乳腺癌精准医疗大数据的可视化分析

论著乳腺癌精准医疗大数据的可视化分析
张秀梅,翟运开,赵杰,赵萌
基金项目:国家重点研发计划“精准医学研究”重点专项(2017YFC0909900)
作者单位:100038北京,中国科学技术信息研究所(张秀梅);100038北京,万方数据股份有限公司(张秀梅,赵萌))450001河南郑州,郑州大学管理工程学院(翟运开))450052河南郑州,郑州大学第一
附属医院(赵杰)
通信作者:张秀梅,女,博士,研究员,研究方向:情报分析%信息检索、精准医学研究、医学信息服务及产业研究,Email:xiumei@wanfangdata
【摘要】目的分析乳腺癌精准医疗的既往概况以及动态演化历程,探索未来乳腺癌的精准医疗
研究的和发展趋势。方法①以中国万方数据库和美国的Web or Science核心数据库关
腺癌精准医疗信,可视分的发表年份、国家、机构、作者、、基金以及词分布,同时比较不同分子分及不癌研究的分:②检索中国临床试验注
册中心、临床试验注册中心、中国国家药管理局以及美国食品药管理局癌精准医
疗的临床注册以及药物信息。结果①在中国共有450癌精准医疗有关的研究,而国有2303癌精准有关的研究,在中国以及全2016出现有癌精准
研究文章的爆发式增长;Luminal A型、Luminal B型、HER2过表达型、基底细胞型(Basal-liVe型)以
及癌中癌精准医疗的研究数量最多,而癌精准的主要靶
HER2,EGFR,CDK4/6,PIK3CA和PARP,其中文献量最大的为HER2:②在全球范围内,美国的哈佛大学
是发表乳腺癌精准最多的机构,其次国国家医学研究院,而加州大学以及德克
大学,而中国发构的还不太高,仍有大前进的空间;③国癌精准研究的主要国
家,发表超过900篇研究;④中国发文量最多的研究作者军总医院第五医学中心(军第
307医院)乳腺肿瘤科的江泽飞教授,而在全球范围内发文量最多的是ANDRE F(巴黎第十一大学)和
KATOHM#日本国立癌症研究中心);2《中华病()》是中国发表癌精准研究
文章最多的,全发表癌精准的主《9er SOn a6ed Medicine》;3全球范围中发
表癌精准研究的最主要资构国卫生服务部以及美国国立卫生研究院,其
次国国家癌症研究所和中国国家自然科学基金委员会;⑦中国临床注册中心收录的最新癌研
究有177项,而临床注册中心收录的最新乳腺癌研究达3663项,主中国、和中国;
⑧目前已上市的癌精准药物的主HER2,也PARPR,2,3、PIK3CA、
PDRl、mTOR、CDK4/6、EGFR、HER4的药物,研发机构主要为诺华、辉瑞等跨国药企&结论建立全国
甚至全精准乳腺癌信息服务集成整有推癌精准医疗的发展,同时有提升
中国企业乳腺癌精准药物的研发能力&
【关键词】精准医疗;;乳腺癌;大数据分析;可视化分析
doi:10.396^^j.issn.1674-4136.2021.01.005
文章编号:1674-4136(2021)01-0025-08
Visualized analysis on precision medicine for breast cancer ZHANG X-b I,2,ZHAI Yunka-,ZHAO
Jie4,ZHAO Meng2.(1.Institute cf Scientific and Technical Information of China,Beijing100038,China;
2.WanFang Data Co.,Ltd.,Beijing100038,China;
3.Iciool of Management Engineering,Zhengzhou
Unoersit-,Zhengzhou450001,China;  4.The FirsS0Ailiamd Hospital qf Zhengzhou University,Zhengzhou
450052,China)
Corresponding auihos:ZHANG Xiumei,Emait:xiumei@wanfangdatt
'Abstract]Objective To analyze the situation and dynamic evelution of precision medicine for breast cancer,and to explore the hotspots and development trends as wel l in the future.Methods①The studies conceensngpeecssson medscsneooebeeasicanceeweeeeeieseeed oeom iheWanoangdaiabaseand Web ooScsence. Visualization technology was used to analyze publication yeas,country,institution,author,journal,fund,and keswoed dssiesbuison ooeeaaied siudses.Thedssiesbu
ison ooiheasieeaiueeson ds o eeenimoaecuaaeispsngand different taryets of breast cancer were compared.②Clinical reaistration,and drugs information of precision medicine for breast cancer were searched in Chinese Clinical Trial ,China National Medical Products Administration and U.S.F ood and Drug Administration.ResUts①There were450studies eaaid iopecssson mCdscsnCooebeCasicancCepubasshCd sn Chsna.Whsa ihCeCwCe2303siudsswoeadwsdC. ThCnumbCeoosiudssconcCensngon peCcssson mCdscsnCooebeCasicancCesn and ouissdCChsnasnceasCd dramaticall y in2016.Among the studies on Luminal A,Luminal B,HER2-overexpressing,Basal-like and iespae-negaiseebeeasicancee,ihenumbeeoosiudseson peecssson medscsneooeiespae-negaiseebeeasicanceewas iheaaegesi.Themasn iaegeisoopeecssson medscsneooebeeasicanceeconiasned HER2,EGFR,CDK4j6, PIK3CA and PARP.Of these taryets,a majority of studies concerned on HER2.②The institution with the hsghesinumbeeoosiudseswasHaeeaed Unseeessis,oo a owed bsCnsisiuiNaisonaadeaaSanieeideaaRecheeche Medicalo(French National Institute of Health and Medical Research),University of California,and University of Texas.The ranking of Chinese institutions was not high which can be irnproved greatly.③United States was iheaeadongcouniesooeihe>iudsoopeecooon medoconeooebeea>icancee,woih oeee900>iudoe>pubaohed.
④T he author with the highest number of studies in China was Professor Jiang Zefei from the Department of Breast Oncology,The Fifth Medical Center of PLA General Hospital.The author with the highest number of studies aboard was ANDRE F from UniversitO Paris-Sud and KATOH M from National Cancer Center,Japan.
⑤T he journal published the highest number of studies in China was Chiness Journal qf Beasi Disease#Electronic Edition).The journal published the highest number of studies outside China was9ersonalizee MedicOie.⑥The institution that supported the most studies was United States Department of Health Human Services,followed by National Institutes of H ealth NIH USA,NIH National Cancer Institute NCI,and National Natural Science Foundation of China.⑦There were177latest breast cancer studies in the Chinese Clinical Trial Register.And there were3663latest studies in ,mainly from United States,Europe and China.
⑧HER2was the main taryet for marketed precision medicine drugs for breast cancer.PARP-1,2,3,PIK3CA, PD-R1,mTOR,CDK4/6,EGFR,and HER4were also the taryets for drugs.The companies of drug research and development included Novartis and Pfizer.Conclusions A national or even global intearated plaeorm will help promote the development of precision medicine for breast cancer.It will also help Viiprove the research and development capabilities of Chinese companies for precision brea
st cancer drugs.
'Key words]Precision medicine;Personalized treatment;Breast cancer;Big data analysis; Visualized analysis
乳腺癌是女性常见癌症,据世界卫生组织国际癌症研究项目的报告,2018年全球女性乳腺癌发病率高达46.3/100000,居于女性癌症的首位[1]o随着人口老龄化以及饮食结构的改变,中国女性乳腺癌的发病率呈现出逐年上升的趋势,同时呈年轻化迹象+2R,&目前,临床上主要根据乳腺癌的分期和患者的身体状况,采取手术、放疗、化疗、内分泌和生物靶向以及中医药辅助等多种方法进行+4R,&现今针对乳腺癌,已从经验型走向了循证,并逐步走进了精准医疗的阶段+8R,&
随着基因组和蛋白组测序技术的快速进步,美国国家科学院在2011年提出了精准医学的理念,其旨在通过评估患者的基因组、蛋白质组等组学信息,建立新的知识网络,促进生物医学研究及其与临床研究的密切结合,最终制定个体化的方案&利用精准医学技术可充分地将生物学信息与大数据技术结合,更好地认识乳腺癌发生以及过程中的生物学特性,并预测乳腺癌的发展&目前有关于乳腺癌精准的研究项目及研
究文章、临床注册、药物与专利都十分丰富,因此希望通过检索中国的万方数据库,美国的Web of Science数据库,以及中国临床注册中心和北美临床注册中心,中国国家药品监督管理局及美国食品药
品监督管理局收集乳腺癌精准医疗的相关信息,分析乳腺癌精准医疗的既往概况以及动态演化历程,并基于此对未来乳腺癌的精准医疗的前沿研究热点和发展趋势提供帮助&
1数据和方法
20202收中国方数据及国Web of Science数据库中有关乳腺癌精准医疗研究的文献,以检索词“乳腺癌;精准医疗;精准医学;个性化;pecision medicina;individual medicina;personalized medicina;bevsi cyncvI”检索2000年1月至2019年12月前发表的相关研究。检索中国临床试验注册中心(www.chimcorg)和北美临床试验注册中心(clinicyltCa1s.3av)建库至2019年12月收录的有关乳腺癌精准医疗的临床注册项目文章。检索中国国家药品监督管理局以及美国食品药品监督管理局建库至2019年12月纳入的有关乳腺癌精准医疗的相关药物信息。
利用中国万方数据库和美国Web of Science核心数据库自带软件对乳腺癌精准医疗相关文献的发表时间、作者、机构、期刊、基金进行分析&对中国临床验册中心、临床验册中心册信息、药监局药物信息信息进行手动分析,利用Excel2010软件对结果进行分类&
2结果
2.1年均发文量变化的分析在中国,共检索到450篇与乳腺癌精准医疗有关的研究文章。在2009年以前相
关研究的发文量较少,2010至2015年间缓慢增加,2016年开始出现跳跃式增长,近3年发文量保持在80篇以上,见图1A&
全球共有2303篇与乳腺癌精准有关的研究文章,从2007年与乳腺癌精准有关的研究文章数量开始缓慢增长,同样2016年也出现跳跃式增长,2016—2019年每年的发文量均超过300篇,详见图1B。从中可见,中国以及全球在2016年出现有关乳腺癌精准研究文章迅猛增长的态势。其主要原因为:①2015年1月20日在美国的国情咨文中提出“精准医疗计划”,并希望精准医疗可以引领一个医学的新时代;②2016年3月5日精准医疗(基因组学)成为中国“十三五”100个重大项目之一,同时科技部也发布了有关国家重点研发计划精准医疗研究等重点专项的通知,这使其成为当年中国优先启动的重点专项;③2016年4月15日,中国国家卫生和计划生育委员会和科技部共同研讨精准医疗研究计划;④2016年6月美国颁布了一份关于精准医疗计划相关的数据安全框架草案;
⑤2016年6月底,法国也启动了一项精准医疗的项目---法国基因组医疗2025(Franca Genomic Med-dine2025)项目;⑥2016年7月7日,美国食品药品监督管理局发布2个指导草案“基于NGS技术的针对生殖系疾病的体外诊断的FDA监督标准”和“使用公共人类基因遗传差异数据库来支持以NGS技术为基础的体外诊断的临床有效性”,两者都可能进一步加速精准医疗计划的实施;⑦2016年7月初,美国宣布将投入5500万美金新建一个有关精准医疗的数据!数据超100
位志愿者的详细健康信息,可用于疾病与个性化药物和疗法的研究。由于精准在目前的主要应用领域为肿瘤学,而乳腺癌是女性最为常见的肿瘤,因此在2016年便出现了中国以及全球对乳腺癌精准医疗研究全面爆发的现象。
乳腺癌的分子分型有Luminal A型Luminal B 型、HER2过表达型、基底细胞型(Basal-lika型)以及三阴性乳腺癌5种,其中关于三阴性乳腺癌的研究发文的数量最多,而这5种不同亚型乳腺癌的年发文量峰值均为2016或2017年,见图1C&对于乳腺癌的精准的主要靶点为HER2、EGFR、CDK4/6、PIK3CA和PARP,其中发文量最大的为HER2,这也是目前乳腺癌药物的主要靶点,其次为EGFR,见图1D&
2.2主要研究机构分布的分析上海交通大学是中国国内发表乳腺癌精准研究相关文章最多的机构,其次是北京大学第一医院和江苏省人民医院,见图2A。但是,中国乳腺癌精准研究机构发文量的排名与复旦大学中国医院及专科声誉排行榜(肿瘤科排行榜)的排名存在差异,见图2B&这可能由于国内部分医院有关乳腺癌精准医疗的研究成果更多发表于国际期刊中。
在全球范围内,美国哈佛大学是发表乳腺癌精准多的构!次国国家医
学研究院,而后是加州大学以及德克萨斯大学,见
(碾)嘔養
1A
IB
(w )
«w
2019 2018 2017 2016 2015 2014 2013 2012 2011 2010 2009 2008 2007 2006 2005 2004 2003 2002 2001 2000
年份
■ Luminal  AS!■ Luminal  B  型□ Her2过表达型
□基底细胞型(BasalJike 型)
■三阴性乳腺癌
I l J l J i
h  J  J
2019
2018
2017
2016 2015 2014 2013
2012
2011
年份
ID 4035
3025
201510
50
(
w )w
权然
□ HER2 QECFR  □ CDM/6□ PK3CA  QPARP
2019
2018
2017
2016
2015
2014 2013 2012 2011 2010
年份
注:1A 为中国乳腺癌精准医疗研究的年发文量变化,中国乳腺 癌精准医疗研究从2016年起出现跳跃式增长(数据来源自中国 万方数据库);1B 为全球乳腺癌精准医疗研究的年发文量变化,
从2016 全球乳腺癌精准医疗研究呈现迅猛发展(数据来自 于美国Web  of  Science 数据库);1C 为不同亚型乳腺癌精准医疗 研究的全球年发文量趋势(数据来自于美国Web  of  Science 数据
库);1D 为基于不同基因靶点的乳腺癌精准医疗研究的全球发 文量趋势(数据来自于美国Web  of  Science 数据库)
图1乳腺癌精准医疗研究的年发文量
2C 。在全球发文量名列前茅的美国机构也 :
国新闻与世界报道(US  News  and  World  Report )中肿瘤科 较前的医院所在的学校,
2D 。而
国国家 医学研究院,是全 第二大生物医学
研究机构,仅次 国的NIH 以及
第一大生物
医学研究机构,也 第一大
册生物医学
学术研究实体,在2016
路 世
具创新能
力的 研究机构 中位居第9。 全范围内
研究
癌精准医疗最多的机构中,中国机构排名
中科院,
第35位,这明中国 癌
精准的研究方面仍有很大前进的空间。
大多数研究
未明
癌的亚型以
,所 不
构发布的有关不同亚型的
癌和针对不
的 癌精准医疗的研究
数量较 。
2.3 研究的地域分布分析 基于美国Web  /
Science 数据库的数据,分 出有
癌精准治
疗的研究 主要分
国(917 )、中国(190
)、德国(143 )、国(139 )、加大(128
)、
国(108 )、意大(105篇)、 (79
)、大利
亚(74篇)、日本(53 )及 (53 ),中美
国在2010/2016 逐
力口,而后下降;而中国在2015年起明显增加,
3。 2C 的数据合并后
分 , 中国 有 癌精准的研究 对较为分散,尚未形成合力。因而 通
整合中国国内乳腺癌精准研究的力量,可 癌精准的新时代提供更多的数据
&
2.4主要研究者 中国人民解放军总医院第五医
学中心( 军第307医院)
科的江泽教授为中国发文量最多的研究者,
4A 。江泽
飞教授是中华临床 学会秘书长,也
位So
Gallen 国
癌专家 主席团华人代表,
完成 《NCCN
癌指南》中 及
中国 《csco  癌诊疗指南》。
时 江
教授牵头建立的CSCO
癌数据库是目前中国甚
至全 全面的 癌数据库之一。
在全球范围内,ANDRE  F (巴黎第十一大学)和
KATOH  M (日本国立癌症研究中心)是发 量最多
的研究单位,分 发表了 15 ,次 GINS­
BURG  GS  ( 克大学)和ROUKOS  DH  (约阿尼纳大
学),各 14 , 4B 。
2.5
期刊的分析中国发表 癌精准
研究 的主 《中华 病 (电
)》, 5A 。《中华 病 ( )》是
中国唯一公开发行的乳腺病专业学
其主要
2A 10
3A
o
IV  V  VI
机构名称
vn  vn  k  x
2B
3B
2C
140120
100806040
W 1)则啟
20
美国 一■—中国
2D
i  n  mivvviviiviiiixx
机构名称
Rank  Hospital
1 University  of  Texas  MD  Anderson  Cancer  Center, Houston
2 Memorial  Sloan-Kettering  Cancer  Center, New  York
3 Mayo  Clinic, Rochester, Minn.
4 Johns  Hopkins  Hospital, Baltimore
5 Dana-Farber/Bngham  and  Women's  Cancer  Center, Boston
6 Cleveland  Clinic
7 UPMC  Presbyterian  Shadyside, Pittsburgh
8 H. Lee  Moffitt  Cancer  Center  and  Research  Institute, Tampa 8 Massachusetts  General  Hospital, Boston 10 Northwestern  Memorial  Hospital, Chicago
40
注:2A 为中国乳腺癌精准研究年发文量最多的机构(数据来源自
中国万方数据库);I 〜X 分 通大学、北京大学第一医院、
江苏省 医院、
医科大学附属
医院、军事医学科学院
附属医院、大学华西医院、大学附属
医院、广东省
人民医院、解放军总医院、长海医院;2B 为复旦大学中国医院及 专科声
-中瘤科排行榜;2C 为全
癌精准研究
年发文量最多的机构(数据来自于WeboOcienco 数据库))
I  〜X  分另0 为 Harvard  University , Institut  National  De  La  Sante
Et  De  La  Recherche  Medicale , University  of  Californd  System , UnceeesciyoITexasSysiem , UNICANCER , UnceeesciyoIToeonio ,
UTMDAndeeson  CanceeCeniee , NaiconaaInsiciuiesoIHeaaih , USA ,
Dana  Farber  Cancer  Institute , MemoCal  Sloan  KetteCng  Cancer  Center  ;
2D 为美国新闻与世界报道2019至2020年全美最佳医院排行榜
图2乳腺癌精准研究在不同研究机构的分布
2010^ 2011 年 2012年 2013年 201W  2015 年 201W  2017年 2018年 201 舛
注:3A 为乳腺癌精准研究文章的国家/地区共现图谱;
3B 为主要分布的国家的年发文量变化;3C 为主要分布
的国家在2010至2019年发文量的年度变化图3美国Web  of  Science 数据库核心合集中乳腺癌精准
研究 不 国家的分
反映中国在乳腺病学的基础与临床科研工作的重 成 进展,
癌精准研究收录
的 数量 丰富。
全球发表
癌精准文章的主
personalized  medicina ,其 次为 oncotaryel ,
随后为

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