■金三俊 董佳琦 劉冰璇 刁新平*

（1.東北農業(yè)大學動物科學技術學院，黑龍江哈爾濱 150030；2.東北農業(yè)大學資源與環(huán)境學院，黑龍江哈爾濱 150030）

在2012年，聯合國發(fā)布的《大數據促發(fā)展：挑戰(zhàn)與機遇》白皮書引起了國際社會的高度重視，世界各國也在加快推進大數據戰(zhàn)略布局，在科學研究領域，研究人員可以運用計算機軟件對研究或將要研究的內容或結果進行大數據分析處理，進而找到研究熱點，確定研究方向。目前，關于大數據的分析主要用于教育學方面，本研究以教育學研究方法為參考，并采用文獻計量的方法對近年來枯草芽孢桿菌并包含免疫的相關研究進行可視化分析，較為客觀、深入地勾勒出我國枯草芽孢桿菌和免疫的研究熱點與主題，為枯草芽孢桿菌新的研究提供“知識藍圖”。

1 數據方法及工具

1.1 數據來源

本研究文獻來自中國知網（CNKI），以“枯草芽孢桿菌”和“免疫”為高級檢索對象，文獻統(tǒng)計時間為2005年1月1日～2016年10月10日，文獻來源為所有期刊，共檢索出557篇文獻。根據研究需要對初步獲得的期刊進行手工篩選，刪除會議通知、重復發(fā)表文章、文件、講話和關鍵詞的期刊，共得到有效期刊文獻306篇。

1.2 研究方法

本研究以共詞分析為核心，并運用社會網絡、聚類及多維尺度分析等方法對關鍵詞進行聚類分析。首先，在中國知網頁面導出“枯草芽孢桿菌”和“免疫”的所有相關文獻，設置為Bicomb所支持的Note First缺省格式；第二，使用Bicomb2.0共詞分析軟件對關鍵詞進行提取并生成相應的共詞矩陣（共現矩陣）和詞篇矩陣[1]；第三，運用社會網絡分析軟件對共詞矩陣進行可視化分析并繪制出高頻關鍵詞社會網絡關系圖譜；第四，為了進一步了解“枯草芽孢桿菌”和“免疫”的研究類別，將Bicomb提取的詞篇矩陣導入SPSS18.0進行系統(tǒng)聚類，采用組內聯接的聚類方法，運用度量標準中的二分類的Ochiai系數，得到高頻關鍵詞的相似矩陣以及系統(tǒng)聚類分析樹狀圖，然后通過EXCEL工具用“1”與相關矩陣全部數值相減，得到表示兩個關鍵詞間相異程度的相異矩陣[2]。第五，將相異矩陣導入SPSS18.0軟件中進行多維尺度分析，得到枯草芽孢桿菌并包含免疫的知識圖譜，近而總結出枯草芽孢桿菌并包含免疫這一領域的研究熱點及未來發(fā)展趨勢。

2 數據統(tǒng)計及分析

2.1 數據統(tǒng)計

本研究在CNKI上擇取2005年1月1日～2016年10月10日，“枯草芽孢桿菌”并包含“免疫”期刊文獻共306篇，其中每年相關期刊文獻的數量如圖1所示。由圖1可知，自2005年以來，關于枯草芽孢桿菌的研究逐漸展開，并且在CNKI發(fā)表的文獻呈現逐年上升的趨勢，并且在2014年和2015年，相關文獻的數量達到了頂峰，即對枯草芽孢桿菌免疫進行了較為深入的研究。

圖1 枯草芽孢桿菌并包含免疫的相關期刊文獻發(fā)表數量

2.2 高頻關鍵詞統(tǒng)計分析

關鍵詞是反映文章研究方向和內容的核心詞匯，而高頻關鍵詞則說明了學術界該領域的研究熱點及方向。特定研究領域一段時間內大量研究成果的關鍵詞集合，有助于確定該領域的發(fā)展脈絡、熱點前沿及發(fā)展趨勢等[3]。本文通過Bicomb軟件分析系統(tǒng)提取出研究年限期間所有期刊相關文獻的所有關鍵詞，共得到關鍵詞819個。高頻詞的選擇的標準一般為截取的高頻詞累計頻次達到總頻次的40%左右[4]。本文選擇詞頻≥5的50個關鍵詞為高頻關鍵詞，占關鍵詞總詞頻的40.07%，這些關鍵詞顯示出在國內枯草芽孢桿菌免疫的研究熱點及方向（如表1所示）。

表1 我國枯草芽孢桿菌免疫研究高頻關鍵詞統(tǒng)計

從表1可以看出：除去“枯草芽孢桿菌”和“免疫”關鍵主題檢索關鍵詞以外，位于前十位的關鍵詞分別是“生長性能”、“腸道菌群”、“免疫功能”、“生產性能”、“肉雞”、“益生菌”、“微生態(tài)制劑”、“生長”“芽孢桿菌”及“草魚”。這些高頻關鍵詞在很大程度上反映了我國枯草芽孢桿菌免疫等相關領域的研究熱點及方向。

2.3 社會網絡分析

相對而言，高頻關鍵詞的分析只能反映出該詞在相關領域出現的頻次，并不能較好地反映出關鍵詞之間的內部聯系。為了對枯草芽孢桿菌免疫關鍵主題檢索詞而出現的關鍵詞進行進一步的剖析，筆者運用Bicomb軟件得出高頻關鍵詞的（部分）共現矩陣（如表2）。之后筆者將共現矩陣中的相關數據通過社會網絡分析軟件Ucinet 6.0進行可視化分析，并形成了高頻關鍵詞社會網絡分析圖譜（如圖2所示）。

表2 部分高頻關鍵詞共現矩陣

表2(續(xù)) 部分高頻關鍵詞共現矩陣

共現分析也叫共詞分析，是對一組詞兩兩統(tǒng)計它們在一篇文獻中出現次數的分析方法。共現分析的一個主要途徑是確定這些代表性術語之間的概念圖譜或知識網絡，通過一系列類似圖譜就可以相當詳細地描述某一學科的主題[5]。從表2中可以看出，同一篇文章中共現次數≥10的共現關鍵詞搭配總共有14對，“枯草芽孢桿菌+生長性能”、“枯草芽孢桿菌+腸道菌群”、“枯草芽孢桿菌+免疫”、“枯草芽孢桿菌+免疫功能”、“枯草芽孢桿菌+生產性能”、“枯草芽孢桿菌+肉雞”、“枯草芽孢桿菌+生長”、“枯草芽孢桿菌+抗菌肽”、“生長性能+腸道菌群”、“生長性能+免疫”、“生長性能+免疫功能”、“免疫+生長”、“生產性能+肉雞”及“生長+抗菌肽”，出現頻次分別為26次、19次、18次、22次、12次、16次、26次、12次、12次、10次、12次、10次、11次及12次。

圖2 高頻關鍵詞社會網絡分析

圖2中的正方形點代表高頻關鍵詞節(jié)點，節(jié)點越大，代表該節(jié)點在整個關鍵詞網絡中的作用越大，說明它控制其他節(jié)點共現的能力也越強；節(jié)點之間的關系用實線連接，實線越粗，代表相互之間的關系越強[6]。從圖2中可以看出，50個關鍵詞構成了以“枯草芽孢桿菌”、“生長性能”及“腸道菌群”為核心而形成網絡核心關鍵詞的核心圖。筆者將從以下三個方面對枯草芽孢桿菌免疫研究熱點之間的相互關系。首先，從節(jié)點大小上進行分析，以“枯草芽孢桿菌”為核心，“生長性能”、“生產性能”、“腸道菌群”、“免疫”、“免疫功能”、“非特異性免疫”、“益生菌”及“消化酶”等，構成了我國枯草芽孢桿菌免疫研究領域的核心關鍵詞，這些關鍵詞與其他關鍵詞的共現能力強，并且能夠影響其他關鍵詞出現的頻率，較強地反映了我國枯草芽孢桿菌免疫的研究熱點；第二，從各個節(jié)點之間的關系來看，以“枯草芽孢桿菌”和“腸道菌群”為核心，其與“生長性能”的關系最為密切，距離最近，這說明枯草芽孢桿菌與生物的生長性能關系密切，而與“生產性能”、“免疫”、“腸道菌群”、“免疫功能”、“非特異性免疫”、“益生菌”及“消化酶”的聯系相對密切，這反映了枯草芽孢桿菌免疫密切影響著生物腸道中的菌群數量、生物的生長性能、生物的生產性能、生物的免疫功能及生物體內消化酶的活性，即枯草芽孢桿菌免疫與生物的生長免疫性能密不可分；最后，從整個網絡來看，“原核表達”、“細胞因子”、“先天性免疫”、“分離純化”等關鍵詞的關系相對比較獨立，這些關鍵詞與其他關鍵詞的共現關系相對來說較少，聯系也較為松散。

2.4 高頻關鍵詞聚類分析和多維尺度分析

“枯草芽孢桿菌免疫”經社會網絡分析之后初步了解了枯草芽孢桿菌免疫的研究熱點及高頻關鍵詞內部深層次的聯系。本文為了進一步研究各個關鍵詞之間的更深層次研究的結構領域，筆者運用SPSS18.0軟件，對高頻關鍵詞進行了聚類分析和多維尺度分析，分別得到了聚類豎圖和知識圖譜(見圖3及圖4)。

利用SPSS18.0軟件進行聚類分析和多維尺度分析，通過分析結果可知：聚類分析將其分為三個大的節(jié)點，即分為三大類；多維尺度分析結果將高頻詞匯分類也得到了三個類似的結果；這兩種分析結果得出的關鍵詞并不完全一致，這里我們采取相似詞匯（如肉雞和肉仔雞）算作一類的原則進行綜合考慮，并以多維尺度分析為主，秉承將關鍵詞進行“求同存異”擇取的原則得出較為合理的結論。綜合聚類分析和多維尺度分析將枯草芽孢桿菌免疫的主題進行歸納和總結，大致可分為以下三類。

圖3 高頻關鍵詞聚類樹狀分析

第一類：枯草芽孢桿菌對家畜、家禽腸道菌群和免疫器官指數的影響。該主題主要包括肉雞、肉仔雞、斷奶仔豬、生長性能、生產性能、發(fā)酵、免疫機制、免疫功能、免疫器官指數、微生態(tài)制劑、抗菌肽、消化酶等關鍵詞。枯草芽孢桿菌作為益生菌在畜禽養(yǎng)殖業(yè)上的應用已經較為廣泛，枯草芽孢桿菌可作為綠色飼料添加劑，具有“三無”特點并提高畜禽的生產性能。枯草芽孢桿菌是存在于動物體內的有益菌，枯草芽孢桿菌作為添加劑具有調節(jié)腸道的菌群結構，促進腸道有益菌的生長，改善腸道pH值、亞健康的水平，促進畜禽生長及免疫器官的發(fā)育等功能?？莶菅挎邨U菌自身含有菌體蛋白等營養(yǎng)物質，微生物在畜禽體內生長增殖的過程中不斷地分泌酶類可促進機體對營養(yǎng)物質的消化吸收，微生物本身對機體來說是一種異己生物，可刺激機體的免疫系統(tǒng)，增強機體的免疫能力。喬宏興等[7]研究表明，黃芪-枯草芽孢桿菌復合發(fā)酵制劑可作為綠色飼料添加劑，能完全替代肉雞飼糧中的抗生素，提高肉雞的生長性能和免疫功能。孫煥林等[8]研究表明，對黃羽肉雞飼喂枯草芽孢桿菌發(fā)酵的豆粕飼料，可有效提高黃羽肉雞的免疫器官指數、體內總蛋白數及免疫球蛋白的數量，且以飼糧中添加5%的豆粕發(fā)酵為最優(yōu)。裴躍明等[9]研究表明，產蛋后期雞的日糧中添加0.5%（為最適添加量）的枯草芽孢桿菌制劑可顯著提高產蛋雞的產蛋性能、蛋的品質并有效改善蛋雞腸道的健康。黃雪泉[10]研究表明，在仔豬日糧中添加枯草芽孢桿菌以0.01%較好，能夠顯著提高仔豬的生產性能，并可代替抗生素使用。李云鋒等[11]研究表明，將枯草芽孢桿菌灌服仔豬，可促進腸道中分泌IgA的細胞數量增加。邊連全等[12]研究表明，枯草芽孢桿菌-菊糖合生元作為飼料添加劑可使試驗組仔豬日增重及免疫球蛋白的含量顯著高于對照組，而腹瀉率低于對照組，即枯草芽孢桿菌-菊糖合生元能顯著提高仔豬的生長性能和機體的免疫機能。隨著枯草芽孢桿菌與畜禽免疫機理相結合的研究逐漸深入，這個研究方向可能是將來的研究熱點之一。

圖4 高頻關鍵詞知識圖譜

第二類：枯草芽孢桿菌對水產動物生長性能、免疫和抗氧化功能的影響。該類主題包含枯草芽孢桿菌制劑、草魚、水質、免疫、生長、抗病力、抗氧化等關鍵詞?？莶菅挎邨U菌體內自身合成消化性酶類，如蛋白酶、淀粉酶、脂肪酶、纖維素酶等，在消化道中與內源酶共同發(fā)揮作用，提高飼料消化率。由于機體內有益菌自身代謝可分泌一些酶類，即益生菌可增加畜禽體內酶的含量，加強腸道對營養(yǎng)的利用率。也有研究表明，枯草芽孢桿菌可增強機體的免疫力，增強機體的免疫功能。何偉聰等[13]研究發(fā)現，在軍曹魚幼魚飼料中添加枯草芽孢桿菌、嗜酸乳桿菌及兩個菌種的混合物（質量比1∶1）可顯著增加肝臟淀粉酶及肝臟和腸道淀粉酶的活性。殷海城等[14]研究表明，黃河鯉魚飼料中添加枯草芽孢桿菌可提高黃河鯉魚的免疫功能和抵抗力,且枯草芽孢桿菌的最適添加量為3.0×1011～4.5×1011CFU/kg。王文娟等[15]研究表明，草魚飼料中添加枯草芽孢桿菌可顯著提高草魚的增重率、特定生長率和IgM的含量，即枯草芽孢桿菌可提高草魚的生長性能及部分免疫性能。

第三類：枯草芽孢桿菌對家畜、家禽生長性能和血清生化指標的影響。該類主題包含血清生化指標、消化酶、細胞因子、免疫調節(jié)等。枯草芽孢桿菌具有提高動物生產性能的功效，并且對畜禽血液生化指標有一定促進作用?？莶菅挎邨U菌菌體能合成生物體需要的多種酶類，在消化道中與動物體內本身的消化酶共同發(fā)揮作用，使機體更好地消化吸收，以此提高飼料利用率并且促進動物生長性能?？莶菅挎邨U菌對畜禽具有良好的促生長作用，張海濤等[16]將納豆枯草芽孢桿菌添加在斷奶前犢牛開食料中，發(fā)現犢牛的斷奶日齡明顯變短，也相應提高了犢牛的日增重，這樣就降低了犢牛對開食料的采食量，有效促進犢牛健康生長。李興華[17]試驗表明，在肉雞飼糧中添加枯草芽孢桿菌制劑，會促進其生長?？莶菅挎邨U菌制劑的使用顯著提高了肉雞末均重和平均日增重，并顯著降低了耗料增重比。陳兵等[18]試驗表明，日糧中添加200 mg/kg左右的納豆芽孢桿菌劑可以顯著提高肉用仔雞生長性能，但是過多的添加量反而不能達到好的效果。李俊波[19]研究結果表明，日糧中添加250 mg/kg和500 mg/kg的枯草芽孢桿菌制劑都可以在一定程度上提高日糧中鈣的消化率。由于枯草芽孢桿菌分泌了淀粉酶和蛋白酶，枯草芽孢桿菌制劑還提高了日糧中粗蛋白和有機物的消化率。枯草芽孢桿菌在母豬和仔豬中的促生長作用受到很多學者的關注。劉影等[20]表示，在母豬和仔豬的日糧中添加一定劑量的枯草芽孢桿菌可以減少哺乳仔豬的腹瀉，提高斷奶仔豬在斷奶后的重量。黃雪泉[21]試驗表明，在仔豬日糧中添加0.10%的枯草芽孢桿菌，可以顯著提高斷奶仔豬的增重并且改善飼料轉化率，也可提高斷奶仔豬的抗病能力，顯著降低斷奶仔豬腹瀉率。邊連全等[22]試驗也得到了一致的結論。

枯草芽孢桿菌不僅對畜禽的生長性能有促進作用，對其血清生化指標也有一定影響。翟玲等[23]試驗結果表明，枯草芽孢桿菌可提高肉雞的抗氧化能力并減少氧化應激，從而提高肉雞的生長性能。余東游等[24]試驗結果表明，日糧中添加枯草芽孢桿菌顯著提高了羅斯308肉雞全期(1～42日齡)平均日增重，且主要通過后期(22～42日齡)的促生長效果體現出來。添加枯草芽孢桿菌還提升了血清中IgG的含量，但對其他免疫球蛋白和血清溶菌酶和細胞因子無顯著影響。滑靜等[25]試驗證明，枯草芽孢桿菌能使試驗雞血清中丙氨酸氨基轉移酶活性升高，血清總蛋白含量上升，這提示了動物體內氨基酸代謝旺盛，蛋白質分解代謝下降，合成代謝加強，有利于氨在體內的蓄積，機體對飼料的轉化效率提高。而且添加0.2%的枯草芽孢桿菌可以使肉仔雞血清中的堿性磷酸酶活性極顯著高于對照組。添加適量的枯草芽孢桿菌可以使畜禽更迅速地建立平衡的微生物區(qū)系，幫助畜禽抵抗病原菌的侵襲。飼料中添加枯草芽孢桿菌，不僅可以使腸道微生物區(qū)系穩(wěn)定和健康，還可以保證幼畜生活的環(huán)境中的如大腸桿菌的病原微生物的數量得以控制在安全范圍中。所以，飼料中添加適量的枯草芽孢桿菌可以替代抗生素類藥物在畜禽日糧中的作用，從根本上解決使用抗生素帶來的諸多問題，枯草芽孢桿菌無殘留、無毒副作用，是人們期待的一種理想的促生長添加劑。

3 總結

本研究基于共詞分析的知識圖譜對有關枯草芽孢桿菌相關期刊文獻進行分析，得出如下結論。

3.1 枯草芽孢桿菌免疫相關文獻

由在中國知網上搜索到的枯草芽孢桿菌免疫相關文獻可知，國內對枯草芽孢桿菌免疫相關的研究主要集中在近幾年，且在不同生物上的研究都有涉及。截止到2016年10月10日，共篩選有效文獻306篇。近幾年對枯草芽孢桿菌免疫的研究相對并不深入，只停留在表觀數據，涉及畜禽腸道及分子方面研究相對較少，筆者根據相關文獻推測應對枯草芽孢桿菌對畜禽腸道重量、腸道長度和腸道長度相關基因進行研究。

3.2 枯草芽孢桿菌免疫關鍵詞矩陣分析

從表2中可以看出，業(yè)內相關研究人員對枯草芽孢桿菌免疫的相關研究文獻中，同一篇文章共現次數≥10的共現關鍵詞搭配總共有14對，這說明業(yè)內人員對枯草芽孢桿菌免疫的相關研究相對比較分散。研究枯草芽孢桿菌的相關人員可集中資源對枯草芽孢桿菌免疫的一些方面進行研究。

3.3 枯草芽孢桿菌免疫聚類分析和多維尺度分析

通過相應軟件對枯草芽孢桿菌免疫進行聚類分析和多維尺度分析的結果表明，目前學術界對枯草芽孢桿菌免疫的研究主要集中在以下三個方面：枯草芽孢桿菌對水產動物生長性能、免疫和抗氧化功能的影響；枯草芽孢桿菌對家畜、家禽腸道菌群和免疫器官指數的影響；枯草芽孢桿菌對家畜、家禽生長性能和血清生化指標的影響。

4 展望

通過相關軟件對枯草芽孢桿菌免疫的分析，筆者認為，今后對枯草芽孢桿菌免疫的研究主要集中在以下幾個方面。

4.1 枯草芽孢桿菌對畜禽生長、免疫相關基因的研究

學術界對枯草芽孢桿菌的研究涉及到哺乳仔豬、斷奶仔豬、肉仔雞、草魚及建鯉等多種生物，其研究一般只是測定免疫球蛋白的含量、血清的生理生化指標等方面，關于畜禽生長免疫方面的研究甚少。筆者認為，可以通過嘗試飼養(yǎng)試驗，分不同批次研究枯草芽孢桿菌對畜禽機體生長基因含量、免疫基因含量及相應抗體效價，通過相應的試驗方法進行研究，使學術界對枯草芽孢桿菌的作用更深一步的了解，并使枯草芽孢桿菌的作用發(fā)揮到極致。

4.2 枯草芽孢桿菌影響畜禽體內酶類分泌的機制

畜禽體內，酶的作用不容忽視，酶的含量不足或者表達酶的基因發(fā)生變化，就會影響整個機體的健康情況。益生菌在畜禽行業(yè)的使用使得抗生素被替代成為可能，但是益生菌體內的基因和相關的酶類如何更好地被畜禽應用并沒有得到深入的研究。筆者認為，應將枯草芽孢桿菌要研究的酶類或者基因進行標記，研究相關基因在動物體內的運輸和轉化，使畜禽體對枯草芽孢桿菌吸收利用更加透徹。

4.3 枯草芽孢桿菌對畜禽腸道長度集、重量及腸道內容物的研究

目前，關于各類畜禽腸道的長度、重量的研究很少見，筆者認為在進行畜禽機體研究的同時可以將畜禽腸道的長度、重量、內容物的pH值及各個腸道內容物菌群種類和數量列為研究對象。

總之，枯草芽孢桿菌免疫將來的研究熱點可能集中在以上三個方面，這些研究方向，能從機理上解決并解釋益生菌在畜禽上得到廣泛利用的原因。