趙奕涵，王 晨，曹田宇，趙曉迪，盧瑗瑗(空軍軍醫(yī)大學西京消化病醫(yī)院，國家消化系統(tǒng)疾病臨床研究中心，腫瘤生物學國家重點實驗室，陜西 西安 700；陜西中醫(yī)藥大學第二臨床醫(yī)學院，陜西 咸陽 7046；西北大學生命科學學院，陜西 西安 70069)

結(jié)直腸癌(colorectal cancer，CRC)是全球第三大常見惡性腫瘤和第二大致死癌癥，據(jù)估計，截至2020年，其發(fā)病人數(shù)為190萬，死亡人數(shù)為90萬[1]。雖然有常規(guī)治療和化療，但徹底治愈CRC仍然是難以跨越的鴻溝。腫瘤微環(huán)境由腫瘤細胞、成纖維細胞、內(nèi)皮細胞、間充質(zhì)干細胞、免疫細胞、細胞外基質(zhì)以及多種細胞因子和趨化因子組成，腫瘤微環(huán)境對治療效果和疾病走向都有重大影響[2]。目前，關(guān)于CRC腫瘤微環(huán)境的研究仍不夠透徹，亟須研判研究趨勢，為科學研究和臨床治療指明方向。

CiteSpace軟件是基于Java語言的可視化分析數(shù)據(jù)軟件，可對研究文獻的各要素進行裁剪分析，如從國家、機構(gòu)、關(guān)鍵詞、參考文獻等層面去展現(xiàn)，幫助學者直觀、全面了解該領(lǐng)域的發(fā)展動態(tài)。本文基于陳超美博士開發(fā)的CiteSpace軟件對Web of Science(WOS)核心數(shù)據(jù)庫中CRC腫瘤微環(huán)境的相關(guān)文獻進行分析，通過對發(fā)文量、國家、作者、機構(gòu)、共引文獻及關(guān)鍵詞的可視化分析，繪制相關(guān)圖譜并解讀所得數(shù)據(jù)。通過可視化手段來呈現(xiàn)學科知識結(jié)構(gòu)、規(guī)律和分布情況，展現(xiàn)該領(lǐng)域的全景信息，為CRC的進一步研究與治療提供參考[3]。

1 方法

本文的數(shù)據(jù)來源均檢索自WOS 核心數(shù)據(jù)庫，以“(colorectal cancer) AND (microenvironment)”為主題進行檢索，檢索時間從2012- 01- 01至2022- 01- 07，并從中篩選類型為“article and review”的文獻。共檢索到目標文獻3 827 篇，并統(tǒng)計每年發(fā)文量。將檢索到的目標文獻從WOS 核心數(shù)據(jù)庫中以純文本格式導出，導出文件命名為download-X。隨后導入到CiteSpace V (5.8.R3)?軟件中并將格式轉(zhuǎn)換為軟件可操作格式。參數(shù)設(shè)置：Time Slicing 為2012—2022年，Year Per Slice設(shè)置為2；術(shù)語設(shè)置：主題詞來源和關(guān)鍵路徑為系統(tǒng)默認值，節(jié)點類型分別選取國家、作者、機構(gòu)、被引文獻、關(guān)鍵詞，并對關(guān)鍵詞進行聚類和突變分析；設(shè)置閾值為系統(tǒng)默認值；最終運行 CiteSpace 軟件生成圖譜。運行 CiteSpace 軟件后，主要觀察指標為國家、作者、機構(gòu)、被引文獻和關(guān)鍵詞等生成的圖譜(圖1)。

圖1 基于CiteSpace的CRC腫瘤微環(huán)境研究脈絡(luò)

2 結(jié)果

2.1 發(fā)文量分析

某領(lǐng)域在一定時期內(nèi)的發(fā)文量可反映該領(lǐng)域的研究速度，也說明研究者對此領(lǐng)域的關(guān)注度。十年文獻總計3 827篇，H-index 指數(shù)為130，每項平均被引次數(shù)29.6，被引頻次總計113 295，去除自引103 522；施引文獻76 570，去除自引73 993(圖2)，2012—2021年，發(fā)文量大體呈上升趨勢(2022年時間過短，未算入)，在 2018年，發(fā)文量首次超過400篇。

圖2 WOS中CRC腫瘤微環(huán)境十年發(fā)文量

2.2 國家分析

對WOS數(shù)據(jù)庫文獻進行分析，以國家為節(jié)點，運行CiteSpace 軟件，88個國家中發(fā)文量超過100篇的有10個國家(表1)，發(fā)文頻次前3位的國家是中國(1 054篇)、美國(905篇)、意大利(287篇)。經(jīng)數(shù)據(jù)分析發(fā)現(xiàn)，國際社會關(guān)于CRC腫瘤微環(huán)境的交流十分密切，尤其是發(fā)文量較高的國家之間的合作更為廣泛。

表1 WOS中CRC腫瘤微環(huán)境發(fā)文排名前十的國家

2.3 作者可視化分析

對所得數(shù)據(jù)庫文獻進行分析，以作者為節(jié)點，運行 CiteSpace 軟件，有377位作者發(fā)表相關(guān)文獻。發(fā)文量超過20篇的作者有3位。其中，來自美國哈佛醫(yī)學院的SHUJI OGINO教授以發(fā)文量26篇高居首位，其聚焦于早發(fā)CRC危險因素，結(jié)合基因和腫瘤微環(huán)境以預防治療早期CRC[4]。排名第二的是法國的免疫學家JEROME GALON，發(fā)文22篇，聚焦于CRC腫瘤分期，研究腫瘤微環(huán)境內(nèi)腫瘤細胞和免疫細胞二者在各個階段復雜動態(tài)的相互作用[5]。第三名是來自美國紐約的ANDREW T CHAN教授，發(fā)表相關(guān)文章21篇，從藥物、腸道微生物、飲食、環(huán)境等宏觀因素入手，分析CRC腫瘤微環(huán)境的影響因素[6]。

2.4 機構(gòu)可視化分析

對WOS數(shù)據(jù)庫文獻進行分析，以機構(gòu)為節(jié)點，運行CiteSpace軟件，共計368所機構(gòu)發(fā)表相關(guān)文獻。發(fā)文量前5位分別是中山大學 (85篇 )、復旦大學 (70篇 )、上海交通大學(69篇)、哈佛醫(yī)學院(67篇)、浙江大學(59篇)，結(jié)果見表2。值得一提的是排名前五的機構(gòu)，有四所是中國高校，這說明我國高校關(guān)于CRC腫瘤微環(huán)境研究投入巨大且是研究主力。

表2 WOS中CRC腫瘤微環(huán)境發(fā)文排名前十的機構(gòu)

2.5 被引文獻的被引分析

高頻次被引文獻代表該學科的熱點，對WOS數(shù)據(jù)庫文獻進行分析，以被引文獻為節(jié)點，運行CiteSpace軟件，得到277個節(jié)點，274條連線。在被引文獻中，綜述類文獻占比較大，有助于把握CRC腫瘤微環(huán)境的發(fā)展規(guī)律和趨勢。如表3所示，被引頻次第1位的文獻面向臨床免疫治療，納入41例CRC患者，對比CRC腫瘤微環(huán)境內(nèi)錯配修復缺失與錯配修復完善兩種情況，為錯配修復缺失的CRC患者選擇PD-1抗體治療提供較高的參考依據(jù)[7]；被引頻次第2位的被引文獻主要從流行病學角度闡述CRC是死亡率排名前三的腫瘤[8]；被引頻次第3位的被引文獻通過分子分型比較、生物學特征分析、臨床變量間關(guān)聯(lián)和基因表達對CRC腫瘤進行分類，為CRC腫瘤靶向治療提供參考[9]；被引頻次第4位的被引文獻針對腸道菌群中的梭桿菌與CRC腫瘤微環(huán)境開展研究，并且發(fā)現(xiàn)梭桿菌招募腫瘤浸潤免疫細胞, 產(chǎn)生了一個有利于CRC腫瘤進展的促炎微環(huán)境[10]；被引頻次第5位的被引文獻針對CRC腫瘤微環(huán)境進行檢測，對多個免疫檢查點深入研究，將靶向抑制劑、腫瘤基因型與CRC腫瘤微環(huán)境緊密結(jié)合起來[11]?？偨Y(jié)來看，頻次較高的被引經(jīng)典文獻主要關(guān)注CRC腫瘤微環(huán)境對臨床治療療效的影響，尤其是以免疫檢查點和分子亞型為落腳點進行研究。

表3 WOS 中CRC腫瘤微環(huán)境引用頻數(shù)排名前十的文獻

2.6 關(guān)鍵詞分析

2.6.1 關(guān)鍵詞共現(xiàn)圖譜 關(guān)鍵詞是文章的核心，能清楚、敏捷地反映此領(lǐng)域的熱點。關(guān)鍵詞共現(xiàn)是基于文獻內(nèi)容，從文章中提取出關(guān)鍵詞，并進行分析。對WOS數(shù)據(jù)庫文獻進行分析，以關(guān)鍵詞為節(jié)點，運行 CiteSpace軟件，得到659個關(guān)鍵詞(圖3)，出現(xiàn)頻數(shù)超過200的關(guān)鍵詞，共計16個(表4)。除去檢索主題詞，出現(xiàn)頻次較高的關(guān)鍵詞分為 4類。一是細胞相關(guān)關(guān)鍵詞：T細胞、干細胞；二是轉(zhuǎn)移相關(guān)關(guān)鍵詞：上皮間質(zhì)轉(zhuǎn)化；三是疾病走向相關(guān)關(guān)鍵詞：生存、預后、進展；四是代謝相關(guān)關(guān)鍵詞：生長因子、炎癥因子。

圖3 WOS數(shù)據(jù)庫中CRC腫瘤微環(huán)境關(guān)鍵詞關(guān)系圖譜

表4 WOS中CRC腫瘤微環(huán)境頻數(shù)排名超過200的關(guān)鍵詞

2.6.2 關(guān)鍵詞聚類分析 在關(guān)鍵詞圖譜的基礎(chǔ)上，進一步聚類分析，即按照主題關(guān)聯(lián)性將這些關(guān)鍵詞分為若干聚類，不同聚類代表該領(lǐng)域不同側(cè)重點，模塊越大的聚類包含關(guān)鍵詞越多。如圖4所示，共14個關(guān)鍵詞聚類結(jié)果：# 0癌癥干細胞(cancer stem cells)、# 1炎癥(inflammation)、# 2預后(prognosis)、# 3血管生成(angiogenesis)、# 4生存(survival)、# 5活性(activation)、# 6腫瘤微環(huán)境(tumor microenvironment)、# 7微衛(wèi)星不穩(wěn)定(microsatellite instability)、# 8轉(zhuǎn)移(metastasis)、# 9免疫治療(immunotherapy)、# 10結(jié)直腸癌(colorectal cancer)、# 11腫瘤相關(guān)成纖維細胞(cancer-associated fibroblasts)、# 12生長(growth)、# 13轉(zhuǎn)移性結(jié)直腸癌(metastatic colorectal cancer)。

圖4 WOS數(shù)據(jù)庫中CRC腫瘤微環(huán)境關(guān)鍵詞聚類圖譜

2.6.3 關(guān)鍵詞突變分析 從時間維度上展示知識演進，可直觀地看出研究方向的更新。引用突變詞是指含該關(guān)鍵詞的文獻在短時間內(nèi)被大量引用，不但針對研究現(xiàn)狀，而且反映后續(xù)的研究熱點。2012—2015年的研究熱點主要是：內(nèi)皮生長因子、腫瘤生長、轉(zhuǎn)移、體內(nèi)、生長因子、調(diào)節(jié)性T細胞、基因表達、內(nèi)皮細胞、卵巢癌(表5)。2016—2018年的熱點詞主要是：間質(zhì)成纖維細胞、淋巴結(jié)轉(zhuǎn)移、腫瘤發(fā)生。2018至今熱點詞主要是：PD-l抑制劑、共識分子亞型、錯配修復缺失、免疫檢查點抑制劑。

表5 WOS數(shù)據(jù)庫中CRC腫瘤微環(huán)境突變排名前20的關(guān)鍵詞

3 討論

通過對近10年CRC腫瘤微環(huán)境可視化指標分析發(fā)現(xiàn)，從發(fā)文量來看，2014年后，年發(fā)文量保持約200篇，年發(fā)文量總體呈上升趨勢，表明人們關(guān)于CRC腫瘤微環(huán)境的研究熱度不減。從發(fā)文國家和發(fā)文作者來看，中國、美國、意大利等國家發(fā)文量較多，說明這些國家對CRC腫瘤微環(huán)境相關(guān)領(lǐng)域的研究投入很大且科研水平高速發(fā)展，另一方面我國發(fā)文量排在首位，提示我國綜合科研實力強，并且我國學者正在逐漸追趕西方國家。從發(fā)文機構(gòu)來看，CRC腫瘤微環(huán)境研究發(fā)文量在60篇以上機構(gòu)有4家，形成了一定規(guī)模的核心研究機構(gòu)群。

結(jié)合被引文獻、關(guān)鍵詞聚類結(jié)果以及關(guān)鍵詞時間維度的演變，對相關(guān)主題詞展開以下分析：共識分子亞型將CRC分為4個具有不同生物學特征的分子亞型，這可能構(gòu)成臨床分層，并成為分子亞型靶向干預的基礎(chǔ)，共識分子亞型貫穿CRC腫瘤微環(huán)境的研究全景，因此更好地識別分子亞型對特異性治療靶點和治療反應(yīng)都至關(guān)重要[12]。此外，微衛(wèi)星(microsatellite，MS)不穩(wěn)定的研究同樣至關(guān)重要，微衛(wèi)星是指細胞基因組中以少數(shù)幾個核苷酸為單位串聯(lián)重復的 DNA 序列。DNA 錯配修復功能發(fā)生異常時，MS出現(xiàn)的復制錯誤未被糾正并持續(xù)累積，使得MS序列長度或堿基組成發(fā)生改變，稱為微衛(wèi)星不穩(wěn)定性(microsatellite instability，MSI)，且這一分子特征主要存在于CRC腫瘤、胃癌和子宮內(nèi)膜癌等相關(guān)實體瘤中[13]。同時，MSI可以作為檢測的篩查工具，作為患者預后的標志物，以及對化療和免疫治療反應(yīng)的預測標志物[14]。值得一提的是，免疫系統(tǒng)和CRC腫瘤微環(huán)境更是密不可分，這體現(xiàn)在聚類分析結(jié)果中的免疫治療和2019至今的突變關(guān)鍵詞——免疫檢查點抑制劑。不僅如此，程序性細胞死亡配體-1阻斷性抗體用于治療錯配修復缺陷和MS高度不穩(wěn)定性的轉(zhuǎn)移性CRC患者取得巨大成功[15-16]，而且近些年針對細胞毒性 T 細胞活化抗原-4和程序性死亡受體1阻斷劑展開大量研究，這為發(fā)現(xiàn)其他共抑制受體提供了動力，抑制這些共抑制受體可用于提高當前免疫治療的應(yīng)答率[17]。雖然研究內(nèi)容反復變更，但增敏免疫治療仍是該領(lǐng)域未來研究的重點和難點。

除檢索主題詞為聚類模塊外，癌癥干細胞所占份額最大，為研究焦點。癌癥干細胞對化療或放療不僅具有耐藥性，而且具有自我更新和“改造”原始腫瘤的能力，與難治性癌癥的惡性特征關(guān)系密切，對CRC的治療是巨大的挑戰(zhàn)[18]。研究表明，癌癥干細胞腫瘤發(fā)生可能與Hedgehog(Hh)、Notch和Wnt/β-catenin信號通路調(diào)控有關(guān)，因此調(diào)節(jié)這些信號通路的治療可能會為癌癥治療提供新的策略[19]。血管生成、腫瘤生長和轉(zhuǎn)移是該領(lǐng)域另一關(guān)注點，血管過度生長，促血管生成因子的釋放促進腫瘤生長和轉(zhuǎn)移[20]，這一過程受多種血管生成因子調(diào)節(jié)，如血管內(nèi)皮生長因子、血栓形成蛋白-1、血小板衍生生長因子、轉(zhuǎn)化生長因子、內(nèi)皮細胞生長因子和成纖維細胞生長因子[21-27]。再者，檢測CRC腫瘤中異常表達的細胞因子，探究其對CRC腫瘤的生長、轉(zhuǎn)移和血管生成的意義，尋找治療CRC腫瘤患者新的診斷標志物或靶點，是2012—2015年的研究熱點，也是CRC腫瘤微環(huán)境另一重要研究方向。

本研究也存在一定的局限性，僅以WOS核心數(shù)據(jù)庫的文獻展開分析，難免存在少許偏倚。今后，我們將結(jié)合軟件的發(fā)展，進一步細致分析CRC腫瘤微環(huán)境研究現(xiàn)狀及未來發(fā)展趨勢。