《International Journal of Chronic Obstructive Pulmonary Disease》:Global Research Landscape and Clinical Hotspots in COPD-OSA Overlap Syndrome: A Bibliometric and Visualization Analysis
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背景 本研究系统描绘了慢性阻塞性肺疾病合并阻塞性睡眠呼吸暂停重叠综合征(COPD-OSA overlap syndrome)的全球研究格局、知识基础和主题演化,为后续研究和临床转化提供参考。方法 研究人员从Web of Science核心合集(Web of S
背景 本研究系统描绘了慢性阻塞性肺疾病合并阻塞性睡眠呼吸暂停重叠综合征(COPD-OSA overlap syndrome)的全球研究格局、知识基础和主题演化,为后续研究和临床转化提供参考。方法 研究人员从Web of Science核心合集(Web of Science Core Collection)、Scopus和PubMed数据库检索了2000年至2025年间发表的相关文献。Web of Science和Scopus的记录经合并去重后构建主要文献计量数据集,而PubMed作为补充数据源独立分析,用于跨数据库比较,采用关键词和医学主题词(MeSH)进行检索。使用Bibliometrix、VOSviewer和CiteSpace分析研究产出、合作网络、核心来源、共被引结构和研究热点。应用潜在狄利克雷分配(latent Dirichlet allocation, LDA)模型识别潜在主题及其时间趋势。结果 主要数据集包含1239篇文献,年均增长率为20.62%;2017年后发文量显著增加。美国、中国和意大利发文量位居前列,但整体国际合著率仅为6.3%。该领域的知识基础集中于夜间低氧血症、心血管结局、急性加重和气道正压通气治疗。LDA模型识别出10个潜在主题,其中两个呈显著上升趋势(COVID-19合并OSA;急性心血管事件与脂肪组织),一个呈下降趋势(人体测量学与肺功能参数)。PubMed纳入的274篇文献补充了跨数据库比较,并提示对认知功能、血氧饱和度和数字化筛查的关注日益增加。结论 COPD-OSA重叠综合征的研究正从描述疾病共存转向复杂的多病共存、风险分层和个体化管理。然而,国际合作和高水平临床证据仍显不足。未来的工作应标准化病例定义、建立多中心纵向队列,并开展基于表型的治疗研究。
方法论
数据来源与检索策略:本研究采用多数据库文献计量框架,系统检索了Web of Science核心合集(Web of Science Core Collection, WoSCC)、Scopus和PubMed中关于慢性阻塞性肺疾病(chronic obstructive pulmonary disease, COPD)、阻塞性睡眠呼吸暂停(obstructive sleep apnea, OSA)及COPD-OSA重叠综合征的文献,检索时间跨度为2000年1月1日至2025年12月31日。根据各数据库字段结构制定了差异化检索策略:WoSCC和Scopus主要在标题、摘要和关键词字段进行检索;PubMed采用自由文本词与医学主题词(Medical Subject Headings, MeSH)组合检索。
数据整合、去重与标准化:将WoSCC和Scopus记录导入R环境,使用bibliometrix包进行格式转换、字段匹配和数据合并。首先通过数字对象标识符(digital object identifier, DOI)识别重复记录,无DOI的记录联合比较标题、第一作者、发表年份和来源期刊。自动去重后经人工核查,最终生成包含1239篇文献的主要分析数据集。PubMed独立分析274篇文献,未与WoSCC-Scopus数据集合并,以保留MeSH标引信息并评估跨数据库一致性。在构建网络前,对作者、机构、国家和关键词字段进行了标准化处理,合并同义术语并记录合并规则。
分析工具与可视化方法:使用R软件(4.5.1版本)bibliometrix包进行描述性文献计量分析,指标包括年度发文量、总被引频次、篇均被引频次、h指数等。VOSviewer用于构建作者合作、机构合作、关键词共现、作者共被引、参考文献共被引及文献耦合网络。CiteSpace用于分析参考文献共被引网络、关键词聚类、时间线分布、突现关键词和突现参考文献。对标题、摘要和关键词进行文本预处理后,应用潜在狄利克雷分配(latent Dirichlet allocation, LDA)模型进行主题建模,最终采用10主题方案。
结果
发文量与总体特征:经去重后共纳入2000年至2025年间发表的1239篇文献,包括979篇论著(Article)和260篇综述(Review),年均增长率为20.62%。年度发文量呈持续上升趋势,可分为两个阶段:2000至2016年为相对缓慢增长期,年发文量低于50篇;2017年后进入显著加速增长阶段,2025年达到217篇。早期文献的篇均总被引频次较高,这可能部分反映了更长的引文窗口效应。
国家、地区和机构贡献:美国发文量最高,其次为中国和意大利。通讯作者分析显示,美国的多国发文(multiple-country publications, MCP)比例为4.3%,低于总体水平;希腊(17.9%)、加拿大(15.9%)、澳大利亚(13.8%)和英国(13.2%)的MCP比例相对较高。整体国际合著率仅为6.3%。机构产出方面,德谟克利特大学(Democritus University of Thrace)发文量居首,加州大学圣迭戈分校、哈佛医学院和梅奥诊所位列第二至第四位。中国机构中,首都医科大学和苏州大学进入高产机构名单。
核心作者与合作网络:高产作者中Zhang Y发文量最高(47篇),其次为Malhotra A和McNicholas W。高产作者分布于中国、美国、法国、希腊和爱尔兰。合作网络显示该领域已形成若干相对稳定的集群,包括以Pepin J、Tamisier R和Bailly S为中心的法国集群,以Steiropoulos P和Schiza S为中心的希腊集群,以及以Zhang Y、Wang H和Wang Y为代表的中国集群。法国与希腊集群之间存在较多跨国联系,而中国作者集群与其他国家的联系相对有限。
核心期刊、高被引论文与知识基础:Sleep and Breathing发文量最大,其次为Journal of Clinical Sleep Medicine和Journal of Clinical Medicine。CHEST虽仅发表16篇相关论文,但总被引1452次,篇均被引约90次,影响因子9.8,体现其权威引领作用。共被引网络显示,Marin JM(2010)、Flenley DC(1985)和Chaouat A(1995)位于核心区域,网络主要形成与流行病学及心血管结局、临床诊断与治疗、睡眠呼吸暂停病理生理学相关的三个集群。突现分析显示,Marin JM(2010)的突现强度最高,突现期为2016至2024年;Shawon MSR(2017)和McNicholas WT(2017)的突现强度分别为24.05和22.93。期刊双图叠加显示,该领域主要引文轨迹从医学、临床医学、分子生物学和免疫学期刊延伸至健康、护理、医学、分子生物学和遗传学集群。
关键词共现、聚类与演化分析:高频关键词包括prevalence、COPD、obstructive sleep apnea、pulmonary disease、outcomes、positive airway pressure、mortality和risk。主题演化分析显示,早期研究主要集中于氧分压、二氧化碳分压、肺血流动力学和睡眠呼吸暂停综合征,随后逐渐转向低通气、全身炎症、发病机制和睡眠呼吸障碍,近年来合并症、肥胖、病因学、药物治疗及队列和回顾性研究显著增加。突现分析显示,hemodynamics突现持续时间最长(2001至2010年),disorders突现强度最高(3.65),其次为continuous positive airway pressure(3.34)、daytime sleepiness(3.25)和noninvasive ventilation(3.07)。risk factors(2022至2025年)和health(2023至2025年)持续突现至研究期末,提示其为近期活跃的研究方向。
LDA主题建模揭示的潜在结构与时间演化:LDA模型共识别出10个潜在研究主题,涵盖基础呼吸生理学与动物实验、人体测量学与肺功能、哮喘与复杂合并症、无创通气与心血管事件、睡眠监测与精神合并症、围手术期管理与心肺合并症、COVID-19合并OSA等。主题7(COVID-19合并OSA)和主题10(急性心血管事件与脂肪组织)呈显著上升趋势,主题9(人体测量学与肺功能参数)呈显著下降趋势,其余7个主题未达统计学显著变化,表明基础呼吸生理学、睡眠监测、复杂合并症、围手术期管理和通气治疗等方向在研究期间保持相对稳定。
PubMed数据的文献计量特征与主题结构:PubMed数据集包含274篇文献,涉及98种来源期刊,包括180篇论著、81篇综述和13篇其他类型文献。Malhotra A发文量最高,其次为McNicholas WT和Owens RL。关键词共现网络形成三个相互关联的主题组,主要涉及合并症与危险因素、呼吸病理生理与通气支持、以及住院和死亡等临床结局。MeSH词共现网络显示Pulmonary Disease, Chronic Obstructive和Sleep Apnea, Obstructive为核心节点,与Comorbidity、Continuous Positive Airway Pressure、Polysomnography、Hypoxia、Hypercapnia和Noninvasive Ventilation等术语联系紧密。Biomarkers、Cognitive Dysfunction、Oxygen Saturation和Autoimmune Diseases的平均发表年份较晚,提示这些方向近年获得更多关注。
讨论
本研究发现美国、中国及若干欧洲国家是该领域的主要研究力量,但整体国际合作水平有限。美国和中国虽发文量高,但其国际合著论文比例相对较低;希腊、加拿大、英国和澳大利亚的跨国合作更为活跃。作者和机构网络形成了若干地缘导向的集群,中国研究团队与欧洲和北美核心网络的联系相对有限。许多发展中国家的研究代表性不足,考虑到资源有限环境中睡眠诊断服务和综合呼吸-睡眠照护的可及性受限,现有证据基础可能未能充分反映这些人群的疾病负担和临床管理挑战。
重叠综合征作为独立关键词贯穿整个研究期间,并作为连接COPD与OSA集群的枢纽节点,表明重叠本身已演变为具有独立学术价值的研究概念。其临床重要性源于两种疾病低氧的交互放大效应:COPD引起的日间低氧血症叠加OSA引起的夜间间歇性低氧,可导致比任一单一疾病更严重的夜间氧饱和度下降。这种协同效应显著放大心血管风险,重叠综合征患者发生肺动脉高压、心力衰竭和心律失常的风险显著高于单一疾病患者。
共被引和突现分析显示,死亡率、COPD急性加重和气道正压通气(positive airway pressure, PAP)治疗长期处于知识网络的核心位置。近年研究正从确认持续气道正压通气(continuous positive airway pressure, CPAP)是否有益转向识别哪些患者可能获益更大。已有研究发现,较差的肺功能、持续吸烟和较低的CPAP依从性与COPD急性加重相关,而气流受限程度与呼吸暂停低通气指数(apnea-hypopnea index, AHI)无显著关联。高碳酸血症、低氧负荷、肥胖低通气、气流受限和症状负担等表型差异可能是治疗效果不一致的重要解释。未来研究应超越CPAP使用与非使用的简单比较,根据上述表型进行分层,并比较CPAP、双水平气道正压通气及其他无创通气策略的长期效果。
关键词和MeSH网络显示,心血管疾病、高血压、心力衰竭、住院和死亡与COPD、OSA及重叠综合征紧密关联,心血管结局已成为连接呼吸病理生理与长期预后的核心主题。现有临床研究表明,夜间低氧负荷可能比单独的AHI更直接地关联心血管风险通路。夜间血氧饱和度低于90%的时间是心房颤动发生的独立预测因子,而较好的CPAP依从性与较低的心房颤动风险相关。因此,未来的风险分层不应仅依赖重叠综合征是否存在或AHI数值,夜间低氧负荷、血氧饱和度低于90%的累积时间、高碳酸血症、心率变异性和肺动脉压可能提供更具临床信息量的数据。
肥胖作为重叠综合征的重要驱动因素,已成为新兴治疗靶点。SURMOUNT-OSA试验显示,替尔泊肽可显著降低肥胖合并中重度OSA患者的AHI、体重、低氧负荷和高敏C反应蛋白水平,但该证据来自OSA患者而非COPD-OSA重叠综合征患者。近年研究者尝试区分OSA主导的低氧表型(夜间低氧负荷高而日间通气相对保留)与COPD主导的低通气表型(日间低氧血症伴高碳酸血症),两种表型对PAP、氧疗和肺康复的反应可能存在本质差异。胰高血糖素样肽-1(glucagon-like peptide-1, GLP-1)受体激动剂在肥胖合并OSA患者中显示出改善AHI的潜力,但其对COPD相关结局的影响尚不明确。
研究结局正从死亡率、住院和急性加重拓展至生活质量、认知功能、心理精神状态、运动能力和跌倒风险,表明评价正从疾病控制转向患者整体功能。已有横断面研究发现,合并中重度OSA的COPD患者表现出更明显的姿势平衡障碍和更多的跌倒报告。机器学习、可穿戴监测和风险预测等新兴主题开始进入重叠综合征研究领域,已有研究探索使用音频智能手表同时监测血氧、心率、呼吸频率和咳嗽声音,初步评估其在COPD患者中筛查OSA的可行性,但当前证据多处于探索性或概念验证阶段。
期刊双图叠加显示,该领域的主要知识流动发生于临床医学、健康科学与分子生物学之间,而心理学、康复学和社会科学的输入相对有限。基于文献计量发现和补充临床证据,未来研究应着力于以下四个方向:建立统一的病例定义和核心结局指标;构建覆盖多样化人群的多中心纵向队列;基于低氧血症、高碳酸血症、肥胖和急性加重倾向进行治疗分层;评估生物标志物和数字化筛查对传统风险模型的增量价值。上述方向应视为由文献计量信号和现有临床研究共同生成的假设,而非本研究直接证实的临床结论。
局限性
本研究存在以下局限性:主要数据来自WoSCC和Scopus,且限于英文文献,可能遗漏非英语研究、区域期刊和灰色文献;发文量、被引频次和h指数主要衡量学术传播度,不等同于研究质量或临床证据水平,且未完全排除自引可能高估部分作者、机构或期刊的影响力;引文分析存在时间累积效应,早期文献具有更长的引文窗口,近年研究可能因引文累积不足而被低估;作者、机构和关键词字段存在缩写、拼写变体和名称变体问题,虽经标准化处理仍可能存在作者同名、机构拆分或术语合并不当的情况;LDA建模依赖文本预处理、主题数和超参数设置,主题标签的临床解释存在一定主观性,不应视为固定的疾病分类;文献计量分析无法纳入未发表的阴性结果,也不能建立疾病机制或治疗效果的因果关系。
结论
本研究从多数据库视角系统描绘了COPD-OSA重叠综合征研究的知识结构和主题演化。该领域的知识基础长期集中于夜间低氧血症、急性加重、心血管结局和PAP治疗,近年来已扩展至复杂合并症、生物标志物、临床表型、患者功能和数字化筛查。总体而言,研究焦点正从确认疾病共存转向识别高危表型和实施分层管理,但机制研究和治疗证据仍主要来自观察性、小样本或探索性研究。未来应通过统一病例定义、多中心纵向队列、标准化核心结局和表型分层试验,阐明PAP、无创通气和综合治疗对不同患者群体的真实获益。本研究生成的知识图谱可用于识别证据空白和研究优先级,但不应被解释为临床因果证据或直接的治疗推荐。