临床实践 Open Access
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世界华人消化杂志. 2020-10-08; 28(19): 992-998
在线出版日期: 2020-10-08. doi: 10.11569/wcjd.v28.i19.992
急性重症胰腺炎患者肠黏膜屏障功能与TLR9及T细胞亚群的关系
方顺金, 刘超平
方顺金, 刘超平, 湖州市第三人民医院重症医学科 浙江省湖州市 313000
方顺金, 主治医师, 研究方向为重症感染、营养.
ORCID number: 方顺金 (0000-0003-2445-2100).
作者贡献分布: 方顺金与刘超平对此文所作贡献两均等; 此课题由方顺金与刘超平设计; 研究过程由方顺金与刘超平操作完成; 研究所用新试剂及分析工具由方顺金与刘超平提供; 数据分析由方顺金与刘超平完成; 本论文写作由方顺金完成.
通讯作者: 方顺金, 本科, 主治医师, 313000, 浙江省湖州市苕溪东路2088号, 湖州市第三人民医院重症医学科. liaodui19650812@163.com
收稿日期: 2020-06-28
修回日期: 2020-08-20
接受日期: 2020-08-31
在线出版日期: 2020-10-08

背景

肠黏膜屏障功能在急性重症胰腺炎(severe acute pancreatitis, SAP)患者病情进展中具有重要作用, 而在此过程中, 免疫抑制与免疫失衡可能导致或加重肠黏膜屏障功能异常, 但免疫功能各因子与肠黏膜屏障功能之间的具体关系尚未清晰.

目的

探讨急性SAP患者的肠黏膜屏障功能与TLR9以及T细胞亚群的关系.

方法

前瞻性的选取本院2018-01/2020-01期间52例经确诊为SAP患者的临床资料, 检测其第1、2、3、7天的血浆内毒素、D-乳酸水平、尿乳果糖/甘露醇(L/M)值并收集TLR9水平、炎症指标[白细胞(white blood cell, WBC), C-反应蛋白(C-reactive protein, CRP), 原降钙素(procalcitonin, PCT)]及T细胞亚群(CD3+、CD4+、CD8+百分比), 设置健康组比较其与SAP组患者TLR9水平差异, 分别分析SAP患者肠黏膜屏障功能与TLR9及T细胞亚群指标表达水平的相关性.

结果

SAP外周血细菌DNA分析, 52例患者细菌阳性率82.69%, 共87条DNA条带, 17种细菌, 以大肠杆菌、凝结芽孢杆菌占比最高, 分别为38.89%、33.33%; 患者炎症指标WBC、CRP、PCT经测量后显示, WBC、CRP随时间增加而下降, PCT在第1-3天上升, 第7天下降, P<0.05; SAP患者血清TLR9水平相对于健康组较高, 且在治疗后第2-3天内有所上升, 在3 d后参数下降; 内毒素、L/M值与D-乳酸能很好地反映患者肠黏膜屏障受损的程度, 指标在3 d后均低于2 d时测量值, TLR9与内毒素呈正相关(r = 0.792)、与L/M值呈正相关(r = 0.668)、与D-乳酸呈正相关(r = 0.535), P<0.05; SAP患者体内的T细胞亚群表达水平有所不同, CD3+、CD4+水平随着时间呈现上升趋势, CD8+在第2~3天稍下降, 3 d后稍上升, 总体呈现下降趋势; T细胞亚群与肠黏膜屏障受损存在相关性, 内毒素与CD3+相关性显著(r = 0.680)、与CD4+相关性显著(r = 0.612)、与CD8+相关性显著(r = 0.595); L/M值与CD3+相关性显著(r = 0.585), 与CD4+相关性显著(r = 0.570)、与CD8+相关性显著(r = 0.534); D-乳酸与CD3+相关性显著(r = 0.515), 与CD4+相关性显著(r = 0.586), 与CD8+相关性显著(r = 0.510).

结论

SAP患者血清中的TLR9水平可以反映其病情变化, 指数升高预示患者肠黏膜屏障受损程度, 两者之间存在正相关, 可以作为今后临床判断SAP患者肠黏膜屏障受损伤的参考依据; 且肠黏膜损伤与T细胞亚群的相关性显著, 预示抑制T细胞亚群是SAP患者的保护性免疫指标.

关键词: 急性重症胰腺炎; 肠黏膜屏障; Toll样受体; T细胞亚群; 相关性; 黏膜损伤

核心提要: 肠黏膜屏障与TLR9水平密切相关. 且在重症胰腺炎患者中, 以肠黏膜屏障损伤越严重其TLR9水平越高, 提示T细胞亚群可能参与了肠黏膜损伤过程.


引文著录: 方顺金, 刘超平. 急性重症胰腺炎患者肠黏膜屏障功能与TLR9及T细胞亚群的关系. 世界华人消化杂志 2020; 28(19): 992-998
Relationship between intestinal mucosal barrier function and TLR9 expression and T cell subsets in patients with acute severe pancreatitis
Shun-Jin Fang, Chao-Ping Liu
Shun-Jin Fang, Chao-Ping Liu, Department of Critical Care Medicine, the Third People's Hospital of Huzhou, Huzhou 313000, Zhejiang Province, China
Corresponding author: Shun-Jin Fang, Bachelor's Degree, Physician, Department of Critical Care Medicine, the Third People's Hospital of Huzhou, No. 2088 Tiaoxi East Road, Huzhou 313000, Zhejiang Province, China. liaodui19650812@163.com
Received: June 28, 2020
Revised: August 20, 2020
Accepted: August 31, 2020
Published online: October 8, 2020

BACKGROUND

The dysfunction of the intestinal mucosal barrier plays an important role in the progression of severe acute pancreatitis (SAP), and immunosuppression and immune imbalance can lead to or exacerbate intestinal barrier dysfunction in this process. However, the relationship between various immune function factors and intestinal barrier function has not been characterized.

AIM

To explore the relationship between intestinal mucosal barrier function and TLR9 and T cell subsets in patients with SAP.

METHODS

The clinical data of 52 patients with SAP diagnosed at our hospital were prospectively selected from January 2018 to January 2020. Plasma endotoxin and D-lactic acid levels, and urine lactulose/mannose (L/M) were detected on the first, second, third, and seventh days. Data on TLR9 levels, inflammation indicators [white blood cells (WBCs), C-reactive protein (CRP), and procalcitonin (PCT)], and T cell subsets (CD3+, CD4+, and CD8+ T cell percentages) were collected. A healthy control group was also included to compare their TLR9 levels with those of SAP patients. The correlation between the intestinal mucosal barrier function and the expression levels of TLR9 and T cell subsets in SAP patients was analyzed.

RESULTS

According to DNA analysis of peripheral blood bacteria, the positive rate of bacteria in the 52 patients was 82.69%, including 87 DNA bands and 17 bacteria. Escherichia coli and Bacillus coagulans accounted for the highest proportions (38.89% and 33.33%, respectively). The measurement of WBCs, CRP, and PCT in patients showed that WBC and CRP decreased with time, while PCT increased on the 1st to 3rd days, and decreased on the 7th day (P < 0.05). Serum TLR9 level was higher in SAP patients than in the healthy group, and it rose within 2-3 d after treatment, and decreased after 3 d. Endotoxin, L/M value, and D-lactic acid can well reflect the damage of the intestinal mucosa of patients. The degree of barrier damage after 3 d was lower than the measured value at 2 d. TLR9 was positively correlated with endotoxin (r = 0.792), L/M value (r = 0.668), and D-lactic acid (r = 0.535, P < 0.05). In SAP patients, the expression levels of T cell subgroups were different. The levels of CD3+ and CD4+ T cells showed an upward trend over time. CD8+ T cells declined slightly on the 2nd to 3rd days, and rose slightly after 3 d, showing a downward trend overall. There was a correlation between endotoxin and CD3+ (r = 0.680), CD4+ (r = 0.612), and CD8+ T cells (r = 0.595). The L/M value was significantly correlated with CD3+ (r = 0.680, r = 0.585), CD4+ (r = 0.570), and CD8+ T cells (r = 0.534). D-lactic acid was also significantly correlated with CD3+ (r = 0.515), CD4+ (r = 0.586), and CD8+ T cells (r = 0.510).

CONCLUSION

Serum level of TLR9 of SAP patients can reflect the changes in their conditions. The increase in serum TLR9 level indicates the degree of damage to the intestinal mucosal barrier of the patients, and there is a positive correlation between them, suggesting that serum level of TLR9 can be used as a indicator for clinical judgment of the injury of the intestinal mucosal barrier in SAP patients. The correlation between mucosal injury and T cell subsets is significant, which indicates that the suppression of T cell subsets is a protective immune index for SAP patients.

Key Words: Severe acute pancreatitis; Intestinal mucosal barrier; Toll-like receptor; T cell subsets; Correlation; Mucosal damage


0 引言

急性重症胰腺炎(severe acute pancreatitis, SAP) 是胰液对胰腺及其周围组织自身消化而引发的胰腺炎性损伤性疾病. SAP发病率快且进展速度惊人, 病情较为凶险[1,2], 若治疗不当易引发脏器衰竭甚至致死, 另因其治疗时间长及治疗成本过高, 给多数患者家庭及社会造成严重负担[3,4]. 目前对SAP的具体发生机制尚未完全清晰, 帮助临床医师从多方面认识SAP发生机制及提高对SAP的诊断效果也是当前学者研究的重点. SAP患者病发时体内的炎症因子会导致肠黏膜屏障受损, 严重则引起肠源性感染, 导致全身性炎症及多个器官功能受损. 而在此过程中, SAP患者的T细胞与肠黏膜功能障碍也存在相关性, 为TLR9能够介导SAP的发生与进展, 对其肠黏膜受损有一定的影响, 但目前此类研究较少. 因此, 笔者将52例SAP患者作为研究对象, 旨在探究TLR9及T细胞亚群与SAP患者肠黏膜功能障碍的相关性, 提高对于该疾病的相关诊断和认知, 为患者及临床提供更加科学的客观依据, 现将研究成果报告如下.

1 材料和方法
1.1 材料

前瞻性的选取2018-01/2020-01在我院诊断为SAP的52名患者作为研究对象. 其中男性29例, 女性23例, 年龄25-71岁, 平均年龄46.3岁±10.5岁. 纳入标准: (1)患者均符合2015年《重症急性胰腺炎的诊断标准》[5]; (2)发病至入院24 h之内; (3)无恶性肿瘤及传染性疾病等; (4)无孕妇及哺乳期妇女; (5)近期未使用影响本文检测的药物; (6)临床资料齐全; (7)家属及患者均知情且同意. 选择同期来我院健康体检的31例志愿者为健康组, 男19例, 女12例, 年龄29-75岁, 平均42.6岁±9.8岁.

1.2 方法

1.2.1 血清TLR9检测: 分别在患者入院第1、2、3、7天使用促凝管抽取3 mL静脉血, 将其放置温室内静置1-2 h, 在4 ℃下3000 r/min离心15 min, 而后放置零下80 ℃冷冻保存. 采用酶联免疫吸附测试法测定TLR9水平, 试剂盒产自武汉贝茵莱公司, 操作过程按照说明书严格执行.

1.2.2 肠黏膜损伤参数检测: (1)外周血细菌DNA片段: 患者入院后抽取外周血, 制取血液样本冻存, 取血样本invitrogen Trizol试剂盒(AMEKO, 中国)说明书提取总RNA, 以基因高变区通用引物上qPCR反应体系, 条件: 94 ℃预变性、94 ℃变性, 62 ℃退火, 68 ℃延伸, 12个循环; 94 ℃变性, 56 ℃退火, 68 ℃延伸, 28个循环; (2)内毒素检测: 抽取患者外周血1 mL, 通过2000 r/min的离心10 min, 取上清液放置无热源冷凝管, 按1:10的比例加入100 μg肝素无热源热水稀释, 对显色底物进行鉴定, 各孔吸光度405, 在90 min内每隔30 s进行一次测试, 绘制标准曲线, 得出样本的相应内毒素浓度值; (3)乳果糖与甘露醇之比(L/M)检测: 使用离子色谱法检测L/M值, 将25 μL待检测液体注入高压液相离子色谱仪, 对色谱图形结果进行分析处理, 得出L/M参数值; (4)D-乳酸检测: 使用氢氧化钾及高锰酸钾对患者的血清样本进行中和反应, 对不含蛋白质的血浆使用酶促分光光度测试; (5)CRP及PCT检测: 抽取患者静脉血5 mL, 常温下自然凝固两小时后, 13.5 cm离心半径, 2000 r/min离心十五分钟, 取上层血清, 放置在-80 ℃的冰箱保存, 另外使用乙二胺四乙酸真空采集患者外周静脉血2 mL, 参照上述过程备用于检测WBC. CRP通过散射比浊法检测, 选用购自贝克曼库尔特公司的全自动特定蛋白分析仪器及配套试剂(CRM470); PCT通过免疫荧光法检测, 选用购自法国生物梅里埃公司的全自动酶联荧光分析仪器及配套的试剂(BCR4700); WBC采用计数检测, 选用购自Sysmex公司的血细胞分析仪器及配套试剂(产品编号: DWX-50107, DWX-50111, DWX-50112, DWX-50114).

1.2.3 T细胞亚群检测: 采用流式细胞术在患者入院第1、2、3、7天测定其体内T细胞亚群, 分析CD3+、CD4+、CD8+水平的变化.

统计学处理 使用SPSS 22.0统计学软件进行分析处理, 计量资料通过mean±SD表示, 进行t检验; 采用Pearson相关性分析TLR9水平及T细胞亚群分别与SAP患者肠黏膜损伤的关系, 以P<0.05存在差异且具有统计学意义.

2 结果
2.1 SAP外周血细菌DNA分析

52例SAP患者中细菌DNA阳性43例, 阳性率82.69% (43/52), 其中34例可见1-2条DNA条带, 9例可见2-4条DNA条带, 共87条DNA条带, 17种细菌, 大肠杆菌(28条, 38.89%)、凝结芽孢杆菌(24条, 33.33%)、恶臭假单胞菌(10条, 13.89%)、铜绿假单胞菌(7条, 9.72%)、肺炎克雷伯菌(3条, 4.17%)、肺炎链球菌(3条, 4.17%)、金黄色葡萄球菌(2条, 2.78%)及其他.

2.2 患者不同时点炎症指标比较

测量SAP患者WBC、CRP、PCT结果显示, WBC、CRP有随时间增加而下降的趋势, 且在第3-7天较为明显, PCT在1-3天上升, 在第7天下降, 组间差异均具有统计学意义(P<0.05), 详见表1.

表1 患者不同时点炎症指标比较结果(n = 52).
参数第1天第2天第3天第7天F时点P时点
WBC17.45±3.0917.24±3.0116.79±2.7814.88±1.6949.0000.000
CRP100.23±6.0980.27±5.3879.08±5.1758.28±7.413178.7830.000
PCT4.09±1.214.96±1.575.21±1.093.94±0.796.1820.016
2.3 两组患者不同时点血清LIR9水平比较

血清TLR9检测结果显示, SAP组在第1、2、3、7天的指标均高于健康组, 且两组在第2-3天指标明显上升, 3-7 d间指标下降, 两组指标总体降低, 组间差异均具有统计学意义(P<0.05). 详见表2.

表2 两组患者不同时点血清TLR9水平结果.
组别n第1天第2天第3天第7天
SAP组5220.01±1.1224.74±1.3919.15±1.0019.01±1.25
健康组3111.50±1.0411.67±1.1310.67±0.5110.23±0.89
t34.37444.31543.86134.238
P0.0000.0000.0000.000
2.4 SAP患者不同时点肠黏膜损伤参数比较

测量SAP患者肠黏膜受损各指标结果显示, 内毒素、L/M值与D-乳酸指标均在第2天上升, 在第3、4天有所下降, 第2天时均较第1天测量时低, 差异具有统计学意义(P<0.05). 详见表3.

表3 急性重症胰腺炎患者不同时点肠黏膜损伤参数结果(n = 52).
参数指标第1天第2天第3天第7天
内毒素0.46±0.090.47±0.030.44±0.080.41±0.12
L/M0.47±0.110.48±0.160.47±0.100.43±0.74
D-乳酸4.17±0.614.18±0.824.06±0.774.02±0.84
F1819.5491021.3321109.188531.663
P0.0000.0000.0000.000
2.5 SAP患者T细胞亚群不同时点检测结果比较

测量SAP患者CD3+、CD4+、CD8+百分比结果显示, CD3+、CD4+随着时间的增加而呈现上升趋势, CD8+在第2-3天有所下降, 在第3-4天有所上升, 组间差异具统计学意义(P<0.05). 详见表4.

表4 患者T细胞亚群不同时点检测结果(n = 52).
参数n第1天第2天第3天第7天
CD3+5260.41±12.3362.74±10.2468.39±8.7770.21±9.37
CD4+5242.74±7.6944.18±6.0846.34±8.1149.66±8.35
CD8+5227.09±6.4625.77±5.1326.53±5.4928.31±5.71
F171.421317.024395.795360.172
P0.0000.0000.0000.000
2.6 SAP患者肠黏膜损伤与LIR9相关性分析

Person相关性结果显示, TLR9水平与患者内毒素、L/M值及D-乳酸水平均呈现显著正相关, 差异具有统计学上的意义(P<0.05). 详见表5.

表5 急性重症胰腺炎患者肠黏膜损伤参数与LIR9相关性结果(n = 52).
TLR9内毒素L/M值D-乳酸
TLR9Pearson 相关性1.0000.79210.66810.5351
显著性(双尾)0.0000.0000.000
内毒素Pearson相关性0.79211.0000.63210.6061
显著性(双尾)0.0000.0000.000
L/M值Pearson相关性0.66810.63211.0000.4271
显著性(双尾)0.0000.0000.002
D-乳酸Pearson相关性0.53510.60610.42711.000
显著性(双尾)0.0000.0000.002
2.7 SAP患者肠黏膜损伤与T细胞亚群相关性分析

采用Person相关性结果表明, 肠黏膜损伤(内毒素、L/M值、D-乳酸)与T细胞亚群(CD3+、CD4+、CD8+百分比)相关性显著, 组间差异具统计学意义(P<0.05). 详见表6.

表6 急性重症胰腺炎患者肠黏膜损伤与T细胞亚群相关性结果(n = 52).
内毒素L/M值D-乳酸CD3+CD4+CD8+
内毒素Pearson相关性10.63210.60610.68010.61210.5951
显著性(双尾)0.0000.0000.0000.0000.000
L/M值Pearson相关性0.632110.42710.58510.57010.5341
显著性(双尾)0.0000.0020.0000.0000.000
D-乳酸Pearson相关性0.60610.427110.51510.58610.5101
显著性(双尾)0.0000.0020.0000.0000.000
CD3+Pearson相关性0.68010.58510.515110.59610.5771
显著性(双尾)0.0000.0000.0000.0000.000
CD4+Pearson相关性0.61210.57010.58610.596110.4841
显著性(双尾)0.0000.0000.0000.0000.000
CD8+Pearson相关性0.59510.53410.51010.57710.48411
显著性(双尾)0.0000.0000.0000.0000.000
3 讨论

SAP容易引发身体多器官损伤, 是消化系统中较为严重的疾病, 其表现为病情较严重、发病较急、进程较快、并发症较多且病死率高[6-8]. 要提高临床治疗效果, 在于尽早诊断并及时对症处理, 因此, 寻找合适的评估指标对于早期预测SAP患者的病情具有重要的临床价值[9]. SAP患者在早期就会出现肠黏膜屏障受损的症状, 通过肠黏膜屏障受损程度可平局SAP病情. 目前可用于评价其屏障功能的参数指标包括内毒素、L/M值及D-乳酸等, 当患者肠黏膜损伤之后, 肠道内细菌会使其指标水平升高, 故可以作为反映其损失程度的参考指标[10]. T细胞作为肠道的免疫细胞, 已有多个研究表明[11,12], T细胞对于维护肠黏膜内稳定有着重要作用, 且T细胞指标水平对于SAP患者的恢复有所帮助.

本研究结果显示, TLR9与肠黏膜损伤多个指标呈现正相关性, 提示血清TLR9可能作为肠道屏障损害和感染的重要指标, 故今后临床中可以将此指标作为判断其病情的依据. 严苹等[13]在对急性胰腺炎患者血清中的TLR9等水平变化及意义的研究中表示, SAP患者在入院48 h时TLR9水平达到峰值, 在72 h下降, 其认为TLR9是一种促炎性细胞介质, 与SAP的肠黏膜屏障受损有关, 提示血清TLR9的表达水平与SAP严重程度相关; 另其研究表明TLR9水平与肠黏膜受损指标中的D-乳酸呈正相关, 表示其可以作为SAP患者肠黏膜损伤的参考指标, 与本文研究结果一致. 肠黏膜受损是SAP的重要因素, 因此减轻其损伤程度对于临床治疗次此疾病十分重要.

本研究中, CD3+、CD4+、CD8+指标与肠黏膜损伤的指标都显著相关, 这可能是因为T细胞激活中需要CD4+分子直接参与, 而CD8+分子与SAP患者疾病的病情程度、病情及预后都有着密切的关系, 当其细胞百分比增大时, 反应机体免疫功能上升, 本研究结果说明SAP患者存在细胞免疫功能障碍, 容易增加患者全身感染的机会. 通过观察T细胞中的这几项免疫指标能够很好地观察其损伤程度, 在今后对于SAP患者的肠黏膜屏障受损时, 调节T细胞能够一定程度上抑制免疫系统的活性, 对于早期治疗SAP患者的免疫功能具有调节作用, 对患者全身的抗炎有很好的效果, 进一步还能够减少细菌感染的风险. 徐娟等[14]在对SAP患者的治疗效果及对免疫功能研究中表明, 细胞免疫主要是依靠T淋巴细胞发挥其免疫功能, 而CD3+、CD4+、CD8+指标能够很好反应SAP患者的免疫功能, 通过营养治疗SAP能够增强患者机体免疫能力. 杜姗等[15]研究肠内营养治疗SAP患者的治疗结果中显示, 营养支持是目前治疗SAP患者最重要的方式, 对患者摄入充足的营养, 可以避免其体内环境的恶化, 最大程度上满足患者的机体需求, 其研究成果与本文一致.

4 结论

综上所述, SAP患者通过检测血清TLR9水平能反映其病况, 与肠黏膜屏障受损程度存在正相关, T细胞亚群是反映SAP患者的免疫功能指标, 与肠黏膜屏障受损程度显著相关, 在日后临床治疗时, 可以通过观察一系列指标更好了解患者病情, 为其预后良好提供科学参考.

文章亮点
实验背景

既往研究在动物模型、临床资料中均发现免疫系统的改变与急性重症胰腺炎(severe acute pancreatitis, SAP)病情密切相关, 且认为免疫功能与肠道屏障功能障碍之间存在一定的关联性, 而TLR9激活固有免疫应答和适应性免疫应答, 与自身免疫性疾病相关, 则TLR9可能与SAP肠道屏障功能障碍存在相关.

实验动机

目前已有研究对Thl/Th2比、免疫球蛋白等水平与SAP患者肠黏膜屏障功能之间的关系加以研究, 本研究则从TLR9水平出发, 以期为全面理解SAP发生、进展的发生机制.

实验目标

探究TLR9及免疫功能指标对SAP患者肠黏膜屏障功能障碍的影响.

实验方法

前瞻性的选取符合入选标准SAP患者, 动态分析患者入院不同时点的肠黏膜屏障功能参数及免疫功能指标、TLR9水平, 并采用Pearson分析TLR9水平及免疫功能指标与肠黏膜屏障功能参数之间的关系.

实验结果

TLR9及免疫功能指标与SAP患者肠黏膜屏障受损程度显著相关, 且肠黏膜屏障障碍可能是多种细胞因子共同作用下所导致的.

实验结论

结合前人经验, SAP患者肠黏膜屏障受损是在多种T细胞亚群下共同下所导致的结果, SAP患者免疫失衡可能与TLR9表达异常而影响抗自身DNA抗体、病理性免疫球蛋白及促炎性因子的产生, 这提示, 临床对于TLR9表达异常的患者, 可能通过干扰其信号通路使患者获益, 但这需要通过后续工作者严谨、可靠的动物模型及临床研究.

展望前景

SAP患者病情变化快是临床治疗的难点, 从多方面探讨其发病机制有利于临床医师更快的把握病情并及早做好预防措施, 除肠黏膜屏障外, 腹腔高压、全身炎症等都是临床研究的重点, 则TLR9是否参与了这些过程, 是今后的研究方向之一.

学科分类: 胃肠病学和肝病学

手稿来源地: 浙江省

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科学编辑:张晗 制作编辑:刘继红

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