基于CiteSpace对1996至2023年间纳米技术在脓毒症中应用研究现状的可视化分析.pdf

CoDOI:10.9691.2023.06.001论著中国中西医结合急救杂志2 0 2 3年12 月第30 卷第6 期Chin J TCM WM Crit Care,December2023,Vol.30,No.6641基于CiteSpace对19 9 6 至2 0 2 3年间纳米技术在脓毒症中应用研究现状的可视化分析傅家骥21,2,3房晓伟1.3徐继前2尚游1,2.31中国科学技术大学附属第一医院（安徽省立医院）重症医学科，安徽合肥2 30 0 0 1；华中科技大学同济医学院附属协和医院重症医学科，湖北武汉430 0 2 2；3华中科技大学同济医学院附属武汉金银潭医院转化医学中心，湖北武汉430 0 2 3通信作者：尚游，Email：y o u _s h a n g h u s t.e d u.c n【摘要】目的探究19 9 6 至2 0 2 3年纳米技术在脓毒症中应用的相关研究热点和趋势。方法从科学网（W e b o f Sc i e n c e）核心数据库中提取与脓毒症纳米技术应用相关的文献。利用CiteSpace软件对年度发表数、引用、作者合作、机构合作、国家合作和共现关键词等指标进行评估和可视化。结果共检索出12 7 1篇出版物。1996至2 0 2 3年，与脓毒症中纳米技术有关的研究数量和引用次数都有明显增加，年发文量从19 9 6 年的1篇上升到2 0 2 2 年的2 0 5篇，平均增长率为2 3.7%。说明纳米技术在脓毒症中应用的相关研究正逐渐成为研究者关注的热点。19 9 6 至2 0 0 6 年，发文量呈现缓慢上升趋势，总体态势趋于平稳。2 0 0 6 至2 0 2 3年，发文量增长较快，2 0 2 2 年发文量达高峰，为2 0 5篇。发文量排名前10 位的机构中，最多的是中国科学院，为32 篇；排名前10位的作者中，发文量最多的是Amin，为14篇。我国以430 篇出版物（33.8%）和7 539 次引用在评估指标中排名第一。其次是美国，以2 7 6 篇论文和9 8 59 次引用位居第二。印度、韩国和德国紧随其后。中国科学院成为我国发文量的领军机构（32 篇）,其次是天津大学（2 6 篇）。较活跃的关键词聚类是“复合材料（composites）”“激活（activation）”“捕获（capture）”“感染（infection）”“药物递送（drugdelivery）”“传感器（sensor）”和“生物标志物（biomarkers）”。研究热点主要集中在诊断和治疗领域。结论纳米技术在促进脓毒症治疗方面应用前景广阔，其研究热点正从本身的抗菌、免疫调节等特性向改造纳米复合物，使其能多功能地靶向脓毒症不同病理机制方向发展。纳米材料的集成凸显了其日益增长的影响力。但学者们多为独立性研究，国家和机构间的合作较少，影响力低。建议加强国内外研究者的合作与交流，促进纳米技术在脓毒症中应用的科学化、规范化发展。【关键词】纳米技术；月脓毒症；文献计量分析；可可视化分析基金项目：国家自然科学基金（8 2 0 0 2 0 2 6，8 2 37 2 17 6，8 2 2 7 2 2 17，8 19 7 18 18）；国家重点研发计划（2 0 2 1YFC2 50 0 8 0 2）；湖北省重点研发计划（2 0 2 3BCB091）Visual analysis of the current research status in the field of nanotechnology in sepsis from 1996 to 2023 basedonCiteSpaceFu Jiajl23,Fang Xiaoweil,Xu Jiqian,Shang Youl2.3Department of Critical Care Medicine,the First Affliated Hospital of University of Science and Technology of China(Anhui Provincial Hospital),Hefei 230001,Anhui,China;Department of Critical Care Medicine,Union Hospital,Tongji Medical College,Huazhong University of Science and Technology,Wuhan 430022,Hubei,China;Center forTranslational Medicine,Wuhan Jinyintan Hospital,Tongji Medical College of Huazhong University of Science andTechnology,Wuhan 430023,Hubei,CAbstract Objective To investigate the hotspots and trends in research related to nanotechnologyapplications in sepsis from 1996 to 2023.Methods Sepsis-related nanotechnology literature was sourced from theWeb of Science core databases,with key metrics like publication count,citations,and various collaborations(author,institutional,national)analyzed.The data,including co-occurring keywords,were visualized using the CiteSpace tool.Results From 1996 to 2023,a total of 1 271 publications on nanotechnology in sepsis were retrieved,demonstrating asignificant increase in both studies and citations,with the annual publication rate growing from 1 in 1996 to 205 in 2022,averaging an 23.7%growth rate.From 1996 to 2006,the number of articles issued showed a slow upward trend,and theoverall trend tends to be stable.From 2006 to 2023,a rapid growth in publications peaked in 2022 with 205 articles.TheChinese Academy of Sciences(CAS)leads the list of institutions with the highest number of publications,with a total of32 papers.While the most prolific author was Amin with 14 publications.China was the most productive country with430 publications(33.8%)and 7 539 citations,followed by the United States with 276 publications and 9 859 citations.India,South Korea and Germany followed.The research hotspots,indicated by keyword clusters like compositesactivation capture infection drug delivery sensor and biomarkers.The research hotspots are mainly in thediagnostic and therapeutic areas.ConclusionsNanotechnology holds great promise in facilitating sepsis treatment,其中1996至2 0 2 3年共检索到12 7 1篇文献。中国中西医结合急救杂志2 0 2 3年12 月第30 卷第6 期ChinJTCMWMCritare,December2023,Vol.30,No.6642and research hotspots nanomaterials are shifting from traditional antimicrobial and immunomodulatory properties ofnanomaterials to the development of multifunctional nanocomplexes targeting diverse pathological mechanisms in sepsis.This transition underlines the expanding role of nanomaterials in this field.Despite their growing influence,currentresearch is predominantly led by independent scholars,lacking extensive national and inter-institutional collaborations,which limits its impact.It is recommended to strengthen the cooperation and communication between domestic andforeign researchers to promote the scientific and standardized development of nanotechnology application in sepsis.KeywordsNanotechnology;Sepsis;Bibliometric analysis;Visualization analysisFund program:National Natural Science Foundation of China(82002026,82372176,82272217,81971818);National Key Research and Development Program of China(2021YFC2500802);Hubei Provincial Key Research andDevelopmentPam of China(2023BCB091)D0I:10.3969/j.issn.1008-9691.2023.06.001脓毒症被定义为宿主对感染的反应失调而导致的危及生命的器官功能障碍1。近年来，尽管在毒症的早期检测、预防和管理方面取得了重大进展，但每年全球脓毒症的发病率和病死率仍居高不下。据统计，全球每年报告的脓毒症病例高达5亿多,其中约有110 0 万例患者死亡2 。因此,如何治疗脓毒症是全球健康问题所面临的巨大挑战3-41。事实证明，早期识别脓毒症和及时支持治疗可有效降低院内脓毒症病死率5-8 。然而,由于认识有限、评估方法不一以及院外脓毒症表现等障碍,现行的诊断和治疗方案无法实现这些目标9-10 。令人鼓舞的是,纳米材料以其独特的性能为脓毒症提供了创新的诊断和治疗平台1-12 。在诊断方面,某些纳米材料，如金、量子点和磁性纳米颗粒，由于其独特的物理化学特性（如光学/荧光/磁性）已成为高效的生物传感器平台，缩短了病原体和炎症标志物的检测时间13-151。治疗方面，纳米材料除了自身具备的抗菌、抗炎特性外，还可以通过容纳纳米探针或治疗药物，具有靶向给药的潜力,取得治疗脓毒症的效果1-18 。尽管关于纳米技术在脓毒症中应用的相关研究颇多，但缺少关于此类研究成果的整合和分析。本研究选择科学网（Webof Science)核心数据库，利用CiteSpace软件对已发表的文献进行可视化分析，探讨纳米技术治疗脓毒症的发展进程、热点和趋势，并预测其未来研究方向，为今后进行更深层次的研究提供参考，1资料与方法1.1文献来源与筛选标准：选择Web of Science核心数据库作为数据来源，数据获取日期为2 0 2 3年7月5日且语言仅限于英语。搜索策略为主题搜索(topic search,TS)=(“sepsisOR“septic shockOR“systemic inflammatory response syndromeOR“SIRS OR“severe sepsis OR“multiple organdysfunction syndrome OR“MODS OR“bloodstreaminfection ORpyemia OR“pyohemia”OR“bloodpoisoningORpyaemiaORR“septicemia)ANDTS=(“nanodot ORR“nanoparticleOR“nanomaterialOR“nanotube OR“nanosheet ORR“quantum dotOR“nanofiber OR“nanosphere OR“nanorod”ORnanowireOR“nanocrystalORnanocompositeORnanodevice(OR“nanoclusterOR“nanotechnORnanocarrierOR“nanowireORR“nanoliposomeOR“nanoemulsionOR“nanocrystalOR“nanoconjugateOR“nanogels OR“nanodiamondOR“nanoporou9OR“nanosilverORR“nanocurcuminOR“nanostructureORnanoporeORnanomicellORnanosize，ORmedicORlanofi1034篇（8 1.35%）为研究文章，157 篇（12.35%）为综述文章。由于被引用率不同，排除了被撤回的出版物、会议论文和会议摘要。1.2统计学处理：将符合要求的文献以文本格式导出并保存，然后导入CiteSpace6.2.R4软件中，转换为可识别的格式，对纳入的文献进行可视化分析19-2 0 。Citespace相关参数设置：时间跨度为1996至2 0 2 3年，时间切片3年；主题词来源为默认全选；节点类型中TopN设定为50，利用文献共现分析方法，分别绘制作者合作图谱、机构合作图谱、国家合作图谱、关键词共现图谱分析。以对数似然比(likelihood ratio,LLR)算法和关键词提取名词性术语作为聚类标签，绘制关键词聚类图谱，聚类评判指标是模块值(Q值 0.3)和平均轮廓值(S值 0.5)2 1。2结果2.1文献发表情况：纳米技术在脓毒症中应用的相关研究可追溯到19 9 6 年。如图1所示，在过去的二十多年中（注：2 0 2 3年的数据仍不完整）,与脓毒症中纳米技术有关的研究数量和引用次数都有明显增加，年发文量从19 9 6 年的1篇上升到2 0 2 2 年的中国中西医结合急救杂志2 0 2 3年12 月第30 卷第6 期月ChinJTCMWM Crit Care,December2023,Vol.30,No.6643205篇，平均增长率为2 3.7%。说明纳米技术在脓毒症中应用的相关研究正逐渐成为学者们关注的热点。19 9 6 至2 0 0 6 年，发文量呈现缓慢上升趋势，总体态势趋于平稳。2 0 0 6 至2 0 2 3年，发文量增长较快，2022年发文量达高峰，为2 0 5篇。2506000发文量引用次数50002004000150(?)30001002000501000年份（年）图119 9 6 至2 0 2 3年Webof Science中纳米技术在脓毒症应用研究领域的发文量和引用次数2.2发文量排名前10 位的作者和机构分析（表12）：机构排序是该机构中所有作者发文量的总和，作者排序代表每个独立作者的发文数量。排名前10 位的作者中，发文量最多的是Amin，为14篇；排名前10 位的机构中，发文量最多的是中国科学院，为32 篇。排名前10 位机构的中介中心性值中，仅中国科学院的文献中介中心性值最高，超过了0.10,达到0.2 0,证明中国科学院在纳米技术治疗脓毒症的应用领域获得了更多认可。排名前10 位的作者的中介中心性值未发现超过0.10 者。因此表格中未列出此项。在发文量最多的前10 位国家中，我国以430 篇（33.8%）出版物和7 539 次引用在评估指标中排名第一。其次是美国，以2 7 6 篇论文和9859次引用位居第二。印度、韩国和德国紧随其后，表明这些国家的影响力也较大。2.3发文作者、机构和国家合作情况分析：在CiteSpace软件中选择作者为节点类型进行文献共现分析，共得到作者合作网络图谱：节点数（N）=277，节点间的连接数（E）=6 34，图中1个节点代表1位发文作者，节点越大代表作者发文数越多，节点之间的连线代表作者之间存在合作。Amin和Khattak发表的文献较多,且彼此之间存在合作。纳米技术在脓毒症应用领域中存在许多研究者独立进行的现象，部分研究团队之间合作较密切（图2）。在CiteSpace软件中选择机构为节点类型进行可视化分析，共得到机构合作网络图谱：N=140，表119 9 6 至2 0 2 3年Webof Science中纳米技术在脓毒症应用研究领域发文量排名前10 位的作者和国家相关信息发文量引用量发文量引用量排名作者排名国家（篇）（篇）（篇）（篇）1AminM141871中国43075392DuBX142812美国2769.8593DeLa Rica R81303印度10516394EscarpaE81434韩国709195HanT81455德国5813976KhattakA8996英国4815027WeiQ81317西班牙4810588KhanH7878巴西399689AliM6929加拿大35731210Angel LopezM612810意大利341397表2 19 9 6 至2 0 2 3年WebofScience中纳米技术在脓毒症应用研究领域发文量排名前10 位的机构相关信息排名机构发文量（篇）1中国科学院322天津大学263复旦大学194上海交通大学195四川大学186浙江大学177北京化工大学148吴拉姆伊沙克汗工程科学与技术研究所129成均馆大学1210全南国立大学11E=210，结果表明，国内机构间合作较多，网络密集，此外，中国和美国，韩国和美国之间机构间合作也相对密切（图3）。在CiteSpace软件中选择国家为节点类型进行可视化分析，共得到国家合作网络图谱：N=67，E=232,结果表明，国家间合作中美国与各国的合作均相对密切，影响力较大（图4)。RiceKMJohsonKhattaRAParkWHaaseMChoyyBPaskEAminMRarirezXiangGeeAHarkHLeEscrpaTongWeiQConsortCDSimonLCLuoDalleryJHuangSBloughERMariaGAhmadALeeWChenXEscarpaAAg4stinDAhn,JH图2 19 9 6 至2 0 2 3年Webof Science中纳米技术在脓毒症应用研究领域发表文献作者合作的可视化图谱中国中西医结合急救杂志2 0 2 3年12 月第30 卷第6 期月ChinJTCMWMCritCare,December2023,Vol.30,No.6644哈佛大学浙江大学埃及知识库中南大学天津大学南开大学马歇尔大学加州大学北京化工大学上海交通大学伊斯兰堡大学密歇根大学复旦大学印度理工学院首尔大学长春理工大学成均馆大学中国科学院解放军医学院吴拉姆伊沙克汗工程科学与技术研究所图319 9 6 至2 0 2 3年WebofScience中纳米技术在脓毒症应用研究领域发表文献机构合作的可视化图谱大利亚加拿大巴基斯租新西兰印度大和族及那威法国韩国中国英国德国有班牙美国俄罗斯伊朗巴西兰图41996至2 0 2 3年WebofScience中纳米技术在脓毒症应用研究领域发表文献国家合作的可视化图谱2.4关键词共现分析：在CiteSpace软件中选择关键词为节点类型进行可视化分析，节点大小代表关键词出现的频率，节点越大表示关键词词频越高，关键词之间连线越粗则表示两者之间的密切度越高。其中,高频次和高中介中心性（中介中心性 0.10)的关键词即代表该领域的研究热点2 2 。本研究得到关键词网络图谱：N=193，E=9 8 8,分析其研究热点，除脓毒症和纳米粒子外，“递送（delivery）”“炎症(inflammation）”和“纳米复合物（nanocomposites）是最突出的3个关键词（表3)。对关键词共现图谱进行分析，采用LLR算法对关键词进行聚类，共得到7 个聚类标签，模块值（Q值）=0.58 52，平均轮廓值（S值）=0.7 8 8 6。数据中模块值（Q值）均0.3和平均轮廓值（S值）均 0.5，说明聚类效率准确可信【2 。这7 个聚类标签分别是“复合材料(composites）”“激活(activation）“捕获(capture）”“感染（infection）”“药物递送（drugdelivery）”“传感器（s e n s o r）”“生物标志物（biomarkers）。其中“传感器”和“生物标志物”2 个聚类标签表明了纳米材料在脓毒症中的应用，这些应用倾向于生物标志物的成像或免疫传感器，其余的5个聚类标签表明了纳米技术在脓毒症治疗方面的应用,这些应用更多聚焦于纳米复合物、药物递送、免疫调节、抗菌等方面(图5)。表319 9 6 至2 0 2 3年WebofScience中纳米技术在脓毒症应用研究领域发表文献出现频率最高的前2 0 位高频关键词排名关键词发文量（篇）1脓毒症(sepsis)3362纳米颗粒（nanoparticles）2693炎症(inflammation)904纳米复合物（nanocomposites）735递送（delivery）656感染（infection）627脓毒性休克(septicshock)628体外（invitro)619细胞(cell)5410氧化应激（oxidativestress）5111药物递送（drug-delivery）4912银纳米颗粒（silvernanoparticles）4813金纳米颗粒（goldnanoparticles）4614诊断（diagnosis)4515治疗(therapy)4316脂多糖（lipopolysaccharide)4217纳米颗粒(nanoparticle)4218机制（mechanisms）4119细菌(bacteria)4020激活（activation）392.5关键词时间线分析：关键词突现分析展示了纳米技术在脓毒症中应用相关研究的发展历程，可分为19 9 8 至2 0 0 6 年、2 0 0 7 至2 0 15年、2 0 16 年之后3个阶段（图6),每一时段突现的关键词代表了这一时间段内的研究热点，不同时间段之间关键词的对比有助于人们更好地理解研究热点的发展变化。19 9 8 至2 0 0 6 年的关键词为“纳米颗粒（n a n o p a r t i c l e s），表明这一时段研究主要围绕纳米颗粒本身。2 0 0 7 至2 0 15年关键词为“传感器”“递送”和“感染”等，表明这一时段的研究聚焦于纳米颗粒成为传感器，药物输送工具。2 0 16 年之后，关键词转变为“细胞调亡（apoptosis）”“系统（systems）”“纳米复合材料（composites）等，表明近几年的研究关注于制造纳米复合物，使之能多功能性地靶向脓毒症的不同病理机制。中国中西医结合急救杂志2 0 2 3年12 月第30 卷第6 期JChinJTCMWMCritCare,December2023,Vol.30,No.66451998年2000年2005年2010年2015年2020年2022年感染吸附抗炎激活炎症核转录因子-KB细胞因子风暴控制释放基因免疫抑制休克药物递送抗菌药物耐药性银纳米颗粒药物递送抗菌肽病原体聚合物纳米颗粒体外生物标志物识别抗原磁性纳米颗粒免疫检测信号放大诊断降钙素复合材料氧化表面表面改造仿生纳米颗粒制造复合物石墨烯捕获活性氧游离DNA氧化应激纳米氧化物细胞毒性死亡传感器灵敏检测金纳米颗粒传感器量子点设备激活激活血液透析血液滤过催化水解图51996至2 0 2 3年Webof Science中纳米技术在脓毒症应用研究领域发表文献的关键词聚类图关键词年份突现强度开始时间终止时间1996至2 0 2 3年纳米颗粒19988.7419992008硅橡胶20063.6920072017生物传感器20075.5220082019死亡率20074.2120082017脓毒症20104.9420112012感染20119.1220122019递送20118.0620122016管理20114.6220122020金黄色葡萄球菌20095.2720132017金纳米颗粒20134.4220142016细胞群20123.3620142015识别20073.6720152018系统20116.6720162023细胞调亡20113.6720162021纳米复合材料20143.3220162017图6 19 9 6 至2 0 2 3年WebofScience中纳米技术在脓毒症应用研究领域发表文献的关键词聚类图时间线图3讨论本研究简明扼要地总结了从19 9 6 至2 0 2 3年间纳米技术在脓毒症中应用的相关研究发展，包括介绍国家、机构、作者的研究现状，并通过关键词分析该领域的发展趋势。虽然我国是发表相关文章数量最多的国家，但在文章的引用数上仍不及美国。本研究结果显示，在对作者、机构、国家的合作分析中，团队更偏向于国家内不同机构的合作，而缺少国家之间的合作和交流。关键词是文章的核心主题，可以高度概括文章内容，对文献关键词共现进行的可视化分析和聚类分析，能清晰展现该领域的研究热点及方向，对归纳和总结研究领域主题并预测未来研究方向有重要意义2-2 3。本研究对19 9 6 至2 0 2 3 年发表的纳米技术在脓毒症中应用相关研究文章的主题词进行分析，发现研究团队关注的热点从纳米材料本身的抗菌、免疫调节等特性向着改造纳米复合物，使其能多功能地靶向脓毒症不同病理机制的方向发展。由于本研究仅从Webof Science核心数据库筛选文献，结论可能有一定局限性。但本研究结论一定程度上揭示了纳米技术在脓毒症中应用相关研究的热点和趋势。为研究人员辨别该领域的全球趋势、流行主题和新兴前沿提供了宝贵的见解。总之，与传统的脓毒症诊断和治疗策略相比,纳米技术为脓毒症的诊断和治疗带来了许多新的希望。相信随着纳米技术在脓毒症中应用相关研究的不断深人，范围不断扩大，文献计量分析能够更加全面、科学、准确地揭示研究进展，为下一步研究提供重要的科学依据。利益冲突所有作者均声明不存在利益冲突参考文献1 Singer M,Deutschman CS,Seymour CW,et al.The thirdinternational consensus definitions for sepsis and septicshock(Sepsis-3)J.JAMA,2016,315(8):801-810.DOI:10.1001/jama.2016.0287.2 Rudd KE,Johnson SC,Agesa KM,et al.Global,regional,andnational sepsis incidence and mortality,1990-2017:analysis forthe Global Burden of Disease Study J.Lancet,2020,395(10219):200-211.D0I:10.1016/S0140-6736(19)32989-7.3 Fleischmann C,Scherag A,Adhikari NK,et al.Assessment of globalincidence and mortality of hospital-treated sepsis.Current estimatesand limitations J.Am J Respir Crit Care Med,2016,193(3):259-272.D0I:10.1164/rccm.201504-07810C.4 McPherson D,Grffths C,Williams 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