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全球冠状病毒科研态势及研究热点

2020-02-18  育则维善...
新型冠状病毒是目前已知的第7种可以感染人的冠状病毒,20世纪以来另外2种可以引起比较严重的人类疾病的为2003年暴发的SARS(严重急性呼吸综合征冠状病毒)和2012年的MERS(中东呼吸综合征冠状病毒)。自冠状病毒被发现以来,国内外学者进行了大量研究,上海市研发公共服务平台管理中心(上海市科技人才发展中心、上海市外国人来华工作服务中心)阮妹、王杨、王茜3位研究人员基于文献计量、内容分析等方法对全球冠状病毒的研究态势进行揭示,并对冠状病毒的研究热点及研究趋势进行分析,为疾病防控和科学研究提供借鉴与参考,主要研究结论如下。

 全球冠状病毒研究自2000年来经历过2次上升期,分别是2003SARS疫情暴发和2012MERS疫情暴发后。此外,2003年以后对于冠状病毒的研究热度仍旧不减。

 从国家分布看,美国和中国是冠状病毒研究的主力军,中国香港贡献突出;从机构分布看,中国机构表现突出,香港大学科研表现优异;从期刊分布看,冠状病毒研究期刊集中度较高,高被引文献在顶级期刊上发表;全球冠状病毒研究学科聚集度高,主要聚集在医学、生物化学、遗传学和分子生物学、农业与生物科学、免疫学与微生物学等重合度和相似度较高学科领域;此外,核心学者和高被引学者中,中国学者贡献巨大,尤其是香港大学的学者。

 从研究热点和研究趋势来看,除“SARS”“MERS”及“Coronavirus”这些研究对象外,冠状病毒研究主要集中在传播机制、致病机理、防控措施及感染控制等方面。从研究趋势上,冠状病毒研究对时代发展进步十分灵敏,与时俱进,伴随突发疫情事件快速反应,全球学者众志成城,通过科研手段为疫情防控贡献力量。

1

冠状病毒全球科研态势

通过对20002020年的Scopus中收录的全球关于冠状病毒的文献进行了包括年度分布、国家分布、机构分布、期刊分布、学科分布、学者等诸项指标的分析,对20年来全球冠状病毒的科研态势作全方位考察。

年度分布

学术文献数量的变化情况是衡量某领域发展的重要指标,对其文献分布作历史的、全面的统计,绘制相应的分布曲线,为评价该领域所处阶段,预测发展趋势和动态具有重要意义[1]。对20002020年关于冠状病毒研究的论文进行统计,将年份顺序排列,统计各年份发文数量(图1)。总体来看,尽管在2003年前已经发现4种可以感染人的冠状病毒,但关注度不高,论文产出量较低,主要是由于之前的4类病毒致病表现均为普通感冒,直到2003SARS疫情暴发,发文量激增,当年发文数达1115篇,较上年增长272%,此后关于冠状病毒的研究较之前大幅增长,但较疫情期间却不断减少。另一次增长峰值在2012MERS被发现,较上年增长20%。结合目前2020年已有的冠状病毒论文产出情况来看,每一次疫情暴发都引起了全球科学家的关注和重视,因此,作为2019年底被发现的新型冠状病毒引发的疫情期,也将在近2年发文量实现激增。
                           

图1 冠状病毒科研产出的年度分布 
 
国家分布

研究比较国家间某一个领域发文情况,可以很好地把握国家在该领域的科研表现。对冠状病毒科研产出的机构所在国家进行分析和统计(图2),仅展示科研产出排名前10的国家,美国和中国是冠状病毒研究的主力军,科研实力强劲,科研产出远高于其他国家。

图2 冠状病毒科研产出的国家分布

机构分布

本文选取发表论文数量最多的前20家科研机构,根据发文数量倒序排列,得到表1。冠状病毒研究引起了各国多个机构参与,科研产出的前20家机构,中国和美国机构占了半数,对于冠状病毒研究贡献较大。值得注意的是,发文量排名前3的机构均为中国机构,分别是香港大学、中国科学院与香港中文大学,在冠状病毒研究领域处于“领头羊”位置。可以看到,香港的科研机构在冠状病毒研究上表现优异,共有4家机构上榜,主要可能由于当时SARS病毒肆虐对香港影响巨大,感染人数较多,香港的科研学者和专家对冠状病毒的研究更加重视。此外,从机构类型来看,这些高产的机构以高校居多,其次为科研院所和医院等相关单位。

表1 冠状病毒科研产出的机构分布(前20)

编号

机构

国家

发文量/

编号

机构

国家

发文量/

1

香港大学

中国

535

11

香港玛丽皇后医院

中国

171

2

中国科学院

中国

483

12

利物浦大学

英国

154

3

香港中文大学

中国

353

13

新加坡国立大学

新加坡

139

4

梅尔辛大学

土耳其

277

14

中国科学院微生物研究所

中国

139

5

美国国立卫生研究院

美国

245

15

波恩大学

德国

137

6

多伦多大学

加拿大

229

16

鹿特丹伊拉斯姆斯大学

荷兰

136

7

美国疾病预防控制中心

美国

218

17

哈佛医学院

美国

126

8

法国国家科研中心

法国

205

18

切库罗瓦大学

土耳其

124

9

香港威尔斯亲王医院

中国

205

19

沙特阿拉伯卫生部

沙特阿拉伯

121

10

北卡罗来纳大学教堂山分校

美国

183

20

俄罗斯国家科学院

俄罗斯

120


期刊分布

本文对冠状病毒研究的期刊进行统计,将期刊发文量进行排序,选取冠状病毒科研产出量最多的前10个期刊,根据发文数量降序排列,得到表2。研究发现,全球冠状病毒的研究一共发表在5213个期刊上,其中,科研产出前10期刊的发表论文数大于100篇,发文数量之和占总发文量的10%
表2 冠状病毒科研产出的期刊分布(前10)

编号

来源出版物名称

CiteScore指数

发文量/

1

Journal of Virology

4.02

410

2

PLoS ONE

2.97

242

3

Emerging Infectious Diseases

4.46

211

4

Bioorganic and Medicinal Chemistry Letters

2.5

166

5

European Journal of Medicinal Chemistry

5.14

159

6

Bioorganic and Medicinal Chemistry

2.85

144

7

Journal of Medicinal Chemistry

6.23

143

8

Zootaxa

0.9

130

9

Virology

3.29

128

10

Proceedings of the National Academy of Sciences of the United States of  America

8.58

110

注:CiteScore指数是2016年由Elsevier基于Scopus数据库的全新期刊评价指标。


本文统计了100篇被引次数最多的冠状病毒论文所属的顶级期刊,表3列出了发表论文数大于等于3篇高被引论文的9个期刊。其中,这些期刊发表的高被引论文数总计50篇,占总的高被引论文数的50%,且都是国际顶级刊物。其中,《Science》《New England Journal of Medicine》和《The Lancet》发表的高被引论文数位居前三,占总高被引论文数27%。此外,《Proceedings of the National Academy of Sciences of the United States of America》和《Journal of Virology》这两个期刊同时出现在科研产出量期刊排名前10中。

表3 冠状病毒科研产出的高被引期刊分布(高被引发文量≥3篇) 

编号

来源出版物名称

CiteScore指数

高被引发文量/

1

Science

15.21

10

2

New England Journal of Medicine

16.1

9

3

The Lancet

10.28

8

4

Nature

15.21

6

5

Nature Medicine

19.14

4

6

Proceedings of the National Academy of Sciences of the United States of  America*

8.58

4

7

Journal of Virology*

4.02

3

8

Nature Biotechnology

11.51

3

9

Nucleic Acids Research

11.14

3

注:*期刊还位居前10名发表冠状病毒论文最多的期刊之列

 
学科分布

《自然》日前探讨了3个对于控制新型冠状病毒疫情蔓延至关重要的3个研究领域:流行病学、病毒学和生物医学。冠状病毒研究涉及多个学科研究领域,不同学科领域的学者往往从不同的角度理解冠状病毒,为冠状病毒的研究提供了广泛的理论基础。本文对冠状病毒科研产出涉及的学科研究领域(依据ScopusASJC领域分类)进行统计,选取冠状病毒科研产出量最多的前10个学科领域,根据发文数量降序排列,得到表4。从表中可以看到,全球冠状病毒研究涉及医学、生物化学、遗传学和分子生物学、农业与生物科学、免疫学与微生物学等多个学科领域,学科聚集度较高,排名前10的学科发文数量占据总发文量的80%

表4 冠状病毒科研产出的学科分布(前10)

编号

学科

发文量/

1

医学

6047

2

生物化学,遗传学和分子生物学

4478

3

农业与生物科学

2848

4

免疫学与微生物学

2546

5

化学

2060

6

药理,毒理学和药物学

2033

7

工程

1082

8

环境科学

1063

9

社会科学

997

10

数学

833

作者分析

本文统计所有文献第1作者来挖掘冠状病毒研究的核心作者,根据发文数量降序排列,得到发文量大于等于10篇的学者(表5)。发文量大于等于10篇的学者共19位,其中中国学者占据10位,居于半数以上,表现突出,主要集中在香港大学和香港中文大学。其中,发文量位居第1的学者来自于约翰霍普金斯阿美医疗保健机构,在冠状病毒方面的研究远超其他学者。这些学者中有68%来自高校,其余为研究院所和医院等相关机构。

表5 冠状病毒科研产出的核心作者(发文量≥10篇)

编号

作者

所属机构

发文量/

编号

作者

所属机构

发文量/

1

Jaffar A. Al-Tawfiq

约翰霍普金斯阿美医疗保健机构

29

11

Ziad A. Memish

沙特阿拉伯卫生部

13

2

Patrick C. Y. Woo

香港大学

19

12

Paul KS CHAN

香港中文大学

13

3

Lanying Du

纽约血液中心

18

13

Akimasa Hirata

名古屋工业大学

11

4

Alexey A. Kotov

俄罗斯科学院生态与进化研究所

18

14

Leo L. M. Poon

香港大学

11

5

David S C Hui

香港中文大学

17

15

Vineet D. Menachery

德克萨斯大学医学部-加尔维斯顿

11

6

Tak Fai Joseph LAU

香港中文大学

17

16

Jasper FW Chan

香港大学

11

7

Artem Y. Sinev

俄罗斯科学院生态与进化研究所

16

17

Gabriel M. Leung

香港大学李嘉诚医学院

10

8

Susanna K. P. Lau

香港大学李嘉诚医学院

15

18

Ivana Karanovic

塔斯马尼亚大学

10

9

何玉先

中国医学科学院

13

19

Victor Max Corman

德国柏林大学附属夏里特医院

10

10

赵金存

广州医科大学

13






为确定与冠状病毒研究高被引论文最相关的作者,检索了100个被引用次数最多的冠状病毒相关论文,并统计了作者频次。表6列出了冠状病毒科研产出排名的高被引作者,共有14位学者的高被引发文量大于等于4篇,中国香港大学共有6位学者进入高被引作者排名,在冠状病毒研究领域贡献突出。此外,来自香港大学的Leo L.M. Poon也是冠状病毒科研产出的核心作者。

表6 冠状病毒科研产出的高被引作者(高被引发文量≥4篇)

编号

作者

机构

高被引发文量/

1

Peiris, Joseph Sriyal Malik

香港大学

11

2

Albert D.M.E. Osterhaus

Artemis One Health

10

3

袁国勇

香港大学

10

4

R.A.M. Fouchier

伊拉斯姆斯医学中心

9

5

管轶

香港大学

7

6

Leo L. M.  Poon*

香港大学

7

7

Christian Drosten

德国柏林大学附属夏里特医院

6

8

林薇玲

香港卫生防护中心

6

9

陈国雄

香港大学

5

10

Patrick C. Y. Woo

香港大学

4

11

John Ziebuhr

吉森大学

4

12

Alexander E. Gorbalenya

莱顿大学

4

13

Eric J.Snijder

莱顿大学

4

14

Ali Mohamed Zaki

艾因夏姆斯大学

4

注:*学者还位于冠状病毒科研产出的核心作者之列


2

冠状病毒研究热点分析

研究热点

本文通过关键词频次展现关键词整体情况,以此反映冠状病毒研究热点,按照关键词频次降序排列得到表7。在数据处理过程中,合并一些关键词,例如,“SARS”“Severe acute respiratory syndrome”等词都合并为SARS,“Structure-Activity Relationships”和“SAR”等词都合并为“Structure-Activity Relationships”。

7展示频次排名前10的关键词,其中,SARSMERSCoronavirus出现频次远高于其他关键词,热度较高。Taxonomy(分类学)频次次之,学者们对于它的关注主要在于区分冠状病毒的种类,发现冠状病毒的致病机理等研究。例如,Lai[2]Drexler[3]SARSMERS病毒与其他冠状病毒的区别及致病机理进行研究。另外,还有一些学者关注于“Structure-activity relationship(构效关系)”和“Epidemiology(流行病学)”的研究,前者的研究有助于预测未经试验的新化合物的毒性、知道合成低毒性的代用品、推论毒物的作用机理及受体结构[4-6],后者主要是冠状病毒研究的重点学科领域。还有一部分学者将关注点放在了“Spike protein(刺突蛋白)”上,刺突蛋白的研究对SARSMERS疫苗的研究、生产和预防及对SARSMERS疫苗的治疗非常有价值[7-9]。有学者在“Infection control(感染控制)”方面,主要对冠状病毒的传播机理、预防感染等进行了研究[10-11]

表7 冠状病毒研究的高频关键词(前10)

编号

关键词

词频

1

SARS(严重急性呼吸综合征冠状病毒)

1746

2

MERS中东呼吸系统综合征冠状病毒

687

3

Coronavirus(冠状病毒)

644

4

Taxonomy(分类学)

97

5

Structure-activity relationship(构效关系)

52

6

Epidemiology(流行病学)

50

7

Spike protein(刺突蛋白)

36

8

Infection control(感染控制)

35

9

New species(新物种)

23

10

Apoptosis(细胞凋亡)

21

研究趋势

为了探究冠状病毒研究的热点变化和在该领域的最新研究进展,一些新兴的处于上升阶段的突现术语更能揭示领域的新趋势和新动态,本文对20002020历年冠状病毒研究的关键词进行词频统计,并综合选择冠状病毒研究的排名前20的关键词,尝试从历史角度研究热点变迁及演化规律,为冠状病毒这一研究领域的新兴研究趋势探测提供一种直观可视化的表现形式。使用颜色深浅表示关键词频次高低(图3)。

图3 冠状病毒的研究趋势

如图,2003年开始对于SARS病毒的研究暴增,这与2003年底SARS疫情暴发有关,在之后两年内达到研究顶峰,随后研究热度慢慢降低,直到2012MERS疫情暴发,MERS-CoV被发现,且由于中东呼吸综合征仍未完全被消灭,之后对于MERS这类冠状病毒的研究关注度逐渐上升。从图中还可以看到学者对“Epidemiology(流行病学)”的研究主要集中在这2次疫情暴发后2年内。根据以往研究趋势和演化轨迹,可以预测2019年底发生的新型冠状病毒也将成为近2年来冠状病毒研究热点,对以往“SARS”和“MERS”这两类冠状病毒的研究亦将持续进行。此外,还有一些词可以看到有明显的时期特征,如“Ribavirin(利巴韦林)”,它被用于SARS的选择疗法,并有一些学者进行研究证明其有效性[12]
 
参考文献(References)

[1]邱均平, 杨思洛, 宋艳辉. 知识交流研究现状可视化分析[J]. 中国图书馆学报, 2012, 38(2): 78-89.
[2]Lai M M C . SARS Virus: The Beginning ofthe Unraveling of a New Coronavirus[J]. Journal of Biomedical Science, 2003,10(6): 664-675.
[3]Drexler J F , Corman V M , Drosten C .Ecology, evolution and classification of bat coronaviruses in the aftermath ofSARS[J]. Antiviral Research, 2014, 101: 45-56.
[4]Jaworska J S , Comber M , Auer C , etal. Summary of a workshop on regulatory acceptance of (Q)SARs for human healthand environmental endpoints.[J]. Environmental Health Perspectives, 2003,111(10): 1358-1360.
[5]Nenadis N , Wang L F , Tsimidou M , etal. Estimation of Scavenging Activity of Phenolic Compounds Using the ABTS · Assay[J]. Journal of Agricultural and Food Chemistry, 2004, 52(15): 4669-4674.
[6]Worth A P , Bassan A , De Bruijn J , etal. The role of the European Chemicals Bureau in promoting the regulatory useof (Q)SAR methods?[J]. SAR and QSAR in Environmental Research, 2007, 18(1-2): 111-125.
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[10]Li Y , Huang X , Yu I T S , et al. Roleof air distribution in SARS transmission during the largest nosocomial outbreakin Hong Kong [J]. Indoor Air, 2005, 15(2): 83-95.
[11]Christian D , Doreen M , Corman V M , etal. An Observational, Laboratory-Based Study of Outbreaks of Middle EastRespiratory Syndrome Coronavirus in Jeddah and Riyadh, Kingdom of SaudiArabia[J]. Clinical Infectious Diseases, 2014(3): 3.
[12]Vonderen M V , Bos J C . Ribavirin inthe treatment of severe acute respiratory syndrome (SARS).[J]. NetherlandsJournal of Medicine, 2003, 61(7): 238-241.
 

作者单位:上海市研发公共服务平台管理中心(上海市科技人才发展中心、上海市外国人来华工作服务中心

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