石晶晶，石樹青,2，胡元會(huì)，邱志凌，王歡，王丹丹,3，柴若寧

心臟是體內(nèi)主要耗能器官之一，為了維持其收縮活動(dòng)需要大量的能量，心臟通過能量代謝將代謝底物的化學(xué)能轉(zhuǎn)化為機(jī)械能以維持其泵血功能[1]。心肌細(xì)胞中線粒體數(shù)量較多，任何能導(dǎo)致能量供應(yīng)不足的因素都能造成心肌細(xì)胞的功能障礙，甚至心力衰竭[2]。心力衰竭是心血管疾病發(fā)展的最后階段，心肌能量代謝的改變與其發(fā)展密切相關(guān)[3]。隨著研究的深入，心肌能量代謝與心力衰竭之間的聯(lián)系已成為熱門研究話題。在本研究中，運(yùn)用引文可視化分析軟件CiteSpaceV對從WOS核心合集搜索到的關(guān)于心血管領(lǐng)域能量代謝相關(guān)研究的文獻(xiàn)進(jìn)行分析，旨在分析心血管疾病中能量代謝相關(guān)研究領(lǐng)域的研究現(xiàn)狀，研究熱點(diǎn)，并進(jìn)一步分析發(fā)現(xiàn)其研究前沿。

1 數(shù)據(jù)和方法

1.1 數(shù)據(jù)來源以Web of Science Core Collection（WOSCC）數(shù)據(jù)庫為數(shù)據(jù)來源進(jìn)行檢索。擬定檢索公式：TS=（energy metabolism or energetic metabolism or metabolic energy）。時(shí)間跨度：1999-2019，索引：SCI-EXPANDED，CCREXPANDED，IC。精煉依據(jù)選擇Web of Science 類別中的CARDIAC CARDIOVASCULAR SYSTEMS（心血管系統(tǒng)）。截止到2019年6月12日，共檢索得到2477篇文獻(xiàn)。

1.2 方法

1.2.1 軟件選擇與設(shè)置選擇運(yùn)用CiteSpace軟件5.4.R3版本。時(shí)間分區(qū)（Time Slicing）：1999-2019，時(shí)間切片（Years Per Slice）：2年；節(jié)點(diǎn)類型（Node Types）：分別選取作者（Author）、機(jī)構(gòu)（Institution）、國家（Country）、關(guān)鍵詞（Keyword）、作者共被引（Cited Author）、期刊共被引（Cited Journal）及文獻(xiàn)共被引（Cited Reference）進(jìn)行分析；節(jié)點(diǎn)閾值選擇（Top N per slice） = 20；修剪選項(xiàng)（Pruning）：關(guān)鍵路徑（Pathfinder）、修剪切片網(wǎng)（Pruning sliced networks）、修剪合并的網(wǎng)絡(luò)（Pruning the merged networks）。所得的共現(xiàn)圖譜中的節(jié)點(diǎn)表示出現(xiàn)頻次，共被引圖譜中節(jié)點(diǎn)表示被引頻次，連線的顏色表示首次共被引的時(shí)間，各圖譜中節(jié)點(diǎn)大小與數(shù)量成正比。中心性用來發(fā)現(xiàn)和衡量文獻(xiàn)的重要性，中心性＞0.1的用紫色外圈進(jìn)行重點(diǎn)標(biāo)注。采用Modularity Q值評價(jià)網(wǎng)絡(luò)的模塊度，值越大表示網(wǎng)絡(luò)的聚類結(jié)果越好，其取值范圍為[0，1)，一般認(rèn)為，Q＞0.3就意味著劃分出來的網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)是顯著的。Silhouette值是用來衡量網(wǎng)絡(luò)同質(zhì)性的指標(biāo)，越接近1，反映網(wǎng)絡(luò)的同質(zhì)性越高，Silhouette值在0.5以上，一般認(rèn)為該聚類結(jié)果是合理的[4]。

1.2.2 數(shù)據(jù)導(dǎo)出將2477篇文獻(xiàn)的全記錄與引用的參考文獻(xiàn)以純文本的格式導(dǎo)出，并以“download_***.txt”的格式命名，以CiteSpace軟件進(jìn)行可視化分析。

2 結(jié)果

2.1 年度發(fā)文情況通過web of science引文分析，對導(dǎo)出的2477條文獻(xiàn)記錄的發(fā)表情況（圖1）及引用情況（圖2）進(jìn)行分析可知，近20年心血管領(lǐng)域能量代謝相關(guān)的文獻(xiàn)發(fā)表數(shù)一直較多，其中2013年最多，高達(dá)178篇；1999年至2018年文獻(xiàn)的被引次數(shù)呈穩(wěn)步上升趨勢，2019年相關(guān)文獻(xiàn)仍在持續(xù)更新中，到檢索日期為止，總被引頻次達(dá)76 752次，每項(xiàng)平均被引次數(shù)為30.99，說明該領(lǐng)域研究仍處在快速發(fā)展階段。

圖1 年度發(fā)文量

圖2 年度引文量

2.2 作者共現(xiàn)及作者共被引分析可視化圖譜可以提供有影響力的研究小組和潛在合作者的信息，引導(dǎo)研究人員建立合作關(guān)系[5]。由citespace得到的作者共現(xiàn)圖譜見圖3（N=313，E=540），納入圖譜的學(xué)者共有313位，每個(gè)節(jié)點(diǎn)代表一位學(xué)者，節(jié)點(diǎn)見的連線代表學(xué)者間的相互合作，說明學(xué)者間的合作有待繼續(xù)加強(qiáng)。Stefan Neubauer（81），Gary D. Lopaschuk（59），Kieran Clarke（51）三位學(xué)者的發(fā)文量最多，在本研究領(lǐng)域較為活躍。Christine Desrosiers（0.12），Martin E Young（0.12），E. Douglas Lewandowski（0.12），三位學(xué)者的中心性大于0.1，節(jié)點(diǎn)有紫色外圈，是本領(lǐng)域研究的重要人員。圖4是共被引作者圖譜，由圖譜可知，共被引頻次較高的作者有Neubauer S（325），Lopaschuk GD（302），Stanley WC（283），Taegtmeyer H（249），Ingwall JS（247），并且有紫色外圈標(biāo)記，在該研究領(lǐng)域具有較強(qiáng)的影響力。

圖3 作者共現(xiàn)圖譜

圖4 作者共被引圖譜

2.3 國家和機(jī)構(gòu)分析節(jié)點(diǎn)類型同時(shí)選擇國家和機(jī)構(gòu)，以citespace V軟件生成國家和機(jī)構(gòu)共現(xiàn)圖譜（圖5）。發(fā)文量排名前5的國家為：美國（982）、加拿大（236）、德國（234）、英國（217）和日本（194）；中心性排名前5的國家為：瑞典（1.36）、南非（0.74）、波蘭（0.73）、瑞士（0.68）、英國（0.67）。發(fā)文量排名前5的機(jī)構(gòu)為英國牛津大學(xué)(100）、加拿大阿爾伯塔大學(xué)（94）、美國哈佛大學(xué)（82）美國得克薩斯大學(xué)（82），法國國立健康與醫(yī)學(xué)研究所（63）。中心性前5的機(jī)構(gòu)為：蒙特利爾大學(xué)（0.49）、加利福尼亞大學(xué)洛杉磯分校（0.35）、蒙特利爾心臟研究所（0.32）、 美國杜克大學(xué)（0.27）、海德堡大學(xué)（0.27）。綜合分析高產(chǎn)國家為美國、加拿大、德國。其中，美國的發(fā)文量遠(yuǎn)高于其他國家，在該領(lǐng)域占據(jù)主導(dǎo)優(yōu)勢。英國的發(fā)文量和中心性排名均較高，其中，英國的牛津大學(xué)是發(fā)文量最高的研究機(jī)構(gòu)，并且注重和其他機(jī)構(gòu)的合作。

2.4 期刊及期刊共被引分析“核心期刊”是重要期刊，具有較高的發(fā)文量和發(fā)行量。表1顯示了發(fā)表與能量代謝相關(guān)文章的前5大學(xué)術(shù)期刊。它們是該領(lǐng)域的專業(yè)期刊，平均影響因子（IF）為11.01。運(yùn)用citespace對所納入文獻(xiàn)進(jìn)行期刊共被引分析得到的期刊共被引可視化圖譜見圖6，結(jié)合表2可知，共被引頻次排名前5的共被引期刊為CIRCULATION、CIRC RES、AM J PHYSIOL-HEART C、J BIOL CHEM、J MOL CELL CARDIOL。中心性排名前5的期刊為CIRC RES、J MOL CELL CARDIOL、J BIOL CHEM、J AM COLL CARDIOL、CIRCULATION、AM J PHYSIOL-HEART C、J CLIN INVEST。綜合分析CIRC RES、CIRCULATION、AM J PHYSIOLHEART C、J MOL CELL CARDIOL在心血管疾病能量代謝研究領(lǐng)域影響力較大。

圖5 國家和機(jī)構(gòu)共現(xiàn)圖譜

表1 載文量排名前5的期刊

表2 共被引頻次和中心性排名前5的期刊

圖6 期刊共被引圖譜

2.5 共被引文獻(xiàn)分析對共被引頻次和中心性均比較高的文獻(xiàn)分析可獲得學(xué)科研究基礎(chǔ)。由CiteSpaceV生成的文獻(xiàn)共被引可視化圖譜見圖7，表3列出了共被引頻次排名前5的文獻(xiàn)，結(jié)合圖表分析可知Mechanisms of disease-The failing heart - An engine out of fuel是共被引頻次最高的文章，Myocardial Fatty Acid Metabolism in Health and Disease和Energy metabolism in heart failure and remodelling的共被引頻次和中心性均較高，這三篇文章是心血管疾病能量代謝的研究的重要參考文獻(xiàn)。

表3 共被引頻次排名前5的文章

圖7 文獻(xiàn)共被引可視化圖譜

2.6 關(guān)鍵詞共現(xiàn)及聚類分析關(guān)鍵詞反應(yīng)該領(lǐng)域的研究熱點(diǎn)與前沿。用citespace生成關(guān)鍵詞可視化圖譜（圖8）。頻次排名前20的關(guān)鍵詞列于表4，結(jié)合關(guān)鍵詞共現(xiàn)圖譜分析可知：心臟能量代謝研究方面的主要關(guān)鍵詞有：heart failure（心力衰竭）、mitochondria（線粒體）、insulin resistance（胰島素抵抗）、skeletal muscle（骨骼?。at heart（大鼠心臟），fatty acid oxidation（脂肪酸氧化），obesity（肥胖），metabolic syndrome（代謝綜合征）等。以log-likelihood ratio算法，將64個(gè)關(guān)鍵詞聚合得出8個(gè)聚類群（圖9），具體分析列于表5。

圖8 關(guān)鍵詞共現(xiàn)圖譜

表4 頻次排名前20的關(guān)鍵詞

圖9 關(guān)鍵詞聚類標(biāo)簽

表5 關(guān)鍵詞聚類分析表

時(shí)間線視圖主要側(cè)重于勾畫聚類之間的關(guān)系和某個(gè)聚類中文獻(xiàn)的歷史跨度。同一聚類的節(jié)點(diǎn)按照時(shí)間順序被排布在同一水平線上，文獻(xiàn)的時(shí)間置于視圖的最上方，越向右時(shí)間越近。在時(shí)間線視圖中用戶可以清晰地得到各個(gè)聚類中文獻(xiàn)地?cái)?shù)量情況，類中文獻(xiàn)數(shù)越多代表所得到地聚類領(lǐng)域越重要。還能夠顯示各個(gè)類中文獻(xiàn)的時(shí)間跨度，進(jìn)一步反映聚類所關(guān)注的時(shí)間特征。心血管疾病能量代謝相關(guān)研究文獻(xiàn)的關(guān)鍵詞形成的時(shí)間線圖譜見圖10，結(jié)合關(guān)鍵詞聚類標(biāo)簽視圖分析可知，聚類0#所代表的研究主要在2012年以前，其主要的研究內(nèi)容是：心力衰竭時(shí)高飽和脂肪喂養(yǎng)可改善心肌對生理應(yīng)激的收縮反應(yīng)[6]。聚類1#的主要文獻(xiàn)集中在2005年以前，主要研究的是：通過優(yōu)化心臟能量代謝治療缺血性心臟病[7]。聚類2#和聚類3#及聚類4#中文獻(xiàn)的跨越年限較長，從1999年至今，主要研究的方向是：促進(jìn)心肌葡萄糖代謝可以增強(qiáng)心臟功能、減輕組織損傷[8]；內(nèi)臟脂肪過量積聚是心血管和代謝發(fā)病的主要危險(xiǎn)因素[9]；P53和TIGAR在缺氧條件下調(diào)節(jié)心肌細(xì)胞能量穩(wěn)態(tài)，并且與細(xì)胞凋亡密切相關(guān)[10]。聚類5#概括的關(guān)鍵詞主要集中在2005年以后，主要是心力衰竭患者心功能方面的研究[11]。聚類6#所概括的關(guān)鍵次主要集中在1999年至2004年，主要研究的是：內(nèi)源性一氧化氮對缺血再灌注損傷心臟的保護(hù)作用[12]。聚類7#所代表的關(guān)鍵詞的研究主要是在2010年以前，其主要的研究方向?yàn)椋赫{(diào)節(jié)心肌代謝治療心力衰竭[13]。

圖10 關(guān)鍵詞時(shí)間線視圖

運(yùn)用citespace對關(guān)鍵詞進(jìn)行突發(fā)性檢測（圖11），通過統(tǒng)計(jì)本領(lǐng)域關(guān)鍵詞的詞匯頻率，根據(jù)詞匯的增長率來確定哪些是研究前沿的熱點(diǎn)詞匯，是正在興起或突然涌現(xiàn)的理論趨勢和新主題，代表一個(gè)研究領(lǐng)域的思想現(xiàn)狀[14]。近5年有突發(fā)變化的關(guān)鍵詞主要有failing heart（心衰）、cardiovascular disease（心臟疾?。?、dysfunction（功能紊亂）、cardiac metabolism l（心臟代謝）、oxidative stress（氧化應(yīng)激）、cardiomyopathy（心肌?。?、cardiac hypertrophy（心肌肥厚）risk（危險(xiǎn)性）、活化蛋白激酶（activated protein kinase）、atherosclerosis（動(dòng)脈粥樣硬化）、exercise（運(yùn)動(dòng)）。

圖11 關(guān)鍵詞突發(fā)檢測圖

3 討論

CiteSpace是在科學(xué)計(jì)量學(xué)、數(shù)據(jù)可視化背景下逐漸發(fā)展起來的一款引文可視化分析軟件[15]。利用CiteSpace對1999年至2019年近20年來心血管領(lǐng)域能量代謝相關(guān)文獻(xiàn)分析發(fā)現(xiàn)，該領(lǐng)域相關(guān)文獻(xiàn)發(fā)文量一直較高，文獻(xiàn)的被引次數(shù)總體呈現(xiàn)上升狀態(tài)。Neubauer S，Lopaschuk GD，Stanley W，Taegtmeyer H及Ingwall JS是該研究領(lǐng)域主要的學(xué)者。美國是該領(lǐng)域研究的主要國家，英國牛津大學(xué)是發(fā)文量最多的機(jī)構(gòu)，CIRC RES、CIRCULATION、AM J PHYSIOL-HEART C和J MOL CELL CARDIOL是心血管領(lǐng)域能量代謝研究的重要期刊。Mechanisms of disease- The failing heart - An engine out of fuel[16]，Myocardial Fatty Acid Metabolism in Health and Disease[17]和Energy metabolism in heart failure and remodelling[18]三篇文章是該研究領(lǐng)域的重要參考文獻(xiàn)。目前的研究的主要關(guān)鍵詞是心力衰竭、線粒體能量代謝、胰島素抵抗、脂肪酸氧化、肥胖、代謝綜合征等，說明心力衰竭時(shí)線粒體能量代謝的改變是研究較多的主題，而抑制脂肪酸氧化和刺激葡萄糖氧化可改善缺血心肌細(xì)胞的能量代謝障礙[2]。與心血管疾?。–VD）相關(guān)的合并癥可改變?nèi)砗托募〉男玛惔x，常常導(dǎo)致心臟功能和健康狀況惡化[19]，心肌能量代謝方面研究較多的合并癥是糖尿病，肥胖和代謝綜合征，心力衰竭中的骨骼肌異常也是研究的熱點(diǎn)問題[20]。心力衰竭時(shí)線粒體能量代謝的改變，心血管疾病合并糖尿病、肥胖和代謝綜合征的能量代謝障礙以及心力衰竭時(shí)的骨骼肌異常是該領(lǐng)域研究的熱點(diǎn)問題。該領(lǐng)域的研究前沿是心力衰竭中線粒體的氧化應(yīng)激和功能紊亂[21，22]，心肌病及動(dòng)脈粥樣硬化性心臟病的代謝重構(gòu)[23，24]，AMPK信號(hào)通路[25]及運(yùn)動(dòng)誘導(dǎo)的肌動(dòng)蛋白和肌肉脂肪組織的相互作用[26]。

本研究為科研工作者今后開展心血管疾病領(lǐng)域能量代謝的相關(guān)研究提供了一個(gè)新的視角，為研究者識(shí)別潛在的合作者和合作機(jī)構(gòu)、熱點(diǎn)話題和研究前沿提供了有價(jià)值的信息。