表没食子儿茶素没食子酸酯（EGCG）研究的文献计量分析

张旖旎，吉铮*

表没食子儿茶素没食子酸酯（EGCG）研究的文献计量分析

张旖旎1,2,3，吉铮1,2,3*

1. 陕西师范大学地理科学与旅游学院，陕西 西安 710119；2. 陕西师范大学地理学国家级实验教学示范中心，陕西 西安 710119；3. 陕西师范大学环境科学专业省级实验教学示范中心，陕西 西安 710119

茶叶中的EGCG在治疗癌症、细菌和病毒感染等疾病中显示出较高的生物活性。为探索EGCG的相关研究进展及近期研究重点，以“EGCG”及“Epigallocatechin gallate”为主题词，在ISI Web of Science数据库核心合集搜索2000—2021年的相关文献共6 799篇，采用CiteSpace可视化软件进行引文分析，通过合作、共现、共被引等网络分析，研究EGCG的研究重点和前沿趋势。根据发文量统计分析发现，中国、美国和日本在该领域发文量排名前三位，而中介中心性指标分析表明美国、德国和中国文献重要性位列前三。引文分析的关键词突发性检测发现，“纳米粒子（Nanoparticle）”“稳定性（Stability）”是近几年的研究重点。随着对EGCG研究层次的不断深入，未来研究可能会集中于提高EGCG生物利用度，探究最适剂量水平及给药频率等方面。

EGCG；CiteSpace；可视化分析；网络分析

以表没食子儿茶素没食子酸酯（Epigallocatechin gallate，EGCG）为主的儿茶素类物质是茶叶中的主要功能成分，在预防心血管疾病、抗辐射、防癌抗癌、抗菌杀菌和抗氧化方面发挥着重要作用[1]。茶叶中的儿茶素类物质最早于1929年被Tsuichimura Michiyo分离[2]，主要包括重要的4种多酚类化合物：EGCG、表没食子儿茶素[(-)-Epigallocatechin，EGC]、表儿茶素没食子酸酯[(-)-Epicatechin gallate，ECG]和表儿茶素[Epicatechin，EC][3]，其化学结构式见图1。研究表明，绿茶中EGCG、EGC、ECG和EC这4类主要成分占绿茶中儿茶素总量分别约为59%、19%、13.6%和6.4%。显而易见，EGCG在茶多酚中含量最高，且大量文献证明由于EGCG在结构上活性酚羟基最多，从而具有更好的生物活性，是儿茶素类物质中发挥作用的主要物质[5]。

CiteSpace是一款用来分析科学文献中蕴含潜在知识的可视化分析软件，通过CiteSpace可视化可以呈现出科学知识的合作网络、共现网络及共被引网络[6]。例如，周煜杰等[7]以“土壤微生物（Soil microorganisms）”和“海拔梯度（Ation gradient）”作为主题词，利用CiteSpace进行文献综合分析，发现土壤微生物海拔梯度研究呈多学科交叉融合的状态，且土壤微生物在不同优势树种和植被条件下对海拔梯度的响应是近年来研究的重点，同时也是进一步深化研究的方向。

因此，为了追踪EGCG领域的研究现状及其发展趋势。本研究基于ISI Web of Science（WOS）数据库核心合集，以“EGCG”为主题词进行检索，共得到6 799篇文献。利用CiteSpace对上述EGCG的研究文献进行了整合，在此基础上对数据进行处理，分析该领域重要的研究成果、研究学者和研究机构，总结该领域发展方向、归纳重点、判断趋势。旨在为初涉EGCG领域的研究者提供参考，同时明确当前EGCG研究的重点和未来的研究方向。

1 材料与方法

1.1 数据来源

为保证研究结果的客观性和科学性，所采用的文献分析数据均来自ISI Web of Science数据库中的核心合集，通过主题词“EGCG”及“Epigallocatechin gallate”进行检索，时间跨度为22年（2000—2021年），共获得相关文献6 799篇（检索日期截至2021年7月21日）。检索得到的文献以“全记录与引用的参考文献”和“纯文本”的格式下载，并将下载文献作为数据分析的基础。

图1 4种主要儿茶素单体的结构式[4]

1.2 分析方法

CiteSpace具有使用操作简单、可绘制多种图谱、可视化效果好、提供信息量大、易于图谱解读等优势[8]。节点同心圆的大小代表出现频次，越大说明出现的次数越多；节点之间连线粗细代表共现频率的高低，连线越粗表明共现频率越高。

在WOS数据库中检索并进行初步分析，统计EGCG各年度的发文量，可得到EGCG的发文趋势。将Time slicing（时间切片）设置为2000—2021年，时间切片为1（年），在Notetypes （节点类型）分别单次选中Author（作者）、Institution（机构）、Country（国家）、Keyword（关键词）、Category（领域）及Citedreference（被引文献），运行后得到作者、机构、国家的合作网络、关键词与领域共现网络及EGCG文献合作者的共被引网络。

1.3 指标计算

中介中心性（Betweenness centrality）是测量节点在网络中重要性的一个指标，CiteSpace中使用此指标来发现和衡量文献的重要性，具有高中介中心性的文献通常是连接两个不同领域的关键枢纽，在CiteSpace中也称其为转折点。就信息传输角度而言，中介中心性越高，节点的重要性越大，去除这些点之后对网络传输影响也越大，因此，本研究采用中介中心性来衡量和发现EGCG领域中重要的文献、作者和机构等[8]。

突发性检测（Burst detection）表示节点在短时间内跃迁的现象，强调突发性，表示该关键词在某时间段内被引频次突现增长并在此时间段内引起了高度重视[9]。

在共被引网络中，值是结合中介中心性和突发性来衡量节点重要性的一个指标，值越高说明网络中节点在结构性（）和突现性（）综合表现上最优[8]。计算公式如下：

=(+1)×……（1）

Modularity（值）是网络模块化的评价指标，网络的值越大，则表示该网络的聚类越好，>0.3时就意味着网络结构显著[10]。

Silhouette（值）是聚类平均轮廓值，一般认为>0.5聚类是合理的，>0.7说明聚类是令人信服的[10]。

2 结果与讨论

2.1 EGCG研究发文数量及时间特征

如图2所示，研究人员在2000年之前对EGCG已有研究，但在ISI Web of Science中发文量较少。直至21世纪初，EGCG相关研究的发文量增长加快，而中国发文趋势与世界总体发文趋势相似。尤其是21世纪以来，该领域整体发展较为迅速。2020年是发文量最高的一年，总体发文数量达573篇，其中中国发文量达250篇。2021年截至7月21日，总体已发表365篇，其中中国占162篇。表明了该领域正处于快速发展阶段，越来越多的科研工作者正在关注并推动这一领域的研究。

2.2 EGCG领域的合作研究空间特征

科学合作是科研工作中的普遍现象，而合作图谱是将这一工作关系进行可视化。CiteSpace提供了3个层次的科学合作网络分析，分别为作者合作网络、机构合作网络和国家地区的合作网络，可识别出EGCG研究领域的学者、机构及国家间的合作关系。既为评价其学术影响力提供参考，又有利于发现值得关注的学者和机构。

图3为国家和地区的合作网络图谱，图中89个节点，表示自2000年以来共有89个国家和地区对EGCG进行了不同程度的研究。其中美国（0.53）和德国（0.20）中介中心性较高，表明美国和德国在国家合作网络中占有重要地位。中国（1 931篇）、美国（1 559篇）以及日本（939篇）发文量排在前列。德国虽然发文量排在第九位，但其中介中心性排在第二位（0.20），进一步分析发现，德国文献数量较少、质量较高，被引次数较多，与其他国家交流合作频繁。中国在20世纪末期开始探索EGCG领域，在近20年发展迅速，发文量达到1 931篇，中介中心性排在第三位，仅次于美国与德国。尤其在2016—2021年，中国发文量多达1 166篇，占总发文量的60.32%，说明中国正处于快速发展阶段。这可能与“十三五”期间，我国经济发展步入新常态，人们对茶产品健康功效的追求推动了消费升级，促进茶多酚市场发展动力强劲有关[11]。

通过机构合作分析可发现对EGCG研究比较深入的研究机构（图4）。如图4所示，机构合作网络由446个节点和487条连线组成，表示446个研究机构之间的合作联系，节点的连线代表机构之间的合作关系。其中，美国罗格斯州立大学在网络中的节点最大，在EGCG领域发文量最多，且与世界各个机构合作密切。同时，如表1所示，美国罗格斯州立大学和中国科学院的中介中心性位列前两名，日本九州大学与中国医科大学中介中心性相同，并列第三位，这4个机构中介中心性和发文数量均较高，表明其在该领域占有重要地位。此外，除美国罗格斯州立大学与美国伊利诺伊大学外，中介中心性排列在前十的研究机构均位于亚洲。说明亚洲机构在EGCG研究领域处于重要地位。不仅如此，亚洲国家研究机构之间的连线较密集，表明合作非常频繁。上述现象可能与亚洲是茶叶的最大产地，亚洲人习惯饮茶有关。世界的产茶区主要集中在亚洲、非洲和拉丁美洲，而亚洲和非洲的茶叶种植占世界茶叶种植的90%以上[12]。堵茜等[13]基于1 701份全国范围的饮茶习惯调查问卷研究表明，我国36岁以上的人群中每天饮茶的接近80.00%，且13.44%的年轻人已经开始养成每天饮茶的习惯。

图3 EGCG研究的国家和地区合作网络

图4 EGCG研究的机构合作特征

表1 EGCG研究机构合作分析中介中心性统计

通过分析作者合作网络能够得到关注EGCG的研究人员信息，发掘出EGCG研究领域中优秀的研究人员，以及研究领域中作者之间的相互合作。如图5所示，707个节点代表着EGCG中的707位研究人员发表过该领域文章，其中可以清晰发现图中最大的节点是Yang C S。署名包含Yang C S的文献数量最多，为77篇（表2），位居所有EGCG研究人员发文量的第一位，远高于第二名的Tachibana H（49篇）。从中介中心性来看，排名前两名的作者分别是Yang C S与Hara Y，Ho C T和Wang H并列第三，从图中可以看出Yang C S、Ho CT及Wang H之间连线线条较粗，三者同属于美国罗格斯州立大学，联系的其他作者大部分属于同一个单位，团队内部合作较为紧密。Wan XC与Wang H虽然发文量较少，起步较晚，但中介中心性较高，说明这几位作者在该领域中合作交流较多，并且与其他作者合作发文的数量较多。值得注意的是，发文量较多的作者的合作大多为内部合作，跨机构合作的现象相对较少。从世界范围的研究者来看，许多研究人员以小范围独立研究为主，团队合作较少，表明大部分EGCG研究人员分布广泛且独立性较强。

图5 EGCG研究作者合作网络

表2 EGCG作者合作分析中介中心性统计

2.3 EGCG学科领域研究的共现网络特征

共现分析可构建学科间的关联网络，揭示EGCG研究中学科间的相互联系（图6）。如图6所示，102个节点表明在EGCG研究中有102个学科相互交叉渗透；342条代表学科领域间相互联系的连线。表明EGCG学科领域分布广泛、复杂，该领域研究论文不仅涉及化学、生物化学与分子生物学及食品科学与技术领域，还在医学、药理学、应用化学、肿瘤学及营养学等领域有较多的发文量。其中细胞生物学、免疫学与肿瘤学的中介中心性较高。分别为0.24、0.24和0.18，表明EGCG在这些学科中有重要的研究价值，交叉也最为广泛。

EGCG研究领域内的文章在环境工程领域发文量较少，且内容主要集中在纳滤分离技术[14-16]、过硫酸盐高级氧化技术[17]和土壤硝化抑制剂[18]等方面。

2.4 EGCG领域研究的关键词共现网络特征

关键词是文献主题的精确表达，关键词共现分析有利于识别研究主题演变过程。关键词共现分析和关键词突发性检测有利于发现该研究发展动向和研究重点。如图7所示，根据图形大小可以看出频次最高的5个关键词分别是EGCG、茶叶（Tea）、儿茶素（Catechin）、多酚类（Polyphenol）和基因表达（Gene Expression），而中介中心性最高的3个关键词为EGCG、茶叶（Tea）和氧化应激（Oxidative Stress），而EGCG为本研究的筛选用词。因此，本研究发现EGCG的来源和作用机制是EGCG研究课题的关键内容。

通过对关键词突发性的检测，可得知特定时间内的研究重点。按照突发性强度统计绘制出表3，发现“诱导（Induction）”的突发性最高，突发强度为55.513 2，说明在对EGCG研究中，“诱导”是其研究中的最大重点，其突发性自2000年至2007年。2000—2010年，“脂质过氧化（Lipid Peroxidation）”“致癌作用（Carcinogenesis）”“一氧化氮（Nitric oxide）”“癌症（Cancer）”“化学预防（Chemoprevention）”以及“活化蛋白激酶（Activated protein kinas）”等关键词研究热度逐渐增多。为了更好地把握当前对EGCG的研究重点，进一步统计了2015年至2021年的关键词突发性检测，其中“纳米粒子（Nanoparticle）”是近几年EGCG研究的重点，突发强度为38.306 1。其次分别是“稳定性（Stability）”“传送（Delivery）”“白藜芦醇（Resveratrol）”及“肥胖（Obesity）”等关键词。

图6 EGCG学科领域共现网络

图7 EGCG关键词共现网络

表3 关键词突发性检测

这些关键词突发强度较强的原因，可能缘于EGCG等多酚类物质具有抗菌、抗氧化、抗肥胖、保护心血管和预防糖尿病等多种保健功效[19]，而EGCG、白藜芦醇与姜黄素等天然植物提取物已被研究证明在体外和小鼠中对肿瘤干细胞（Cancer stem cells，CSCs）有良好的消除作用[20]。由于目前的癌症治疗无法根除CSCs，导致癌症复发和扩散。因此，使用EGCG、白藜芦醇与姜黄素等天然植物提取物与传统药物相互结合，可能为治疗癌症提供一种新策略；而EGCG抗肿瘤机制主要包括诱导肿瘤细胞凋亡、诱导肿瘤细胞DNA损伤和影响肿瘤细胞信号传导等[21-23]。但是，由于EGCG其酚羟基有很强的供氢能力，易受外界条件的影响，被氧化生成邻酮类等物质[24]，且EGCG在人体肠胃中滞留时间短，吸收率不高，易受体液影响而降解，导致生物利用率不高[25]。相对于传统材料而言，纳米粒子作为一种新型材料，具有卓越的表面效应和尺寸效应，不仅能大幅度提高EGCG的稳定性，还能增加其生物利用率[26]。因此，利用纳米技术提高EGCG稳定性，并结合其他天然植物提取物应用于治疗与预防癌症以及其他人体保健领域，是目前研究的重点。

2.5 EGCG领域研究的共被引图谱

在文献计量学中，共被引是指两篇文献共同出现在第三篇施引文献的参考文献目录中，则这两篇文献形成共被引关系。科学文献的相互引证反映了科学发展的客观规律，是揭示其数量特征和内在规律的一种信息计量研究方法。本研究选取了近5年（2017—2021年）的文献进行共被引分析。图8反映的文献共被引图谱由155个节点和261条连线形成了14个群组聚类，包含7个较大的群组，=0.607 9，即网络结构显著。其图中7个聚类群组标签为EGCG的7个研究前沿，表明EGCG研究涉猎广泛。其中，聚类程度较为明显的前三个群组分别为#0绿茶、#1细胞摄取和#2传导因子，表明这3个聚类群组标签为EGCG领域的最前沿研究，其值分别为0.745、0.633和0.551（表4），说明聚类的结果具有一定的可信度。这3个群组聚类结果较为明显的原因可能是目前绿茶为提取EGCG的主要来源，有文献指出从绿茶中提取EGCG可有效预防和治疗人体疾病，例如EGCG的抗氧化性可以有效抑制胰岛素抵抗，从而预防及治疗糖尿病等疾病[27-29]。细胞摄取是指细菌、真菌和癌细胞等通过摄取一定剂量的EGCG增强细胞毒性，从而预防和治疗疾病[30-32]。从分子层面探究EGCG治疗癌症及其他疾病的机理是目前的研究重点，如EGCG作为表观遗传调节剂有效治疗由表观遗传变化导致的癌症[33]。

本研究还选取了近5年值最高的10篇被引文献，汇总结果如表5所示，值越高说明网络中该文章的结构性和突现性综合表现上越优，其中值最高的文献是2011年堪萨斯大学的SINGH BN等所发表的“Green tea catechin, epigallocatechin-3-gallate (EGCG): Mechanisms, perspectives and clinical applications”，该文章也是图8中最大的节点，表示共被引次数最多，为160次。高值文章主要涉及的研究领域集中在以下方面：

（1）医疗效果：EGCG可以有效治疗癌症、肥胖、动脉粥样硬化、糖尿病、心血管疾病、细菌和病毒感染以及龋齿等疾病。

图8 EGCG文献共被引图谱

表4 EGCG研究聚类分析主要内容

表5 近5年EGCG研究文献Sigma值

（2）治疗机制：EGCG治疗疾病主要是通过调节基因表达、蛋白质表达和干扰各种组织的信号转导等分子层面发挥作用。例如，Othman等[34]证明，EGCG（2 mg·kg-1）在2型糖尿病大鼠中表现出显著的降血糖和降血脂活性，表现为血糖、糖化血红蛋白、胰岛素抵抗指数（HOMA-1R）和血脂水平显著降低，同时胰岛素水平升高。此外，EGCG治疗还抑制了氧化应激和细胞凋亡，其表现为抗氧化酶（SOD、GSH和CAT）和抗凋亡标记物（Bcl-2）水平的升高，以及蛋白质羰基和控制细胞凋亡基因（BAX、Cas 3和Cas 9）表达水平的降低。此外，它通过降低血清中乳酸脱氢酶和促炎细胞因子（IL-1、IL-6和TNF-）的水平来改善心肌功能，从而预防糖尿病。

（3）提升应用性：EGCG的生物利用度较差，利用纳米颗粒修饰EGCG可以大大提高其生物利用率。Ding等[35]研究证明，肿瘤归巢细胞穿透肽与胶体介孔二氧化硅包裹的EGCG相连（CMS@peptide-EGCG）是一种良好的EGCG体内给药系统，可显著提高EGCG对乳腺肿瘤的抑制效果，且无副作用。

（4）安全剂量问题：在不同环境不同浓度下EGCG展现出不同特性，因此在剂量水平及给药频率两个方面需要重点研究。Lambert等[36]研究证明，EGCG在较高剂量时可能具有肝毒性，从而引起肝肾衰竭。Kanadzu等[37]研究发现，在人淋巴细胞中，EGCG在1～100 mol·L-1的浓度范围内增加了由博来霉素和过氧化氢诱导的DNA链断裂，但在0.01～0.1 mol·L-1的较低浓度范围内抑制了断裂，这表明EGCG可能具有促氧化剂和抗氧化剂双重功能，但取决于EGCG的浓度。

3 结论

通过CitesSpace对EGCG研究文献进行合作网络、共现网络及共被引网络分析，探索该领域的重要基础、研究重点、研究前沿。结果表明，美国和德国在该领域的研究占有重要地位，而亚洲拥有学科内大量优秀的研究机构，其中包括中国科学院、日本九州大学、中国医科大学等。许多优秀的学者在对EGCG的研究探索中发表了重要的文献，Yang C S、Hara Y、Ho C T和Wang H等在EGCG领域发表了多篇重要文献。EGCG研究领域涉及多个交叉学科，化学、生物化学与分子生物学及食品科学与技术等领域交叉频繁，而在环境治理领域研究较少。EGCG在治疗癌症等疾病及人体保健方面发挥着巨大作用，但其生物利用率不高，应用纳米颗粒或其他方式修饰EGCG提高其生物利用度是目前研究重点，同时EGCG对人体具有潜在的副作用，且不同环境不同浓度下EGCG所发挥的功能不同，因此在剂量水平及给药频率两个方面未来需要重点研究。

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[33] Li F, Qasim S, Li D, et al. Updated review on green tea polyphenol epigallocatechin-3-gallate as a cancer epigenetic regulator [J]. Seminars in Cancer Biology, 2021, 42. doi: 10.1016/j.semcancer.2020.11.018.

[34] Othman A I, El-Sawi M R, El-Missiry M A, et al. Epigallocatechin-3-gallate protects against diabetic cardiomyopathy through modulating the cardiometabolic risk factors, oxidative stress, inflammation, cell death and fibrosis in streptozotocin-nicotinamide-induced diabetic rats [J]. Biomedicine & Pharmacotherapy, 2017, 94: 362-373.

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Econometric Analyses of EGCG Research Literature

ZHANG Yini1,2,3, JI Zheng1,2,3*

1. School of Geography and Tourism, Shaanxi Normal University, Xi'an 710119, China; 2. National Experimental Teaching Demonstration Center of Geography, Shaanxi Normal University, Xi'an 710119, China; 3. Provincial Experimental Teaching Demonstration Center of Environmental Science Major, Shaanxi Normal University, Xi'an 710119, China

The epigallocatechin gallate (EGCG) has shown the highest biological activity in tea components in most studies, which has shown beneficial effects on anti-cancer, bacterial and viral infections. A review of the advances and hot spots of EGCG studies were summarized through citation analysis. In order to ensure that the review is objective and scientific, literature analysis was performed from the core collection of the data base of ISI Web of Science of the period of 2000-2021 with the key words “EGCG” and “Epigallocatechin gallate”. A total of 6 799 relevant papers were obtained. Then, the CiteSpace visualization software was used for citation analysis and the research hotspots and frontier trends were studied through network analysis including cooperation, co-occurrence and co-citation. Statistical analysis of volume of the publications shows that China, United States and Japan ranked the top three in this field. Analysis of betweenness central indicators shows that United States, Germany and China were the top three in terms of importance. Further citation analysis shows that “nanoparticle”, and “stability” were the hotspots in the recent years. With the deepening of the research on EGCG, it was speculated that the future research would focus on improving the bioavailability of EGCG and exploring the optimal dose level and administration frequency.

EGCG, CiteSpace, visual analysis, network

S571.1

A

1000-369X(2022)03-423-12

2021-10-19

2021-11-23

国家自然科学基金（52000127）、国家留学基金（201906875037）、陕西省自然科学基础研究计划（2017JQ5074）、西安市科技计划项目[2017071CG/RC034(SXSF002)]、中央高校基本科研业务费（GK201603075、GK201601009、GK201802108）

张旖旎，女，硕士研究生，主要从事茶多酚高级氧化的环境应用研究。*通信作者：jizheng@snnu.edu.cn

（责任编辑：赵锋）