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引言
近年来，大气中细颗粒物（PM2.5）水平已成为全球关注的重要问题。PM2.5是指直径小于或等于2.5微米的颗粒物，被证实对人体健康具有显著危害。其在空气中的积累不仅威胁呼吸系统健康，也对心血管系统造成严重影响。
大量研究表明，长期暴露于PM2.5会增加心血管疾病（CVD）的发病率和死亡率，因此其健康风险日益受到关注。PM2.5与多种心血管疾病密切相关，包括高血压、缺血性心脏病和心律失常等。此外，PM2.5还可能通过影响胚胎发育，增加先天性心脏病的发生风险。多国研究一致表明，PM2.5浓度升高与心血管疾病风险增加显著相关。目前认为，氧化应激和炎症反应是PM2.5导致心血管损伤的主要机制，同时还可能涉及线粒体功能障碍、免疫激活及血管损伤等过程，但具体机制仍未完全明确。
尽管PM2.5相关心血管风险受到越来越多关注，但该领域仍处于发展初期，其研究体系和发表机制尚不完善。因此，有必要明确研究方向并系统梳理相关成果，而文献计量分析可为此提供重要支持。通过分析已有文献，可以总结研究现状并识别未来发展方向。
目前，尚缺乏针对PM2.5与心血管疾病关系的系统性文献计量研究。本研究的创新之处在于：（1）量化全球研究趋势；（2）识别新兴研究前沿，如基因-环境相互作用；（3）比较不同国家的研究质量。与以往主要关注呼吸系统或整体健康的研究相比，本研究具有明显区别。
具体而言，本研究：（1）聚焦心血管结局（如高血压、缺血性心脏病和心力衰竭）；（2）识别心血管领域特有的新兴方向，如PM2.5成分、自主神经功能紊乱及基因-环境交互作用；（3）通过多种计量指标评估各国研究水平，从而体现本研究的独特价值。
本研究采用标准文献计量方法（如VOSviewer和CiteSpace），系统分析PM2.5与心血管疾病的全球研究趋势。
该文2025年发表于International Journal of Surgery，IF≈ 10.1，JCR分区Q1！
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以下分为多个方面进行解读。
一. 主要方法
文献检索与筛选
本研究选用Web of Science核心合集（WoSCC）数据库进行检索，因为其在文献类型标注方面具有较高准确性。于2024年5月22日进行检索，时间范围为2004年1月1日至2023年12月31日，主题为PM2.5与心血管疾病相关研究。
检索策略结合了“心血管疾病”（如高血压、冠心病、心肌梗死、中风）和“PM2.5”（细颗粒物）相关关键词。详细检索式见补充材料。
纳入标准：（1）与PM2.5在心血管疾病中的作用相关的研究；（2）英文发表的论文或综述；（3）发表时间为2004–2023年。
排除标准：（1）与研究主题无关；（2）会议摘要、新闻及简讯等。
研究首先由系统自动去重，再由人工复核。两名研究者独立筛选标题和摘要，并进行全文评估；如有分歧，通过讨论达成一致。
为保证数据完整性，还与PubMed和Scopus数据库进行交叉验证，结果显示超过95%的文献重叠，说明数据具有良好覆盖性。
数据分析与可视化
使用GraphPad Prism 8.0.2分析发文趋势及各国、机构的发文分布。
同时采用：CiteSpace（6.2.4）；VOSviewer（1.6.18）
二. 主要结果
1. 在WoSCC数据库中，2004年1月1日至2023年12月31日期间，共检索到2618篇关于PM2.5与心血管疾病的文献，其中包括2401篇研究论文和217篇综述（见图1）。这些文献来自91个国家和地区、2890家机构以及110,564名作者。
发文趋势分析表明，自2004年以来，相关文献数量总体呈逐步增长趋势（见图2）。根据变化情况，可分为三个阶段：2004–2012年: 缓慢增长阶段，年发文量不足50篇，表明该领域尚未受到广泛关注；2013–2017年：快速增长阶段，随着环境污染问题加剧，研究关注度显著提升；2018年以后: 持续增长阶段，发文量不断增加，并在2022年达到峰值。
2. 不同国家与机构的贡献
PM2.5在心血管疾病中的研究已覆盖91个国家和地区。图3A-B展示了近十年发文量排名前10的国家，其中前五位分别为：中国、美国、英国、加拿大和澳大利亚。中国和美国的发文总量占比达82.39%，远高于其他国家。
在发文数量方面，中国位居第一（1099篇），美国位居第二；但在引用方面，美国以63,962次远超其他国家，其篇均引用（60.46）排名前列，表明研究质量较高。相比之下，中国虽发文数量最多，但篇均引用较低（29.81），反映出“数量多但质量相对较低”的特点。
合作网络分析（图3C）显示，美国与中国之间合作最为紧密。美国还与英国、加拿大和意大利保持密切合作，而中国则与德国、伊朗和韩国建立了较强合作关系。
此外，美国不仅发文量大、引用率高，其中心性达到0.21，表明其在该研究领域中处于核心主导地位。
共有2890家机构参与了PM2.5与心血管疾病相关研究的发表。在发文量排名前10的机构中，有7家来自美国，3家来自中国（见表2、图3D）。
其中，哈佛大学发文最多（261篇，17,689次引用，篇均67.77次）；哈佛大学公共卫生学院位居第二（222篇，15,001次引用）；北京大学排名第三（144篇，5477次引用）；加州大学系统排名第四（124篇，7888次引用）。
进一步分析发现，国内外机构更倾向于与本国机构合作。因此，有必要加强国际合作，打破学术壁垒，促进科研交流与发展。
在比较不同国家的研究质量时，我们认识到，仅依赖总引用次数和篇均引用次数并不能全面反映科研影响力。因此，本研究进一步结合了多种文献计量指标，包括作者和机构的H指数、期刊影响因子（IF）以及学科分布情况。
结果显示，美国的研究不仅具有更高的引用次数，还更常发表在高影响因子期刊（如《Circulation》《Lancet》）上，且核心作者的H指数普遍高于中国学者。但我们也注意到，不同研究方向（如临床医学与环境健康）可能对结果产生影响。因此，本研究认为，美国在引用影响力和高水平期刊发表方面具有优势，但仍需多维度指标进行更全面的国际比较。
此外，本研究基于Web of Science数据库中作者所属机构的合作关系构建国际合作网络。网络中的每一条连线代表国家或机构之间至少共同发表过一篇论文，而非简单的关键词共现，从而保证合作关系的真实性。
为验证合作网络的可靠性，我们进一步计算了网络中心性指标。结果显示，高中心性国家（如美国和中国）同时具有较高的合作发文数量，进一步支持了本研究结论的可靠性。
3. 期刊分析
图4A为期刊发文密度图，表3和表4列出了发文量和被引次数排名前10的期刊。
在发文量方面，《Environmental Research》（188篇，7.18%）排名第一，其次为《Environmental Health Perspectives》（140篇，5.35%）、《Science of the Total Environment》（138篇，5.27%）和《Environment International》（136篇，约5.2%）。
在影响因子方面，《Environment International》的IF最高（10.3）。前10期刊均为JCR Q1或Q2期刊，说明该领域具有较高学术水平。
在共被引方面，《Environmental Health Perspectives》被引最多（2252次），其次为《Circulation》（1810次）和《Environmental Research》（1600次）。
此外，《Lancet》共被引1547次，虽然数量略低，但其影响因子最高（168.9）。总体来看，共被引期刊也均集中在Q1/Q2区，表明该领域研究具有较强的学术影响力。
双图叠加（double-map overlay）展示了学术研究主题的分布情况（见图4C）。图中不同颜色的轨迹表示引用路径，左侧为引用期刊，右侧为被引用期刊。
根据结果，可以识别出三条主要的引用路径：
- 分子/生物/遗传学领域期刊
的研究，主要被分子/生物/免疫学、医学/临床及兽医学领域期刊引用； - 动物科学领域期刊
的研究，主要被分子/生物/免疫学、医学/临床及兽医学/动物科学期刊引用； - 健康/护理/医学领域期刊
的研究，同样主要被分子/生物/免疫学、医学/临床及兽医学/动物科学期刊引用。
总体来看，不同学科之间存在明显的交叉引用关系，体现了该领域的多学科融合特征。
4. 作者分析
在所有发表PM2.5与心血管疾病相关研究的作者中，发文量排名前10的作者见表5。前10位作者共发表472篇论文，占该领域总文献的18.03%。
其中，Schwartz, Joel发文最多（80篇），其次为Guo, Yuming（58篇）和Kaufman, Joel D.（47篇）。
CiteSpace构建了作者合作网络（图5A）。图5B和表5分别展示了共被引和高被引作者排名。共有146位作者的共被引次数超过50次，表明其在该领域具有较高影响力。
共被引次数最多的作者包括：
BROOK RD（1296次） POPE CA（1050次） ZANOBETTI A（486次）
进一步分析发现，Brook, Robert D在发文量排名第10，但在共被引排名中位居第一，说明其在该领域具有重要的学术领导地位。
5. 文献分析
图6A展示了共被引文献网络（时间跨度2004–2023年，按1年为单位），共包含1341个节点和6945条连接。
在共被引文献排名前10的文章中（表6），引用次数最高的是发表在《LANCET》上的文章，题为“全球疾病负担中由空气污染导致的影响及其25年变化趋势分析”。排名第二的是发表于《Journal of the American College of Cardiology（JACC）》的综述文章《空气污染与心血管疾病》。
进一步的聚类分析（图6B–C）显示：
- 早期研究热点
：心率变异性（cluster0）、PM2.5（cluster12） - 中期研究热点
：心肌炎症（cluster1）、病例交叉研究（cluster4）、哮喘（cluster10）、抑郁（cluster11）、二手烟（cluster13） - 当前热点与趋势
：卒中（cluster2）、高血压（cluster3）、炎症（cluster5）、血压（cluster6）、健康效益（cluster7）、血脂（cluster8）、广义加性模型（cluster9）
共被引文献聚类（图6B）显示多个核心研究主题，如“心率变异性”“卒中”和“炎症”，分别对应不同阶段的研究重点。
时间演化分析（图6C）表明，研究从早期关注空气污染及生理指标，逐渐发展为当前对高血压和脂代谢等问题的深入研究。
同时，关键词聚类分析（图7C–D）将研究分为五大类，包括：
心血管疾病机制 流行病学风险评估 死亡率与空气质量关系
这些结果与文献共被引分析一致，进一步验证了研究结论的可靠性。
6. 关键词分析
关键词分析可以帮助快速了解研究领域及其发展方向。基于VOSviewer的共现分析，出现频率最高的关键词为：空气污染（912次），其次为颗粒物（869次）、心血管疾病（804次）、死亡率（793次）和PM2.5（691次）（见表7、图7A–B）。
在去除无关关键词后，构建了包含186个高频关键词（出现≥23次）的网络，并将其划分为5个聚类：
- 聚类1（红色）
：主要涉及空气污染与健康影响，如臭氧、住院、急诊、慢性阻塞性肺疾病、公共卫生、短期温度及日死亡率等； - 聚类2（绿色）
：聚焦心血管疾病机制，如炎症、氧化应激、血压、心肌梗死、生物标志物、凋亡及代谢综合征等； - 聚类3（蓝色）
：侧重流行病学研究，如长期暴露、高血压、人群研究及风险评估等； - 聚类4（黄色）
：关注环境暴露与健康结局，如死亡率、PM2.5、空气质量、全球疾病负担及肺癌等； - 聚类5（紫色）
：主要涉及心肺死亡。
此外，利用CiteSpace绘制时间演化图（图7C–D），展示研究热点随时间的变化。
为保证聚类结果的可靠性，本研究采用模块度分析方法：
模块度Q值为0.71（>0.3），说明聚类结构显著； 平均轮廓系数为0.62，表明各聚类内部一致性较高且区分良好。
同时，对各聚类关键词进行了人工核查，确认其具有生物学和流行病学意义，从而增强了结果的解释性和可靠性。
7. 共被引文献与关键词突发分析
通过CiteSpace分析，识别出PM2.5与心血管疾病领域中突发性最强的50篇文献。其中，被引突发强度最高的是发表于《Circulation》的文章《颗粒物空气污染与心血管疾病》（作者Robert D. Brook，突发强度95.88）。
这50篇文献中有49篇发表于2004–2023年，说明过去20年该领域持续受到关注。其中有11篇文献目前仍处于引用高峰期（见图8A），表明PM2.5与心血管疾病的研究在未来仍将保持热点。
在关键词方面，从576个突发关键词中筛选出突发强度最高的50个（图8B），这些关键词代表当前研究热点及未来发展方向。
关键词突发分析采用CiteSpace内置的Kleinberg突发检测算法，参数设置为γ=1.0，最短持续时间为2年。突发强度大于2.0的关键词被认为具有显著增长趋势。
此外，通过调整γ值（0.8–1.2）进行敏感性分析，结果基本一致，表明研究结果具有良好的稳定性和可靠性。这说明识别出的“突发关键词”能够真实反映研究热点，而非随机波动。
三. 讨论
1. 一般情况
环境污染加剧对人类健康构成严重威胁，PM2.5是重要因素之一，可显著增加心血管疾病负担。本研究通过文献计量分析系统评估该领域研究现状，并识别发展趋势与未来方向。
2. PM2.5与心血管疾病研究的发文趋势
过去20年发文量持续增长，尤其2013–2017年增长明显，2018年后持续上升并在2022年达到峰值。这反映了空气污染问题日益受到关注。疫情期间研究重点也受到一定影响。
3. 国家/机构及其合作
中国发文量最多，美国在引用影响力上更强。美国研究更常发表于高水平期刊，并具有较强国际合作能力。当前各国机构多以内部联系为主，需加强国际合作以促进发展。
4. 引用信息分析
高共被引期刊包括《Environmental Health Perspectives》《Circulation》等，均为高影响力期刊。高被引文献表明PM2.5是全球重要死亡风险因素之一，对疾病负担影响显著。
5. 研究热点与前沿
研究热点随时间演变：
早期：PM2.5、心率变异性 中期：炎症、哮喘、抑郁等 当前：卒中、高血压、血脂等
新兴方向包括PM2.5成分及基因-环境交互，但仍处探索阶段。
6. 热点1：PM2.5与高血压
PM2.5可通过炎症反应和内皮功能障碍导致血压升高，并影响自主神经系统。长期和短期暴露均与高血压风险增加相关。改善空气质量有助于降低高血压发生率。
7. 热点2：PM2.5与炎症
PM2.5可引发全身炎症反应，促进炎症因子释放，导致组织损伤并加重慢性疾病。其还可改变免疫功能，增加呼吸和心血管疾病风险。
8. 热点3：PM2.5与血脂
研究表明PM2.5暴露与血脂异常相关，如升高总胆固醇、甘油三酯和LDL，降低HDL。其机制可能与炎症和氧化应激有关，不同人群存在差异。
编者按
本研究基于文献计量学方法，系统梳理了PM2.5与心血管疾病领域近20年的研究演进路径，揭示出该领域已从早期关联性探索逐步迈向机制研究与精准健康干预阶段。发文量持续增长与研究热点的动态迁移，反映出空气污染问题对全球公共健康的长期挑战及其日益提升的学术关注度。
当前证据表明，PM2.5通过炎症反应、氧化应激及代谢紊乱等多通路参与心血管损伤，但整体机制仍不完全清晰，尤其是在不同人群敏感性、PM2.5组分差异及基因–环境交互方面仍存在重要空白。与此同时，研究格局呈现出明显的区域不均衡，高影响力成果主要集中于少数发达国家，国际协作深度仍有待加强。
面向未来，研究应重点聚焦以下方向：其一，推进多中心前瞻性研究与高质量循证证据的积累，以明确因果关系及长期健康效应；其二，深化PM2.5具体组分及其毒性差异的研究，结合多组学技术解析分子机制；其三，加强基因–环境交互研究，识别高风险人群，实现精准预防；其四，促进跨学科与跨区域合作，提升研究的全球代表性与应用价值；其五，推动科研成果向公共卫生政策转化，以实现空气质量改善与心血管疾病防控的协同推进。
总体而言，该领域正处于由“关联研究”向“机制解析与干预应用”转型的关键阶段。通过加强方法学创新与国际协同，有望进一步推动PM2.5相关心血管风险研究向精准化和实用化发展。
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