快报 | 结核病疫苗研究进展的总结——何去何从？

作者：江帆、孙铁辉、程鹏、王杰、龚文平

第一作者及单位：江帆，解放军总医院第八医学中心结核病医学部研究所/空军军医大学基础医学院学员二大队；孙铁辉，张家口第五人民医院消化科

通信作者及单位：龚文平，解放军总医院第八医学中心结核病医学部研究所

A Summary on Tuberculosis Vaccine Development—Where to Go?

Jiang F, Sun T, Peng C, Jie W, Gong W.

J Pers Med，2023，13(3):408.

doi: 10.3390/jpm13030408.

PMID: 36983589.

研究背景

结核病是由结核分枝杆菌引起的一种传染病。根据世界卫生组织(WHO)《2022年全球结核病报告》，2021年全球新增结核病患者1060万例，其中87%发生在30个高负担国家。特别是8个高负担国家的新增结核病患者占了66%以上，这些国家包括印度、中国、印度尼西亚、菲律宾、巴基斯坦、尼日利亚、孟加拉国和南非。因此，结核病的预防仍然是一项重大挑战。卡介苗 (BCG) 是唯一被批准用于结核病预防的疫苗。而卡介苗接种在成人中的保护效率为0%~80%。

为了克服卡介苗的这些缺点，越来越多的新的结核病疫苗被开发出来。这些新疫苗大多处于临床前阶段，已在临床试验中对超过16种疫苗进行了评估。然而，在信息快速增长的时代，许多具有重大科学创新和应用价值的研究成果，在发表之初并没能为人所知。这些优秀的研究成果往往需要时间沉淀、研究人员不断引用，最终才会被更多的人所了解和认可。这就是为什么诺贝尔奖得主获奖的时间要比他们的研究成果晚得多。值得庆幸的是，生物信息学分析的迅速发展为文献计量分析在世界范围内开展文献数据调查奠定了基础。文献计量学是一门运用数学和统计学方法对所有知识载体进行定量分析的交叉学科。它是一个集数学、统计学、文献为一体，注重量化的综合性知识体系。文献计量学分析软件和数据可视化技术已被广泛应用于对目标研究领域的定性分析，为研究方向的影响提供了实质性证据，并能够识别新兴的研究热点和潜在的研究合作伙伴。本研究采用文献计量分析的方法，对结核病疫苗领域的发文量、被引量、h指数、研究机构和作者分布、研究热点、未来发展趋势等进行了全面调查，突出了新型结核病疫苗开发的新视角和新策略。据我们所知，这是第一项为结核病疫苗提供全面文献计量分析的研究。

结核病疫苗相关文献产出和被引次数

研究结果表明，1995—2022年与结核病疫苗相关的年度出版物数量 (图1A) 及其被引频次 (图1B)均呈上升趋势，2021年达到峰值，分别为484篇出版物和26 324篇被引频次。

注 1995—2021年与结核病疫苗相关的年度出版物数量(A)及其年度被引用数量(B)逐渐增加。由于2022年的出版物和被引数量只统计到10月，因此出版物和被引数量低于2021年

图1 1995—2022年与结核病疫苗相关的年度出版物数量和引文总数

结核病疫苗研究的地域分布

使用CiteSpace和Scimago Graphica生成区域或国家分布图，以探索不同区域和国家在结核病疫苗研究方面的贡献。在本研究中，发表出版物超过59篇的142个国家中，根据参与国家的数量与国家总数的比例，将30个国家分为4个 聚类 (图2A)。结果表明:（1） 聚类1包括9个国家，分别为法国、巴西、墨西哥、意大利、韩国、土耳其、伊朗、阿根廷和西班牙;（2） 聚类2由8个欧洲国家 (挪威、瑞典、丹麦、爱尔兰、荷兰、葡萄牙和德国)和俄罗斯组成;（3）聚类3包括美国、中国、印度、澳大利亚、加拿大、新西兰和日本;（4） 聚类4以英国(UK)为主，但也包括瑞士、冈比亚和南非。在多国合作项目中，美国合作最多，其次是英国和中国 (图2A)。

进一步分析各国的出版物数量、h指数和每项平均被引次数，结果表明，5个国家在结核病疫苗研究方面引领全球，分别为美国、英国、中国、印度和法国 (图2B)。（1）发文量：美国以2658篇文章居首，其次是英国 (1301篇)、中国 (685篇)、印度 (592篇)和法国 (504篇)；（2）每篇文章的平均被引次数：英国 (50次) >美国 (49次) >法国 (46次) >印度 (26次) >中国 (15次)；（3）h指数:美国 (155) >英国 (120) >法国 (81) >印度 (54) >中国 (41)。分析每篇文章的平均被引次数可以发现，英国和美国在这个指数上差别不大。他们共同占据出版物数量最多的席位。当我们可以通过h指数粗略估计一个国家/学科的价值时，我们发现美国的产值最高，h指数为155。这些数据表明，在结核病疫苗研究领域，美国、英国和法国在出版物的数量和质量方面仍然处于领先地位。与此同时，印度和中国作为新兴国家，与发达国家相比仍有一定差距。特别是在中国，近年来发表的论文数量迅速增加，但论文质量仍有待进一步提高。

注  A：根据不同国家结核病疫苗出版物总数绘制的地理分布图。国家出版物数量与球直径的对应关系见左下角角标。国家合作组根据参与国家的数量与国家总数的比例分为4组。在多个国家合作项目中，美国开展的合作最多，其次是英国和中国。B：前5名国家的平均每项引用次数、出版物和索引。UL：伦敦大学；SSI：Statens血清研究所；LSHTM：伦敦卫生热带医学学院；UO：牛津大学

图2 结核病疫苗相关研究的区域和国家分布情况

结核病疫苗相关文献发表期刊与共同被引期刊分析

专业学术期刊是学术论文传播的重要载体。然而，学术界对不同期刊的声誉和认可度存在显著差异。因此，我们利用VOSviewer进行共被引分析，观察期刊之间引用与被引的关系。结果显示，24 002篇相关期刊中有25篇被引3000次以上，被引频次排名前三的期刊分别是Infection and Immunity、Journal of Immunology和Vaccine (图3A)。然后针对结核病疫苗相关期刊进行了期刊共被引双图叠加分析 (图3B)，结果表明：（1）主要有两种途径，即分子生物学和免疫学领域，医学、药学和临床领域。有趣的是，我们发现这两条途径主要引用同一学科的文献（分子生物学和遗传学）；（2）被引文献也或多或少与其他学科相关，主要集中在卫生、护理、医学、兽医、动物、寄生虫等领域。这一现象表明，临床护理工作和用于基础研究的动物实验工作已受到重视。同时，被引文献的影响范围（图3B中圆的数量和大小）也反映出被引文献主要集中在分子生物学和遗传学方面。

注 A：期刊检索分析。期刊根据他们喜欢的内容被分成4组，其中，Infection and Immunity与Journal of Immunology的共被引最显著，表明两家期刊的内容非常相似。此外，发表有关结核病疫苗文章的3家主要期刊是Infection and Immunity、Journal of Immunology和Vaccine。B：从被引期刊和被引期刊的角度看期刊的双重地图。观察到两种主要途径，但两者都主要引用同一学科的文献（分子生物学和遗传学）

图3 期刊共被引分析的双图叠加分析

参考文献聚类分析

参考文献共被引分析如图4A所示。基于Citespace绘制的参考文献共被引和聚类分析的时间轴视图如图4B所示，采用对数似然比(likelihood ratio, LLR) 将所有参考文献的研究内容分为3类，分别为cluster#0：DNA疫苗、cluster#1：HIV感染成人和cluster#2：BCG接种。

Cluster#0为最大的聚类，该聚类下包括339篇文献。被引次数最多的文章为Efficacy of BCG vaccine in the prevention of tuberculosis. Meta-analysis of the published literature (citations = 804)、Variation in protection by BCG: implications of and for heterologous immunity (citations = 643)和 Deciphering the biology of Mycobacterium tuberculosis from the complete genome sequence (citations = 623)。Cluster#1中包括236篇文献，被引用最多的是Immunology of tuberculosis (citations = 355)，其次为 The efficacy of bacillus Calmette-Guérin vaccination of newborns and infants in the prevention of tuberculosis: meta-analyses of the published literature (n = 321)，以及 A multistage tuberculosis vaccine that confers efficient protection before and after exposure (citations = 315)。Cluster#2包括227篇文献，其中被引量最大的文献为Safety and efficacy of MVA85A, a new tuberculosis vaccine, in infants previously vaccinated with BCG: a randomised, placebo-controlled phase 2b trial (citations = 452)、 Effect of BCG vaccination on childhood tuberculous meningitis and miliary tuberculosis worldwide: a meta-analysis and assessment of cost-effectiveness (citations = 384) ，以及The success and failure of BCG—Implications for a novel tuberculosis vaccine (citations = 363)。自2005年以来，cluster#0集群的研究热度有所下降，而对cluster#1的研究开始于1995年左右，近10年来相关研究的热度有所下降。

注 A：基于VOSviewer的参考文献聚类结果。B：我们使用对数似然比（LLR）将所有文献的研究内容分为3类，即cluster#0 DNA疫苗、cluster#1 HIV感染的成人患者和cluster#2 BCG接种

图4  参考文献的共被引和聚类分析

结核病疫苗相关研究被引状况分析

表1总结了前10篇最常被引用的结核病疫苗原创文章。Concato等于2000年在NEJM上发表的“随机对照试验、观察性研究和研究设计的层次结构”获得了最频繁的引用（citations = 2305）。此研究使用已发表的荟萃分析数据来识别和探索相同临床主题的随机临床试验和观察性研究，根据研究设计类型比较原始报告的结果。结果发现，与相同主题的随机对照试验相比，精心设计的观察性研究的结果并没有系统性地高估治疗效果的大小。其余9篇高引用文章分别关注免疫应答、BCG、DNA疫苗、方法学和类风湿性关节炎的治疗。

表1  结核病疫苗研究中被引量最高的10篇文章

突发引用分析

Kleinberg的突发检测算法被认为是在时间轴上计算和识别研究前沿或新兴趋势的有力工具。我们使用这一算法来确定与结核病疫苗相关的关键参考文献和关键字。因此，通过CiteSpace确定了引文爆发最强大的前25篇引用文献 (图5)。在以上25篇文献中，排名第一的是文献报告了含有分枝杆菌分泌蛋白的短期培养滤液 (short-term culture filtrate，ST-CF) 疫苗的保护效果，发现ST-CF疫苗的保护效果与BCG相当。有8篇文献目前仍处于被引爆发期，包括4篇关于BCG的文章，1篇评价H4:IC31疫苗保护效果的文章，1篇探讨遗传多态性与结核病易感相关性的文章。M72/AS01E疫苗曾被认为是最有希望预防和控制结核病传播的新疫苗，2个临床试验验证了M72/AS01E的保护作用。但是，2019年发表在NEJM上的一项随机对照临床试验的最终分析显示，其在第36个月的疗效仅为49.7%，低于世界卫生组织规定的50%的保护效率。

图5  具有突发引用性质的25篇参考文献

趋势主题和专题地图分析

以上结果虽然全面回顾了结核病疫苗的研究历史和现状，但并不能预测未来的发展趋势。本研究利用burst keywords和专题地图对未来结核病疫苗研究领域的发展趋势和热点进行了分析和预测。利用CiteSpace软件检测了有关结核病疫苗的出版物中的突发关键词。结果显示，从1995年到2022年共发现了25个被引强度最高的突发关键词 (图6)。在这些突发关键词中，1995—2003年“疫苗接种”的强度最高（30.11）。目前，“双盲、影响、传递、训练免疫、预防、先天免疫、非特异性保护”等7个关键词仍处于引文爆炸期。

主题图通常用来预测某一领域未来的研究趋势和热点领域。我们的研究结果表明：（1）未来结核病疫苗研究领域最有前途的研究方向和热点将涉及“TB、免疫反应、γ干扰素、T细胞和树突状细胞”；（2）“疾病、儿童、诊断、预防和meta分析”为5个过去使用频率较高、未来使用频率较低的关键词；（3）“小鼠、表达、鉴定、抗原和BCG”等5个关键词呈下降趋势；（4）“感染、TB、保护力、疫苗和反应”等5个关键词对结核病疫苗研究至关重要，但均未得到重视 (图7)。通过对这些关键词的分析，发现早期的研究更多的是在动物模型上评估结核病疫苗的保护作用。相比之下，最新的研究转向探索结核病疫苗与宿主之间的相互作用机制，如“训练免疫、先天免疫、免疫应答、γ干扰素、T细胞和树突状细胞”。

图6 具有突发引用性质的25个关键词

注 在主题地图中，横轴代表中心性，纵轴代表密度，画出4个象限。第一象限的文字 (活力主题) 表明，它们对结核病疫苗研究至关重要，而且发展良好，代表了未来的发展趋势。第二象限的文字 (壁龛主题) 表明，尽管它们已经得到了很好的发展，但它们对当前的研究领域相关性较低。第三象限的单词 (新兴或衰落主题) 表明，它们可能是刚刚出现的新研究领域或即将消失的过去的研究领域。最后，第四象限的文字 (基本主题) 表明它们对结核病疫苗研究至关重要，但尚未得到相应的关注

图7  主题词分布地图

结 论

在过去的20年里，关于结核病疫苗的出版物数量有所增加。同时，研究人员代代相传的知识数量是巨大的。如何取其精华、去其糟粕，是文献计量学得以立足的地方。发达国家在结核病疫苗研究方面发挥着重要作用，而发展中国家正在迅速迎头赶上。未来的研究趋势和热点应集中在了解结核病疫苗与宿主之间的相互作用机制，并开展更为广泛的临床试验。

本文来自于“中国防痨杂志期刊社”公众号