基于InCites数据库的毒理学研究领域的发展态势

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毒理学是研究环境因子(主要是外源化学物，也包括物理因素或生物因素)对生物体和生态系统的损害作用，以及如何预防和减轻此种损害作用的科学[1]。作为一门维护生态平衡、保障人们生命安全的重要学科，毒理学越来越受到世界各国政府、企业、学术界的重视[2]。其起步与发展过程、科研水平现状与未来走向更应成为毒理学从业人员关注的焦点。

文献计量学被越来越多地应用于在宏观层面上评价不同国家/地区、组织机构在特定学科的研究水平与科研绩效[3]。其中，引文分析因其能表明前期学术成果在他人后续研究中被利用的情况而成为文献计量分析中不可或缺的一种科研评价方法[4-5]。此外，随着中国的科研实力的逐步增强，每年有大量论文被Web of Science(WOS)收录，国内政府决策和教育主管部门也将WOS收录论文情况作为评判各机构科研实力和科研人员绩效的重要指标[6]。

本文利用InCites数据库[7]及WOS数据库对1980-2015年毒理学学科的科研成果数量、学术影响力及科研合作等指标进行比较分析，同时对其高被引论文进行分析，以期为政府管理部门制定学科发展战略规划、科研人员了解毒理学研究脉络和开展研究工作提供参考。

1 数据来源和处理

1.1 数据来源

本文数据来源于ISI ( Institute for Scientific Information ) 的InCites数据库和WOS数据库，以毒理学研究的国家、国内机构和研究者为研究对象，所选文献计量指标包括WOS发文量、论文被引百分比、论文总被引频次、论文篇均被引频次、相对全球平均水平的影响力、国际合作论文百分比、横向合作论文百分及H-指数。

1.2 数据处理

在InCites数据库中设定数据库对象合集为“Web of Science”，研究领域为“Toxicology”，限定时间范围为1980-2015年，然后分别使用“Regions”(检索结果：193)、“Organization”(中国大陆地区检索结果：363)及“People”(中国大陆地区检索结果：29 763)3个模块，对国家、机构和研究员的毒理学研究发文量、科研影响力及科研合作情况进行分析(检索日期：2016年2月20日)。制定检索式TS=(Toxicology) AND PY=(1980-2015)，对WOS数据库涵盖的国家、机构及作者的高被引论文进行内容分析。

2 结果与分析

2.1 毒理学研究领域科研生产力

1980-2015年，美国毒理学研究发文量(123 498篇)远超其他各国，英国(25 238篇)、日本(22 402篇)、德国(19 195篇)发文量接近，中国(13 007篇)以不到美国1/10的发文量排名第七(表1)，各国发文量逐年递增，美国虽有波动但整体呈上升趋势且平均水平远高于其他国家；中国现代毒理学从20世纪50年代起步，1995年发文量呈现较明显的上升态势；90年代中期至今涌现出一批新的技术理论和分支学科(如基因组学、毒代动力学、纳米毒理学等)，建设了一批毒理学评价规范实验室，构建了毒理学技术平台体系[8-9]，促进了我国毒理学研究的快速发展， 2010年发文量居世界第二位，尤其是近5年(2011-2015年)，总发文量高达7 606篇，仅次于美国(22 049篇)。

表1 1980-2015年毒理学研究Top10国家发文量

我国毒理学领域发文量排名Top100的机构类型及所占比率分别为高校(占84%)、科研单位(占12%)、政府机构(占2%)、医院(占2%)。其中发文量最高的机构为中国科学院，其毒理学研究主要集中于生态环境研究中心、水生生物研究所、动物研究所等下属机构，研究内容侧重于生态毒理学和环境毒理学；浙江大学、中国人民解放军防化研究院、北京大学、南京大学分别排第2-5位，与中国科学院的发文量相差甚大，详见表2。各机构年发文量均呈上升趋势，以中国科学院尤为突出，其发文量在1995年后呈飞跃式增长，近5年(2011-2015年)总发文量高达1 016篇，远高于浙江大学(284篇)、北京大学(229篇)等高校。

表2 1980-2015年我国毒理学研究领域发文量Top10机构发文量

2.2 毒理学研究领域科研影响力及合作情况

对毒理学研究领域发文量Top10国家按“论文总被引频次”降序排列(表3)，其中美国(2 402 118次)遥遥领先于其他国家，英国排名第二，德国、加拿大及日本分别列第三至五名，法国、挪威及意大利

总被引频次较为接近，而发展中国家的中国和印度相对较低。2010年前各国论文总被引频次总体呈上升态势，美国波动幅度较大；发文量Top10国家中只有中国和印度的相对科研绩效低于全球平均水平，印度、加拿大及挪威3国论文被引百分比最高。其中挪威的高被引论文百分比及篇均被引指标均列前茅，学术影响力相对较高，这是由于挪威的Erik Dybing教授曾担任2001年国际毒理学联合会(IUTOX)；印度的高被引论文较少；我国毒理学研究论文总被引频次呈稳步上升趋势，论文被引百分比及高被引论文百分比均在中上等水平，但篇均被引频次(9.79)较低。其主要原因是一方面是在较长一段时间内我国都将发文量作为评价学者或科研机构的标准，发文追求数量使得论文被引量下降[10]；另一方面是在20世纪90年代至今虽然是我国毒理学科的快速发展期，但是发展的重点是将代谢组学、毒理基因组学、毒代动力学等一批新的技术理论引入和应用于我国毒理学领域，而影响力高的基础研究和创新成果相对较少。

表3 1980-2015毒理学研究发文量Top10国家影响力及合作绩效情况

从各国毒理学研究合作指标来看，挪威、法国、德国、加拿大、英国和意大利的国际与横向合作发文较多，而美国、日本、印度和我国在毒理学研究合作发文方面相对提升空间较大。我国毒理学研究WOS发文的国际合作图(图1)显示，1980-2015年我国毒理学研究的国际关系合作网中，以中美合作居多，共1 673篇。其中与National Institutes of Health (NIH)机构合作发文量最高(1 555篇，学科规范化引文影响力1.88)，其次分别是日本、加拿大和德国，我国与国际合作率及篇均被引指标均居首位的挪威合作发文量较少(26篇)。因此，我国毒理学研究的国际合作交流还有进一步提升的空间。

图1 1980-2015年我国毒理学WOS发文国际合作图

按照“论文总被引频次”指标对我国毒理学发文Top10机构降序排列，排名前三的机构依次为中国科学院、中国人民解放军防化研究院和北京大学，详见表4。其中，中国科学院总被引频次以绝对优势(27 667篇)居国内机构首位，其论文总被引频次的变化波动较大(在2008年达到峰值)，其余各机构均呈平稳上升的趋势。所研究机构的论文被引百分比较高(均分布于75%-90%之间)，而论文的高被引情况还有较大的提升空间(均分布于1.5%以内)，但是中国疾病预防控制中心和中国人民解放军防化研究院的论文篇均被引频次相对较高。Top10机构中的中国科学院、中国人民解放军防化研究院、北京大学、复旦大学和中国疾病预防控制中心的影响力等超过全球平均水平影响力。同时，从合作指标来看，Top10机构中的中国疾病预防控制中心、中国医科大学和复旦大学排前三名，在某种程度上说明以上3个研究机构吸引毒理学国际合作以及与企业合作研究的能力较高。中国人民解放军防化研究院国际合作论文百分比较低，这可能与其政策限制有关。

表4 1980-2015我国毒理学研究发文量Top10机构影响力及合作绩效情况

进一步对国际合作论文百分比最高的机构：中国疾病预防控制中心进行合作度分析，生成WOS发文合作图(限定条件：合作发文数目﹥5的机构)，如图2所示。

图2 1980-2015年中国疾病预防控制中心WOS发文合作

1980-2015年，中国疾病预防控制中心先后与191个机构进行过毒理学研究合作发文，其中中国大陆地区机构34个，合作发文数目﹥5的机构15个，包含8个国内机构(中国科学院、哈尔滨医科大学、中山大学、首都医科大学、北京大学、复旦大学、中国医学科学院&北京协和医学院及东南大学)和7个国外机构。其中合作发文最高的机构是美国国立卫生研究院(WOS发文40篇，总被引频次899)，与该单位合作发文被引频次最高的作者是Zeiger, E教授，单篇被引最高的文章是1996年由Yin,SN，Hayes RB和Linet MS等发表于ENVIRONMENTALHEALTHPERSPECTIVES的“An expanded cohort study of cancer among benzene-exposed workers in China”(被引频次139)，与环境毒理学研究相关。

2.3 基于高被引论文的毒理学领域研究内容

通过检索WOS数据库，发现毒理学研究领域总被引频次最高的10篇论文发表于1981-1993年期间，主要研究方向为药物毒理学4篇(包括尼古丁的耐受试验[11]和细菌耐药性问题[12]，还有1篇来自于加拿大，介绍了一种估算药物不良反应发生率的新方法[13])，生化与分子毒理学3篇，遗传毒理学2篇，环境毒理学1篇(1993年发表于《新英格兰杂志》，主要研究了6个美国城市中空气污染与死亡率间的关系)[14]。总被引频次排名前3的论文分别是2005年由美国罗切斯特大学发表的环境科学与生态毒理学领域的文章，主要介绍从超细粒子的研究不断发展的一门新兴学科-纳米毒理学[15]，对空气中的纳米颗粒对人体呼吸道的影响、纳米材料与生物体系的相互作用，总被引频次为3 279；1999年在华盛顿举行的“基因毒性测试程序国际研讨会(IWGTP)”中，一个专家小组所制定的利用单细胞凝胶(SGC)的遗传毒理学/彗星试验的指导方针[16]，其总被引频次为2 257，作者来自于美国、瑞典、英格兰、瑞士、日本、墨西哥、韩国7个国家；美国德克萨斯州农工大学动物生理学和药理学系的Safe.S教授发表于1990年的文章，介绍使用毒性当量因子(TEFs)对接触广泛暴露于环境中的PCBs，PCDDs，PCDFs等以混合物形式存在的卤代烃类化合物对健康的潜在危险性进行风险评估[17]，其总被引频次高达1 529次。

进一步限定检索区域，共得到中国(大陆地区)毒理学研究论文7 768篇，其总被引频次84 727次，H指数为96。其中，单篇被引最高频次为767次，为2004年中科院化学所化学与生态毒理学方向的研究性文章，介绍了可见光照射下有毒有机污染物与Ni2O3 / TiO2-xBx的高效降解[18]；排名第二是2005年中科院高能物理所联合北大发表的一篇环境毒理学领域的文章(总被引频次为725次)，介绍碳纳米材料(包括单壁碳纳米管，多壁碳纳米管，富勒烯)的毒性[19]；1998年发表于《British Medical Journal》一篇文章单篇被引频次排名第三，对来自中国24个大城市和74个农村县在1986-1988年死亡的100万例死者家属进行家访调查，评估了中国由烟草所致的死亡增长早期阶段的危害状况[20]，作者来自中国医学科学院肿瘤所、中国预防医学科学院、英国牛津大学和美国康奈尔大学。

值得注意的是，华中科技大学的篇均被引在1994年有明显峰值(421)，在WOS进一步检索可知，1994年由外籍作者D.Anderson和我国作者TW.Yu 共同发表于MutationResearch/FundamentalandMolecularMechanismsofMutagenesis的一篇名为“The effect of various antioxidants and other modifying agents on oxygen-radical-generated DNA damage in human lymphocytes in the COMET assay”的文章，单篇被引频次达498，主要研究内容是利用彗星实验检测不同抗氧化剂和改性剂对人体淋巴细胞内氧化应激致DNA损伤的作用。

2.4 毒理学研究国内学术带头人

对按照WOS发文量我国毒理学研究者进行降序排列(表5)，高产作者主要集中于中国科学院(水生生物研究所、生态环境研究中心、烟台海岸带研究所、广州地球化学所、海洋研究所)、浙江工业大学、安徽医科大学等。其中中国科学院“百人计划”周炳升教授的论文被引指标值(总被引频次、篇均被引频次、高被引论文百分比)最高，研究方向主要为环境毒理学，特别是有机污染物对水生生物作用的分子机制、危险评价、健康危害及生态毒理学效应。从相对全球平均水平影响力来看，我国Top10学者中有7位超过平均水平，以浙江大学环境与资源学院刘维屏院长居首，且其H指数(18.00)最高，主要研究方向为有机环境污染化学与控制。笔者认为其毒理学研究影响力居高的原因与在国际上率先开展手性农药环境安全研究密不可分。

从论文合作指标来看，Top10学者中以应光国、周炳升、王心如等教授为代表的绝大多数学者均开展了较为广泛的国际合作，但是横向合作论文百分比的值均为0.00，提示我国毒理学研究高影响力学者的横向合作相对欠缺。

表5 1980-2015年我国毒理学研究发文量Top10学者科研绩效情况

3 结论与讨论

近年来，随着大量外源性化学物质进入人类生产、生活及周围环境[21]，毒理学研究领域越来越受到重视，该领域的发文量和影响力都有了极大的提升。研究时间范围内，美国、英国和日本是毒理学研究发文相对较高的国家，我国毒理学研究发文量呈指数型增长的同时质量也显著提升，正在向世界平均水平靠近。 从论文被引分析可知，美国总被引频次最高，遥遥领先于其他国家，英国、德国、加拿大及日本分别列第二至五名。我国论文总被引频次虽呈稳步上升趋势，但篇均被引频次较低，科研成果质量有待提高。从各国毒理学研究合作指标看，挪威、法国、德国、加拿大、英国和意大利的国际与横向合作发文较多，而我国毒理学研究的国际合作交流还有进一步提升的空间。 我国从20世纪 90年代中期至今的毒理学研究开始与现代生物技术和信息技术相融合，涌现出毒理基因组学、纳米毒理学等一批新的技术和理论分支学科，构建了毒理学技术平台体系，这些突破都与我国政府的大力支持、高校和科研院所不断开拓创新密不可分，但是与国际相比仍然存在较大差距。因此，提出几点建议，供政府、高校及科研院所在推进毒理学研究时参考。

3.1 重视毒理学科研成果的质量，加强学科定位及体系建设

毒理学研究成果对于日益严重的环境污染评估和治理、新物质与新型材料的生物安全性以及食品药品、化学品的毒性评估与管理等都起到了举足轻重的作用[22]。我国毒理学研究论文发文量呈较明显的上升态势，但篇均被引频次较低，可见我国毒理学科研成果的数量远远高于其质量，正如诺贝尔得主Mac Diarmid所说“研究质量是由全世界的同行来评价的”。对于中国的科学家来说，在5年内仅发表1篇得到其他国家的学者引用20次的论文，比5年内发表10篇仅得到1次引用的论文要重要得多”[23]。因此，在今后的毒理学研究中，我国在注重发文数量的同时需重视科研成果的质量。毒理学具有多学科交叉和多部门管理的特点，而我国毒理学具有国际影响力的成果相对集中在环境与生态毒理学领域。因此需结合我国实际，尽快建立有中国特色的毒理学研究和安全性评价、风险评估与管理协同机制和协调机构，从而更紧密地结合人们健康事业和国家生态安全的需要，并加强学科研究分支的定位以及整个毒理学科体系的建设至关重要[24]。

3.2 重视国际毒理学科前沿动态，加强国际间科研交流与合作

近年来，国际毒理学研究进展较快，热点包括毒性通路测试策略，干细胞，毒理学测试替代法、生物标志物、表遗传学测试、微生物组学研究等，不同研究机构和不同国家间的合作日益密切。现代毒理学属于交叉学科，其在环境、药品、食品和其他多领域中均有应用。1980-2015年我国学者与国外学者合著的毒理学文章较少，且我国毒理学研究的国际关系合作网中以中美合作居多，与其他国际合作率及篇均被引指标较高的国家合作发文较少，在某种程度上也限制了我国毒理学的发展，其学科影响力至今仍低于世界平均水平。国际合作的合著论文的被引次数通常高于单一作者的论文，国际合作程度高的科研论文影响力往往也高[25]。因此，建议毒理学科研工作者更加密切地关注国际毒理学科前沿动态，同时积极参与国际间的科研交流与合作。

3.3 重视毒理学阶段性研究回顾分析，指导科研思路和方向

现代毒理学所关注的问题较多，在环境、药品、食品和其他多领域中均有应用，与工业、农业、卫生等方面息息相关，涉及到基础与应用研究。课题研究者和政策拟定者除了应关注自身研究的技术和发展动态外，还需注重国内外相关领域阶段性研究的回顾分析。如根据某些文献计量指标(包括某研究方向的高发文量机构、高影响力机构并及热点关键词分析提取热点等)辅助指导课题的发展方向和获得最新动态，以避免科研工作的重复，寻找相应领域的合作伙伴，推动科研深度。

4 结语

本文使用InCites数据库分别从发文量指标、论文被引指标、科研合作指标对1980-2015年毒理学研究国家、国内科研机构和学术带头人进行分析，并结合Web of Science数据库进行高被引论文的分析，提出该学科发展建议：今后我国毒理学的研究在继续加大科研投入的同时，应注重国际和国内机构间的合作交流，提高研究的质量和水平，结合我国社会发展的需求，在基础研究和应用研究领域发挥更大的作用。由于篇幅有限，本文对于毒理学研究内容分析的深度还有较大的提升空间，在今后的工作中将进行毒理学研究题录分析及热点分析，为研究者提供科研思路、科研方向和合作思路，推动毒理学研究的发展。