中华预防医学杂志    2014年06期 大气污染与生殖发育关系研究的文献计量分析    PDF     文章点击量:3534    
中华预防医学杂志2014年06期
中华医学会主办。
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贾晓峰 郭新彪
JiaXiaofeng,GuoXinbiao
大气污染与生殖发育关系研究的文献计量分析
Bibliometric analysis of associations between ambient pollution and reproductive and developmental health
中华预防医学杂志, 2014,48(6)
http://dx.doi.org/10.3760/cma.j.issn.0253-9624.2014.06.019
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投稿日期: 2014-01-05
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大气污染与生殖发育关系研究的文献计量分析
贾晓峰 郭新彪     
贾晓峰 100020 北京,中国医学科学院医学信息研究所医药科技战略研究室
郭新彪 北京大学公共卫生学院劳动卫生与环境卫生学系
摘要: 目的  采用文献计量学方法,分析大气污染与生殖发育关系领域的主要研究特点和热点研究主题。方法  对1955–2013的PubMed及MEDLINE数据库中有关大气污染与生殖发育关系领域的英文研究论文的题录信息和其医学主题词(MeSH词)进行计量分析,计算标化词频。通过采用词频标准化和线性回归方法,对高频MeSH词分类分析得出该领域在大气污染物及成分、生殖发育健康终点和生物机制三方面的热点研究主题。结果  大气污染与生殖发育关系研究论文共2 315篇,52.9%(1 224篇)的研究时间为2004–2013年;人群研究占84.1%(1 947篇),其中队列研究占10.9%(212篇);美国学者发表论文占28.0%(647篇),我国仅占2.3%(53篇)。大气污染物及成分研究方面,烟草污染、粉尘、一氧化碳和重金属主题词平均标化频次分别为46.96%、15.92%、5.03%和7.84%;生殖发育健康终点研究方面,流产、妊娠期暴露滞后效应和妊娠并发症主题词平均标化频次分别为4.36%、12.17%和6.01%;生物机制研究方面,母婴交换和DNA损伤主题词的平均标化频次分别为6.58%、1.31%。结论  大气污染物及成分研究的热点主题集中于烟草污染、粉尘、一氧化碳和重金属等方面;生殖发育健康终点研究的热点主题集中在流产、妊娠期暴露滞后效应和妊娠并发症方面;生物机制研究的热点主题集中在母婴交换和DNA损伤等方面。
关键词 :空气污染;生殖;文献计量学;热点主题
Bibliometric analysis of associations between ambient pollution and reproductive and developmental health
JiaXiaofeng,GuoXinbiao     
Institute of Medical Information & Library, Chinese Academy of Medical Sciences and Peking Union Medical College, Beijing 100020, China
Corresponding author: Jia Xiaofeng, Email: jia.xiaofeng@imicams.ac.cn
Abstract:Objective  This study aims to evaluate the characteristics and the popular themes in the field of air pollution and reproductive and developmental health with the bibliometric approach.Method  The articles from the year 1955 to 2013 in this field were retrieved by searching PubMed/MEDLINE using MeSH terms. The bibliographic information was analyzed to summarize the overall research characteristics. MeSH terms were sorted by their normalized frequency (NF) and classified into categories (air pollutants/components, reproductive and developmental outcomes and biological mechanisms) and then analyzed by regressive analysis to investigate the popular themes and their tendency.Results  All 2 315 papers are retrieved in this field, and 52.9% of the papers are published from the year 2004 to 2013. The 84.1% of the studies are conducted on the population, in which 10.9% are cohort studies. The researchers from USA conduct 28.0% of the studies. Only 2.3% of the studies are conducted by researchers from China. In the category of air pollutants/components, the high NF of MeSH terms, tobacco smoke pollutants, dust, carbon monoxide and heavy metals are 46.96%, 15.92%, 5.03% and 7.84% respectively. In the category of reproductive and developmental outcomes, the high NF of abortion, prenatal exposure delayed effects and pregnancy complications are 4.36%, 12.17% and 6.01%. In the category of biological mechanisms, the high NF of maternal-fetal exchange and DNA damage are 6.58% and 1.31%.Conclusion  Tobacco smoke pollutants, dust, carbon monoxide and heavy metals are the major concerns of air pollutants/components. Reproductive and developmental outcomes mainly focus on the abortion, prenatal exposure delayed effects and pregnancy complications. Maternal-fetal exchange and DNA damage are mostly concerned as the biological mechanisms.
Key words :Air pollution;Reproduction;Bibliometrics;Popular themes
全文

大气污染物暴露可对人体的呼吸系统和心血管系统产生不良影响,而它对人体生殖发育的影响至今尚未有明确的结论。近几年,部分学者尝试采用文献综述的方法总结大气污染对生殖发育的影响,但均显示该领域研究尚未有一致的结论,且生物机制尚不明确[1,2,3,4,5]。美国国家环境保护署(EPA)2009年在发布的《颗粒物综合科学评价》报告中指出,部分研究提示大气细颗粒物长期暴露与生殖发育危害之间有因果关系(suggestive of a causal relationship)[6]
        随着全球城市化的不断发展和大气环境问题的持续恶化,大气污染对生殖发育影响将成为今后关注的重点。而大气污染物的成分多样,加之生殖发育系统和发育过程较复杂,使得该领域研究较为困难;因而全面宏观分析既往该领域研究特点和研究主题变化趋势,可为今后该领域相关研究的开展提供重要参考。
        笔者尝试采用文献计量学方法分析既往大气污染与生殖发育关系领域研究论文,综合分析该领域主要研究特点、热点研究主题和发展趋势,从而为今后该领域研究者选择研究主题提供参考。

对象与方法  

1.论文检索和处理:  本研究选用美国国家医学图书馆建立的PubMed/Medline数据库。采用医学主题词(MeSH词)"air pollution"、"air pollutants"和"reproductive physiological phenomena"、"congenital, hereditary, and neonatal diseases and abnormalities"或"human development"检索数据库中大气污染与生殖发育领域论著型英文论文,检索时间为2013年12月5日,初步共检索得到2 708篇。

2.文献计量分析:  对本研究所分析的论文库进行去重和清洗,去除带有"air pollutants, occupational"、"air pollution, indoor"和"anesthetics"标引的文献(合计393篇),最终形成一个由2 315篇研究论文题录信息和3 507个MeSH主题词的数据库。对研究论文的题录信息(出版年、期刊名、作者、国家、机构)进行定量分析可得到该领域研究的总体特点。
        将MeSH词中反映人群研究(研究对象)和研究设计的主题词标引选出,用于该领域研究特点分析。逐一分析词频大于等于4的主题词(共计1 004个,总计词频占所有主题词词频的89.9%),并将其分至大气污染物及成分、生殖发育健康终点、生殖发育健康危害机制3类中。

3.统计学分析:  将检索得到的论文题录信息(标题、出版年、期刊、作者、作者机构、作者国家等)和MeSH主题词下载导入Thomson Data Analyzer 3.0软件中进行分析。计量分析则采用Excel和SAS 9.1.3软件。为进一步通过MeSH词进行研究主题的对比和趋势分析,笔者将1964–2013年(50年)间MeSH主题词词频进行标化。标化方法为各主题词年度词频数(年度所有论文中以该主题词标注的总论文数)除以对应年度总论文数。标化词频(normalized frequency, NF)可有效的排除由于论文总量随年度增加而导致的词频的升高,从而有效反映该主题词的相对重要性。以主题词50年平均NF来反映其在该领域的重要(关注)程度。将1964–2013年期间划分为10个时间段(5年为一个时间段,共50年),将主题词的年均NF合并为5年平均NF;进而以10个5年平均NF与对应时间点做线性回归分析,计算b值,从而反映主题词关注度的变化趋势。根据主题词的平均NF和含义,将主要大气污染物及成分、生殖发育健康终点和生物机制3类中的热点主题进行分析提炼。

结果  

1.纳入文章:  大气污染与生殖发育领域相关研究论文共2 315篇,发表时间分布如图1所示(图中时间段为1963–2012年,此外1955–1962年2篇,2013年73篇)。自1955年起逐渐有该领域的研究,相关研究多集中于近10年,自2004年至今共有1 224篇相关研究,占该领域研究总量的52.9%。所有研究论文中,84.1%(1 947篇)的是人群研究;其中有10.9%(212篇)的研究为队列研究,9.2%(179篇)的研究为病例–对照研究,5.6%(109篇)的研究为横断面研究,交叉设计研究共有4篇。前瞻性研究有147篇,多于回顾性研究设计(82篇)。

图11963–2012年期间发表论文数
从刊载杂志上看,5.6%的研究论文刊载在环境健康展望杂志(Environmental health perspectives,共129篇),2.5%的论文刊载在美国流行病学杂志(American journal of epidemiology,共57篇),2.3%的论文刊载在环境研究杂志(Environmental research,共53篇),美国呼吸与重症医学杂志刊载了1.6%的研究论文(American journal of respiratory and critical care medicine,共37篇),如图2所示。按第一作者单位来讲,该领域研究者主要来自美国、英国、加拿大、日本和德国,其发表论文分别占总研究论文的28.0%(647篇)、5.7%(133篇)、3.7%(85篇)、3.4%(78篇)和3.0%(69篇)。中国研究者发表研究论文共53篇,占总研究论文2.3%(图3)。从研究者分析,美国哥伦比亚大学(Columbia University)的Dr. Perera Frederica P、Dr. Jedrychowski Wieslaw,加州大学(University of California)的Dr. Pinkerton Kent E、Dr. Ritz Beate等是该领域重要研究者(图4)。
图2大气污染与生殖发育关系领域刊载论文数前10位的期刊
图3大气污染与生殖发育关系研究论文数前10位的研究者所在国家
图4大气污染与生殖发育关系研究领域发表论文前10位研究者

2.热点研究主题及其变化趋势:  大气污染与生殖发育关系领域研究中主要关注的大气污染物及成分、生殖发育健康终点和生物机制三方面的热点主题分别如表1表2表3所示。(1)与生殖发育影响相关的主要大气污染物及成分:烟草污染是该领域最为关注的大气污染物,相关研究占总研究的46.96%,且关注程度呈升高趋势。机动车尾气排放是大气污染所关注的重要来源。

表1大气污染与生殖发育关系研究中主要大气污染物及成分的主题词及其变化趋势
表2大气污染与生殖发育关系研究中主要健康终点的主题词及其变化趋势
表3大气污染与生殖发育关系研究中主要生物机制的主题词及其变化趋势
大气粉尘、颗粒物是该领域持续关注的大气污染物,且颗粒物相关研究具有升高趋势。其所携带或相关的成分如重金属和芳烃类有机物是该领域较为关注的暴露成分。其他一些成分如过敏原、花粉、真菌和尘螨、内毒素也不同程度的受到关注,其中内毒素的关注度呈升高趋势。
        一氧化碳、二氧化硫、臭氧和氮氧化物等传统气态污染物对生殖发育的影响也受到广泛关注,其中臭氧和氮氧化物的关注程度呈显著升高趋势。
        放射性污染也是生殖发育危害的一种关注程度较高的成分(NF=4.45%),但关注程度呈下降趋势(b=–1.43, P<0.01)。其他成分如石棉、亚硝胺及部分有机刺激性气体污染物,如甲醛、挥发性有机物等均有较低程度的关注。(2)主要生殖发育健康终点:生殖发育影响的主要研究的健康终点包括妊娠结局、妊娠期暴露滞后效应、妊娠并发症和生育能力4方面。其对应的主题词如妊娠期暴露滞后效应、妊娠并发症和妊娠结局均呈升高趋势。
        在妊娠结局中,流产、死产和死胎,低体重儿和先天畸形(出生缺陷)受关注程度最高,NF值分别为4.36%, 3.98%和3.29%,其中低体重儿的关注度呈升高趋势。其他一些妊娠结局,如早产、胎儿生长迟缓均有不同程度的关注,且具有升高趋势(NF=2.79%, 2.01%; b=0.90, 0.37; P<0.05)。妊娠期暴露滞后效应的研究主要集中在对于儿童发育、性征、儿童行为异常、性成熟、儿童行为等方面,且对于发育健康终点的研究具有显著升高趋势。妊娠期并发症是该领域另一个重点关注的健康终点,具有升高趋势(NF=6.01%, b=0.65, P=0.002)。大气污染物对生育能力的影响也是持续关注的重点,生育能力和不孕不育的NF分别为2.64%和1.02%。(3)大气污染对生殖发育健康危害的相关生物机制:大气污染对生殖发育健康危害的机制研究中,关注度最高的是母婴物质交换(NF=6.58%)。遗传物质损伤和基因表达影响研究关注度呈不同程度的升高趋势,如主题词DNA损伤、染色体畸变、基因表达和表观遗传的NF值分别为1.31%、0.65%、0.56%和0.15%。生殖细胞,如精子功能和数量、卵母细胞是另一个较为关注的研究点。大气污染物对内分泌性激素影响也逐渐受到关注(NF=0.84%, b=0.15, P=0.137)。凋亡和炎症是非特异的损伤机制,在该领域的关注程度也有显著升高趋势。(4)我国在大气污染与生殖发育健康研究领域研究特点和热点主题:我国学者在大气污染与生殖发育健康领域研究较为滞后,1990年后才陆续发表过英文论文,共发表论文53篇(其中2007年以来共有41篇,占总量的77.4%),其中人群研究为41篇。由于样本量较小,对41篇人群研究主题进行分析,如表4所示,其中主要研究的大气污染物为烟草污染物(33篇,占80.5%);主要关注的生殖发育健康终点为妊娠期暴露滞后效应和先天畸形或出生缺陷(12篇和11篇,占29.3%和26.8%)。
表4我国学者在大气污染与生殖发育健康领域研究主题

讨论  文献计量学是信息科学领域较为成熟的研究方法,采用定量和统计学方法分析特定领域既往研究论文的题录信息和内容信息(主题词、摘要等)。文献计量学分析可为研究者提供基于定量分析的特定领域的宏观特点、热点主题及其主要发展趋势,并且已广泛用于多领域的分析,如颗粒物与心血管系统领域[7]、全基因组测序领域[8]、干细胞领域[9]、生态学领域[10]、城市健康领域[11]等。文献计量学主题分析基于如下理论,即新的研究点在某研究领域逐渐引入,其对应的MeSH主题词的频数就会相应升高。采用主题词词频分析和回归分析的方法可研究特定领域中热点主题及其变化趋势。
        综合本研究结果,自1955年起,国际陆续有大气污染与生殖发育关系研究证据,但半数以上研究集中在近10年,80%以上为流行病学人群研究证据;我国在该领域研究较为滞后,相关研究证据极少。与生殖发育影响相关的主要大气污染物及成分为烟草污染、粉尘、花粉、一氧化碳、二氧化硫、臭氧、氮氧化合物及其相关的重金属、芳香烃、放射性物质等成分。生殖发育健康影响主要为不良妊娠结局、妊娠期暴露滞后效应、妊娠并发症和生育能力降低。相关生物机制集中在大气污染对母婴交换、遗传物质损伤、基因表达、生殖细胞数量功能和内分泌性激素的影响。本研究从宏观层面,较为全面的定量分析了大气污染与生殖发育关系研究领域的主要大气污染物、主要健康终点及其相关的生物机制,既往相关研究从不同角度佐证了本研究结果[12,13,14,15]。同时,本研究可为今后文献计量学方法在医学中的应用提供参考。
        本研究的局限性主要有如下方面:虽然本研究分析了尽可能多的主题词,但在某种程度上选择和分类具有一定的主观性,从而可能导致信息的丢失;基于论文的主题分析会不可避免的引入出版偏移。

参考文献
[1]ShahPS, BalkhairT, Knowledge Synthesis Group on Determinants of Preterm/LBW births. Air pollution and birth outcomes: a systematic review[J]. Environ Int, 2011, 37(2):498–516.
[2]VrijheidM, MartinezD, ManzanaresS, et al. Ambient air pollution and risk of congenital anomalies: a systematic review and meta–analysis[J]. Environ Health Perspect, 2011, 119(5):598–606.
[3]FaizAS, RhoadsGG, DemissieK, et al. Ambient air pollution and the risk of stillbirth[J]. Am J Epidemiol, 2012, 176(4):308–316.
[4]StiebDM, ChenL, EshoulM, et al. Ambient air pollution, birth weight and preterm birth: a systematic review and meta–analysis[J]. Environ Res, 2012, 117:100–111.
[5]GhoshR, RankinJ, Pless–MulloliT, et al. Does the effect of air pollution on pregnancy outcomes differ by gender? A systematic review[J]. Environ Res, 2007, 105(3):400–408.
[6]United States Environmental Protection Agency. Integrated science assessment for particulate matter[R]. Boston:United States Environmental Protection Agency, 2009.
[7]JiaX, GuoX, LiH, et al. Characteristics and popular topics of latest researches into the effects of air particulate matter on cardiovascular system by bibliometric analysis[J]. Inhal Toxicol, 2013, 25(4):211–218.
[8]MansiauxY, CarratF. Contribution of genome–wide association studies to scientific research: a bibliometric survey of the citation impacts of GWAS and candidate gene studies published during the same period and in the same journals[J]. PLoS One, 2012, 7(12):e51408.
[9]AnX, WuQ. Co–word analysis of the trends in stem cells field based on subject heading weighting[J]. Scientometrics, 2011, 88:133–144.
[10]NeffMW, CorleyEA. 35 years and 160, 000 articles: a bibliometric exploration of the evolution of ecology[J]. Scientometrics, 2009, 80(3):657–682.
[11]JiaX, DaiT, GuoX. Comprehensive exploration of urban health by bibliometric analysis: 35 years and 11, 299 articles[EB/OL]. [2014–01–22]. http://link.springer.com/article/10.1007/s11192–013–1220–4.
[12]BrauerM, LencarC, TamburicL, et al. A cohort study of traffic–related air pollution impacts on birth outcomes[J]. Environ Health Perspect, 2008, 116(5):680–686.
[13]SramRJ, BinkovaB, DejmekJ, et al. Ambient air pollution and pregnancy outcomes: a review of the literature[J]. Environ Health Perspect, 2005, 113(4):375–382.
[14]van den HoovenEH, de KluizenaarY, PierikFH, et al. Air pollution, blood pressure, and the risk of hypertensive complications during pregnancy: the generation R study[J]. Hypertension, 2011, 57(3):406–412.
[15]SokolRZ, KraftP, FowlerIM, et al. Exposure to environmental ozone alters semen quality[J]. Environ Health Perspect, 2006, 114(3):360–365.