DOI: 10.3969/j.issn.1673-713X.2021.02.014·
第六套儿童广播体操大数据分析
高春辉，张秀梅，李丹宜，蓝灿辉，赵杰，翟运开，赵萌
肠道菌是人体肠道的正常微生物，如双歧杆菌、乳酸杆菌等能合成多种人体生长发育必需的维生素。这些营养物质对人类的健康有着重要作用，一旦缺乏会引起多种疾病。人体肠道内寄生着10 万亿个细菌，它们能影响体重和消化能力、抵御感染和自体免疫疾病的患病风险，还能控制人体对癌症药物的反应。文章检索了Web of Science 数据库和万方数据库的相关文献，通过文献计量学的方法分析阐述了中国近20 年肠道菌的研究历程和进展。
1 资料和方法
1.1 检索策略仙企鹅
文章的英文文献数据来源于科睿唯安的Web of Science 数据库核心集，访问时间为2020 年4 月1 日。限定条件：检索年限从2000 – 2020 年；检索词是“肠道”和“菌”（及其同义词），检索式：“TS=(gut OR i
ntestine OR bowel OR intestinal OR colon OR colorectal OR gastrointestine OR gastrointestinal) AND TS=(microbiome OR microbiota OR flora OR microbe OR microbes OR commensal OR symbiont OR pathobiont OR mycobiome OR virome OR metagenome OR meta-genome)”。
文章的中文文献数据来源于万方数据库，访问时间为2020 年9 月8 日。限定条件：医药、卫生；中文；正式出版。检索式：(主题:(肠道)*主题:(菌))*Date:2000-2019。检索结果：8828 篇。部分指标分析结果来源于万方医学网。
1.2 文献计量学分析
文献计量数据分析主要基于R 语言软件包Bibliometrix[1]和一系列R 语言工具，包括visNetwork（CRAN./package=visNetwork），ggplot2（ggplot2. ），UpSetR（/package= UpSetR）等。
2 结果
2.1 中国肠道菌研究的Web of Science 数据库分析结果 2.1.1 发文量分析根据Web of Science 数据库平台的数据，在过去的20 年间（2000 – 2019年），全世界一共发表了55914 篇与“肠道菌”相关的研究论文。
在世界范围内，美国是肠道菌研究的领跑者，而中国发表论文的数量和比例也在双双增加。在20 年前，中国基本没有相关的研究论文；在10 年前，即2010 年，中国发表相关研究82 篇，占当年全世界总发文量的5%；到2019 年，中国发表相关研究论文超过2500 篇，占当年全世界总发文量的25% 以上。自2013 年以来，中国的论文发表量已经排到了世界第 2 的位置，仅次于美国。
从2009 年开始，有中国科学家参与的高被引论文开始出现，高被引论文数量随之不断上升。2017 – 2019 年，SCI 高被引论文的数量都超过了35 篇，成为能够贡献较多突出研究成果的国家之一。
2.1.2 研究脉络文章使用历史引证网络分析的方法来理清中国肠道菌的研究脉络，历史引证网络中共包含了19 篇关键文献[2-20]，见图1。由中国的研究人员主导及参与的这19 项关键研究，时间跨度从2008 – 2018 年，较完整地展示了中国肠道菌研究的历史演替。即从认识肠道菌的结构，到揭示菌在肥胖、肝硬化等疾病中的作用，再到利用益生菌和益生元等干预措施来缓解和一些肠道菌相关的疾病，研究过程中步步为营，稳扎稳打，奠定了中国肠道菌研究的重要基石。
图 1中国肠道菌研究的核心历史引证网络[水平线指示文章发表的年份，点之间的灰线条指示引用关系，每个点代表着一篇文章（以名字和年份区分）]
基金项目：国家重点研发计划“精准医学研究”重点专项（2017 YFC0909900）
作者单位：100044 北京，热心肠生物技术研究院（高春辉、李丹宜、蓝灿辉）；100038 北京，北京万方数据股份有限公司（张秀梅、赵萌）；100036 北京，中国科学技术信息研究所（张秀梅）；450
052 郑州，郑州大学第一附属医院（赵杰）；450001 郑州，郑州大学管理工程学院（翟运开）
通信作者：张秀梅，Email：**********************
收稿日期：2020-12-31
2.1.3 研究机构和研究团队 以论文发表量计算，20 年间国内发表论文最多的研究机构分别是：中国科学院、浙江大学、上海交通大学、中国农业大学和中国科学院大学等。在前 30 名中，国立台湾大学（）、中国医药大学（），以及香港大学（中国香港）和香港中文大学（中国香港）等高校榜上有名，它们各自是相应地区主要的肠道菌相关研究机构（图 2）。
在这些研究机构合作网络中，大概可以看到 3 个主要的研究体，见图 3。首先是以中国科学院为中心的主力研究团体，中国科学院作为一个核心，将各大高校和研究所有机地联系了起来；其次是国立台湾大学（）、中国医药大学（）组成的学术团体；再次是以南京医科大学、江南大学和南京大学等高校组成的体。
论文发表量（篇）
sndq
800
600 400
200
中国科学院
浙江大学
南山集团神秘王国上海交通大学
中国农业大学
中国科学院大学
南京农业大学
中国农业科学院
中山大学
北京大学
四川农业大学
复旦大学
中国医学科学院
南昌大学
华中农业大学
江南大学
南方医科大学
国立台湾大学（）
南京医科大学
四川大学
南京大学
香港大学（中国香港）
同济大学
山东大学
香港中文大学（中国香港）
中国海洋大学
华中科技大学
华南农业大学
首都医科大学
吉林大学
中国医药大学（）
研究机构
图 2 参与中国肠道菌研究的主要科研院所（展示发文量最多的 30 家）
图 3 中国肠道菌研究机构间的合作关系（每 1 个点代表 1 个研究机构，点的大小指示发文量的多少；每 1 条线代表 2 个研究机构之间存在合作关系，线的粗细指示合作强度。为简化图形和展示主干，合作次数小于 10 次的合作关系在图中并未展示）
图 4中国肠道菌研究的作者合作网络（2000 – 2019 年）[图中每个点代表 1 个作者，两点之间的连线代表存在合作关系。点的大小指示合作者的多少，线的粗细表示合作次数的多少。为简化网络和展示主干，小于 3 次的合作在本图中不可见，孤立的点也被删除。不同的子网络以颜表示区分，同时多数子网络旁边列出了 1 个人名（音译）指示研究体的关键人员]
从作者合作关系上来看研究团队的构成可能更加直观。图 4 展示了中国发文量最高的200 位作者之间合作次数超过 5 次的合作网络。此图中最大的研究体浅红的部分，核心是李兰娟院士；绿的部分，核心是赵立平教授；深红的部分，核心是贾伟教授；橙的部分，核心是朱伟云。
与前面的第一大体不同，第 2 大的体（橙的部分）是一个联系非常紧密的团体，主要是华大基因及其合作者。其中包括了华大基因的王俊、汪建等。陈卫院士的团队（灰蓝部分），这个铁四角包括赵建新、张灏和王刚等3 位教授。黄的子网络是张和平教授的团队。右侧紧挨着的绿子网络，是印遇龙院士的团队。左上方的蓝区域，可以观察到来自中国香港的研究体，这一体由于君教授、黄秀娟教授等组成。
2.1.4 研究领域文章将肠道菌的研究规划了八大领域，分别是饮食、免疫、代谢、癌症、心血管疾病、肠X 轴、药物互作和中医药。可以发现前 4 大领域研究的发端较早，而后 4 大领域研究的发端则稍微晚一些，见图5。特别是肠X 轴的研究，在2013 年以后才逐渐壮大起来。
值得一提的是，这些研究领域相互之间是存在较多关联的。例如：代谢与饮食相关性最强，共享了777 篇研究，代谢、免疫和饮食三者的重叠度也很高，共享了695 篇研究论文。代谢、免疫和饮食 3 个因素与癌症、心血管疾病两个肠道菌相关的疾病之间的关联都十分紧密，体现了这些因素在疾病致病过程中的重要作用。与之相比，肠X 轴和中医药研究作为较为独立、有中国特的研究领域，再加上总体研究数目较少，所以它们与其他研究主题重叠度表现得并不高。除此之外，也可以看到免疫、代谢、饮食、癌症等 4 个领域下特有的研究数量也比较高，分别包括了712、605、477 和187 篇研究论文。
2.1.5 发展趋势为了揭示中国肠道菌研究的发展趋势，文章将近10 年最热的关键词做了梳理。因为早期研究论文数量比较少，所以文章将这10 年分成了 5 年、3 年和 2 年的 3 个阶段，并进一步结合文章关键字的共现网络来进行阐述。
第一阶段，见图6，自2010 – 2014 年，关键字的共现网络一共只有9 个关键词，其中最突出的是饮食诱导的肥胖（diet-induced obesity）、炎症（inflammation）和胰岛素抗性（insulin resistance）。这直观地反映了研究者对肠道菌的认知是始于对肥胖机制的新认识。这一新认识或许可以由肥胖（obesity）和多样性（diversity）之间的关系来指代——这是另外两个与肥胖相关的核心关键词。除此之外，还可以发现16S rRNA 与人粪便有了重要的联系，直观来看，这意味着16S rRNA 基因测序技术的进步在肠道菌研究中起到了关键的推动作用。但可能会被忽视的一点是，选择粪便样本作为研
究对象在这其中功不可没。这 5 年间的另
饮食 免疫 代谢 癌症 心血管疾病 肠X 轴 药物互作 中医药
2000 2005 2010 2015
年份 A
文章重叠数（篇）
900
750
500
250
中医药肠X 轴心血管疾病药物互作
癌症饮食免疫代谢
最后一课郑振铎文章数（篇）
B
图 5 中国肠道菌研究的 8 大主题（A ：8 大研究领域 2000 – 2019 年发文数量的变化，点的大小代表发文量的多少；B ：8 大研究领域之间的重叠度，左侧柱状图展示各研究领域的全部文章数目，右侧展示主题间文献的重叠度，其中右上方条形图展示相应研究领域重叠的文献数目）
白铜锡图 6 肠道菌研究在 2010 – 2014 年间的研究热点（图中的点表示研究论文的关键词，线表示关键词的共现关系：即 2 个关键词同时出现在 1 篇文献中。点的大小指示对应关键词出现次数的多少，线的粗细指示关键词共现关系的强弱。为简化图形，共现次数少于 3 次的在图中不可见。孤立的关键词也被删除）
2 个关键词是溃疡性结肠炎和克罗恩病，它们与肠道菌失衡的关系逐步被揭示。
第二阶段，见图 7，自 2015 – 2017 年，此 3 年间的关键字共现网络比第一阶段已经明显更加丰富。肥胖、炎症、饮食、多样性等关键字蝉联入榜。除此之外，健康、疾病、代谢和小鼠等相关研究也成
为主要的研究主题。特别值得关注的是小鼠-炎症之间具有特别强的共现关系，这体现了小鼠作为模式动物在相关研究中已经处于不可或缺的地位。此外，多样性-代谢之间也具有特别强的共现关系，说明在多样性之上，研究人员开始关注菌的代谢产物，而代谢产物后来被证明是重要的菌效应分子。图中也可以发现，胆碱
（phosphatidylcholine ）是这一阶段重点关注的代谢物。这一时期，肠道菌与肿瘤之间的关系被进一步理解，在图中这体现在具核梭杆菌（Fusobacterium nucleatum ）与肿瘤之间的较强的共现关系上。除此之外，蔗糖和减脂手术（bariatric surgery ）之间的关系也在这一阶段的研究中处于比较突出的地位。
图 7 肠道菌研究在 2015 – 2017 年的研究热点
图 8 肠道菌研究在 2018 – 2019 年的研究热点
第三阶段，见图 8，2018 – 2019 年，这两年间的研究主题呈现出异彩纷呈的情形。首先，可以发现炎症的关键地位得到加强，甚至已经处于核心节点的位置上，所有其他的研究主题都直接或者间接地与其相连。而炎症之外，在肥胖、胰岛素抗性、代谢与健康等传统主题的基础上，大量增加了毒性（toxicity ）、激活（activation ）、暴露（exposure ）、调节（modulation ）等与环境因子相关的研究主题，特别是阿
特拉津（atrazine ）和多酚类（polyphenols ）这两种典型环境污染物的出现，标志着环境微生物学与
肠道菌的结合成为主流。还可以看到，（短）链脂肪酸（chain fatty acids ）作为一个关键的菌代谢产物，在此时期成为主要研究主题。有一些机制相关的主题词也开始出现，如基因表达、蛋白偶联受体等，标志着肠道菌的作用机制逐渐明确。特别值得一提的是，大脑出现在这一阶段的关键词中，这反映了肠脑轴
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