陳抒鵬，唐娜娜，王思夢，徐媛媛，繆慧慧(江西中醫(yī)藥大學臨床醫(yī)學院，江西 南昌 330004；江西中醫(yī)藥大學附屬醫(yī)院心血管科，江西 南昌 330006)

新型冠狀病毒肺炎(coronavirus disease 2019，COVID-19)疫情的暴發(fā)給全世界帶來了巨大的挑戰(zhàn)。國內外學者最初都把矛頭指向新型冠狀病毒(severe acute respiratory syndrome coronavirus 2，SARS-CoV-2)，然而SARS-CoV-2變異速度太快，2019年12月在武漢發(fā)現(xiàn)野生型SARS-CoV-2，2020年7月在英國出現(xiàn)第一個突變體D614G，9月發(fā)現(xiàn)Alpha，12月在南非發(fā)現(xiàn)Beta，同時于秘魯發(fā)現(xiàn)Lambda，2021年1月在巴西發(fā)現(xiàn)Gamma，9月在英國再次出現(xiàn)Delta，11月在博茨瓦納發(fā)現(xiàn)Omicron。近期，COVID-19有關腸道菌群的研究成果帶給了我們許多驚喜。越來越多研究發(fā)現(xiàn)腸道菌群對COVID-19感染初期免疫反應[1]、疾病發(fā)展期細胞因子風暴[2-3]、疾病的后遺癥[4-5]均具有重要的調節(jié)作用。

CiteSpace軟件是由陳悅等[6]研發(fā)的能夠將某個知識領域繪制成知識圖譜的信息分析軟件，可了解該領域研究前沿的突現(xiàn)和發(fā)展進程，探測該學科的研究熱點和發(fā)展前沿。本研究應用CiteSpace 5.8.R3c版本，以Web of Science數據庫為文獻來源，對2020年1月至2022年3月COVID-19有關腸道菌群研究現(xiàn)狀進行文獻計量學及可視化分析，為COVID-19的研究提供參考。

1 資料與方法

1.1 資料

數據庫為Web of Science核心合集，包含SCI-E、SSCI、AHCI、ESCI。檢索策略：(TS=(bowel OR gut OR gastrointestinal OR intestine OR enteric) AND TS=(microbi OR metagenome OR microorganism OR microflora OR flora OR bacteria) AND TS=(“2019-nCoV” OR “COVID-19” OR “novel coronavirus” OR “novel coronavirus pneumonia” OR “SARS-CoV-2”)，時間范圍為2020年1月1日至2022年3月31日，語種為英語，文獻類型為Article。納入標準：①與研究主題(COVID-19有關腸道菌群研究)相關；②研究內容包含基礎研究、臨床研究、理論研究。排除標準：①與主旨無關；②重復文獻；③撤稿文獻。

1.2 方法

檢索到234篇文獻，通過閱讀題名、摘要、關鍵詞并根據排除標準最終納入129篇文獻，將所選“全記錄與引用的參考文獻”以純文本格式導出。文件重命名為download_1-130wos.txt，導入CiteSpace 5.8.R3c，去除重復文獻且同義關鍵詞合并。運用Excel及CiteSpace分別進行發(fā)文趨勢分析，國家及機構發(fā)文量及合作關系分析，關鍵詞共現(xiàn)、聚類及突現(xiàn)詞分析，探索當前研究熱點及趨勢。

2 結果

2.1 發(fā)文趨勢

將納入標準的129篇文獻數據導入Excel 2019并統(tǒng)計分析發(fā)文趨勢。2020年4月開始出現(xiàn)COVID-19有關腸道菌群的報道，發(fā)文量呈逐步上升趨勢，平均每月發(fā)文4.8篇，發(fā)文量最多達13篇，可預估未來發(fā)文量將進一步增長(圖1)。

圖1 COVID-19有關腸道菌群研究的發(fā)文趨勢

2.2 國家與機構分析

2.2.1 發(fā)文國家分析 將整理好的文獻數據導入Excel，統(tǒng)計分析顯示共有52個國家/地區(qū)發(fā)表該領域論文，96個機構參與發(fā)文。通過CiteSpace 5.8.R3c軟件生成國家合作可視化圖譜(圖2)，網絡節(jié)點數量N=49，連線E=48，連線稀疏，密度為0.040 8，可見各國合作較少；發(fā)文量前10的國家分別為中國(39篇)、美國(19篇)、印度(14篇)、意大利(12篇)、澳大利亞(9篇)、法國(7篇)、伊朗(7篇)、日本(6篇)、埃及(5篇)、俄羅斯(5篇)；中心度(反映該節(jié)點在網絡中對其他節(jié)點的作用強度[7])排名前5的國家為印度(0.72)、沙特阿拉伯(0.69)、美國(0.60)、尼泊爾(0.42)、肯尼亞(0.42)。

每一個圓點代表一個國家，圓點越大代表發(fā)文量越多，圓的紫紅色外圈代表中心度，連線代表國家間的合作。圖2 國家/地區(qū)合作可視化圖譜

2.2.2 發(fā)文機構分析 各機構合作可視化圖譜(圖3)，網絡節(jié)點數量N=96，連線E=55，各個節(jié)點連線稀疏，密度為0.012 1，表明各機構的合作度不高。累計發(fā)文量前10的機構為香港大學(8篇)、悉尼大學(6篇)、中山大學(4篇)、德黑蘭醫(yī)科大學(3篇)、蘭州大學(3篇)、羅格斯州立大學(3篇)、香港基督教聯(lián)合醫(yī)院(3篇)、華中科技大學(3篇)、羅馬大學(3篇)、西澳大利亞大學(3篇)；中心度前5的發(fā)文機構為埃及農業(yè)研究中心(0.03)、伊斯蘭阿扎德大學(0.03)、伊朗醫(yī)科大學(0.02)、澳門大學(0.02)、中山大學(0.01)。

每一個節(jié)點代表一個機構，連線代表機構間的合作。圖3 機構合作可視化圖譜

2.3 作者分布與作者共被引分析

分析作者共現(xiàn)圖譜和作者共被引圖譜，可以發(fā)現(xiàn)該領域的核心作者以及主要研究團體，可為團隊合作研究提供參考。

2.3.1 作者共現(xiàn)分析 運用CiteSpace 5.8.R3c軟件生成作者合作可視化圖譜(圖4)，圖中節(jié)點數量94個，連線124條，其中累計發(fā)文量前10的作者為NG SIEW C (7篇，中國)、CHAN FRANCIS K L (7篇，中國)、CHAN PAUL K S (5篇，中國)、YEOH Y K(4篇，中國)、LIU Q(4篇，中國)、ZHANG F(4篇，中國)、ZHANG L(3篇，中國)、ZUO T(3篇，中國)、 LI AMY Y L(3篇，中國)、VITETTA L(3篇，澳大利亞)；中心度排名前5的作者為ZHANG L(0.04，中國)、 CHING JESSICA Y L(0.03，中國)、CHEUNG C P(0.02，中國)、NG SIEW C(0.01，中國)、CHAN FRANCIS K L(0.01，中國)。

2.3.2 共被引作者分析 共被引作者為共同被一篇文章所引用的第一作者。研究共被引作者，可以分析這一類作者群在研究內容及方向的聯(lián)系。共被引前5的作者為ZUO T(70次，中國)、GU S L(41次，美國)、DHAR D(32次，印度)、HASHIMOTO T(28次，日本)、YEOH Y K(27次，中國)，中心度前5的作者為KUBA K(0.31，日本)、HOFFMANN M(0.29，德國)、ANAND S(0.29，印度)、AYYASH M(0.23，以色列)、BAUD D(0.21，瑞士)。

2.3.3 核心作者分析 依據普賴斯定律[8]計算核心作者公式M=0.749×(Nmax)1/2，其中M為論文篇數，Nmax為所有作者中最高產的論文篇數，其中發(fā)表論文篇數在M以上的為核心作者。本次統(tǒng)計中，發(fā)文量最高篇數為7，依據公式計算M=1.98，按照四舍五入原則，將發(fā)表論文2篇及以上的作者確定為核心作者。目前已出現(xiàn)16位核心作者，其中NG SIEW C(中國)、CHAN FRANCIS K L(中國)發(fā)文量與中心度均位列靠前，表明這兩位作者在該領域具有重要影響力，作者合作網絡圖譜(圖4)可見該兩位作者存在密切的聯(lián)系，并同時與多位核心發(fā)文作者存在聯(lián)系，包含發(fā)文量及被引次數均位列前10的ZUO T(中國)，以上作者的密切合作推動了該研究領域的迅速發(fā)展。

圖4 作者合作網絡圖譜

2.4 期刊共被引分析

通過CiteSpace 5.8.R3c軟件分析得到期刊共被引圖譜(圖5)，生成網絡節(jié)點343個、連線420條。期刊共被引前10的期刊分別是Gastroenterology(92次)、Nature(90次)、Cell(85次)、Science(82次)、ClinInfectDis(81次)、FrontImmunol(81次)、FrontMicrobiol(80次)、PLoSOne(79次)、Lancet(79次)、Gut(77次)；中心度前10的期刊分別是ApplMicrobiolBiot(0.23)、AntivirRes(0.21)、InflammBowelDis(0.19)、ClinInfectDis(0.16)、IntJMolSci(0.16)、JAllergyClinImmun(0.16)、EmboMolMed(0.16)、Gastroenterology(0.15)、VirusRes(0.15)、JInfectDis(0.14)，結合期刊共被引排名及中心度分析，推測ClinInfectDis、Gastroenterology期刊在COVID-19有關腸道菌群研究領域影響力較高。

圓點代表被引期刊，圓點越大代表被引次數越多，紫紅色外圈代表中心度。圖5 期刊共被引圖譜

2.5 關鍵詞分析

2.5.1 關鍵詞共現(xiàn)分析 關鍵詞共現(xiàn)分析基本原理是統(tǒng)計關鍵詞在同一篇文獻中出現(xiàn)的次數，通過分層聚類，揭示與主題間的親疏關系。關鍵詞共現(xiàn)圖譜(圖6)中節(jié)點149個、連線262條，表明該研究范圍較廣，高頻關鍵詞有gut microbiota(67次)、infection(24次)、ace2(18次)、bacteria(16次)、disease(16次)等(表1)。可推斷感染、免疫、細菌、血管緊張素轉化酶Ⅱ、益生菌為COVID-19有關腸道菌群研究領域中的熱點。

每個節(jié)點代表一個關鍵詞，節(jié)點大小代表關鍵詞出現(xiàn)的頻次，連線代表各個關鍵詞之間的關聯(lián)。圖6 關鍵詞共現(xiàn)圖譜

表1 排名前20的高頻關鍵詞

2.5.2 關鍵詞聚類圖譜分析 運用LSI算法將內容相近的關鍵詞聚類，生成聚類圖譜，結果顯示關鍵詞被聚類成8類，反映了COVID-19在腸道菌群的整體研究結構(表2)，其Modularity值為0.747(>0.3)，Silhouette值為0.891(>0.5)，說明該聚類圖譜結構顯著，聚類合理。由聚類網絡可推斷COVID-19有關腸道菌群的研究主要熱點有疾病的炎癥反應、發(fā)酵食物及益生菌的免疫調節(jié)作用，值得關注的是神經系統(tǒng)癥狀。

表2 關鍵詞聚類信息

2.5.3 突現(xiàn)詞分析 突現(xiàn)詞是CiteSpace軟件通過統(tǒng)計相關論文詞匯頻率，根據詞匯的增長率來確定研究前沿的熱點詞匯。通過突現(xiàn)詞的檢測可以了解到某段時期內的研究前沿或者新興的理論趨勢和主題。2020年該領域突現(xiàn)詞為sars coronavirus、disease、dendritic cell、virus、resistance、necrosis factor alpha、intestinal flora、influenza，突現(xiàn)詞較多表明該領域的研究范圍廣，其中dendritic cell(樹突細胞)突顯強度較高，值得關注。樹突細胞是機體功能最強的專職抗原遞呈細胞。樹突細胞作為關鍵詞(含Keywords Plus)出現(xiàn)在5篇文獻中，其中有研究發(fā)現(xiàn)腸道微生態(tài)對于呼吸系統(tǒng)具有重要調節(jié)作用[9]，樹突細胞參與由腸道菌群介導的免疫反應[10]，菌群結構的差異可出現(xiàn)COVID-19易感性、嚴重程度的差異[11]，同時有研究發(fā)現(xiàn)益生菌可以通過改善腸道微生態(tài)以調節(jié)機體免疫[12]，益生菌將有望成為COVID-19口服疫苗[13]。因此可推測未來免疫調節(jié)及COVID-19口服疫苗研發(fā)的重點可能在于調節(jié)腸道微生態(tài)。

3 討論

自2020年3月開始出現(xiàn)COVID-19有關腸道菌群的研究，2年時間總發(fā)文量129篇，并呈逐月上升趨勢，共有52個國家/地區(qū)、96個機構發(fā)表相關研究，發(fā)文量最多的國家是中國，中心度最高的國家是印度，發(fā)文量最多的機構是香港大學，中心度最高的機構是埃及農業(yè)研究中心，宏觀層面我國為該領域發(fā)文的主力軍，但總體的中心度不高，表明文獻的國際影響力較低，機構層面我國中山大學在該領域發(fā)文量及文獻中心度均位列前位，表明我國在該領域有引領世界的機構。

NG SIEW C(中國)、CHAN FRANCIS K L(中國)等發(fā)文量前10的作者均為該研究領域的核心作者，是發(fā)文的主力軍。閱讀以上作者的研究成果可以使新的研究者迅速了解該研究領域的概況。NG SIEW C的團隊研究揭示了SARS-CoV-2對腸道菌群穩(wěn)態(tài)的損害機制，有益菌減少可使機會性病原體富集，核苷酸、氨基酸及碳水化合物代謝增加[14]，進一步破壞腸道微生態(tài)。腸道微生態(tài)的失衡反映了疾病嚴重程度[15]，表現(xiàn)為菌群紊亂后短鏈脂肪酸的合成障礙、腸道動力損傷，出現(xiàn)疲勞、記憶力差和脫發(fā)等后遺癥[5]，進一步的研究發(fā)現(xiàn)調節(jié)腸道微生態(tài)有助于免疫能力的提高，減少疫苗不良事件的發(fā)生[16]，并初步探索益生菌SIM01可以作為COVID-19的輔助性治療[17-18]。

COVID-19有關腸道菌群的研究熱點為感染、免疫、細菌、血管緊張素轉化酶Ⅱ、益生菌，同時神經系統(tǒng)癥狀值得關注。綜合以上作者的研究可推測腸道菌群可能經腦腸軸參與神經系統(tǒng)的調節(jié)[19]，經肺腸軸參與對呼吸系統(tǒng)的調節(jié)[20]。研究發(fā)現(xiàn)COVID-19患者出現(xiàn)不同程度的腦萎縮[21]，最近報道COVID-19患者會出現(xiàn)頭痛、頭暈、意識障礙等中樞神經系統(tǒng)癥狀，味覺減退、嗅覺減退、食欲減退、神經痛等周圍神經癥狀。COVID-19后遺癥是目前亟待解決的難題，靶向腸道菌群可能是針對COVID-19后遺癥的一個新的治療策略[5,22]。有意思的是對于突現(xiàn)詞(樹突細胞)所在文獻的分析表明免疫調節(jié)及COVID-19口服疫苗的研發(fā)重點在于調節(jié)腸道微生態(tài)。

本研究分析了Web of Science數據庫中COVID-19有關腸道菌群相關文獻，得出了多個研究熱點與前沿，為相關研究人員提供借鑒。由于數據庫及時間跨度的限制，相關文獻可能收錄不全，數據存在偏倚。COVID-19仍在全球大流行，研究需跟進。