综述:纤维蛋白溶解酶的全球研究趋势与治疗潜力

【字体: 时间:2025年11月01日 来源:Journal of Genetic Engineering and Biotechnology 2.8

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  本综述系统梳理了1945-2024年间纤维蛋白溶解酶(fibrinolytic enzymes)研究领域的1334篇核心文献,首次运用文献计量学方法揭示了该领域的多学科交叉特性(涵盖医学、生物化学、遗传学与分子生物学等)。文章深入分析了年度发文趋势、国际合作网络(涉及35个国家)、主题聚类(如实验室研究、临床转化、蛇毒来源酶等)、高影响力期刊(如Thrombosis Research)、核心作者(如Sumi H.)及专利布局(Cordis Corporation和Bristol-Myers Squibb为关键机构),并指出当前挑战(如免疫原性、出血风险、半衰期短)与未来方向(如蛋白质工程、新型酶源挖掘、跨学科合作),为血栓性疾病(如心血管疾病CVDs、中风)治疗策略的创新提供了重要参考。

  
纤维蛋白溶解酶:从基础研究到治疗潜能的全球视野
摘要
纤维蛋白溶解酶是一类能够降解纤维蛋白凝块的蛋白水解酶,在管理血栓形成方面扮演着关键角色。尽管对其重要性已有广泛研究,但由于免疫原性、出血风险和半衰期短等挑战,许多酶尚未转化为治疗药物。本综述通过文献计量学方法,对跨越八十年(1945-2024)的研究数据进行了全面评估,旨在揭示纤维蛋白溶解酶研究领域的趋势与空白。
1. 引言
纤维蛋白溶解酶,常被称为“溶栓酶”,通过直接切割纤维蛋白或间接激活纤溶酶原(plasminogen)转化为纤溶酶(plasmin)来发挥作用。其研究历史可追溯至18世纪,但系统性研究自1945年Smith和Smith关于月经和妊娠毒血症中纤维蛋白溶解酶的论文开始。该领域具有明显的多学科交叉性质。
2. 文献计量方法
数据来源于Scopus数据库,检索词包括“fibrinolytic enzymes”、“thrombolytic enzyme”等。经过严格筛选,最终数据集包含1334篇英文文章和综述。使用Scopus内置分析工具和VOSviewer软件进行数据分析与可视化。
3. 结果与讨论
3.1. 年度发文趋势
自1945年以来,纤维蛋白溶解酶研究的年度发文量总体呈上升趋势。早期(1945-1969)发文量较低。从1970年代开始,随着分子生物学和生物技术(如重组DNA技术、单克隆抗体技术)的发展,发文量稳步增长。关键里程碑事件,如1982年人组织型纤溶酶原激活剂(t-PA)的纯化、1983年t-PA的成功克隆及其随后用于急性心肌梗死(AMI)治疗,显著推动了该领域的发展。
3.2. 跨学科研究类别
该研究领域广泛涉及医学、生物化学、遗传学与分子生物学、免疫学与微生物学等多个学科。其中,“医学”(591篇)和“生物化学、遗传学与分子生物学”(549篇)是两大主要学科类别,合计占出版物总量的51.9%。医学类研究侧重于临床效果与副作用(如链激酶引起的出血、过敏反应),而生物化学等领域则聚焦于酶的纯化、表征、克隆及催化效率提升等基础研究。
3.3. 全球与机构研究分布
全球共有70个国家参与了纤维蛋白溶解酶研究,但76.47%的出版物集中在前10个国家,显示出研究地理分布相对集中。美国(263篇)、中国(194篇)和印度(135篇)是发文量最高的三个国家。在机构层面,韩国的庆尚国立大学(Gyeongsang National University)发文量领先,而印度和日本的研究则更为分散。国际合作网络分析显示,美国、印度和中国是三个主要的合作集群。
3.4. 关键词分析
关键词共现分析识别出四个主要主题集群:
  • 集群1(实验室研究):包括酶活性、纯化、分子量等关键词,侧重于酶的基础生化表征。
  • 集群2(转化与临床研究):包括动物、人类、纤溶、t-PA等关键词,关注临床前和临床研究。
  • 集群3(蛇毒来源的纤维蛋白溶解酶):包括蛇毒、金属蛋白酶等,探索天然来源的强效但可能缺乏特异性的溶栓酶。
  • 集群4(肽水解酶):关键词“肽水解酶”反映了纤维蛋白溶解酶作为蛋白酶大家族的成员。
    纤维蛋白溶解酶的来源多样,包括微生物(如纳豆枯草芽孢杆菌Bacillus subtilis natto产生的纳豆激酶)、植物(如牛角瓜Calotropis gigantea)、动物(如蛇、蚯蚓Lumbricus rubellus、吸血蝙蝠)等。
3.5. 高被引出版物
被引次数最高的论文包括1952年建立的纤维蛋白平板法(The fibrin plate method)、1987年发现纳豆激酶的论文以及关于COVID-19相关凝血病、脂蛋白(a)血栓风险等研究。这些高被引文献反映了该领域对标准方法、新酶发现、疾病机制和临床应用的持续关注。
3.6. 期刊分布
Thrombosis Research和Journal of Microbiology and Biotechnology是发表纤维蛋白溶解酶研究最多的期刊。顶级期刊Nature也收录了相关论文,表明该领域的重要性得到广泛认可。
3.7. 核心作者
日本的Hiroyuki Sumi(纳豆激酶的发现者)和美国的Francis S. Markland(蛇毒蛋白酶研究)是该领域最高产的研究者之一。
3.8. 专利分析
专利活动自1980年代以来显著增加,与关键科学发现(如t-PA的克隆)相呼应。Cordis Corporation和Bristol-Myers Squibb是专利布局中的关键机构。专利主要保护基因/蛋白质序列、工程化酶变体及其应用。
4. 未来展望
未来研究应致力于开发高特异性、低副作用的新型纤维蛋白溶解酶。蛋白质工程、定向进化、组学技术和高通量筛选将是重要工具。需要加强跨学科合作(生物化学、医学、药理学、生物工程),并促进从实验室到临床的转化。鼓励全球更多地区(如非洲、拉丁美洲)的参与,并探索极端环境微生物、海洋生物等新型酶源,有望带来突破性发现。
5. 结论
本综述通过文献计量学分析,全面描绘了纤维蛋白溶解酶研究的历史脉络、现状与未来方向。该领域虽面临挑战,但在治疗血栓性疾病方面具有巨大潜力。持续的国际合作与技术创新将是推动其发展的关键。
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