《COVID》：Bibliometric and Descriptive Analysis of SARS-CoV-2 Immune Escape Using Bioinformatics Approaches (2020–2025)
Maha Ouarab,
Zineb Rhazzar,
Nadia Touil and
Elmostafa El Fahime
编辑推荐：
疫苗在全球范围内降低了2019冠状病毒病（COVID-19）的重症后果；然而，病毒的进化导致免疫逃逸，引发全球对疫苗保护力的担忧，并需要监测。生物信息学在研究疫苗逃逸、加速变异株检测、绘制抗体逃逸表位图谱以及确保更新疫苗和公共卫生应对措施方面至关重要。本研究结
疫苗在全球范围内降低了2019冠状病毒病（COVID-19）的重症后果；然而，病毒的进化导致免疫逃逸，引发全球对疫苗保护力的担忧，并需要监测。生物信息学在研究疫苗逃逸、加速变异株检测、绘制抗体逃逸表位图谱以及确保更新疫苗和公共卫生应对措施方面至关重要。本研究结合了利用生物信息学工具对SARS-CoV-2免疫逃逸主题的Scopus文献（n = 416）进行的文献计量分析，以及对被引频次最高的十篇原创论文的描述性分析。研究结果显示，美国（USA）是主要的贡献者，在出版物产出、引用影响力和合作网络方面均处于领先地位。识别出的关键主题是免疫逃逸、刺突蛋白突变和病毒进化，突出了刺突蛋白突变的结构、功能和免疫逃逸机制。领先的作者和期刊揭示了一个全球互联的研究团体正在推进对SARS-CoV-2疫苗逃逸的理解，并支持未来治疗和疫苗的开发。十篇被引频次最高的文章表明，分子对接、动力学模拟和蛋白质建模对于研究疫苗逃逸至关重要。总之，全球研究主要由美国领导，并得到各国积极参与的支持，已利用生物信息学阐明了SARS-CoV-2免疫逃逸，指导未来疫苗和疗法的开发、变异株监测以及对新兴变异株的准备。
**研究背景与意义**
自2019年底严重急性呼吸综合征冠状病毒2（SARS-CoV-2）出现以来，疫苗在限制病毒传播和疾病严重程度方面发挥了关键作用。多种技术平台的疫苗被迅速开发，有效降低了感染、重症、住院和死亡的风险。然而，SARS-CoV-2变异株的出现使疫苗策略复杂化。新变异株通过获得新突变来增强传播能力并逃逸宿主免疫反应（包括疫苗诱导的免疫应答）。特别是刺突蛋白（Spike Protein）的突变，如在受体结合域（Receptor Binding Domain, RBD）和N端结构域（N-terminal Domain, NTD）的变异，可改变与血管紧张素转换酶2（Angiotensin-converting enzyme 2, ACE2）受体的结合及抗体识别，从而促进免疫逃逸。因此，持续的基因组监测对于早期发现新兴突变并评估其对传播和免疫逃逸的影响至关重要。生物信息学工具在其中扮演了核心角色。本研究旨在通过文献计量学和描述性分析，系统梳理2020年至2025年期间利用生物信息学方法研究SARS-CoV-2免疫逃逸的科学文献，揭示该领域的全球研究格局、主要贡献者、核心主题及技术演进，以识别知识缺口并关注新兴方法。该研究发表于《COVID》期刊。
**关键研究技术方法**
研究人员从Scopus数据库检索了2020年1月至2025年11月期间发表的、主题为“利用生物信息学或计算工具研究SARS-CoV-2免疫逃逸”的同行评审原创研究和综述文章，最终纳入416篇文献进行分析。文献计量分析使用R语言的“Bibliometrix”包及其集成的Biblioshiny平台生成描述性统计、分析出版趋势并探索主题演变，并使用VOSviewer软件构建引用、作者、国家、机构和关键词共现网络的可视化图谱。描述性分析则通过Biblioshiny平台筛选出被引频次前十的原创研究文章，并逐一提取其书目信息、研究方法和主要发现。
**研究结果与分析**
**1. 发表趋势与总体特征**：2020年至2025年间，相关科学出版物数量从2020年的14篇迅速增长，在2022年达到119篇的峰值，随后逐渐下降至2025年的63篇。尽管有所下降，但产量仍远高于早期年份，反映了持续的研究活动。
**2. 国家/地区贡献与合作网络**：美国（USA）在整个研究期间是主导贡献者，其出版物数量持续增长，总被引次数（3684次）和篇均被引次数（40.5次）均居首位。中国是第二大贡献国。美国、中国、印度、德国和英国是产出最高的五个国家。合作网络分析显示，美国与英国、德国、加拿大和中国等国存在紧密的合作联系；欧洲国家则形成了一个密集的合作集群。南非虽出版量不突出，但被引频次较高，这与该国团队较早监测到B.1.1.529（Omicron）变异株有关。
**3. 主要作者与机构**：Verkhivker G.M.是贡献最突出的作者（13篇），其研究侧重于计算药物发现和蛋白质结构动力学。高被引机构以世界知名大学和研究所为主，如美国的查普曼大学、加州大学，以及南非的夸祖鲁-纳塔尔大学、巴西的圣保罗大学和中国的中国科学院大学。机构间合作网络显示，在2022-2023年期间，鹏城实验室等机构成为核心合作者。
**4. 主要期刊与高被引文献**：病毒学（Viruses）和免疫学前沿（Frontiers in Immunology）是发表相关文章最多的期刊。被引频次最高的文章发表在《Cell》、《Nature》、《Science》和《新英格兰医学杂志》等高影响力期刊上，其中多数聚焦于2021-2022年出现的Omicron变异株。
**5. 关键词与研究主题演变**：高频关键词包括“SARS-CoV-2”、“COVID-19”、“免疫逃逸”、“刺突蛋白”、“突变”和“分子动力学”。共现网络分析将这些关键词聚类为与免疫应答、病毒结构突变以及计算生物学相关的核心主题。时间趋势分析表明，研究重点从早期的病毒学和结构特征（2019-2021），逐渐转向疫苗和抗体对变异株的免疫应答（2021年后），并在2022年后聚焦于基因组监测和变异株表征。2025年的新趋势指向特定谱系（如XBB.1.5）的分子流行病学研究。
**讨论部分总结**
本研究全面描绘了2020-2025年间利用生物信息学研究SARS-CoV-2免疫逃逸的全球科研图景。研究发现，该领域的出版物在2022年达到峰值，这与全球对新兴变异株（特别是Omicron）的紧急科研响应相一致。美国在研究产出和引用影响力上占据主导地位，其广泛的国际合作网络强化了其科研影响力。研究主题围绕刺突蛋白突变、免疫逃逸机制和病毒进化展开，并呈现出从基础病毒学到计算免疫监测的演进轨迹。对十篇高被引文献的描述性分析揭示，针对Omicron变异株的研究占主导，其方法学上融合了实验技术（如中和试验、表面等离子共振技术SPR、冷冻电子显微镜Cryo-EM）与计算方法（如分子动力学模拟、深度突变扫描）。这些研究共同阐明了Omicron刺突蛋白主要呈现“开放”构象，其RBD区域的突变在增强与ACE2受体结合亲和力的同时，也削弱了多种中和抗体的结合，从而实现了免疫逃逸。本研究的局限性在于仅检索了Scopus数据库，可能存在数据库偏倚。
**研究结论翻译**
本研究呈现了利用生物信息学工具研究SARS-CoV-2免疫逃逸的概况，并总结了2020年至2025年的趋势。该趋势与全球模式一致，美国在研究产出和质量上保持强大领先。此项文献计量分析进一步揭示了许多洞见，包括最具影响力的期刊（如《Viruses》、《Frontiers in Immunology》）、主导的研究主题以及普遍采用的生物信息学方法，以指导未来的研究优先事项。研究揭示，在被引频次最高的研究中，SARS-CoV-2的Omicron变异株是核心焦点，这由其对病毒免疫逃逸和传播的重大影响所驱动。整合冷冻电子显微镜（Cryo-EM）、中和试验、表面等离子共振（SPR）和深度突变扫描的研究揭示了一种平衡受体亲和力与免疫逃逸的病毒适应策略。最后，这些发现凸显了SARS-CoV-2的动态演变，并强调了基因组监测以及疫苗和治疗设计适应性的必要性，从而证实了生物信息学工具的重要性。
