合并低肌肉质量,2017年Hirschfel等提出骨骼肌肉减少症概念,指出同时存在低骨密度及SP。除以上使用较多的命名外,还有活动障碍综合征、OS、骨质减少性肥胖症、OSO、肌少性肥胖症、骨质疏松性肥胖症等,其中OS是目前科研及临床使用较多的概念,较新的OSO研究描述了骨骼、肌肉的衰减同时合并多余脂肪的情况,导致功能降低和系统性代谢异常,出现该情况的关键因素可能是内脏、骨骼和肌肉中的异位脂肪[19]。

学术界认为OP和SP同时存在,引起OS;OP、SP和肥胖同时存在,引起OSO[20]。而OP、SP产生的先后次序,有待后续研究证实。生物化学串扰学说认为骨骼和肌肉均可分泌细胞因子,通过自分泌或内分泌作用于彼此,引起OP、SP,甚至OS。机械稳态学说认为肌肉与骨骼位置相邻,肌肉是骨骼运动的动力器官,骨骼反向牵拉肌肉刺激肌肉生长,彼此施加相互作用力,才能保持动态平衡,避免引起萎缩。基因研究显示某些基因如Akt1、GLYAT、LRP1等可同时调控肌肉和骨骼,基因表达的改变可能引起OS[21]。

综合关键词的共现、聚类、时间线图和突现分析表明,OS近年的研究热点包括OS与心血管疾病[22]、营养素缺乏的关系,肌力、肌量、肌肉功能、骨密度以及伴随的虚弱、跌倒、脆性骨折和残疾等[23],老年人群风险因素识别和发病率[24],肌肉骨骼间细胞因子的作用[25-26],锻炼、补充营养素和药物治疗对OS的影响[27],以及寻找可用于OS生物标志物的microRNA[28]等。2000年至2018年,OP与SP相关性研究前沿包括老年男性和绝经后女性体成分的变化(即脂肪量、骨骼肌量),甲状旁腺激素水平和锻炼对代谢综合征引起脆性骨折(髋部骨折和椎体骨折)的预防作用。2019年之后,研究前沿包括OS与胰岛素抵抗和炎症的相关性[29-30],OS的身体活动能力等,更加关注OS与其他疾病的关系,即中医学的共病或并病研究,不仅要考虑骨骼与肌肉协同共管,也应积极防治如代谢综合征、糖尿病等相关疾病[31-34]。

4 小 结

本研究通过CiteSpace文献可视化软件分析目前国内外从流行病学、发病机制、诊断、治疗和预防等方面对SP与OP的相关性进行系统深入的研究。OP与SP密切相关,且与代谢综合征、糖尿病、肿瘤、心脏病等多种临床疾病相关,并延伸至骨、肌、脂合并症的共病研究。对SP与OP的相关性研究的热点和发展现状分析,展示了该领域的研究现状,为今后OP和SP共病防治管理领域的后续研究提供客观的参考资料。