基于知识图谱的国际防疫研究述评

问延安， 方 錄

(1.安徽工业大学 公共管理与法学院，安徽 马鞍山 243032；2.电子科技大学 公共管理学院，成都，611731)

一、引言

2020年初，暴发于湖北武汉的新冠肺炎疫情蔓延至全国，国外部分国家亦出现确诊病例。随着1月29日西藏自治区启动重大突发公共卫生事件一级响应后，我国共31个省(自治区、直辖市)启动重大突发公共卫生事件一级响应，新冠肺炎疫情成为一场全国性的公共卫生危机。世界卫生组织将我国此次暴发的新冠肺炎疫情从中等风险逐步升级为国际关注的突发公共卫生事件，并在2月28日再次调整新冠肺炎疫情全球风险级别，上调为“非常高”，表明新冠肺炎疫情的严重性已引起国际社会关注，成为国际社会当前面临的重大难题。自新冠肺炎疫情暴发以来，习近平总书记和党中央高度重视，总书记亲自指挥、亲自部署，党中央迅速成立应对新冠肺炎疫情工作领导小组，国务院总理李克强任组长，中央政治局常委会召开多次会议，对防控新冠肺炎疫情展开研究[1]。习近平总书记在主持中央全面依法治国委员会第三次会议上强调依法防控、为疫情防控提供有力保障[2]，中央和地方各级党委与政府部门采取各种措施应对新冠肺炎疫情，切实保障人民群众生命健康。2月28日至今，我国抗击新冠疫情取得了阶段性成效，国内疫情得到控制，但国际疫情呈现多点大规模暴发的态势，输入性防疫工作日趋严峻，从科学研究和政策框架层面积极展开国际防疫的联防联控成为当务之急。

欧美国家在历次重大疫情防控中都非常重视发挥智库的作用[3]。疫情发生以后，在丁煌教授的倡议下，众多学者利用各学术期刊的微信公众号为疫情防控建言献策，为政府科学防控疫情提供思路，在学界、政界和群众之间搭建沟通桥梁。习近平总书记在主持中央全面深化改革委员会第十二次会议上强调完善重大疫情防控体制机制，健全国家公共卫生应急管理体系[4]，表明在今后相当长一段时间，政界、学界和人民群众需要从此次新冠肺炎疫情防控中吸取经验教训，借鉴国际上其他国家疫情防控经验，从多角度思考与研究，从而完善我国公共卫生应急管理体系。在实践层面，联合国领导的禽流感防疫机制打造出流行病应急响应国际合作机制的典范[5]，为此次新冠肺炎防疫的国际合作提供了重要参考。基于此，系统分析国际防疫研究的理论发展和实践经验有重要意义，对我国疫情防控理论研究有积极的指导作用，进而为完善我国公共卫生应急管理体系提供参考。

二、数据来源与研究方法

(一)数据来源

利用WOS(Web of Science)数据库中的核心合集，选择其中的SSCI和SCI-E，检索式为：主题=“epidemic* prevention and control” OR主题=“prevention and control of the epidemic*” OR 主题=“epidemic* prevention” OR 主题=“epidemic* control”，时间跨度为：1996—2020年，共检索到文献548篇，去重后得到547条有效记录，数据采集时间为2020年6月20日。

(二)研究方法

科学知识图谱是近年来兴起的一种研究方法，通过可视化方式呈现相关研究领域的知识结构关系和发展规律[6]，并且可以通过知识网络的结构洞识别研究的转折点。目前较为流行的可视化软件有美国德雷塞尔大学陈超美(Chaomei Chen)教授开发的CiteSpace，荷兰伊拉斯谟大学凡·艾克(van Eck)和瓦特曼(Waltman)开发的VOSviewer、CitNetExplorer，以及欧莱·皮尔逊(Olle Persson)教授开发的BibExcel软件等。不同的知识图谱软件有各自的优势与特点，熟悉了解不同知识图谱软件在绘制不同图谱时的优势，可以更形象全面地展现学科研究进展。VOSviewer可建立词集进行数据合并和删除，易于获得更为准确的关键词集，进行共现分析[7]；文献共被引分析是CiteSpace最突出的功能亮点，依据一定的理论基础，能将多个文献共被引网络组合成独特的共被引网络[8]；BibExcel能快速提取文献题录中的作者信息，并自动计算出H指数，在作者产出分析上有独特优势[9]。数据科学知识图谱中有合作网络图谱、共被引图谱、共现图谱、耦合图谱、双图叠加图谱等。其中合作网络图谱有助于发现相关领域的主要研究力量，包括研究学者、研究机构以及国家(地区)；共被引图谱有助于发现重要性和基础性节点，包括该领域的高影响力学者以及知识基础文献；关键词共现图谱有助于发现该领域的研究热点，并能通过突发性关键词分析其研究前沿；双图叠加有助于分析知识领域之间的关联[10]。因此，我们拟利用VOSviewer进行关键词共现分析以探索国际防疫研究热点，利用CiteSpace进行文献共被引图谱分析以发现国际防疫研究的知识基础，进行双图叠加分析以发现国际防疫研究的知识流动。

三、国际防疫研究的时空分布

(一)国际防疫研究总体趋势

随着人类社会科技的发展、医疗卫生事业的进步，许多在古代肆虐的病毒被消灭，但是近些年来仍然大疫不断。当前全球化的发展使得国际流动日趋频繁，一次区域突发疫情如果未严格防控，就有可能导致全球疫情的暴发。众多学者基于专业知识，积极探索构建有效的疫情防控体系，分析国际防疫研究，可为我国构建高效的疫情防控和公共卫生应急管理体系提供一定参考。国际防疫研究论文数量总体呈现上升趋势，表明该领域研究日趋活跃。近年来几次国际疫情的大暴发事件均对学术界防疫研究有重大影响，1996年至今国际防疫研究大致可分为三个阶段：第一阶段为1996—2008年，受2002年11月SARS疫情暴发的影响，这一阶段对防疫研究逐渐展开，每年发文量几乎较上一年均有所增加，2008年发文达到23篇。第二阶段为2009—2013年，2009年国际关注的突发公共卫生事件是甲型H1N1流感，这一阶段较上一阶段发文量基本持平，每年发文量相差不大，可称之为研究的相对平稳期。第三阶段是2014年至今，随着2014年脊髓灰质炎和西非埃博拉疫情的蔓延，这一阶段发文量有明显增加，加之2015—2016年的“寨卡”疫情和2018年开始的刚果(金)埃博拉疫情，2016—2019年发文量较上一年均稳定增多15篇左右。检索时间为2020年6月20日，2020年文献暂有77篇，随着国际社会日益关注新冠肺炎疫情的发展，可以预测2020年发文量极有可能远超2019年发文量。

(二)国家/地区产出分析

利用CiteSpace对国际防疫研究的文献产出展开研究，发现防疫研究受到世界各国的普遍关注，现代社会防疫过程中的任何一丝疏忽都有可能使疫情扩大，造成危及某一区域、全国乃至全球疫情，因此世界各国都高度重视疫情防控的理论和实践研究。发文量在12篇及以上的国家见表1。

衡量一个节点重要性程度常用中心度、中心性等指标，CiteSpace以中介中心性作为衡量指标。由表1可知，美国无论是防疫研究论文产出量还是研究地位(211，0.67)，在世界各国都首屈一指。中国论文产出量位于第2位，共发文142篇，说明中国在防疫研究中潜力巨大。中国特别是在防控新冠肺炎疫情领域频频为海外分享一线临床经验，为世界携手抗疫增添信心和力量，如北京协和医院22名专家在《欧洲心脏杂志》撰文分享救治感染新冠病毒的心血管急危重症患者的经验，《新英格兰医学杂志》亦刊出了中国医务工作者在武汉防疫中的新发现[11]。

(三)作者产出分析

通过BibExcel软件对国际防疫研究学者的产出展开分析，有利于发现防疫研究中具有影响力的学者及主要研究方向。斯坦福大学教授Brandeau发文7篇，H指数6，为最高，说明她发表的论文至少有6篇的被引次数大于或等于6，她运用运筹学方法研究疫情防控中的资源分配问题，并帮助政府部门优化稀缺医疗资源分配决策，她和她的团队一直在从事世界上规模最大、运行时间最长的艾滋病毒预防的建模计划。哥伦比亚大学医学中心流行病学教授Karim发文6篇，H指数为4，位居第二，她主要聚焦影响女性感染艾滋病毒的因素，研究在资源有限的环境中采用抗逆转录病毒疗法的可持续策略。她是具有里程碑意义的CAPRISA 004替诺福韦凝胶试验的首席研究员，该试验被《科学》杂志评为2010年十大科学突破之一。

(四)关键词共现分析

利用VOSviewer对关键词进行共现分析，使用VOS聚类算法，对得到的关键词进行聚类。在VOSviewer网络视图中，聚类是指将性质含义相同或相近的关键词划分为同一组，用以发现共性，合并同义关键词后(1)epidemic与epidemics、model与models、outbreak与outbreaks、population与populations合并。，得到38个关键词(图略)，被分为四大聚类。

四大聚类中以C1聚类包含的关键词最多，共有16个。16个关键词主要围绕突发疫情与传播展开，将C1聚类命名为“疫情传播研究”；C2聚类含有12个关键词，主要围绕非洲、HIV和疫情危害与预防展开，命名为“HIV防控研究”；C3聚类包含7个关键词，主要有美国、流行病预防与控制、策略，命名为“防疫策略研究”；C4聚类所含关键词最少，只有3个，命名为“疫情危害研究”。

某一领域的研究热点常以关键词出现次数为依据，VOSviewer关键词网络视图中，节点大小反映出现次数。C1聚类中，models(模型)出现次数最多，为61次，transmission(传播)出现次数次之，为52次，表明防疫过程中首先要了解病毒模型及传播模式，只有清楚了解模型结构及传播方式，才能有效阻断疫情传播，做好疫情的防控。C2聚类中，infection(传染，感染)出现次数最多，为46次，HIV(艾滋病毒)出现44次，表明在当前疫情防控中预防艾滋病毒传播是研究热点。艾滋病毒传播是当前人类社会面临的一个难题，在清楚其主要传播方式后，进一步展开研究以更好解决艾滋病毒对人们的危害。C3聚类中，epidemic control(疫情控制)出现次数最多，为55次，populations(人口)出现25次，strategies(策略)出现20次，表明研判疫情防控战略和谋划抗疫策略方法是当前研究热点之一。C4聚类中3个关键词出现次数相差不大，可概括为疫情危害研究。

总的来看，防疫研究中epidemic control(疫情控制)、transmission(传播)、infection(感染，传染)、HIV(艾滋病毒)、model(模型)、prevention(预防)等关键词出现次数居多，表明当前国际学术界防疫研究主要集中在疫情传播模型仿真、疫情危害控制及防疫战略研判等方面。

四、国际防疫研究的知识基础

和其他文献计量软件相比，CiteSpace更适合借助文献共被引分析发现某研究领域的知识基础[12]。设定时间区间为1996—2019年，时间切片(1年)和数据筛选策略(top 50)及其他设置为默认，经过文献共被引分析聚类(图略)。国际防疫领域的知识基础由6篇高中介中心性节点文献组成，相关信息见表2。

Cohen等人研究发现早期抗逆转录病毒疗法可以有效预防HIV-1感染[13]，该文献在谷歌学术被引6810次，是防疫研究领域的重要基础性文献，中介中心性为0.32，系他所领衔团队研发的“HIV预防试验网络052”展开大规模随机临床试验的成果，该方案已成为全球艾滋病预防策略的核心部分。英国华威大学Keeling教授等人以流行病学为模板，成功运用柯尔莫哥洛夫前向方程，攻克了精确测算流行病毒在受随机性影响较大的小种群中传播率的难题[14]，该文献在谷歌学术被引162次，中介中心性高达0.31，且在图谱中处于结构洞的位置，是引导国际防疫研究从传统的艾滋病感染率研究转向防疫应急管理研究的基础文献。无独有偶，任职于麻省理工学院的Richard教授提出，运用一种非均质概率混合模型来分析异质性人群中流感传播方式的稳健方法[15]，该文献的中介中心性也是0.31，图谱显示该研究系链接两大聚类的另一篇基础文献。柏林自由大学Belik教授等人使用一种空间流行病模型，系统分析了人类自然流动模式和传染病空间传播之间的关系[16]，该文献的中介中心性为0.21，是链接疫苗研究和防疫应急管理研究间的转折点文献。牛津大学纳菲尔德分校Fraser教授等人通过分析墨西哥的甲型H1N1流感疫情，结合有关国际传播的早期数据及病毒遗传多样性，成功对甲型H1N1流感的传播性和严重性进行了早期评估[17]，该文献的中介中心性为0.20，是链接疫情传播模型和防疫应急管理研究的转折点文献。以上为中介中心性排名前五的文献，其中后4篇文献都具有重要的转折点作用，研究团队的首席专家都是具有运筹学、生物统计学、遗传学与基因组学等多样化学科背景的教授，他们的研究驱动着国际防疫研究从理论分析转向实践应用，越来越多的学者们开始专注结合大数据、生物群落的复杂性和异质性，运用仿真建模等技术来探寻疫情传播规律。Aylward等人组成的世卫组织埃博拉应对小组，收集和分析了2014年暴发的“国际关注的突发公共卫生事件：西非埃博拉病毒”相关病例的详细资料，研判埃博拉病毒的传播情况及分析疫情控制的潜力，为相关部门提供防疫的建议[18]。Alyward 博士是世界卫生组织助理总干事，2014年9月—2016年7月间，他是世卫组织负责埃博拉疫情的特别代表，主持完成的这份研究报告为应对西非疫情和联合国埃博拉紧急应对行动提供了重要的战略与技术参考。

五、国际防疫研究的知识流动分析

CiteSpace的双图叠加(Dual-map)分析可以通过文献施引期刊间的印证关系，来直观呈现国际防疫研究文献的分布、引文轨迹、知识流动等信息[19]，见图1。图1的期刊聚类由Blondel算法形成，由左、右两图构成，借助Z-Score算法，简化处理引证链接，引证流集束合并后能更简洁呈现左右半图之间期刊学科间的引证关系。

图1 国际防疫研究的知识流动

图1显示，国际防疫研究领域施引文献的载文期刊主要分布在医学/临床方向(曲线①)，形成的引用数据流分为两支，引用数据流①A说明施引文献的引用期刊来源是分子生物学/遗传学，引用数据流①B说明施引文献的另一大引用期刊来源是健康/护理/医学。曲线②表明国际防疫研究领域施引文献的另一大主要载文期刊分布在分子生物学/免疫学方向，其引用数据流集束来自分子生物学/遗传学。施引文献期刊集中呈现国际防疫领域的应用研究，图1表明该领域应用研究主流为临床医学和免疫学，图谱显示应用研究的边缘领域在不断发展，如经济学/政治学、心理学/教育学/健康学(曲线③)，物理/材料/化学(曲线④)，数学/运筹学(曲线⑤)等，说明国际防疫领域的应用研究在逐步多学科化，如关注疫情防控管理、疫情对心理健康的影响、研发新防护材料及快速检测试剂、应用运筹学模型仿真疫情的传播规律等。被引文献期刊可集中呈现国际防疫领域的基础研究，图谱显示两大应用研究方向的引用数据有诸多引用数据支流，表明多学科交叉汇集，共同为应用研究奠定了坚实的基础。

六、结论与讨论

(一)结论

纵览近年来WOS核心数据库收录的防疫研究文献，借助文献科学计量软件，对国际防疫研究概况进行可视化分析，总体来看，研究发现如下。

疫情驱动防疫研究，制度和技术优势为防疫双赋能。SARS疫情之后，1996—2008年间国际核心期刊刊发的防疫文献持续增长，2009年之后，一系列国际关注的突发公共卫生事件相继发生，驱动防疫研究成果快速增长，可以预见，2020年的新冠肺炎疫情亦会带动国际学术界更加深入关注防疫研究。美国和英国在防疫领域具有较高的技术研发能力与疫苗生产能力，主导了国际防疫技术研究方向和潮流。中国防疫研究亦在SARS疫情后快速发展，发文量居全球第二。2019年暴发新冠肺炎疫情以来，中国的制度优势在防疫过程中得到全面呈现，已成为国际防疫研究领域的主流力量之一。

国际防疫研究知识基础呈现“基础与应用”并重的态势。总览国际防疫研究的知识基础文献，发现防治艾滋病及持续研发降低艾滋病感染率的研究，是国际防疫研究领域重要的知识基础。SARS疫情后，国际关注的突发公共卫生事件持续发生甚至出现叠加影响，研究疫情扩散规律以提升疫情防控及应急管理能力，日益为国际防疫学者们所聚焦，这对我国近期疫情防控很有启发意义。近年来我国社会快速发展，人们的生活习惯发生显著改变，人员流动性加大、国际交往频繁、生态环境变化剧烈，人与动物接触的频率和方式发生改变，病原体变异加快，导致各种各样的突发公共卫生事件频发，特别是近期发生的新冠肺炎疫情影响很大。分析国际防疫研究的知识基础文献，发现国外学者们兼顾防疫的理论分析和实践应用研究，既注重疫苗研发和研究疫情传播规律，也重视从运筹学、数学、计算机仿真学等学科发展出诸多创新的分析方法，应用于疫情防控。

国际防疫应用研究呈现多学科交叉融合态势。双图叠加分析结果进一步显示国家防疫研究日趋走向科际整合和学科交叉化。实际上，这是由疫情的内在特性决定的，疫情的发生、发展、防控受多种因素影响，亦会演化出迥然不同的特征，防控各类不同疫情的考虑要素及分析要点千差万别。针对我国近期新冠肺炎病毒的防控，我们需要充分分析该疫情的发生、发展过程及可能产生的后果，从多学科角度评估，其中需要采取的风险防控政策会涉及不同利益相关方，需要积极采纳多学科领域专家意见，协同各利益相关方，制定可行且有效的疫情防控措施及政策。

(二)讨论与展望

2001年9月美国的炭疽生物袭击及2003年SARS等重大突发疫情事件引起国际公共卫生界广泛重视以后，国际学术界从2004年开始重视对疫情防控的全方位研究。理论研究与政策制定交互影响，推动了一系列国际性政策框架相继出台：2004年，WHO针对SARS出台《世界卫生组织SARS风险评估和应急准备框架》，2007年正式实施《国际卫生条例(2005)》，2011、2012年欧盟疾病预防控制中心和WHO分别发布《快速风险评估技术操作指南》等。近期我国政府全力防控新冠肺炎疫情，需要积极开展防控领域的国际交流与合作，从国际诸多防疫政策框架中汲取经验教训，展开多学科交叉理论与技术研究，密切追踪国际疫情防控相关领域前沿进展，争取早日战胜疫情。

然而，无论是基于前述知识图谱分析内容，还是从当前国际新冠肺炎疫情蔓延形势角度分析，西方国家虽然在疫情防控方面具有较强研究实力，尤其是欧美发达国家在疫情防控技术上更具优势，但是美国新冠肺炎确诊人数却远超其他国家，由此发现仅拥有强悍的疫情检测技术及疫苗研发实力并不足以抵挡大疫所产生的危害。相比较而言，中国的制度优势在新冠肺炎疫情防控中愈发凸显，社会主义制度集中力量办大事的卓越优势发挥了巨大作用。所以，面对大疫需要双管齐下，齐抓共管。不仅需要研发实力等技术上的防疫手段，也需要集中力量、令行禁止的制度防疫，技术优势可能需要借助制度优势才能完善发挥其效能。笔者梳理国际防疫研究重点是为我国健全完善的防疫体系和公共卫生应急管理体系、完善危机治理能力提供思考借鉴，尝试从国际研究较为薄弱但适合我国国情的防疫体制机制和国际目前研究实力较强的防疫技术作出如下展望与思考。

一是研究完善党委对重大疫情防控的领导机制。中国共产党的领导是中国特色社会主义最大的优势，加强党中央对重大疫情防控统一领导研究，加强各级党委和应急管理部门党委突发公共卫生事件研究，合理划分地方党委和应急管理部门党委职权研究。中国在2018年成立了应急管理部，负责自然灾害与事故灾难等突发危机，但在完善的公共卫生应急管理体系中，应急管理部门不可或缺。目前应急管理部党组已改成党委，标志着应急管理部门的又一次重大变革，所以对于各级地方党委和应急管理部门党委的职权划分，学界可能需要加以研究。

二是完善社会参与防疫机制研究。社会作为现代社会的一支重要力量，其参与程度是国家治理能力和治理体系现代化与否的一个重要标准。在新冠肺炎疫情防控中，中国社会凝聚了巨大的力量，但是从湖北省红十字会的问题中也发现，目前政社协同机制存在一定问题，需要深入细致考量，完善政社协同体制机制。

三是合理划分卫生行政主管部门与地方政府职权。地方政府在大疫之中承担何种角色，卫生行政主管部门承担何种角色，特别是疫情暴发初期，即预警期与突现期阶段，二者的职权亟须厘清。

四是明确中国疾控中心地位。钟南山院士在接受采访时说中国疾控中心(CDC)地位太低(2)文字实录参见广州市政府新闻办疫情防控新闻通气会(第二十四场)，http://www.gz.gov.cn/zt/gzsrmzfxwfbh/fbt/content/post_5723055.html。。中国疾控中心在重大疫情防控中扮演着重要角色，承担着国家与公众所寄予的期待，然而其地位与职权不匹配，学界需要对中国疾控中心的地位、职权、作用、体制机制等方面展开全方位研究，建立完善的公共卫生应急管理体系，明确疾控中心的地位。

五是加强科技研发。钟南山院士表示由于中国对大型突发传染病重视不够，没有持续科研，导致新冠肺炎疫情初期医疗人员在治疗中几乎束手无策(3)文字实录参见广州市政府新闻办疫情防控新闻通气会(第二十四场)，http://www.gz.gov.cn/zt/gzsrmzfxwfbh/fbt/content/post_5723055.html。。与之相反，从上述分析中发现，国际对疫情防控的科研持续进行，无论从知识基础、研究热点还是知识流动中都发现，国际极为重视防疫科研。因此，建立完善的公共卫生应急管理体系离不开坚实的科研基础支撑，如何持续科研以及展开资金资助、项目申报和成果应用，需要从体制和机制加以考虑，即国家自然科学基金委员会等各级各类基金机构如何持续展开防疫的科技研发，驱动国内防疫科研常态化。

综上所述，从国际疫情防控研究梳理中发现，国际社会极为重视疫情防控技术研发，但是对疫情防控体制机制研究较为缺乏，中国建立健全完善的公共卫生应急管理体系，需要从体制机制和科技研发两方面同时进行。同样，国际社会欲战胜新冠肺炎疫情，在发挥自身技术优势的同时需要借鉴中国防疫经验。