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肠道微生物防治心力衰竭研究的文献计量学分析

发表时间:2025年06月25日阅读量:87次下载量:21次下载手机版

作者: 张瑞航 1 霍艳明 1 王辉奇 1 武婧 1 孙伟 1 苑杨 1 王世琤 2 李伟 2 周程坤 3 刘汶泽 4, 5

作者单位: 1. 中国中医科学院望京医院心血管内科(北京 100102) 2. 中国中医科学院望京医院质控办(北京 100102) 3. 中国中医科学院望京医院儿科(北京 100102) 4. 河南中医药大学药学院(郑州 450046) 5. 河南省道地药材生态种植工程技术研究中心(郑州 450046)

关键词: 肠道微生物 心力衰竭 文献计量学 VOSviewer CiteSpace

DOI: 10.12173/j.issn.1004-5511.202411218

基金项目: 基金项目: 中国中医科学院科技创新工程(CI2021A00909);中国中医科学院望京医院自主选题专项课题(WJYY-ZZXT-2023-11)

引用格式:张瑞航,霍艳明,王辉奇,武 婧,孙 伟,苑 杨,王世琤,李 伟,周程坤,刘汶泽. 肠道微生物防治心力衰竭研究的文献计量学分析[J]. 医学新知, 2025, 35(6): 688-696. DOI: 10.12173/j.issn.1004-5511.202411218.

Zhang RH, Huo YM, Wang HQ, Wu J, Sun W, Yuan Y, Wang SC, Li W, Zhou CK, Liu WZ. Bibliometric analysis of research on gut microbiota in the prevention and treatment of heart failure[J]. Yixue Xinzhi Zazhi, 2025, 35(6): 688-696. DOI: 10.12173/j.issn.1004-5511.202411218. [Article in Chinese]

摘要|Abstract

目的  分析国内外肠道微生物防治心力衰竭领域的研究现状、热点及发展趋势。

方法  检索Web of Science核心合集和中国知网数据库中肠道微生物防治心力衰竭的相关文献,检索时间为2000年1月至2024年8月,运用VOSviewer、CiteSpace等软件分析发文量、研究国家、机构、学科、作者及关键词。

结果  共纳入900篇文献,肠道微生物防治心力衰竭领域的发文量与被引频次整体呈上升趋势。美国在早期研究中占据主导地位,近年来我国发文量快速攀升,跃居全球首位。英文文献发文量最多的机构来自我国南方医科大学,中文文献发文量最多的机构来自湖南中医药大学。研究呈现多学科交叉融合特性,涵盖Cardiovascular System Cardiology、Pharmacology Pharmacy、中医学及中药学等多个学科。国内外形成了以“Sandek,Anja”“李琳”等团队为代表的核心研究人员。突现词由2000年左右的“chronic heart failure”“bacterial translocation”变化为近几年的“supplementation”“metabolites”“归脾汤”“粪菌移植”等。

结论  肠道微生物防治心力衰竭领域的研究热度不断攀升,未来的研究可探索与心力衰竭相关的特定微生物菌株,揭示肠道微生物与心力衰竭相关联的分子机制及信号通路,以期开发出肠道微生物疗法在心力衰竭中新的防治策略和干预手段。

全文|Full-text

心力衰竭作为各类心脏疾病的终末期阶段 [1],其预防与治疗始终是医学界需重点攻克的难题。临床研究表明,即便遵循指南规范治疗,心力衰竭的预后依然较差,慢性心力衰竭患者5年生存率仍低于50%[2]。该疾病的发病机制涉及多靶点、多因素的病理生理过程。因此,深入剖析心力衰竭发病机制、探寻更高效的治疗靶点,对预防疾病进展、改善患者生存质量及降低死亡率具有重要意义。肠道微生物群被称为机体的“第二基因组”,是广泛分布于胃肠道的共生细菌、真菌及病毒群落[3]。近年来,“心衰肠道学说”不断获得实践佐证,心力衰竭患者因心输出量降低、全身循环血液淤积[4],引发肠道黏膜缺血性损伤、缺氧,继而出现淤血水肿,最终导致肠道微生物群组成改变。这一改变不仅损害肠道吸收功能,还会破坏黏膜屏障、增加通透性,促使肠道微生物群及其代谢产物、有害物质进入血液循环[5- 7]。这些物质通过激活信号转导通路,诱导炎症因子释放,引发全身性慢性炎症反应,不仅对心肌收缩力产生负向调节,还会加速心肌纤维化,加剧心肌细胞凋亡坏死,进一步推动心力衰竭病理进程,影响患者临床预后。此外,多项研究表明,肠道微生物群能够通过直接或间接途径影响心力衰竭的发生和发展过程[8]。因此,通过改善肠道微生物群以延缓心力衰竭的发展进程,成为未来防治心力衰竭的重要方向。鉴于此,本文基于Web of Science(WoS)核心合集数据库和中国知网(CNKI)数据库,对肠道微生物防治心力衰竭相关的研究进行文献计量学分析,对比国内外研究现状、研究热点,预测未来发展趋势,为肠道微生物防治心力衰竭的研究以及未来的临床应用提供参考。

1 资料与方法

1.1 纳入与排除标准

纳入标准:①研究内容涉及肠道微生物防治心力衰竭;②文献类型为论著或综述,语言不限;③发表时间为2000年1月1日至2024年8月31日。排除标准:①会议摘要、网络首发、已撤回的研究、病例报告、社论资料、书籍章节及信件等文献;②与研究主题不相关的植物科学、农学及生态学等文献;③资料信息不全、无法获取全文或重复发表的文献。

1.2 文献检索策略

计算机检索WoS核心合集和CNKI数据库。检索时限为2000年1月至2024年8月。检索字段为主题或关键词。WoS核心合集检索策略见框 1。

  • 框图1 Web of Science核心合集检索策略
    Box1.Search strategy for Web of Science core collection

1.3 文献筛选与资料提取

利用CiteSpace软件对文献去重后,由2名研究者依据纳入与排除标准,通过主题层次分析方法,对研究主题进行多维度筛选,如有分歧经讨论或咨询第3名研究者达成一致。对纳入文献进行资料提取,包括作者姓名、发表年份、所在国家或地区、所属机构以及关键词等信息。

1.4 统计学分析

运用VOSviewer 1.6.19、CiteSpace 6.2.R6 软件可视化和定量分析肠道微生物防治心力衰竭领域的研究动态和趋势。在CiteSpace中,首先进行文件格式转换与去重,统计年发文量;其次设置时间分区为2000—2024年,时间切片为1年,选取参考文献和关键词作为节点类型,并设定阈值为25[9],采用“Pathfinder”算法进行可视化分析[10]。在VOSviewer中,选择Co-authorship等分析类型,并设置合适的阈值;同时,保存Map为Pajek等格式进行布局调整;最后选择Network Visualization等进行国家、机构、作者、关键词的可视化分析。

2 结果

2.1 一般情况

计算机检索共获得1 048篇肠道微生物防治心力衰竭的相关文献,其中WoS核心合集数据库779篇,CNKI数据库269篇。根据纳排标准筛选后共纳入900篇,其中WoS核心合集数据库647篇,CNKI数据库253篇,涉及4 070位作者及3  657个关键词。

2.2 年载文量分析

肠道微生物防治心力衰竭领域的文献数量与被引频次整体呈上升趋势。WoS核心合集数据库2000—2016年发文量和被引频次呈缓慢增长态势;2017年后二者增速显著加快,2022—2023年发文量与被引频次达到峰值。CNKI数据库从2016年开始发文量与被引频次呈现逐步增长的发展趋势,2023年二者达到峰值,见图1。

  • 图1 发文量和被引频次分布情况
    Figure1.Distribution of publication volume and citation frequency

2.3 国家及地区分析

目前已有71个国家(地区)在肠道微生物防治心力衰竭研究领域发表论文,发文量排名前10的国家依次是中国、美国、德国、日本、意大利、英国、波兰、法国、澳大利亚和加拿大,见图 2-A。排名前10国家每年发文量及发展趋势见附件图1,早期研究以美国为主导,而近年来我国在该领域的研究发展迅速。该领域的研究在全球范围内分布不均,但国际合作广泛,美国、中国和德国在该领域的科研合作与交流尤为活跃。其中,美国与其他国家的合作范围最广,而荷兰、意大利、中国及西班牙之间的合作则更为紧密,见图 2-B。

  • 图2 英文文献国家及地区分布情况
    Figure2.Distribution of country and region in English literature
    注:A.国家及地区之间发文量与合作网络图;B.国家及地区发文量时间共线网络分布图。

2.4 研究机构分析

图3-A显示,在WoS核心合集数据库中,我国的南方医科大学在肠道微生物防治心力衰竭领域的发文量最多,但其平均引用次数和H指数表现并不突出,而德国柏林夏里特医学院的H指数最高。图3-B显示,在CNKI数据库中,发文量排名前三的机构依次是湖南中医药大学(17篇)、山东中医药大学(14篇)、天津中医药大学(10篇)。

  • 图3 研究机构分布情况
    Figure3.Distribution of research institutions
    注:A.WoS数据库研究机构分布图;B.CNKI数据库研究机构分布图。

2.5 研究学科分析

表1显示,肠道微生物防治心衰研究领域涉及的研究学科较为广泛,WoS核心合集数据库相关学科主要包括Cardiovascular System Cardiology、Pharmacology Pharmacy等多个学科,CNKI数据库相关学科主要包括心血管系统疾病、中医学及中药学等,以上反映了该领域研究的学科交叉和融合特性。

  • 表格1 排名前十的研究学科分布情况
    Table1.Distribution of the top 10 research disciplines

2.6 作者分析

肠道微生物防治心力衰竭领域的研究作者分布显示,WoS核心合集数据库中,哥廷根大学的Von Haehling, Stephan在发文量和平均引用排名中均位居前列,德国柏林夏里特医学院的Anker, Stefan D.是H指数排名最高的作者。德国、日本和挪威的研究学者在发文量排名前10名的研究学者中占据了半数以上。CNKI数据库中,发文量排名前三的作者分别是湖南中医药大学的李琳、胡志希,以及中国中医科学院广安门医院的崔向宁,见表2。从合作网络连线数量和连线强度来看,中英文文献分别以“李琳”“胡志希”,以及“Suzuki, Jun-ichi”“Aoyama, Norio”等为代表的研究团队合作交流较为密切,见附件图2。

  • 表格2 发文量前十研究作者分布情况
    Table2.Distribution of the top 10 research authors in terms of publication volume

2.7 关键词分析

WoS核心合集数据库中,肠道微生物防治心力衰竭领域的关键词频率排名前十依次是“heart failure”(299次)、“gut microbiota”(115次)、“inflammation”(87次)、“trimethylamine-N-oxide”(77次)、“cardiovascular disease”(75次)、“intestinal flora”(66次)、“metabolism”(61次)、“myocardial infarction”(59次)、“chain fatty-acid”(55次)、“blood pressure”(46次)。

关键词聚类分析结果显示关键词共聚类为5类,分别为肠道微生物生理机制研究(红色集群,高频关键词包含“metabolism”“activation”“bacterial translocation”“antioxidant”等)、感染与肺炎研究(绿色集群,高频关键词包含“in fection”“risk”“pneumonia”“associati on”等)、心血管疾病关联研究(蓝色集群,高频关键词包含“gut microbiota”“cardiovascular disease”“blood pressure”“atherosclerosis”等)、慢性病与微生物治疗研究(黄色集群,高频关键词包含“chronic kidney disease”“diabetes”“probiotic”“fecal microbiota transplantation”等)、心肌梗死与饮食分析(紫色集群,高频关键词包含“inflammation”“myocardial infarction”“hypertrophy”“mediterranean diet”等),见图4-A。

突现词分析结果显示,在突现度排名靠前的词汇中,“chronic heart failure” “diagnosis”“congestive heart failure”突现强度较高,突现持续时间超过10年。从突现词的变化角度分析,10年前主要研究领域为“chronic heart failure”“diagnosis”“congestive heart failure”“bacterial translocation”“endotoxin”“tumor necrosis factor”“mortality”“systemic inflammation”,而近几年主要的研究前沿领域为“short-chain fatty acids”“trimethylamine N-oxide”“chain fatty acids”“probiotics”“supplementation”“m et ab ol it es”,从发病风险相关因素转向临床干预的实际应用,实践探索逐步深化,详见图 4-B。

  • 图4 Web of Science数据库关键词共现与突现分析
    Figure4.Analysis of keyword co-occurrence and emergence in Web of Science database
    注:A.WOS数据库关键词共现分析图,不同集群的关键词在研究主题上具有相似性,节点大小表示关键词频次;B.WOS数据库关键词突现分析 图。

CNKI数据库中,该领域关键词频率排名前十依次是肠道菌群(161次)、心力衰竭(103次)、氧化三甲胺(59次)、慢性心力衰竭(48次)、心血管疾病(30次)、代谢物(22次)、益生菌(17次)、短链脂肪酸(10次)、中医药(8次)、代谢组学(8次)。

关键词聚类主要分为肠道菌群代谢产物与心力衰竭病理机制研究(红色集群,高频关键词包含代谢物、短链脂肪酸、炎症、作用机制等)、慢性心力衰竭微生物组学特征及中医药干预策略研究(绿色集群,高频关键词包含氧化三甲胺、慢性心力衰竭、益生菌、中医药等)、心血管疾病与肠道微生态相关性及中医理论阐释研究(蓝色集群,高频关键词包含冠心病、肠道微生态、动脉粥样硬化、心与小肠相表里等)、多组学技术解析肠道菌群与心力衰竭的关联机制研究(黄色集群,高频关键词包含肠道微生物、菌群移植、宏基因组学、非靶向代谢组学等)、心力衰竭预后与靶向治疗研究(紫色集群,高频关键词包含肠道菌群代谢产物、老年人、肠道菌群失调、预后、靶向治疗等),见图5-A。

突现词分析结果显示,2017—2019年主要突现词有菌群失调、影响因素等。2020—2021年主要突现词有肠内营养、作用机制、心肌重构等。2021—2022年主要突现词有临床疗效、预后等。2022—2024年主要突现词有归脾汤、粪菌移植、从脾论治、胆碱等。研究热点从基础的肠道菌群失调的发生机制、风险因素等逐渐向具体的临床应用(如益生菌、肠内营养)转变,继而聚焦于临床疗效评估技术和临床干预手段(如粪菌移植),见图5-B。

  • 图5 CNKI数据库关键词共现与突现分析
    Figure5.Analysis of keyword co-occurrence and emergence in CNKI database
    注:A.CNKI数据库关键词共现分析图,不同集群的关键词在研究主题上具有相似性,节点大小表示关键词频次;B.CNKI数据库关键词突现分析 图。

3 讨论

本文通过文献计量学方法对肠道微生物防治心力衰竭领域的研究现状、热点及趋势进行了系统分析。结果显示,该领域的研究当前正处于研究热度持续攀升的阶段,国内外发文量与被引频次整体呈上升趋势,尤其2017年后进入快速发展阶段。这一趋势可能与近年来全球范围的心力衰竭疾病负担加重[11]、多组学技术[12]以及肠道菌群调控策略的临床转化实践密切相关[13-14]。研究国家及地区分布方面,美国在早期研究中占据主导地位,但近年来我国发文量快速攀升,跃居于全球领先行列,可能与我国在老年病防治领域的政策倾斜、增加慢性病临床转化方向的科研投入有关[15-17]。尽管该领域的研究在全球范围内分布不均,但已产生广泛的国际合作,美国、中国和德国作为核心节点,推动了跨区域的科研协作。

研究机构方面,WoS数据库中我国南方医科大学发文量领先,但德国柏林夏里特医学院和澳大利亚莫纳什大学在学术影响力上表现突出,反映出我国机构在基础研究规模上具备优势,而欧美机构在研究深度和国际认可度上仍居领先地位。CNKI数据则显示,湖南中医药大学等国内中医药院校发文量占据榜首,提示国内的中医药院校在肠道微生物防治心力衰竭研究中占据重要地位。研究学科方面,该领域的研究涉及多个学科,形成了丰富的交叉融合态势,并且不同学科呈现出差异化的研究聚焦方向。例如,Cardiovascular System Cardiology学科着重解析菌群失衡与心衰进展的因果链,探索饮食干预、抗生素调节等临床转化路径;Pharmacology Pharmacy学科聚焦代谢物-宿主相互作用机制,开发基于菌群调控的新型药物靶点;Biochemistry Molecular Biology学科则深入分子机制层面,阐明菌群代谢物对心肌细胞信号通路及基因表达的影响途径。以上各学科虽存在交叉,但分别从不同维度构建“菌群—心衰”关联的研究框架,形成多层次的研究体系。CNKI数据库则涵盖心血管疾病、中医学、中药学等学科,表明国内的相关研究集中在中西医结合领域。研究作者方面,德国、日本及挪威学者在高影响力作者中占比较高,如柏林夏里特医学院的Anker, Stefan D,而我国湖南中医药大学李琳、胡志希团队等在国内形成了活跃的合作网络,表明国内外研究方向各有侧重。

关键词共现方面,WoS与CNKI数据库均显示,“心力衰竭”、“肠道微生物/菌群”和“氧化三甲胺”等为高频关键词,WoS数据库聚类分析进一步揭示五大研究方向,集群1聚焦肠道微生物与宿主相互作用的生理机制,涉及吸收、激活、凋亡等过程[18];集群2关注感染性疾病如肺炎与心力衰竭的关联[19];集群3探讨心血管疾病风险因素与肠道微生物的关系[20];集群4研究慢性病的微生物疗法[21];集群5则展示了心肌梗死与饮食的关系[22],反映研究从肠道微生物与宿主相互作用的基础机制,逐步向心力衰竭的微生物治疗策略延伸。CNKI数据库聚类分析揭示五大研究方向,肠道菌群代谢产物与心力衰竭病理机制研究、慢性心力衰竭微生物组学特征及中医药干预策略研究、心血管疾病与肠道微生态相关性及中医理论阐释研究、多组学技术解析肠道菌群与心力衰竭的关联机制研究、心力衰竭预后与靶向治疗研究。

关键词突现方面,WoS数据库中,研究热点从10年前聚焦“bacterial translocation”“endotoxin”“tumor necrosis factor”“mortality”“systemic inflammation”等基础机制探索,逐步转向近几年的“short-chain fatty acids”“trimethylamine N-oxide”“chain fatty acids”“probiotics”“supplementation”“m et ab olites”等干预策略及分子靶点研究,表明领域重心已从关联性分析深化至精准治疗开发,尤其关注菌群重塑(如益生菌补充)与代谢物(如短链脂肪酸)的靶向调控在心力衰竭防治中的应用潜力。CNKI数据库中,突现词从2017—2019年的“菌群失调”“影响因素”等基础研究阶段,逐步转向近几年的“归脾汤”“粪菌移植”“从脾论治”等中医药特色疗法及新型药物制剂。

本研究仍存在一定局限性。首先,本文的数据来源仅限WoS核心合集数据库和CNKI数据库,其他数据库中发表的文章可能未被纳入分析。其次,由于近期发表的高质量文献引用时间过短,在突现词分析中未能充分体现。此外,关键词聚类主要基于词频统计,部分复杂概念的语义关联有待结合文本挖掘进一步细化。

综上所述,肠道微生物作为连接机体代谢、免疫与心血管系统的关键桥梁,为防治心力衰竭的研究提供了多角度的思路和方法,肠道微生物防治心力衰竭领域的研究热度持续攀升,国内外发文量与被引频次整体呈增长趋势,我国在该领域的研究发展迅速,已成为全球发文量最高的国家。研究呈现多学科交叉融合特性。近年来,短链脂肪酸、氧化三甲胺、益生菌、补充剂、代谢产物、归脾汤、粪菌移植、从脾论治、胆碱等相关研究为该领域的新兴研究热点。未来研究应进一步强化国际合作与跨学科协作,聚焦新型临床干预模式,如饮食干预、粪菌移植和益生菌疗法 等。

附件见《医学新知》官网附录(https://yxxz.whuznhmedj.com/futureApi/storage/appendix/202411218.pdf

伦理声明:不适用

作者贡献:研究设计与论文撰写:张瑞航、孙伟;查阅文献与数据采集:张瑞航、刘汶泽;数据处理与分析:张瑞航、王辉奇、武婧;论文审定与修改:苑杨、王世琤、李伟、周程坤;研究指导与经费支持:孙伟、霍艳明

数据获取:本研究中使用和(或)分析的所有数据均包含在本文中

利益冲突声明:

致谢:不适用

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