急性胰腺炎(acute pancreatitis,AP)是一种由于胰酶在胰腺内异常激活,引发胰腺及周围组织急性炎症反应的消化系统疾病。其临床表现差异显著:多数患者病情轻、病程短且预后良好,但约20%~30%的病例可能发展为重症急性胰腺炎(severe acute pancreatitis,SAP),重症患者的病死率高达15%~30%
[1]。肠道微生物组是指肠道内所有微生物及其基因与代谢产物的总和
[2-3],其多样性与稳定性对维持机体健康具有重要作用
[4-6]。研究表明,AP的发生与进展伴随肠道微生物组失调
[7-9],涉及炎症调节、肠屏障保护及代谢产物生成等多种机制。近年来,“肠-胰轴”功能、肠内营养干预、短链脂肪酸与胆汁酸等代谢通路,以及炎症细胞介导的免疫反应,逐渐成为AP研究的热点
[6, 10-12]。然而,针对AP与肠道微生物组的文献计量学分析仍相对有限,且多存在时间跨度短、覆盖面窄等不足,难以全面反映该领域的研究全貌
[13-14]。本文基于2012年1月—2026年2月相关英文文献,采用文献计量分析方法,对AP肠道微生物组研究现状进行系统梳理,对该领域的发文趋势、合作网络、研究热点及发展方向进行系统分析,以期为后续基础与临床研究提供参考。
1 资料与方法
1.1 文献来源与检索策略
Web of Science核心合集(Web of Science Core Collection,WoSCC)是目前国际上较具权威性的引文数据库之一,收录包括医学在内的多学科高水平学术期刊,其数据可较全面反映该领域的国际研究现状与前沿动态
[15-16]。本研究在WoSCC的科学引文索引扩展版(Science Citation Index Expanded,SCIE)中进行检索,检索时间为2026年2月4日。检索式为:(acute pancreatitis OR acute necrotizing pancreatitis OR acute edematous pancreatitis) AND(gut microbiome OR gut microbiota OR gastrointestinal microbiome),时间范围为2012年1月—2026年2月;文献类型限定为article(论著)和review(综述);语言限定为英语。初检共获得269篇相关文献。将检索结果导出为纯文本格式的“全记录及被引参考文献”,导入CiteSpace和VOSviewer进行分析。经人工阅读标题与摘要,并结合软件自动去重,剔除与主题无关、会议摘要、社论、通讯及重复记录等,最终纳入184篇文献。检索和筛选流程如
图1所示。
1.2 可视化分析方法
本研究采用CiteSpace(版本6.4 R1 64-bit,Drexel University,美国)和VOSviewer(版本1.6.20,Leiden University,荷兰)进行可视化分析,内容包括国家、机构、期刊、作者的发文量及合作网络,高被引文献与高被引作者的共被引网络,以及关键词的共现网络与聚类分析。CiteSpace参数设置为时间区间2012年1月—2026年2月,时间切片1年,节点类型根据分析内容分别选择Keyword、Reference,Keyword、Reference阈值设为
k=25,路径裁剪方式为Pathfinder;关键词聚类方法选择LLR,节点大小表示出现频次,颜色表示出现时间,紫色外圈表示节点介数中心度较高(≥0.1),连线粗细代表关联或共被引强度。VOSviewer采用全计数法(Full counting),节点类型选择Authors、Organizations、Countries、Cited authors、Sources、Cited sources;最小出现频次阈值根据网络密度自动调整;节点大小表示出现频次,颜色代表所属聚类(不同颜色为不同研究群体),连线粗细表示联系强度。年发文量及累积发文量的统计与绘图使用GraphPad Prism 9.5(GraphPad Software,美国)
[17]。
2 结 果
2.1 年发文量及累计趋势
本研究共纳入2012年1月—2026年2月AP肠道微生物组领域的文献184篇,其中论著136篇、综述48篇。2012—2018年期间,年发文量较低,平均约2篇/年,增长缓慢。自2018年起,发文量呈持续上升趋势,近3年增长幅度尤为明显,2025年达到峰值(48篇),预计2026年发文量将超过2025年总量。累计发文量能够反映该领域研究的历史积淀和总体规模,侧面反映该领域研究的整体投入。同时,根据普赖斯文献指数增长模型,典型的累计年发文量增长曲线呈现完整的S型的逻辑曲线,代表某一领域研究通常经历萌芽期(初始阶段)、指数增长期(快速发展阶段)、线性增长期(稳定阶段)以及饱和期(衰退阶段)
[18]。如
图2所示,2019年以来,AP肠道微生物组领域累计年发文量呈明显加速增长态势,提示该领域研究投入程度不断攀升,已进入快速发展阶段,并已形成相当规模的研究积累,为未来知识的系统化储备奠定了基础。
2.2 国家、机构、作者分析
2012年1月—2026年2月,AP肠道微生物组领域发文量排名前10的国家和研究机构如
表1所示。中国以总发文量141篇位居第一,其次是美国(24篇)和意大利(9篇)。研究机构发文量前10位均来自中国,前两位分别为上海交通大学(19篇)、南昌大学(13篇),大连医科大学和浙江大学并列第三(12篇)。在作者方面,祝荫、何丛和吴东为该领域的高产出学者(各10篇),其他作者如曾跃(9篇)等在国内也具有一定影响力。高被引作者方面,祝荫(共被引频次135次)、李雪阳(共被引频次87次)和谭超超(共被引频次76次)位居前三,国际学者如Peter A. Banks(共被引频次67次)、Marc G.H. Besselink(共被引频次50次)等在该领域同样具有较高的学术影响(
表2),共现网络图清晰展示了他们之间的合作或共被引关系(
图3)。可以看到,祝荫、吴东等在各研究团队内部合作联系紧密,但是跨区域、跨团队合作较少。国外如Maisam Abu-El-Haija、Antonio Gasbarrini等作者则形成了独立的研究团队。共被引网络呈现多中心结构。国内作者如祝荫(共被引频次135次)、李雪阳(共被引频次87次),以及国际高被引作者如Peter A. Banks(共被引频次67次)、Marc G.H. Besselink(共被引频次50次)均位于网络核心,提示他们的研究成果被广泛引用,不同作者群体间存在较密切的学术关联。从整体分布来看,中国在发文量和机构数量上具有显著优势,但国际合作的广度和深度仍有待提升。随着研究的进一步深入和拓展,多中心协同合作的重要性日益凸显,国内与国际科研人员之间的合作亟待加强。目前关于AP肠道微生物组的研究共识尚未完善。后续可通过制定指南、召开学术会议等方式推进该领域共识的形成,从而为国内外科研合作奠定基础。此外,还可通过联合病例分析、跨国实验室合作等途径深化合作,并结合中西医治疗策略,推动高质量合作与成果产出。
2.3 发文期刊及高被引期刊分析
发文量较多的期刊在该领域具有重要的研究生产力,处于研究的核心地位;被引用量较高的期刊则反映其在学术界的影响力和认可度。本研究中,发文量排名前10的期刊见
表3,其中
Frontiers in Microbiology位居首位(2024年影响因子=4.5,8篇),其次为
World Journal of Gastroenterology(2024年影响因子=5.4,6篇)、
Gut Microbes(2024年影响因子=11.0,6篇)、
Frontiers in Cellular and Infection Microbiology(6篇)和
Scientific Reports(6篇)。此外,
Frontiers in Immunology(5篇)、
Gut(4篇)、
Pancreas(3篇)等在该领域也有较高的发文活跃度。在高被引期刊方面,排名前10的期刊中,
Gut(2024年影响因子=26.2)以被引436次位居首位,
Gastroenterology(被引408次)、
Pancreas(被引284次)、
World Journal of Gastroenterology(被引280次)、
Pancreatology(被引224次)等紧随其后。这些期刊多为国际消化系统疾病及相关基础研究领域的权威刊物,具有较高的学术声誉和影响力。对比发现,
Frontiers in Immunology、
World Journal of Gastroenterology、
Gut Microbes、
Gut、
Pancreas均位于发文量和被引频次前10名,说明它们在该领域具有较高学术推广价值。从整体分布来看,高发文量期刊多为开放获取刊物,便于科研成果的快速传播与共享;而高被引期刊则以高影响因子的传统权威刊物为主,表明该领域研究成果在高质量学术平台上持续输出。
2.4 文献共被引分析
文献共被引网络能够反映某一领域内具有基础性和引领性作用的核心文献(
图4)。本研究中,被引频次排名前5的文献见
表4。其中,祝荫等
[19]于2019年发表于
Journal of Gastroenterology的研究“
Gut microbiota dysbiosis worsens the severity of acute pancreatitis in patients and mice”被引频次最高(68次),揭示了肠道微生物群失调与AP严重程度之间的关联机制。Li等
[20](2020)在
World Journal of Gastroenterology发表的论文,介绍了AP发生和进展过程中肠道微生物组及其代谢物的改变,并揭示AP肠道衰竭的潜在机制。van den Berg等
[21](2021)通过动物实验与患者样本分析,揭示西方饮食加重坏死性胰腺炎并通过短链脂肪酸代谢影响肠道屏障功能的机制;Yu等
[22](2020)利用直肠拭子样本研究了不同严重程度AP患者的肠道微生物组分布,表明其与疾病严重程度的进展具有潜在关联;Thomas等
[23](2020)探讨了微生物组在胰腺疾病中的临床转化潜力。从网络结构看,核心文献节点多位于图谱中心区域,周围连接密集且跨越多个聚类,反映其研究成果在不同学科方向(如基础机制、临床诊疗、转化研究)中均有广泛影响力。部分节点[如Pan等
[24](2019)、Liu等
[25](2023)、Tan等
[26](2015)]在图谱中呈紫色外圈,提示其在不同研究主题之间发挥“桥梁作用”,促进知识在基础与临床、微生物学与消化病学等多个领域间的流动与整合。
2.5 关键词共现分析
关键词共现网络显示,高频关键词集中于AP诸并发症如“重症急性胰腺炎相关肺损伤(severe acute pancreatitis-associated lung injury)”“胰腺炎后糖尿病(post-pancreatitis diabetes mellitus)”“肠内营养(enteral nutrition)”等领域,其中“重症急性胰腺炎相关肺损伤(severe acute pancreatitis-associated lung injury)”“肠道屏障损伤(intestinal barrier injury)”“肠内营养(enteral nutrition)”等为当前研究热点。聚类分析可见,“糖尿病(diabetes mellitus)”与“重症急性胰腺炎(severe acute pancreatitis)”关联紧密,提示代谢异常与病情严重程度相关;“营养(nutrition)”与“肠内营养(enteral nutrition)”关系密切,反映肠内营养在AP治疗中的研究热度;“肠道菌群(intestinal microflora)”与“肠道屏障(intestinal barrier)”联系紧密,反映菌群结构与黏膜屏障功能的相互作用。部分关键词[如“中性粒细胞(neutrophils)”“抗菌肽(antimicrobial peptides)”]则分布于多个聚类交汇区域,提示其在免疫应答、感染防控与多器官功能障碍等不同研究方向中均具有重要的枢纽地位。从整体网络结构来看,本领域研究热点呈多中心分布,不同主题间联系程度中等,说明尚未形成高度集中的核心研究群体。部分聚类内部连线密集,但跨聚类连接相对有限,提示跨领域合作与多学科交叉研究仍有提升空间。从时间维度上分析,近5年来该领域研究热点聚焦于具体疾病(如AP、结肠炎等)、肠道微生物组紊乱、肠屏障受损和细菌易位等方面。这些发现表明,AP患者早期肠道屏障损伤并发肠道微生物组紊乱,容易导致肠道细菌易位,为深入研究“肠-胰轴”在AP中所发挥的作用提供了研究基础和未来研究方向。爆发词分析提示孟德尔随机化(Mendelian randomization,MR)作为新方法在相关领域已有较为广泛地运用,也同样揭示代谢通路、肠道屏障相关研究为近年来研究热点等(
图5)。
3 讨 论
3.1 AP肠道微生物组研究概述
多数的AP患者表现为轻症,不伴器官功能障碍等并发症,病死率低。一旦出现持续性器官功能障碍或合并胰周感染,病死率则显著升高。现有的早期预测方法,如APACHE Ⅱ等评分系统及C-反应蛋白等生物标志物,虽能预测上述症状的发生,但仍无法完全满足临床需求
[1]。研究表明,AP患者肠道微生物组在疾病早期即发生显著改变,其特征(如多样性降低、特定菌属/种丰度的变化)与疾病严重程度(如APACHE Ⅱ评分、Ranson评分)、器官衰竭风险以及感染性并发症(如胰腺坏死感染、脓毒症)的发生均存在关联。通过分析患者早期粪便菌群组成和功能,有望开发基于微生物组的生物标志物模型,用于早期预测AP是否会发展为重症或发生严重并发症,从而实现更精准的风险分层和干预,具有重要的研究价值
[27-30]。随着该领域研究数量的快速增加,如何系统梳理研究现状、提炼热点并把握发展趋势,成为推动进一步研究的重要前提。本研究通过文献计量学分析,全面总结了AP与肠道微生物组相关研究的分布特点与研究方向,旨在为后续多中心临床研究及转化应用提供依据,具有重要的必要性和现实意义。
本研究与既往相似研究相比具有以下优势。本分析具有高度的时效性。本研究采用的文献数据更新至2026年2月,涵盖了AP肠道微生物组领域近5年内爆发式增长的关键文献。这与以往截止于2021—2022年前后的计量研究相比
[13-14],更及时地反映了该领域在后疫情时代背景下的知识流动特征、研究热点演进路径及学术网络结构的变化。
3.2 主要研究力量与代表性团队分析
在国家与机构分析中,该领域发文量最多的国家是中国(141篇),且发文量前10位的研究机构均来自中国,表明中国在该领域具有显著的领导地位。在AP肠道微生物组研究领域,南昌大学的团队主要研究不同益生饮食通过改善肠道微生物组失调及其代谢物紊乱对AP的治疗作用
[31-32]。此外,该团队在肠道微生物组激活NLRP3进而影响AP严重程度的研究中也取得了重要成果
[33]。该团队的研究基于基础实验数据和临床样本收集分析,拓展了“肠道微生物组-靶向代谢/功能通路-胰腺”机制轴,揭示了膳食补充短链脂肪酸、胆汁酸等治疗方法的临床转化潜力。采用相同研究思路,团队发现口服给药GV-971可有效治疗实验性AP。GV-971通过促进肠道粪酸杆菌的生长,显著恢复了肠道微生物群平衡,从而提升丙酸和丁酸水平,抑制巨噬细胞极化并减少胰腺内中性粒细胞迁移,最终减轻胰腺炎症和全身炎症反应。北京协和医学院的吴东团队通过多种测序技术,系统性地分析了不同严重程度AP的肠道微生物组特征
[22,29],并提出入院时肠道微生物组可作为急性坏死性胰腺炎的预测生物标志物
[30]。该团队还对AP相关并发症(如AP相关急性呼吸窘迫综合征)及恢复阶段患者肠道微生物组的变化做了进一步的研究
[28, 34-35]。上述各团队的研究提示肠道微生物组在预测AP分型及其并发症方面的潜力。肠道微生物组的结构与功能变化可能早于临床症状出现,或与之同步,这为早期预警提供了机会窗口。通过对特定菌群丰度、代谢产物谱(如短链脂肪酸、次级胆汁酸)及肠道屏障完整性标志物的综合分析,不仅可以评估胰腺炎症的发生风险,还能系统反映全身性炎症反应及远端器官(如肺、肠道)的易受损状态,从而预测多器官功能障碍等危重并发症。未来,结合机器学习和人工智能模型对多维组学数据(宏基因组、代谢组)进行整合分析,有望构建高精度的动态风险预测体系,最终推动AP诊疗向精准预防与早期干预模式转变。大连医科大学
[36]研究了清胰颗粒在调节肠道微生物组以改善AP中的作用,并与Wang等
[37]密切合作,后者在肠道微生物组对AP相关肺损伤影响的研究领域成果显著。来自加州大学的Dike等
[38]评估了首次发生AP的儿童与健康对照组以及不同严重程度分型AP患者的粪便微生物分类和功能特征。研究揭示了AP患儿可能伴随肠道微生物菌群失调,并提示通过干预肠道微生物群可能有助于治疗AP,防止其进展为重度AP,甚至可能减少复发及其他胰腺相关并发症的发生。圣心天主教大学的De Lucia等
[39]则聚焦于不同分型AP患者的营养补充策略,系统阐述了基于短链脂肪酸/益生菌补充等“肠-胰轴”治疗方法的可行性和转化潜力。
AP患者早期肠道微生物组发生细菌易位是引起感染性胰腺坏死的重要原因之一,并导致较高的死亡率
[12]。正常情况下,肠道屏障的保护以及体内免疫系统会抑制这一过程。然而,研究
[20]表明,AP患者的肠道屏障会出现不同程度的破坏,导致肠道细菌易位至胰腺引发感染和脓毒症。目前的研究重点分为以下几点:第一,关键代谢物(如短链脂肪酸中的丁酸、胆汁酸等)对肠道屏障的保护作用及其对AP发展的影响;第二,膳食营养(特别是早期肠内营养补充)通过调节肠道微生物组以改善AP患者的症状;第三,AP相关并发症(如SAP相关肺损伤、胰腺炎后糖尿病等)的研究。
3.3 关键词聚类分析
AP肠道微生物组研究相关的关键词可分为4个主要聚类。聚类0聚焦SAP相关肺损伤,聚类13聚焦胰腺炎后糖尿病。肠道细菌易位至远处器官,引发炎症细胞聚集和炎症因子释放,进而导致相应器官细胞损伤,这是SAP相关肺损伤的主要机制。研究
[28]发现,AP患者早期肠道微生物组组成与住院后急性呼吸窘迫综合征的发生密切相关。发生急性呼吸窘迫综合征的患者肠道有害菌(如肠杆菌、肺炎克雷伯菌等)丰度增加,而保护性菌种(如双歧杆菌)丰度显著减少。基于埃希氏菌-志贺氏菌属的差异可有效区分两组患者,从而提高对AP患者发生急性呼吸窘迫综合征的预测能力。胰腺炎后糖尿病是导致AP患者出院后死亡率升高的重要并发症。近期一项针对AP患者的长期随访研究
[30]表明,入院时肠道微生物群与出院后并发症的显著关联。通过差异丰度分析和诊断分类器构建,研究获得了高度判别能力的模型,包含粪肠球菌等11个物种的回归模型能有效预测胰腺炎后糖尿病的发生;基于直肠微生物物种丰度差异的预测模型显示,其阳性预测值为66.6%,阴性预测值为96%,准确率达95%。
聚类1和聚类11关注肠道屏障损伤在AP患者肠道微生物组与宿主互作中的作用。肠道屏障损伤在AP,特别是SAP患者中发生率较高,是疾病恶化的重要环节。研究表明,SAP患者肠道屏障功能障碍的比例显著增加。其关键机制在于,SAP导致回肠绒毛水肿、坏死、肠绒毛结构损伤及白细胞浸润,从而破坏肠道屏障。肠上皮细胞紧密连接蛋白(如ZO1、Ocln和Cldn1)显著减少,进一步加剧肠道屏障受损
[40]。屏障受损后,肠道细菌及其产物(如内毒素)易位至门静脉循环和全身,引发或加重全身炎症反应综合征及多器官功能障碍综合征,形成恶性循环。相反,保护肠道屏障完整性的干预措施(如补充特定益生菌或营养素)可改善AP模型动物的预后。多项研究证实,补充壳寡糖、果糖等膳食纤维可以有效修复肠道屏障,从而改善AP小鼠模型的症状,这凸显了以肠道微生物组-屏障轴为靶点治疗AP的潜力。
聚类2和聚类6强调了营养作为肠道微生物组的重要影响因素,在其与AP相互作用中的影响。营养是塑造肠道微生物组的关键环境因素,不同的营养支持策略对AP患者的肠道菌群组成和临床结局具有显著影响
[39]。相较于全肠外营养,早期肠内营养能够维持肠道菌群多样性、促进有益菌群定植和短链脂肪酸,进而保护肠道屏障功能、减轻全身炎症反应
[41],并降低感染性并发症的发生风险
[42-43]。特定膳食成分(如膳食纤维和益生元)可作为微生物群的发酵底物,选择性地促进双歧杆菌等保护性菌群的增殖,其在改善AP患者临床指标方面显示出积极效果
[44]。这些证据共同表明,针对性的营养干预是通过调节肠道微生物组来改善AP病程的有效策略。
聚类5和聚类12关注MR在相关研究中的应用。MR是一种利用遗传变异作为工具变量来推断因果关系的方法,广泛应用于生物医学研究。为克服观察性研究中混杂因素和反向因果关系的局限性,部分研究采用了MR这一遗传学方法来探究肠道微生物组与AP之间的潜在因果关系。MR利用与暴露因素(如特定肠道菌群丰度)强相关的遗传变异作为工具变量,推断暴露对结局(AP风险或严重程度)的因果效应。例如,一项MR分析
[45]发现,7种微生物类群与AP的发生显著相关。宿主基因驱动的拟杆菌目和拟杆菌纲与AP风险增加有关;粪球菌属和断链真杆菌对胰腺炎的发展同样具有促进作用,而普雷沃菌属、瘤胃梭菌属和瘤胃球菌科则是AP的保护性因素。同时,AP与变形菌门、毛螺菌科呈正相关,而与霍尔德曼菌属呈负相关。另一项研究
[46]则通过MR分析表明,特定微生物代谢通路与AP发生相关,如不饱和脂肪酸、胆固醇和高密度脂蛋白代谢。其中,部分代谢通路对胰腺具有保护作用,例如不饱和脂肪酸可能减少AP的发生和改善预后。这些发现为理解肠道菌群在AP发病中的因果作用提供了一定依据,并揭示了潜在的干预靶点。
3.4 未来研究趋势分析
未来研究应围绕“肠-胰轴”构建多维度关联分析体系,整合宏基因组学、代谢组学与转录组学等多组学手段,结合动态纵向队列设计,系统阐明AP患者肠道微生态紊乱、屏障功能损伤与细菌易位之间的时序因果关联。借助结构方程模型或贝叶斯网络等方法,量化菌群失衡通过削弱紧密连接蛋白表达、诱导肠上皮凋亡等途径驱动内毒素血症及全身炎症级联效应的机制路径,并建立基于肠道微生物及代谢谱的AP风险预测模型。同时,应深入解析“肠-胰轴”在感染性胰腺坏死、心血管功能障碍及新发糖尿病等并发症亚型中的差异化机制,筛选具有并发症特异性预警价值的微生物-宿主互作标志物。在精准治疗层面,依托入院时肠道菌群、代谢组学特征、屏障损伤标志物及炎症因子谱构建多维机器学习模型,以指导个体化干预;系统开展益生菌、益生元等微生态制剂的机制验证与可行性评估,借助动物模型与临床研究明确剂量效应与干预窗口,最终通过高质量多中心随机对照试验验证临床获益及卫生经济学价值,为“肠-胰轴”理论向AP诊疗新策略转化提供循证依据。
3.5 局限性
本研究也具有一定的局限性。第一,仅使用WoSCC数据库,虽具有权威性,但较为单一,且语种局限于英语,导致所纳入的文献总数偏少,部分分析无法进行,如爆发词分析等,可能遗漏部分高质量非英文或未被收录的研究;第二,数据库存在时效性,可能导致数据滞后的问题,近期高质量研究可能因引用次数有限而被低估,同时可能存在部分高质量研究未被纳入WoSCC数据库,也会影响分析结果的完整性;此外,文献计量学本质上是描述性的,不能替代对基础研究的深入内容或方法的系统分析。
综上,本研究通过使用文献计量学方法,对2012年1月—2026年2月内WoSCC中AP肠道微生物组领域的所有英文文献进行了发文趋势、国家、机构及作者间合作网络、高质量期刊及高被引文献、关键词聚类的可视化分析,较为全面地展示了目前该领域的研究热点,为未来该领域研究提供了参考依据以及潜在研究方向。
国家自然科学基金资助项目(82570772)
国家自然科学基金资助项目(82403227)
湖南省科技创新计划基金资助项目(2025RC3051)
湖南省自然科学基金资助项目(2025JJ90283)
中国博士后科学基金资助项目(2024M763715)
中南大学湘雅医院青年科研基金资助项目(2023Q13)