国际糖尿病足研究知识图谱:基于 CiteSpace 的文献可视化分析

06 7月 2021
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文题释义:
糖尿病足:是糖尿病患者发生于足部的严重并发症,也是糖尿病患者致残、致死的主要原因之一。糖尿病足一般与周围血管病变及/或神经异常相关,但其发病机制复杂,仍是学科领域的难题之一。知识图谱:亦称其为知识域可视化或知识领域映射地图,是显示知识发展进程与结构关系的一系列各种不同的图形,用可视化技术描述知识资源及其载体,挖掘、分析、构建、绘制和显示知识及它们之间的相互联系。

 

摘要
背景:随着世界糖尿病患病率增高,其重要并发症糖尿病足已逐渐得到重视,相关研究文献逐渐增多,可供文献计量分析。目的:利用CiteSpace V软件对国际上近10年来糖尿病足领域的研究文献进行计量和可视化分析,探索该领域的研究现状、研究主体及研究内容的全球发展态势,以期为糖尿病足领域的研究者提供参考。方法:检索WoS数据库2010至2019年糖尿病足相关研究文献,统计发文量、被引用次数及高被引文献等文献信息,并导出全部数据,利用CiteSpace V软件对研究主体、研究热点与前沿形成可视化结果。结果与结论:①共纳入6 811篇文献进行研究,该领域近10年发文量和被引次数均呈稳步增长状态;②发文期刊多为伤口修复或护理类专刊,如《JOURNAL OF WOUND CARE》188篇,发文量前10种期刊平均影响因子为2分;高被引文献的研究内容主要集中在诊疗指南及促愈合新材料等领域;③从国别来看,美国以1 930篇的发文数量和29 186次被引占据榜首,其次为英国、中国;综合文章平均被引用次数及比例,荷兰、英国、美国在该领域的文章质量较高;④发文量前20位研究机构中,曼彻斯特大学、华盛顿大学、亚利桑那大学位列前三,国内上海交通大学发文量最多,而第三军医大学西南医院、重庆医科大学附属医院等建立了良好的国际合作关系;⑤14个关键词可视化聚类显示,截肢、夏柯氏足、合并肾病是学界的主要关注点,提示对疾病预后和生活质量的高度重视;其次是干细胞疗法及生物膜,提示糖尿病足在基础研究和临床研究方面展示了蓬勃生机;⑥研究时间线图表明,研究热点已从单纯关注治疗发展到对生活质量、预防保健的关注;突发热点则表明体外实验、细胞疗法和生物膜方面是该领域的研究前沿;⑦未来糖尿病足领域的研究应着重关注以下方面:一是加大预防力度,降低发病率;二是降低截肢率,提高生活质量;三是加强交叉学科融合,构建区域国家治疗网络。

关键词:糖尿病足;文献计量分析;CiteSpace;可视化;截肢;干细胞疗法;生物膜

引言 Introduction
糖尿病足是下肢远端神经异常及不同程度的周围血管病变相关的足部感染、溃疡和 ( 或 ) 深层组织破坏[1]。2019 年全球成人糖尿病患者约 4.63 亿,其中中国内地以 1.164 亿居首位[2]。据统计,15%-25% 的糖尿病患者会并发糖尿病足溃疡[3],是糖尿病患者致残、致死的主要原因之一[4]。糖尿病足溃疡患者年死亡率高达 11%,截肢患者更是高达 22%[5]。然而,由于发病机制复杂,目前病因尚不明确,糖尿病足仍是造成社会沉重负担的重大公共卫生问题。

糖尿病足由 OAkLEy 于 1956 年首次提出[6],至今已经历了 60 余年。自 2005 年,国际糖尿病联盟 (IDF) 在全球范围提出“关注足以预防截肢”,国际上对糖尿病足的关注日趋增多。自 2011 年,英国国立卫生保健研究院 (NICE)、澳大利亚糖足网、美国足病医学会 (APMA) 等相继制定诊断、治疗指南,且分类越来越细致。国内中华医学会糖尿病学分会 (CDS) 糖尿病足与周围血管病变学会,自 2009 年首次起草有关干细胞治疗糖尿病下肢动脉病变的声明以来,对糖尿病足的诊断治疗几经规范;至 2019 年结合预防、综合管理和国内患病特点,制定了《中国糖尿病足防治指南 (2019 版 )》,指出目前国内相关证据缺乏、预防不足、延迟就诊和综合性多学科协作不足等问题[4]。

CiteSpace 是美国德雷塞尔大学陈超美博士团队开发的文献可视化分析软件,能以动态图谱的形式反映某领域的研究导向[7]。文章聚焦 SCI 科技文献,反映糖尿病足领域科研与临床工作者的研究水平,研究糖尿病足的全球发展热点与前沿,提供更为直观的参考数据。

1 资料和方法 Date and methods
1.1 数据来源 采集数据来源为 Web of Science Core Collection(Wo S),包括 SCI-EXPANDED,SSCI,A&HCI,CPCI-S,CPCI-SSH,ESCI,CCR-EXPANDEDand IC(1900-2019)。为掌握糖尿病足领域近十年来的研究热点,以“diabetic foot”为主题词,研究时间设定为 2010 至 2019 年,检索、下载数据日期均为 2019-08-16。共检索到 8 325 篇文献,设定其中文献类型为 article 及 review的 6 811 篇进行分析。

1.2 数据处理 利用 WoS 数据库的 Analyze Results 功能得到论文年度分布、被引用次数、国家 / 地区、机构等信息,并导出为 TXT 文档进一步整理分析;另外,按每次 500 条分 14次导出文献全部信息 (Full Record and Cited References),保存为类“download_1-500”格式,方便 CiteSpace 软件进一步分析。

1.3 数据分析方法 分析研究国家时,时间切片设置为 2 年,每个时间切片选择 Top30 进行分析;分析作者关系网络时,时间切片为1年,每个时间切片选择Top100,频次不少于5次;进行关键词进行可视化分析时,时间切片为 1 年,每个时间切片选择 Top100,网络裁剪使用 MST+Pruning the mergednetwork+Pruning the sliced networks。聚类标签采用关键词提取名词性术语和 LLR 算法,并利用 Timeline 和 Burstness 方式分别呈现关键词的时间线变化和突发性节点。

2 结果 Results
2.1 论文年度发文量及被引次数趋势 近 10 年发文量呈现稳定增长趋势,从 2010 年的 471 篇到 2018 年的 984 篇,且文章被引用次数也逐步增长,见图 1,反映学界对于糖尿病足的关注越来越广泛。

2.2 文献来源 发表此类文献的期刊共涉及 1 127 本杂志,发文量频次排名前 10 本期刊见表 1,主要为伤口修复或护理相关杂志,平均影响因子约 2 分,综合期刊类型与影响因子,反映糖尿病足文献质量有待提高,还未得到国际的充分重视。

2.3 研究国家来源 糖尿病足领域近 10 年来发文数量排名前10 位的国家为美国、英国、中国、德国、印度、意大利、澳大利亚、荷兰、土耳其和西班牙等,其中美国以 1 930 篇的发文数量和 29 186 次被引用次数占据榜首,表明美国在糖尿病足领域的学科领军地位,详见图 2。综合文章平均被引用次数及比例,荷兰、英国、美国的文章质量最高,国内发文量虽排第三,但文章被引用率偏低,论文质量仍有提升空间,详见表 2。研究国家可视化提示,中心度排名前 5 分别是英国 0.26、美国 0.19、新加坡 0.18、法国 0.13 和瑞士 0.13,这 5 个国家均与其他各国建立了良好的研究合作关系,详见图 3。国内建立合作关系较多的为美国、新加坡及韩国,中心度 0.01,应加大国际合作的广度与深度,详见图 4。

2.4 主要研究机构 糖尿病足领域近 10 年发文量排名前 10的研究机构见表 3,集中在美国 (4/10 家,45.21%)、英国 (2/10家,21.91%),其中发文量最多的是英国曼彻斯特大学,紧随其后的是美国华盛顿大学,但后者的被引次数远高于前者,表明其文章质量更佳。从被引频次≥ 20 次的文章数量看,华盛顿大学、哈佛大学与曼彻斯特大学分别以 51 篇、39 篇和 32 篇居前三。国内研究糖尿病足领域最多的是上海交通大学,总发文量排第 5 位,但综合被引用频次、比例,文章质量有待进一步提升。

2.5 作者及合作关系图谱 作者关系网络如图 5,年轮越大表示出现次数越大,其中标有红色年轮的作者表示被引用频率急速增加。文章作者出现频次前 5 位的是 ARMSTRONG DG83 次、LIPSKY BA 67 次、LAVERy LA 50 次、LAZARO-MARTINEZJL 39 次和 BUS SA 36 次。可见 ARMSTRONG DG 教授以发文量、中心度的绝对优势,占据该领域的领头地位,其研究领域非常广泛,包括糖尿病机制 ( 如体外研究、炎症、温度等 )、新型治疗措施 ( 如负压吸引、氧疗、足底电击 )、预防保健举措 ( 减压鞋、健康传感器等 ),综合其近 3 年文献可知其关注体外研究和新型治疗方案,着眼于预防保健,致力于提高患者生活质量,希望构建完善的区域、国际治疗合作网络。国内放大关系网络可见,陆军军医大学西南医院、重庆大学附属中心医院等与 ARMSTRONG DG 建立了直接合作关系,研究领域包括糖尿病足的外科干预或再生医学疗法,如负压创面疗法结合富血小板血浆、脱细胞基质移植术等治疗糖尿病足溃疡[8],骨髓间充质干细胞移植治疗糖尿病大疱病[9];另外还有国内生物标志物的研究,如血清胱抑素 C 与糖尿病足溃疡相关性研究[10]。

2.6 关键词可视化 利用 Cite Space 软件对关键词进行可视化分析,见图 6,共得到 203 个节点,频次前五的是糖尿病足 (diabetic foot)1 303 次、 糖 尿 病 足 溃 疡 (diabetic foot ulcer)1 178 次、伤口管理 (management)1 003 次、溃疡 (ulcer)914 次、糖尿病 (diabete)802 次;中心度前五是溃疡 (ulceration)0.80、下肢静脉溃疡(venous leg ulcer)0.73、骨髓炎 (osteomyelitic) 0.69、危险因素 (risk factor)0.65、慢性伤口 (chronic wound)0.63。目前糖尿病足的研究主要集中在慢性溃疡的治疗和伤口的综合管理,在再生医学疗法方面取得一定进展。通过关键词聚类,共得到14个聚类群,Mean Silhouette值为0.871 4,同质性较好。0# 聚类为截肢 (amputation),这是糖尿病足最严重的并发症;1# 聚类为夏柯氏足 (charcot foot),其特点是活跃期炎症反应后紧随不同程度跟骨结构永久性破坏;糖尿病足患者普遍存在慢性肾脏疾病,2# 聚类足细胞 (podocype) 损伤是糖尿病肾病的关键;国际学界对糖尿病足严重预后的关注,反映对生活质量的极大关注。紧随其后的 3# 聚类干细胞 (stem cells) 表明细胞角度的研究和治疗措施已成为目前研究的热点。研究聚类时间线视图见图 7,越接近暖色调线条 ( 橙色、黄色 ) 表明研究年份约近,其中截肢 (amputation)、干细胞 (stem cells)、生物膜 (biofilm) 和生活质量 (mortality) 是目前研究的关注点。

 

关键词突发性节点检测 (Burstness) 见图 8,能展示其中短时间内频次突然增加或频次明显提高的,突发值越大说明该领域越活跃,能更好地聚焦研究热点。近 3 年,体外实验、炎症以及对于发病机制的探讨等突变点成为近年的研究前沿。

2.7 高被引文献 被引用次数排名前五的文献分别为 LIPSKYBA,2012[11] 541 次、PARENTEAU-BAREIL R,2010[12] 399 次、KUMAR PTS,2012[13] 301 次、LAHIRI BB,2012[14] 299 次 和MILLS JL,2014[15] 272 次,其中第一篇和第五篇分别是美国传染病学会及血管外科学会针对糖尿病足制定的指南性文章,第二、三篇介绍了可促进糖尿病足伤口愈合的新型材料,第四篇的热红外成像技术则涉及到糖尿病足的诊疗。可见,糖尿病足虽然是老命题,不仅有不断更新的指南规范,针对创面愈合的新技术、新材料仍在不断发展进步,学术界仍然充满了活力。

3 讨论 Discussion
糖尿病足是糖尿病最严重的和治疗费用最高的慢性并发症之一,重者导致截肢甚至死亡。2019 年全球糖尿病医疗费用高达 7 600 亿美元,预计到 2030 年将高达 8 250 亿美元[2]。国内糖尿病足患者的年死亡率为 14.4%,而截肢 ( 包括大截肢和小截肢 ) 后的 5 年死亡率高达 40%[16]。但是目前国内对于糖尿病足的认识程度不足,导致预防知识缺失、治疗延迟、缺乏多学科合作,发病率仍逐年升高[4]。此次研究借助信息可视化工具 CiteSpace V,直观展示了近年来国际糖尿病足研究领域的经典文献特征、研究力量情况和研究热点动态演变等,可以比较合理地总结近 10 年糖尿病足领域研究状况。

3.1 糖尿病足研究领域的现状

3.1.1 国际关注持续升温,数量质量齐头并进 从发文数量和被引用次数年度趋势上看,近 10 年国际对于糖尿病足的研究呈攀升势态。此文分析发现,近 10 年国际上有关糖尿病足的研究从 2010 年的 471 篇到 2018 年的 984 篇,且文章被引用次数也逐步增长,从 2000 年的 166 次到 2018 年的 15 916 次。美国以 1 930 篇发文量和 29 186 次被引用在糖尿病足领域占据优势,其次为英国和中国。从研究质量上看,荷兰、英国、美国的论文影响力较高,而国内论文影响力仍有一定的差距。糖尿病足领域内核心研究小组包括曼彻斯特大学、华盛顿大学、亚利桑那大学等,主要来自美国、英国,其中亚利桑那大学的 ARMSTRONGDG 尤为突出;国内以上海交通大学发文量较多,重庆军医大学西南医院、重庆大学附属医院的国际交流比较活跃。越来越多国家、机构的关注,为建立良好的国际交流合作关系打下了基础,为核心团队和系统研究平台的建立做好了铺垫。

3.1.2 并发症备受关注,降低截肢率是关键 文中关键词聚类前 3 位都围绕着糖尿病足并发症,0# 聚类截肢 (amputation)、1# 聚类夏柯氏足 (charcot foot) 都是糖尿病足最具破坏性的并发症,2# 聚类足细胞 (podocype) 损伤则是糖尿病足患者常伴发慢性肾脏病的关键。这些都与患者预后密切相关,其中截肢率与生存率直接相关,有研究提示截肢会极大地降低生存率,截肢后的 3 年生存率为 24.1%,小截肢或非截肢手术患者的 3 年生存率则为 93.0%[17]。另外,Charcot 神经骨关节如未及时治疗,会使下肢截肢风险增加 15-40 倍[18];慢性肾脏疾病在糖尿病足溃疡患者中普遍存在,不仅影响伤口愈合,也会增加截肢率和死亡[19]。截肢严重影响生活质量,前述计量和可视化分析结果也提示相关研究多紧密围绕截肢这一关键。学界对局部和全身并发症的极大关注,显示出对生活质量与生存期望的重视。如何降低截肢率,是相关研究的重点之一。

3.1.3 基础研究焕发生机,为治疗指出新的道路 糖尿病足发病机制一直尚不明确,国际上在此方面的探索从未止步。关键词突发性节点检测显示,近 3 年体外实验、炎症以及对于发病机制的探讨等成为突发热点。研究聚类时间线视图也指出细菌生物膜的研究逐渐被重视,近年来研究认为细菌生物膜的形成已成为慢性创面难以愈合的主要障碍[20]。生物膜是微生物针对不利环境形成的一种保护性生长方式,是创面慢性化的重要原因之一,以“细菌库”的形式源源不断地释放细菌,持续刺激机体产生炎性反应,延迟创面愈合,并形成多重耐药的局面[21-22]。如何阻止生物膜形成,有效清除生物膜或阻断其对创面引起的持续炎性反应,或将成为未来糖尿病足溃疡愈合领域的研究热点。治疗方面,关键词聚类与时间线图均凸显了干细胞疗法的热度。干细胞移植被认为是对“无治疗选择”的糖尿病足溃疡患者的一种有希望的治疗方法[23],对缺血性和神经性糖尿病足溃疡同样适用[24-25]。表皮干细胞可迅速向创面迁移、分化,促进创面再上皮化[26];间充质干细胞和脂肪干细胞则能分泌白细胞介素 6 等趋化因子和血管内皮细胞生长因子等生长因子,为创面提供有利修复的微环境[27-29]。但由于干细胞的特殊性,干细胞移植尚不能成为常规治疗手段。此外,治疗使用干细胞的种类、来源、剂量、给药途径等具体方案方面仍有很长的路要走。

3.2 糖尿病足研究领域的发展趋势

3.2.1 预防重于治疗,从源头降低发病率 早期筛查、防治糖尿病足病危险因素对糖尿病足的防治非常重要,2019 版指南也明确指出糖尿病足“预防胜于治疗”[4]。加强糖尿病高危足的管理,需要防病治病的先导力量和行之有效的操作规范。糖尿病内科医师在糖尿病足防治过程中处于中心环节,发挥着不可替代的作用。开展有效的健康宣教,及早发现危险因素,能从源头保证在最大程度上降低糖尿病足的发生。另外,由于目前高危足的筛查、管理方法不规范,导致实际操作性差,建立高危足危险筛查、分级干预的规范流程也尤为必要。国内也在不断探索优化更合理、更灵敏的筛查流程,如刘瑾等[30]通过完善筛查流程,增加粗筛流程,节省了人力和时间成本,更有利于推广。因此,通过建立可操作性强、系统的高危足筛查流程,发挥内科不可替代的上游效应,就能早期发现、诊断及治疗高危足,从源头降低糖尿病足的发生。

3.2.2 身心同治,降低截肢率,提高生活质量 糖尿病足患者及早进行科学规范的诊治,能提高溃疡愈合率,降低截肢率,提高生活质量。截肢严重影响患者的生活质量,在综合治疗的同时,也要格外关注糖尿病足患者的精神卫生状况。相关研究指出,此类患者的焦虑、抑郁患病率可达 30% 以上[31-32],抑郁症状不仅增加溃疡发生概率[33],增加截肢的风险[34],并且容易引起足溃疡的持续反复发作[35],进而降低患者治疗依从性、恶化病情、增加医疗保健支出[36]。通过综合治疗和有效的心理干预,可以有效降低截肢率,改善糖尿病足的治疗结局,提高患者生活质量。

3.2.3 多学科协作,构建治疗网络 糖尿病足患者往往分散于内分泌科、血管外科、烧伤科及普通外科等多个科室,正确的内科指导是基础,及早的外科介入是保障,联动内、外科专长,研究并执行多学科协作、分工明确的个体化综合治疗方案才是最优解。为了使优势方案最大程度地造福患者,应倡导建立便捷高效、可复制性强的综合治疗网络,从家庭预防、社区医院筛查、二三级医院治疗,发病前、中、后 3个维度做好预防、治疗与跟踪预后,让治疗网络遍布疾病的纵横经纬。

3.3 结论与展望 此文通过科学计量可视化分析,初步展示了糖尿病足领域近 10 年的发展现状,更加清晰地描绘了糖尿病足领域的研究成果与研究力量,并分析了该领域的研究热点、前沿以及发展趋势,为国内糖尿病足研究、治疗提供了一个更为广阔的角度,主要启示有:①描绘研究力量全貌,为加强国内外合作交流提供参考;②紧跟研究领域前沿,从细菌生物膜角度分析糖尿病足溃疡愈合的机制,为慢性溃疡愈合提供新思路;③根据干细胞疗法实验结果,摸索适用范围与使用细节,为临床治疗的推广提供理论支撑;④关注局部与全身并发症,同时也对多学科联合、构建完整治疗网络提出了新的要求。

综上所述,加大预防力度,降低发病率;降低截肢率,提高生活质量;加强交叉学科融合,构建区域治疗网络等等,可能是未来糖尿病足领域发展的趋势,应围绕这些方面再作进一步探索。

 

来源:中国组织工程研究|第25卷|第20期

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