基于CiteSpace的肿瘤电场疗法治疗胶质母细胞瘤文献可视化分析

徐子安,陈英耀,周善炎,项予良,刘世蒙*

1.复旦大学公共卫生学院,上海200032;2.国家卫生健康委员会卫生技术评估重点实验室(复旦大学)

脑胶质瘤是指起源于脑神经胶质细胞的肿瘤,占中枢神经系统肿瘤的40%～50%[1],全球发病率约为每年7/10万[2]。2021年世界卫生组织中枢神经系统肿瘤分类(第5版)将脑胶质瘤分为Ⅰ～Ⅳ级,其中Ⅰ级、Ⅱ级为低级别脑胶质瘤,分化良好,预后较好;Ⅲ级、Ⅳ级为高级别脑胶质瘤,分化不良,预后较差。胶质母细胞瘤(glioblastoma,GBM)是Ⅳ级最常见的肿瘤,全球发病率约为每年3.5/10万[3]。研究表明,胶质母细胞瘤病人接受标准治疗,如手术、放疗、化疗等疗效非常有限,病人的中位生存期约为15个月,疾病无进展生存期仅有11个月[4]。近年来,新兴的基于生物电作用的物理疗法——肿瘤电场疗法(tumor treating fields,TTFields)为胶质母细胞瘤病人提供了新的治疗选择,且已经过循证医学的验证。最新研究显示,与标准治疗相比,肿瘤电场疗法联合化疗药物替莫唑胺治疗可使病人的中位总生存期延长至21.8个月,疾病无进展生存期延长至16个月[5]。目前,临床对肿瘤电场疗法治疗胶质母细胞瘤积累了一定的经验,相关研究也在快速增加。CiteSpace是由陈超美应用Java语言开发的一款信息可视化软件,用于绘制科学和技术领域发展的知识图谱,可视化呈现科学知识领域的信息全景,并识别某个科学领域中的关键文献、热点研究以及预测发展前沿[6]。本研究采用CiteSpace软件对国际上近10年利用肿瘤电场疗法治疗GBM的相关研究进行整理和分析,以期为今后的研究和临床治疗提供参考。

1 资料与方法

1.1 文献来源与检索策略

在Web of Science核心合集数据库中,以gl$oblastoma*、gl$oma*、GBM、tumo$r treating field*、tumo$r-treating field*、TTF*、TTField*、TT-Field*、novottf、novo-ttf、alternating electric* field*、mild electric* field*、novocure、novottf-100a为主题词进行检索,文献类型为article或review,语言为英文,检索时限为2013年1月1日—2022年12月31日。

1.2 研究方法

将Web of Science核心合集数据库中检索到的文献以download_***.txt格式导入CiteSpace 6.1.R6,并对导入的文献进行查重。设置标题、摘要、作者关键词、附加关键词作为主题来源,可视化分析设置参数时间跨度为2013—2022年,当节点类型选择作者(author)和机构(institution)时,时间切片设为1年,选择标准设为G指数=25,图谱修剪方式选择pruning sliced networks;当节点类型选择关键词(keyword)时,为使图谱聚类效果更佳,时间切片设为2年。分别以作者、机构、关键词作为节点进行共现分析和Burst分析,并对关键词进行聚类分析,绘制可视化图谱并进行解析。共现分析图谱中节点圆圈分别代表作者、机构以及关键词,大小则代表频次,频次越高,圆圈越大;中心性是判定网络中节点重要性的指标[7],中心值>0.1表明该节点在研究领域内有重要影响。Burst分析反映包含节点的文献被引频次变化率,表明该文献在短时间内被广泛关注,是不同时间段的研究前沿,往往成为之后的研究热点,从而引导学科发展[8]。聚类分析是对不同数据源的相似性进行比较并将数据源分类到不同的簇中,在此过程中可能会引起聚类的交叉重复[9]。

2 结果与分析

2.1 纳入研究的发表时间分布

经数据库检索及文献筛选后,获得相关文献699篇。2013—2022年肿瘤电场疗法治疗胶质母细胞瘤相关文献数量整体呈快速上升趋势,2019年以后发文量增速显著,2022年达到近10年最高为139篇。见图1。

图1 2013—2022年肿瘤电场疗法治疗胶质母细胞瘤的发文趋势

2.2 作者合作

作者合作网络共现图谱得到345个节点、625条连线,图谱显示该领域内少部分作者合作相对密切,多数学者进行独立研究。见图2。肿瘤电场疗法治疗胶质母细胞瘤文献的高产作者见表1。发文量居前3位的作者分别是Kim Eun Ho(17篇)、Wong Eric T(14篇)、Weinberg Uri(11篇)。Burst分析结果显示,Wong Eric T(Burst强度2.91)、Lok Edwin(Burst强度2.61)、Kirson Eilon D(Burst强度2.53)、Hwang Sang-Gu(Burst强度2.99)以及Lei Kin Fong(Burst强度2.48)等有较高的Burst强度。其中Wong Eric T在2014—2015年发文量较多,在该领域内较活跃;Lok Edwin和Kirson Eilon D在2015—2018年积极推动研究发展;Hwang Sang-Gu和Lei Kin Fong在2018—2019年受到广泛关注,影响较突出。但总体而言,近10年缺乏持续引领该领域发展的学者。肿瘤电场疗法治疗胶质母细胞瘤文献的作者Burst分析结果见图3。

表1 肿瘤电场疗法治疗胶质母细胞瘤文献的高产作者

图2 肿瘤电场疗法治疗胶质母细胞瘤文献的作者共现图谱

图3 肿瘤电场疗法治疗胶质母细胞瘤文献的作者Burst分析

2.3 机构合作

对肿瘤电场疗法治疗胶质母细胞瘤的文献进行机构合作网络共现分析。机构合作网络共现图谱共296个节点、751条连线,见图4。图谱显示该领域内Mayo Clinic、University California San Francisco、Harvard Medical School等机构贡献相对突出,其余机构围绕以上机构进行交叉合作。其中发文量最多的机构是Mayo Clinic(27篇);University California San Francisco及Harvard Medical School在肿瘤电场疗法治疗胶质母细胞瘤研究领域较为权威,中心值分别为0.13,0.11。见表2。机构Burst分析结果显示,Harvard University(Burst强度3.72)、University Zurich(Burst强度2.94)、Chang Gung University(Burst强度2.94)等机构有较高的Burst强度,其中Harvard University、Beth Israel Deaconess Medical Center、University Zurich Hospital及University Zurich在2013—2017年间影响力较强,Chang Gung University、Korea Institute of Radiological &Medical Sciences与Chang Gung Memorial Hospital在2018—2019年间关注热度较高。但总体而言,近10年缺乏有持续影响力的机构。见图5。

图4 肿瘤电场疗法治疗胶质母细胞瘤文献的机构共现图谱

表2 肿瘤电场疗法治疗胶质母细胞瘤文献的高产机构

图5 肿瘤电场疗法治疗胶质母细胞瘤文献的机构Burst分析

2.4 关键词

2.4.1 关键词共现分析

对肿瘤电场疗法治疗胶质母细胞瘤文献进行关键词共现分析。关键词共现图谱包括330个节点、1 880条连线,见图6。图谱显示,该领域内研究热点相对集中。其中出现频次居前3位的关键词分别是tumor treating field(150次)、temozolomide(133次)以及glioblastoma(130次)。见表3。

表3 肿瘤电场疗法治疗胶质母细胞瘤文献的高频关键词(频次>50次)

图6 肿瘤电场疗法治疗胶质母细胞瘤文献的关键词共现分析图谱

2.4.2 关键词聚类分析

在关键词共现分析的基础上进行聚类分析,得到肿瘤电场疗法治疗胶质母细胞瘤关键词聚类图谱,形成8个聚类。见图7。聚类模块值(Q值)为0.443 2(>0.3)表明聚类结构显著,平均轮廓值为0.764 4(>0.7),表明聚类结果较为可靠。关键词聚类形成的8个聚类的聚类标签分别是:tumor treating fields、blood brain barrier、radiation therapy、ttf-1、high-grade glioma、diagnostic accuracy、magnetic resonance imaging、microrna等,表明该领域研究热点主要集中在肿瘤电场疗法、高级别神经胶质瘤、诊断以及分子水平研究等几个方面;各聚类的平均轮廓值均>0.5,表明各聚类研究主题相对集中。见表4。

表4 肿瘤电场疗法治疗胶质母细胞瘤文献的关键词聚类

图7 肿瘤电场疗法治疗胶质母细胞瘤文献的关键词聚类分析图谱

2.4.3 关键词Burst分析

关键词Burst分析结果显示,alternating electric field(Burst强度8.20)、malignant glioma(Burst强度6.45)、novottf 100a(Burst强度3.97)、glioblastoma multiforme(Burst强度3.34)、glioma(Burst强度2.94)等关键词有较高的Burst强度。从时间分布来看,研究热点大致可以分为3个阶段:2013—2018年研究热点持续集中于应用交变电场治疗恶性胶质瘤等;2015—2020年逐渐转移为关注胶质瘤的影像学研究,此后胶质瘤的治疗包括TTfeilds研究在一定时期内保持关注热点,并有望成为今后研究的主流趋势。见图8。

图8 肿瘤电场疗法治疗胶质母细胞瘤文献的关键词Burst分析

3 讨论

本研究采用CiteSpace软件对2013—2022年Web of Science核心合集数据库中关于肿瘤电场疗法治疗胶质母细胞瘤的699篇文献进行文献计量学分析及可视化分析,直观地展示近10年国际上将肿瘤电场用于治疗胶质母细胞瘤领域的研究概况,并对其研究热点、研究前沿及研究趋势形成了基本认识。研究结果显示,近10年肿瘤电场疗法治疗胶质母细胞瘤相关文献数量呈现整体快速上升趋势,尤其以2019—2022年上升速度最为明显。作者合作网络共现分析图谱显示,该领域内作者众多,部分作者发表相关文献超过10篇,但多数作者之间缺乏紧密的联系合作;Burst分析结果表明,该领域尚缺乏持续影响力的作者。机构合作网络共现分析图谱呈现节点众多且节点间联系较多,表明该领域内研究机构众多且彼此之间存在交叉联系,其中Mayo Clinic是发文量最多的机构,影响较为突出。Burst分析结果同样表明,目前该领域缺乏具有持续影响力的机构。关键词共现分析和聚类图谱揭示了肿瘤电场疗法治疗胶质母细胞瘤领域的研究热点,高频关键词tumor treating field、temozolomide、glioblastoma等表明肿瘤电场疗法及药物化疗等是目前胶质母细胞瘤病人的主要治疗方案;关键词聚类图谱显示该领域研究热点主要集中在高级别胶质母细胞瘤、肿瘤电场疗法、诊断以及分子水平研究等方面,且cancer therapy、TTfeild等关键词也在近几年Burst强度较高,由此可见深入研究胶质母细胞瘤的诊断与治疗可能成为该领域的发展趋势。

本研究的不足之处:1)由于CiteSpace软件无法同时进行中英文分析,故本研究只检索了Web of Science核心合集数据库,存在一定的发表偏倚;2)在运用该软件的过程中,时间分区、选择标准及裁剪方式没有标准化的设置流程,只能通过反复摸索,尝试接近较为真实、科学的结果的设置方法,可能会在一定程度上影响结果的准确性;3)对纳入数据进行聚类时,不同类别的内容可能会存在交叉重叠。因此,在应用本研究结论时,建议结合临床实际情况进行具体分析。

综上所述,肿瘤电场疗法治疗胶质母细胞瘤领域仍处于快速发展中,期待不同医疗机构与医务工作者、研究者间开展更密切的合作,为胶质母细胞瘤病人未来治疗方案的选择提供更多高质量证据和参考。