基于文献计量软件对我国药材道地性研究进展的可视化分析.pdf
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1、 Modernization of Traditional Chinese Medicine and Materia Medica-World Science and Technology 世界科学技术-中医药现代化中医药数据研究基于文献计量软件对我国药材道地性研究进展的可视化分析胡双飞,郑玉莹,陈前,李沛波,吴灏,彭维,苏薇薇,王永刚(中山大学生命科学学院,广东省中药上市后质量与药效再评价工程技术研究中心/广东省热带亚热带植物资源重点实验室 广州 510275)摘要:目的归纳分析2000-2021年间关于我国道地药材领域的研究文献,了解我国道地药材的发展演变路径、研究热点和未来发展方向。方法
2、应用CiteSpace软件,以中国知网、万方、维普等数据库作为检索库,对2000-2021年药材道地性相关领域的核心期刊文献收集,进行计量分析。结果共计纳入有限文献2093篇,本领域发文量整体呈现持续增加的趋势;指纹图谱、中药资源、本草考证、HPLC、质量控制等是该领域的主要研究方向;中国中医科学院是最主要的研究机构,其他研究机构多分布于道地药材产区,但各机构间交流合作较少;研究领域形成了以黄璐琦、郭兰萍和陈士林为核心的3个作者群;近年来,研究者关注的热点方向主要为生态种植、炮制、规格等级、经典名方和电子鼻等。结论研究机构间需加强合作交流,增强技术发展和创新;着力开发经典名方,本草考证道地药材
3、,并建立指纹图谱,为经典名方的整体质量控制和评价提供指导。关键词:道地药材 道地性 CiteSpace 科学图谱 可视化doi:10.11842/wst.20220209004 中图分类号:R282.7 文献标识码:A“道地性”是评价药材品质的综合标准,是评价药材质量优劣的一个指标1。在我国,历代医家对药材“道地性”有多种论述,道地药材的思想伴随中医药的诞生而诞生2-3,神农本草经 中记载“土地所出真伪陈新,并各有法”、“诸药所生,皆有境界”;孙思邈 备急千金药方 中记录“古之医者,用药必依土地,所以治十得九”;寇宗奭 本草衍义 称“凡用药必须择州土所宜者,则药力具,用之可据”;千金翼方 中描
4、述“药出州土”,以上均强调药材在甄别品质时道地的重要性。在道地性中,“道”是我国古代行政区域划分单位,范围较小,表明不同区域的土质间具有显著性差异4。优质药材对土质要求极高,故孙思邈 千金要方 中专设“药出州土”,按“道”列出了各地所产的药材。宋代杨士瀛在 仁齋直指 有“道地川白姜”之说,是目前查阅到的最早关于“道地”的记载。本草品汇精要5在药材的细目中专门列“地”项,突出一些药材最佳产区所在地,道地代表正宗优质。汤显祖 牡丹亭(第三十四出)诇药 中有“好 道地药材,这两块土中甚用”。“道地药材”陆续被后人使用,自“道地性”现已成为评价中药材品质的标准。道地药材是指经过中医临床长期优选出,在特
5、定地域通过特定过程生产,较其他地区生产的同种药材品质佳、疗效好,具有较高知名度的药材6,例如河南焦作的怀地黄,吉林长白山的人参,广东新会的陈皮,收稿日期:2022-02-09 修回日期:2022-11-01 化州市化橘红国家现代农业产业园项目(HT-99982021-0733):化橘红产业科技协同创新平台建设,负责人:苏薇薇。通讯作者:苏薇薇,教授,主要研究方向:创新药物研制、中药上市后再评价及中药国际化;王永刚,副教授,主要研究方向:天然产物的研究与 开发。963 Modernization of Traditional Chinese Medicine and Materia Medica
6、-World Science and Technology 2023 第二十五卷 第三期 Vol.25 No.3 山东东阿县的阿胶等。因此,道地药材已成为优质药材的代名词,具有极高的经济价值、市场信誉和产品号召力。随着全球健康保健意识的逐步提高,中医药国际影响力日益提升,中药材的需求量呈现出前所未有的增长。其中,道地药材备受追捧,形成了供不应求的局面。本文基于文献计量学,通过CiteSpace软件对药材道地性领域进行研究分析,绘制该领域的科学知识图谱,探寻我国药材道地性的研究进展,挖掘该领域研究热点和趋势,为完善中药材“道地性”的科学内涵提供依据,为进一步促进我国药材道地性领域的研究和应用发展
7、提供有益参考。1 研究方法与数据来源 1.1研究方法科学知识图谱是显示知识发展进程与结构关系的一种图形,有助于明晰知识单元或知识群之间网络、结构、互动、交叉、演化或衍生等诸多复杂的关系7。CiteSpace作为一种较为流行的科学知识图谱可视化软件,近些年已普遍应用于多领域的文献分析8。本文采用CiteSpace绘制药材道地性领域的科学知识图谱,探寻和分析当前的研究热点与研究趋势,科学前沿以及研究前沿与其基础知识之间、不同研究之间的相互关系9,有助于了解某个科学领域的发展、研究热点以及未来的研究趋势等10。1.2数据来源文献数据来源于中国知网(CNKI)、万方数据库、维普3个官方数据库中核心期刊
8、相关文献。为确保数据的完整性,收集采用主题词检索方式,检索词为“药材and 道地”或“草药and道地”,具体检索方式如表1所示。为确保数据的准确性,对收集的数据进行清洗、去重处理,且须附加通过人工方式去除不相关检索结果,例如会议新闻、征文公告、书评、通知、在不同数据库中出现的相同文献等。通过对搜集的文献进行文献题目、摘要和关键词进行审阅、筛选和去重处理,最终3个数据库共筛选出有效文献2093条。1.3数据处理数据处理及绘图采用Origin 10.0及CiteSpace.5.8.R3。通过CiteSpace.5.8.R3绘制可视化图谱操作步骤为:在主菜单中Date上首先对数据格式进行转化;通过P
9、rojects建立新项目;时间窗口(Time slicing)设置为2000年1月-2021年10月,时间切片为1年;节点类型可选择:作者、机构、关键词;精简路径选择为Pathfinder,Pruning sliced networks算法。2 结果分析与讨论 2.1发文量分析发文量的变化直观地反映了该学科领域所处的发展阶段以及某时间段内研究热点的变化,是衡量学科领域发展的重要指标,对预测学科领域的发展趋势和动态有着重要的意义。药材的道地性研究发文数量如图1所示,2000-2021年间发文趋势可分为3个阶段:2000-2010年间,药材道地性相关领域研究发文量持续增加,主要是由于进入21世纪后
10、,我国对外开放加大步伐,中医药走向世界的需求更加迫切,国家相继颁布各类中医药条例,促进中医药事业发展。2009-2010年,中医药在治疗甲流和手足口病方面取得的显著疗效,以及中医针灸申遗成果,皆在很大程度上提升了国人对中医药领域的研究热情;2011-2013年间,该领域发文量逐年下降,可能是受社会经济通胀的影响,市场行情相对谨慎,发展力度趋于理性;2014年至今,十八以来,国家将中医药发展摆在国家战略层面,引领中医药领域研究工作进一步发展,并于 2016 年,印发 中医药发展战略规划纲要(2016-2030年),强调着力推动中医药振兴发展。因此,近些年药材道地性研究的发文量呈快速上升的趋势,并
11、可预见在之后较长的时间里,该领域的研究工作将继续呈现发展的状态。药材道地性领域的研究发展,将有助于世界各国了解中医药以及道地药材,并将之应用于医疗和保健行业。2.2机构分布知识图谱分析图2所示,以机构为网络节点进行图谱分析,一个表1数据来源数据库CNKI核心期刊万方数据核心期刊维普核心期刊检索方式主题检索主题检索主题检索检索词汇药材and道地;草药and道地药材and道地;草药and道地药材and道地;草药and道地时间范围2000.01.01-2021.10.242000.01.01-2021.10.242000.01.01-2021.10.24文献类别核心期刊核心期刊核心期刊检索结果819
12、1851475964 Modernization of Traditional Chinese Medicine and Materia Medica-World Science and Technology 世界科学技术-中医药现代化中医药数据研究节点代表一个发文机构,节点间的连线表示机构间合作关系,连线的粗细程度代表合作的密切程度。由图2可知,节点以散点分布,表明各机构大部分为独立研究,相互间合作强度不大,未能形成群体合作。通过对发文机构进行Burst检测(即突发性检测),结果如图3所示。发文突发强度较高的机构主要有中国中医科学院中药资源中心道地药材国家重点实验室培育基地、中国中医科学院中
13、药研究所、中国中医研究院。其中,中国中医研究院于2005年更名为中国中医科学院。因此,中国中医科学院在研究药材道地性领域中处于领头羊地位,发文量最高,贡献了大量的科研成果,并且对药材道地性进行了持续性的研究工作。其他突发性较强的科研机构主要为道地药材产区的中医药大学,如甘肃中医学院、湖北科技学院、河北医科大学等。上述科研机构皆位于我国十大道地药材产区,分别对应西药、江南药和北药等6。位于道地药材产区的科研机构,拥有丰富的道地药材资源,系统研究药材道地性的有利条件较多,因此发文量相对较高。然而,图中突发性时间区域显示,近几年虽有部分机构对药材的道地性有较高的研究热度,但多个科研机构的研究力度逐渐
14、减弱,将导致国内地区道地药材发展不平衡,亟需加大科研投入,加强各地区道地药材的同步发展,丰富国家的道地药材研究体系。另一方面,在药材道地性领域,各科研机构间的交流合2357475460809310210310613211210576年份1019511912411514715191020406080100文献数/篇1201401602000200120022003200420052006200720082009201020112012201320142015201620172018201920202021图1我国药材的道地性研究文献数量变化趋势图图2机构合作知识图谱965 Modernizati
15、on of Traditional Chinese Medicine and Materia Medica-World Science and Technology 2023 第二十五卷 第三期 Vol.25 No.3 作较少,不利于道地药材产业的发展,进一步加强不同机构间的合作关系,交流不同地区间药材道地性的研究进展,能够有效促进我国道地药材的整体发展。2.3作者合作分布知识图谱分析图4为作者分布知识图谱,图中节点大小代表作者发文量,节点越大代表作者发文量越多,节点间连线代表作者间合作关系。由图4可知,药材道地性的研究领域主要形成了以黄璐琦、郭兰萍和陈士林为核心的3个作者群,3位作者的发文量
16、分别为106、58和41。其中,黄璐琦和郭兰萍同属中国中医科学院,为多篇文章的共同作者,合作较多。两者关于药材道地性的研究范围较广,包括道地药材本草考证、中药道地性研究新技术的开发、道地药材的知识产权保护与可持续利用、道地药材的生态模型和中药微生态与道地性的关系等,为道地药材的系统性研究与技术发展提供充实的基础和前沿的科研思路。陈士林原属于四川省中药研究所,现任中国中医科学院中药研究所所长,研究主题为川产药材的道地性11-13,提出从基因层面解决中草药物种真伪鉴定的难题14,并创建了中草药DNA条形码鉴定方法体系15-17。从整体图谱分析,作者间连线较多,说明相互间合作关系较为紧密,关联上文机
17、构间鲜有合作分析得到,具有合作关系的作图4作者分布知识图谱图3突发性排名前14的机构966 Modernization of Traditional Chinese Medicine and Materia Medica-World Science and Technology 世界科学技术-中医药现代化中医药数据研究者多属同一机构,未打破机构间的界限,需进一步扩大合作范围。图 5为 2000-2021年作者发文量突发性检测,由图可知,最早对道地药材有大量研究的为胡士林教授,我国第一部论述道地药材的著作 中国道地药材由其主编完成,该著作为后续研究药材道地性奠定了基础。在随后的时间里,皆有大量学
18、者致力于道地药材的研究。近几年较为活跃的学者如詹志来、彭华胜、金艳和赵军宁等均为青年教师或科研人员,是药材道地性研究的新生力量。其中,詹志来和金燕主要对川地药材以及经典名方中的道地药材进行本草考证;彭华胜主要是对道地药材的产地变迁进行考证以及道地药材适宜种植区的研究;赵军宁通过引入新技术,如电子鼻、遥感与GIS技术和区块链等,对道地药材进行研究。由青年科研人员的研究领域可知,道地药材的本草考证、新技术开发和规模化种植等方向为当前的研究热点。2.4关键词共现知识图谱分析关键词共现知识图谱如图6所示,具体的关键词信息如表2所示。通过去除包含主题词的词汇“道地药材”“中药材”“中药”“道地性”“地道
19、药材”以及单一道地药材的名称,关键词“指纹图谱”出现频次最高,说明指纹图谱是当前鉴定道地药材最常有的技术手段18。此外,在出现频次前 10 的关键词中,“本草考证”“HPLC(高效液相色谱)”“ISSR(分子标记技术)”表2高频词汇关键词指纹图谱中药资源本草考证HPLC产地含量测定化学成分ISSR质量控制不同产地出现频次4826251211111110109中介中心性0.130.110.040.010.060.010.040.020.010.07图5作者burst检测的前20名967 Modernization of Traditional Chinese Medicine and Mater
20、ia Medica-World Science and Technology 2023 第二十五卷 第三期 Vol.25 No.3 皆属于中药的鉴定、溯源和分析技术,“产地”“含量测定”“化学成分”“质量控制”和“不同产地”皆是中药的鉴定和分析对象,表明药材道地性的研究主要聚焦于道地药材的真伪鉴定、产地追溯和成分研究。其中,道地药材的化学成分作为中药材的物质基础,特异性的化学组成且含量较高是道地药材道地性的物质特征,更是其优质核心。另一方面,“中药资源”处于高频词汇的第二位,是由于随着中药产业的发展,对中药资源的需求持续增加,尤其是优质道地药材资源供不应求,因此研究者们研究道地药材道地性的科学
21、内涵,旨在寻求高效的道地药材生产技术,以提升中药资源的产量与质量19。药材的道地性具有明显的地域性,其道地性的形成与特定的产地有关,道地药材的核心为同种药材在不同产地中质量最佳者,特定地域特定生态因子时研究道地性的必要因素。知识图谱中各关键词的紧密连接,表明药材道地性的研究需要多方位的考究与分析。在关键词的突发性检测中(图7),发现近几年最受关注的关键词为“本草考证”和“经典名方”。本草考证是从古代本草资料中捋清中药的发展脉络,寻求其原因,通过考古方法,对中药名称、产地、真伪和性味功用等方面进行考证。经典名方指符合 中华人民共和国中医药法 规定的,至今仍广泛应用、疗效确切、具有明显特色与优势的
22、古代中医典籍所记载的方剂,道地药材是经典名方中的重要组成20-21,对经典名方中道地药材的本草考证,明确不同历史时期道地药材的基源、产地、采收加工和炮制等信息,进一步阐明其道地性,为后续道地药材的开发提供依据。由图6分析,道地药材中研究量比较大的药材有苍术、金银花、当归、黄芩、酸枣仁、泽泻、黄连、大黄等,单味药材的道地性研究主要集中在以下两个方面:化学成分研究:通过高效液相色谱法(HPLC)、图7关键词突发性检测图6关键词共现知识图谱968 Modernization of Traditional Chinese Medicine and Materia Medica-World Scienc
23、e and Technology 世界科学技术-中医药现代化中医药数据研究气相色谱法(GC)等分析测定道地药材的成分、质量评价与质量控制22-24;道地药材的本草考证:通过古医籍等考察道地药材的发展脉络探究其道地性25-28。以研究量最大的苍术举例29,黄璐琦和郭兰萍合作系统研究了我国道地药材苍术,茅山苍术是道地药材为野生苍术,自1976年产量急剧下降,近10年来几乎无法进行商品收购,存在资源严重匮乏的问题。基于此,黄璐琦和郭兰萍团队,首先对苍术进行本草考证,其次对遗传信息进行分析30,再通过分析植物化学成分建立苍术化学成分数据库,将化学成分与生态因子关联分析31,通过实地考察与专家咨询等对适
24、合苍术的生境进行区划32,为解决资源不足提供科学的解决方案。综上,当前药材的道地性研究主要从本草考证、品种基源、植物形态、化学物质基础、生态环境等方面展开,旨在为开发道地药材资源提供依据。2.5关键词时区知识图谱分析研究热点是指在一定时期内数量较多且内在联系紧密的一组文献所研究的主题,分析研究热点有助于把握该领域发展过程中的研究焦点。本文通过设置 CiteSpace 的时间切片(slice)为 3,研究以 3 年为周期下研究热点的内在联系与演化趋势。如图8所示,去除包含主题词,“道地药材”“中药材”“中药”“道地性”“地道药材”以及单一道地药材的名称,不同时间切片中出现高频词汇为“中药资源”“
25、指纹图谱”“化学成分”“本草考证”“药材质量”“优质优价”“炮制”等,结合各阶段的高频关键词,在2000-2021年的文献检索范围内,我国药材道地性的研究趋势演进可大致分为以下3个阶段。(1)2000-2002年,萌芽阶段。该阶段突变强度较高的词汇包括“含量测定”“基源”和“不同产地”,说明此阶段国内开始关注药材“道地性”形成的相关因素,并注意到道地药材特殊化学物质基础与药材的品种基源与特定产区的生境有关。自20世纪80年代,开始进行药材道地性的现代化研究,直到 21 世纪初期33-34,药材的道地性研究处于摸索探索阶段,药材道地性研究基础理论初步形成,并研究道地药材如金银花、当归和赤芍等的基
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