应用Citespace软件分析钙离子通道在心血管领域中的文献

石树青，石晶晶，魏娜敏，张广辉，张雪松，胡元会

钙离子通道是一种跨越细胞膜的载体蛋白，分为电压门控钙通道、机械敏感钙通道和非门控的通道。钙在生命中具有重要调节作用，心脏每次跳动需要钙与肌钙蛋白C结合介导收缩，所需要的钙主要是通过钙离子通道从滑面内质网释放。钙离子通道异常可导致各种心血管疾病，包括心衰、房颤、长QT综合征（LQTs），Brugada综合征（BrS），儿茶酚胺敏感性室性心动过速（CPVT）[1]等，所以对于钙离子通道在心血管领域的研究极为重要。Citespace是一款信息可视化软件，着眼于分析学科中蕴含的潜在知识，是在科学计量学、数据可视化背景下逐渐发展起来的一款引文可视化分析软件。通过可视化的手段来呈现科学知识图谱的结构、规律和分布情况，得到某一科研领域的研究现状、热点及趋势[2]。所以本文通过该软件对心血管疾病领域钙离子通道相关研究进行分析呈现，为今后从事相关的研究的人员提供参考方向。

1 资料与方法

1.1 资料来源及检索策略资料来源：Web of science core collection（WOSCC）数据库。检索策略：检索式：TS=(calcium channel OR voltagegated calcium channels OR VGCCs OR calcium ion channel)，精炼依据：Web of Science，类别：CARDIAC CARDIOVASCULAR SYSTEMS，语种：English，时间跨度：2004～2018，索引：SCI-EXPANDED。将检索结果的全记录与引用的参考文献以纯文本的格式导出。

1.2 方法将检索结果以“download_***.txt”格式命名，新建一个project文件夹，运用citespace 5.3.R8进行可视化分析。时间切片：从2004～2018年，每2年为一个时间分区。根据不同的节点类型设置不同的参数。

1.3 图谱质量评价指标采用Modularity Q值评价网络的模块度，值越大表示网络的聚类结果越好，Q取值范围为[0，1]，一般认为，Q＞0.3说明网络社团结构显著。Mean Silhouette=1, Silhouette值是用来衡量网络同质性的指标，越接近1，反映网络的同质性越高，Silhouette值＞0.5可认为聚类结果合理[3]。

1.4 核心作者选择发文量多、影响力大的作者称为核心作者，根据普莱斯定律N=0.749（ηmax）1/2来确定核心作者，其中ηmax为发文量最多作者的论文数，N为定义核心作者的最少论文数，即发文量在N及N篇以上的作者为核心作者。

2 结果

2.1 检索结果2014～2018年SCI收录的有关心血管领域钙离子通道的文献共计3716篇，其中包括论著类文献2583篇、会议摘要412篇、会议类文献74篇、综述类文献535篇、编者按类文献146篇、读者来信类文献33篇。被引频次总计107 550，h-index为128，每项平均引用次数为28.93。

2.2 年度分布分析近15年发表的文献，年度发文量均在160篇以上，反应钙离子通道研究较为热门，其中2005～2007年、2010～2013年各年度发文量均在250篇以上，为钙离子通道研究的高热时期，2010年达到峰值297篇，2017～2018年年发文量有所回落，但仍保持在160篇以上，体现出近15年钙离子通道研究领域逐渐兴盛、趋于稳定的走势。分析年度引文量，呈现逐年上升趋势，2010年引文量增长迅速，为该领域的快速发展期。（图1，图2）

图1 年度发文量

图2 年度引文量

2.3 国家与机构分布用citespace生成国家可视化图谱（图3），N=53，E=124（N表示网络节点数量，E表示连线数量），发文量排名前5的国家为：美国、日本、德国、中国、英国；中心性[Centrality，cite space用此指标来发现和衡量文献的重要性，并用紫色圈对该类文献（或作者、期刊以及机构等）进行重点进行标注]前5的国家为：芬兰、以色列、西班牙、澳大利亚、德国。用citespace生成机构合作图谱（图4），N=92，E=170，发文量排名前5的机构为约翰.霍普金斯大学、哥伦比亚大学、梅奥诊所、蒙特利尔大学、卡尔加里大学；中心性前5的机构为：蒙特利尔大学、约翰.霍普金斯大学、爱荷华大学、范德比尔特大学、多伦多大学。综合分析高产国家为美国、英国、德国，其中美国在该领域占据主导优势，美国、加拿大、英国注重共同合作。图谱的连线情况表现出美国、加拿大、英国，美国的各家机构合作密切，形成集团优势（图5）。从发文量和中心性来看约翰霍普金斯大学是研究该领域的权威机构，主要研究方向为危及生命的室性心律失常和节律控制[4-6]，并注重与其他机构的合作。中国发文量为299篇，排名第4，展现出我国在此领域有一定实力，但与其他国家合作较少，仅在2010年与新加坡有共同合作，近年未与其他国家有共同合作，存在一定的学术壁垒，不利于领域内信息的交流与共享，排名前10的机构未见由我国的身影，说明在该领域缺乏享誉国际的领军机构。

表1 发文量和中心性排名前5国家

表2 发文量和中心性排名前5机构

图3 国家可视化图谱

图4 机构可视化图谱

图5 国家机构合并可视化图谱

2.4 作者分布和作者共被引可视化图谱可以提供有影响力的研究小组和潜在合作者的信息，并可以帮助研究人员建立合作关系。在citespace得到N=256，E=397的作者合作关系图谱（图6）。表3展示了频次前5和中心性前5的作者，综合分析，DONALD M. B、XANDER H. T.、DOBROMIR DOBREV在研究钙离子通道与心血管疾病关系领域比较活跃，有一定的影响力。其中加州大学戴维斯分校的DONALD M. B发文量最多，主要侧重于钙离子调控心肌收缩与心力衰竭、心律失常等方向，并且首次在实验中证明肾上腺素能受体刺激增强舒张期肌浆网钙泄漏的方式为：①CaMKII依赖，②不依赖蛋白激酶A，③不依赖体积钙[7]，与Edward GL、Hector HV合作密切[8]。我国台湾省科学院的Chen PS，主要研究心律失常疾病中钾离子通道与钙离子通道的相互作用关系[9]，与Lin SF、Chang PC建立合作关系[10]。

2.5 期刊运用citespace进行期刊共被引分析得到N=38，E=127的可视化图谱（图7），共被引频次排名前5的共被引期刊为CIRCULATION、CIRC RES、AM J PHYSIOL-HEART C、CARDIOVASC RES、J BIOL CHEM；中心性排名前5的期刊为CIRC RES、CIRCULATION、J AM COLL CARDIOL、AM J PHYSIOL-HEART C、J PHYSIOL-LONDON。综合分析，CIRC RES、CIRCULATION可以反应近15年钙离子通道方向的研究基础。

图6 作者可视化图谱

表3 发文量和中心性排名前5作者

图7 期刊共被引图谱

2.6 热点与前沿关键词的演变可以显示出领域内研究热点的变化。用citespace生成关键词可视化图谱（N=87，E=186）（图8）。频次排名前5的关键词为calcium（钙离子）、heart failure（心力衰竭）、calcium channel blocker（钙离子通道阻滞剂）、sarcoplasmic reticulum（肌浆网）、calcium channel（钙离子通道）。中心性排名前5的关键词为calcium（钙离子）、myocardial infarction（心肌梗塞）、sarcoplasmic reticulum（肌浆网）、heart failure（心力衰竭）、blood pressure（血压）。钙离子通道阻滞剂仍为临床主流应用的抗高血压药物[11,12]，钙离子通道及其受体的作用机制研究为热点[13]，尤其是受体基因层面的研究[14-16]，使得钙离子通道作用机制研究得到全面发展。以log-likelihood ratio算法，将87个关键词聚合得出6个聚类群（图9），聚类0～5的Silhouette值介于0.679～0.895，同质性较好（表4）。

图8 关键词可视化图谱

图9 关键词聚类图谱

图10 Top 20 Keywords with Strongest Citation Bursts

表4 关键词聚类分析

运用citespace对关键词进行突发性（Burst）检测，用以确定本领域研究前沿中的概念。具体方法为统计本领域关键词的词汇频率，根据词汇的增长率来确定哪些是研究前沿的热点词汇，是正在兴起或突然涌现的理论趋势和新主题，代表一个研究领域的思想现状。对突发词的检测见图10。同时将关键词共现知识图谱转化为Time Zone格式（图11），可以清晰的看出研究热点的转变。关键词密切集中于2012年之前，该时期的关键词主要有blood pressure（血压）、atrial fibrillation（房颤）、arrhythmia（心律失常）、calcium channel（钙离子通道）、Calcium channel blocker（钙通道阻滞剂）、sarcoplasmic reticulum（肌浆网）、Ranidine receptor（雷尼丁受体），研究多集中在钙离子在心血管领域相关的病种，同时侧重于钙离子通道的作用机制。2012年之后的关键词主要有Outcome（结局）、cardiomyopathy（心肌疾病）、mutation（突变）、repolarization（复极化）、Management（管理）、Ca2+activates K+channel(Ca2+激活的K通道)、risk（危险性）、double blind（双盲）。这一时期研究者们从事了大量的随机对照试验，侧重分子通路的突变层面研究，通过结构化方法对患者个体治疗寻找系统策略，预防并发症，从而降低心血管事件的危险性。

图11 关键词时区可视化图谱

3 讨论

本文反映钙离子通道在心血管领域仍较为热门。高产国家为美国、英国、德国，其中美国在该领域占据主导优势，最高产的机构为美国的约翰霍普金斯大学，初步揭示了可供合作的机构，通过国内外的人才交流合作项目，有助于国际项目开展和高端人才培养。高产作者以DONALD M. B教授较突出，主攻钙离子调控心肌收缩与心力衰竭、心律失常等方向。我国台湾省科学院的Chen PS，主要研究心律失常疾病中钾离子通道与钙离子通道的相互作用关系，与Lin SF、Chang PC建立合作关系，初步揭示了可供合作的作者和团队，其研究主题和方案更能获得国际的认可。CIRC RES、CIRCULATION反映研究基础，初步揭示了该领域的期刊，有助于收集研究基础，追踪新动态和投稿选刊。热点关键词为随机对照试验、基因表达、肌浆网、双盲、Ca2+激活的K通道、蛋白激酶A、细胞凋亡、心脏性猝死，可形成9个聚类群。预测发展趋势是方案设计改善，侧重分子通路的突变层面研究，通过结构化方法对患者个体治疗寻找系统策略，预防并发症，从而降低心血管事件的危险性。初步揭示热点与趋势，为选题提供参考内容，有助于课题设计的延续性和方向发展。

本文应用CiteSpace对WOS的大量数据进行文献计量，能相对直观地展示近15年整体发展仍较热门，初步揭示可合作的作者和机构，提供选题参考内容和发展方向，结果有重要价值和意义。