中华急诊医学杂志  2021, Vol. 30 Issue (5): 537-541   DOI: 10.3760/cma.j.issn.1671-0282.2021.05.005
严重多发伤后免疫紊乱与急性胃肠功能损伤间的关系
张聪1 , 邓海1 , 李镇文1 , 陈登1 , 吴涵1 , 唐良晟1 , 常特定1 , 杨净植1 , 罗家柳1 , 唐庭轩2 , 董黎明1 , 桂培根3 , 唐朝晖1     
1. 华中科技大学同济医学院附属同济医院创伤外科,武汉 430030;
2. 武汉科技大学医学院临床医学1901级 430081;
3. 南华大学附属第一医院急诊科,衡阳 421001
摘要: 目的 探讨严重多发伤患者伤后免疫紊乱与急性胃肠功能损伤(acute gastrointestinal injury, AGI)间的关系。方法 纳入同济医院创伤外科2018年4月至2019年10月收治的严重多发伤患者205例,选取23例健康志愿者作为对照组。依据AGI诊断标准将患者分为AGI组与不伴AGI组(N-AGI组);AGI组根据严重程度又分为轻度AGI组(L-AGI组)与重度AGI组(S-AGI组)。收集患者临床资料,于伤后1、7、14 d采集患者外周血,检测淋巴细胞亚群比率及炎症因子水平。采用t检验或χ2检验比较各指标的组间差异,logistic回归分析AGI发生的免疫相关危险因素。结果 79.5%的严重多发伤患者伴发AGI(163/205例)。与N-AGI组患者相比,AGI组在伤后1 d总T淋巴细胞(Tc)、辅助性T淋巴细胞(Th)比率;7 d的白细胞介素-6(IL-6)、肿瘤坏死因子-α(TNF-α)、白细胞介素-8(IL-8)及白细胞介素-10(IL-10)水平,抑制性T淋巴细胞(Ts)、Th/Ts与调节性T淋巴细胞(Treg)比率;14 d的IL-8与IL-10水平,Ts、Th/Ts及Treg比率方面均差异有统计学意义(P < 0.05)。与L-AGI组患者相比,S-AGI组在伤后1 d的Tc、Th比率,IL-6与TNF-α水平;7 d和14 d的Ts、Th/Ts与Treg比率,IL-8与IL-10水平方面均差异有统计学意义(P < 0.05)。Logistic回归分析显示:Ts7 dOR=2.018,95%CI:1.105~5.364,P=0.013)、Treg 14 dOR=3.612,95%CI:1.375~8.476,P=0.006)、IL-67 dOR=1.824,95%CI:1.011 ~5.835,P=0.024)、IL-1014 dOR=2.847,95%CI:1.241~6.216,P=0.014)、TNF-α7 dOR=1.754,95%CI:1.215~5.441,P=0.018)是严重多发伤后伴发AGI的高危因素。结论 严重多发伤后机体免疫紊乱易诱发AGI,且伴发AGI将导致伤后免疫紊乱的持续加重。
关键词: 严重多发伤    免疫紊乱    急性胃肠损伤    
The relationship between immune disorder and acute gastrointestinal injury in patients after severe polytrauma
Zhang Cong1 , Deng Hai1 , Li Zhenwen1 , Chen Deng1 , Wu Han1 , Tang Liangsheng1 , Chang Teding1 , Yang Jingzhi1 , Luo Jialiu1 , Tang Tingxuan2 , Dong Liming1 , Gui Peigen3 , Tang Zhaohui1     
1. Department of Traumatic Surgery, Tongji Hospital, Tongji Medical College, Huazhong University of Science and Technology, Wuhan 430030, China;
2. Clinical Medicine 1901, School of Medicine, Wuhan University of Science and Technology, Wuhan 430081, China;
3. Department of Emergency, the First Affiliated Hospital of University of South China, Hengyang 421001, China
Abstract: Objective To retrospectively assess the relationship between immune disorder and acute gastrointestinal injury (AGI) in patients after severe polytrauma. Methods Totally 205 patients with severe polytrauma admitted to Tongji Hospital from April 2018 to October 2019 were enrolled as the observation group, and 23 healthy volunteers were served as the control group. According to the diagnostic criteria of AGI, all patients were divided into the AGI group (with AGI) or N-AGI group (without AGI), AGI patients were divided into the S-AGI group or L-AGI group according to the severity. The levels of cytokines and lymphocyte subset were evaluated at day 1, 7, and 14 after severe polytrauma. The differences between groups were statistically analyzed. The independent risk factors of AGI were analyzed by Logistic regression analyzed. Results Totally 79.5% (163/205) of patients with severe polytrauma were accompanied by AGI. There were significant differences in the ratio of Tc, Th at day 1 after trauma, the levels of IL-6, TNF-α, IL-8, IL-10, the ratio of Ts, Th/Ts, Treg at day 7 after trauma, and the levels of IL-8, IL-10, the ratio of Ts, Th/Ts, Treg at day 14 after trauma between the AGI group and N-AGI group (P < 0.05). There were significant differences in the ratio of Tc, Th, the levels of IL-6, TNF-α at day 1 after trauma and the ratio of Ts, Th/Ts, Treg, the levels of IL-8, IL-10 at day 7 and 14 after trauma between the S-AGI group and L-AGI group (P < 0.05). Logistic regression analysis showed that Ts7 d (OR=2.018, 95%CI: 1.105-5.364, P=0.013), Treg14 d (OR=3.612, 95%CI: 1.375-8.476, P=0.006), IL-67 d (OR=1.824, 95%CI: 1.011-5.835, P=0.024), IL-1014 d (OR=2.847, 95%CI: 1.241-6.216, P=0.014), TNF-α7 d (OR=1.754, 95%CI: 1.215-5.441, P=0.018) were independent risk factors in patients with AGI after severe polytrauma. Conclusions AGI is more easily occurred in patients with the heavier immune disorders after severe polytrauma. AGI can also aggravate pre-existing immune disorders in patients after severe polytrauma.
Key words: Severe polytrauma    Immune disorder    Acute gastrointestinal injury    

严重多发伤涉及机体多个系统,患者常病情危重,易导致免疫紊乱和感染发生[1]。笔者前期研究表明,65.3%的以多发伤患者伤后伴发不同程度的急性胃肠功能损伤(acute gastrointestinal injury, AGI)[2]。胃肠系统是机体重要的免疫器官和最大的储菌库。伤后的免疫紊乱使机体易感性增加,AGI触发的肠道菌群移位,可加速诱发感染;感染导致的过度炎症反应将进一步加重AGI,它们交互影响,导致患者预后不良[3-5]。目前关于严重多发伤后免疫紊乱与AGI发生间的关系尚未阐明,基于此。本研究回顾性分析205例严重多发伤患者伤后免疫紊乱与AGI的发生状况,初步分析两者间的联系。

1 资料与方法 1.1 一般资料

回顾性纳入2018年4月至2019年10月间同济医院创伤外科收治的严重多发伤患者205例。其中男性138例,女性67例;年龄18~60岁,(41.62±13.26)岁。纳入者符合严重多发伤诊断,ISS评分≥16分且伤后24 h内入院。排除标准:伴发腹部损伤(包括症状、体征或辅助检查检验提示腹部损伤疑似者),患者本人或家属代述患者既往有胃肠道、肝肾疾病史,恶性肿瘤病史,代谢性或免疫性病史,使用激素或免疫制剂,AGI诊断不明确或临床资料不完善者。严重多发伤的定义及AGI的诊断依据相关指南或专家共识[6],ISS评分采用AIS-85版本计算。

依据2012年欧洲危重病协会发布的急性胃肠损伤(AGI)诊断及分级标准[6],其中分为:(1) AGI-Ⅰ级:有发生胃肠功能不全或衰竭的风险。(2) AGI-Ⅱ级:胃肠功能不全,腹内压12~15 mmHg(1 mmHg=0.133 kPa)。(3) AGI-Ⅲ级:胃肠功能衰竭,腹内压16~20 mmHg。(4) AGI-Ⅳ级:胃肠功能衰竭并严重影响其他脏器的功能,伴有多脏器功能不全。

患者分组:伴发AGI创伤患者为AGI组;不伴AGI创伤患者为N-AGI组;AGI组中,伴发AGI-Ⅲ与Ⅳ级创伤患者为重度AGI组(S-AGI组);伴发AGI-Ⅰ与Ⅱ级创伤患者为轻度AGI组(L-AGI组)。另外选取23例健康志愿者作为对照组,对照组无基础疾病,既往未使用激素或免疫制剂。

本研究经过医院医学伦理委员会审批(TJIRB20180127),治疗及检测均获得患者或家属的知情同意。

1.2 主要试剂和仪器

抗人CD3、CD4、CD8、CD56、CD25、CD127、CD1、HLA-DR单抗(BD公司,美国),三激光八色流式细胞仪(FACSCantoTM II,BD公司,美国)。人白细胞介素(IL)-1、IL-6、IL-8、肿瘤坏死因子-α(TNF-α)、IL-10检测试剂盒(SIEMENS公司,英国),IMMULITER 1000全自动免疫分析仪(SIEMENS公司,美国)。

1.3 临床资料与标本收集

记录患者伤后住院期间病情及治疗相关病史资料。于伤后1、7、14 d清晨采集患者外周血15 mL,肝素钠抗凝备用。对照组于清晨空腹采外周血1次,15 mL肝素钠抗凝备用。

1.4 淋巴细胞亚群及细胞因子水平检测

流式细胞术检测外周血淋巴细胞亚群比率;全自动免疫分析仪检测外周血细胞因子水平。具体检测操作及数据分析方法参照笔者的前期研究文献及相关操作手册[5, 7-8]

1.5 腹腔压力检测

膀胱内压测定法评定患者腹腔内压,具体方法参见文献[6]。

1.6 统计学方法

符合正态分布的计量资料以均数±标准差(Mean±SD)表示,两组间比较采用t检验;计数资料以例数表示,比较采用χ2检验。采用logistic回归分析影响AGI的危险因素。以P < 0.05为差异有统计学意义。统计学分析及图表绘制使用SPSS 17.0或GraphPad Prism 6.0软件完成。

2 结果 2.1 创伤患者一般情况

本研究共纳入非腹部严重多发伤患者205例。住院期间有79.5%的严重多发伤患者伴发AGI(163/205,其中AGI-Ⅰ级68例,AGI-Ⅱ级47例,AGI-Ⅲ级41例,AGI-Ⅳ级7例),N-AGI组42例。AGI组、N-AGI组与对照组性别、年龄、体质量指数的比较,以及AGI组与N-AGI组的ISS评分比较差异均无统计学意义(P > 0.05);L-AGI组与S-AGI组在性别、年龄、体质量指数、ISS评分方面,差异均无统计学意义(P > 0.05),具有可比性。见表 1

表 1 各组一般资料对比(Mean±SD) Table 1 Comparison of general data of different groups (Mean±SD)
组别 例数 年龄(岁) 性别(男/女) 体质量指数(kg/m2 ISS(分)
AGI组 163 41.38±11.36 110/53 24.41±1.54 37.71±14.62
N-AGI组 42 42.43±11.74 28/14 24.24±1.25 32.92±16.67
对照组 23 41.71±12.52 17/6 23.91±1.04 -
χ²/F   0.14 0.42 1.30 1.84
P   0.87 0.80 0.28 0.07
           
组别 例数 年龄(岁) 性别(男/女) 体质量指数(kg/m2 ISS(分)
L-AGI组 115 41.04±11.27 74/41 24.37±1.21 35.41±15.58
S-AGI组 48 42.37±10.34 36/12 24.62±1.17 40.21±14.67
χ²/t   0.70 1.75 1.21 1.82
P   0.48 0.18 0.23 0.07
2.2 AGI与N-AGI组创伤患者外周血淋巴细胞亚群变化

AGI组及N-AGI组伤后1 d,总T淋巴细胞(Tc)细胞与辅助性T淋巴细胞(Th)比率较对照组显著下降,AGI组下降更为明显,AGI组Tc细胞与Th细胞比率较N-AGI组差异有统计学意义(P < 0.05)。伤后7 d,AGI组及N-AGI组Treg细胞比率较对照组显著升高(P < 0.05),且AGI组上升更为明显,与N-AGI组相比差异有统计学意义(P < 0.05);AGI组Ts细胞比率升高,Th/Ts比值下降,与N-AGI组相比差异有统计学意义(P < 0.05)。伤后14 d,AGI组的Tc细胞与Th细胞比率、Th/Ts比值均显著低于N-AGI组(P < 0.05),Ts细胞及Treg细胞比率显著高于N-AGI组(P < 0.05)。见表 2

表 2 AGI与N-AGI组创伤患者伤后淋巴细胞亚群及细胞因子变化(Mean±SD) Table 2 Changes of lymphocyte subsets and cytokines in the AGI and N-AGI groups (Mean±SD)
指标 对照组(n=23) 伤后1 d   伤后7 d   伤后14 d
AGI组(n=163) N-AGI组(n=42)   AGI组(n=163) N-AGI组(n=42)   AGI组(n=163) N-AGI组(n=42)
Tc(%) 63.58±8.31 47.52±8.24ab 61.24±9.34a   47.36±8.24 58.78±9.28   48.71±8.13b 62.26±9.28
Th(%) 38.64±6.72 27.06±6.38ab 34.17±7.52a   26.86±7.11 30.09±6.81   26.83±6.91b 38.08±7.12
Ts(%) 22.31±6.36 22.78±7.34 22.32±8.25   39.42±6.22ab 23.09±5.07   35.63±6.23ab 21.62±5.35
CTL(%) 13.21±4.15 15.36±4.23 14.78±4.21   18.14±4.06 19.36±4.37   21.22±4.27 21.87±4.41
Th/Ts 1.86±0.48 1.32±0.38 1.52±0.37   0.72±0.46ab 1.46±0.35   0.85±0.32ab 1.81±0.43
Treg(%) 2.80±1.05 2.85±1.12 2.79±1.09   5.21±1.01ab 3.03±1.14a   7.04±1.10ab 4.11±1.06a
IL-1β(pg/mL) 1.95±0.48 3.26±0.51 3.01±0.46   4.96±0.18 5.28±0.16   1.78±0.12 1.59±0.29
IL-6(pg/mL) 5.15±2.02 200.36±35.14a 191.38±40.25a   75.34±21.54ab 7.86±2.13   52.14±12.84b 6.57±2.14
IL-8(pg/mL) 32.41±9.16 172.35±13.20a 131.15±17.21a   390.03±18.52b 198.21±14.78   136.13±11.25b 31.36±9.24
IL-10(pg/mL) 7.12±2.06 30.28±11.26a 21.75±5.82a   148.58±35.62b 36.36±15.35   90.74±24.58b 13.63±11.32
TNF-α(pg/mL) 6.08±0.79 150.34±36.28a 123.34±36.58a   55.74±16.28ab 8.24±3.64   48.36±17.19b 7.14±3.56
注: 与对照组相比,aP < 0.05;与N-AGI组相比,bP < 0.05;Tc为总T淋巴细胞,Th为辅助性T淋巴细胞,Ts为抑制性T淋巴细胞,CTL为细胞毒性T淋巴细胞,Th/Ts为辅助性T淋巴细胞/抑制性T淋巴细胞,Treg为调节性T淋巴细胞,IL为白细胞介素,TNF-α为肿瘤坏死因子-α
2.3 AGI与N-AGI组创伤患者外周血细胞因子水平变化

AGI组及N-AGI组患者伤后1 d的IL-6、IL-8、IL-10、TNF-α水平均较正常对照组显著升高(P < 0.05)。N-AGI组在伤后7 d的IL-6、TNF-α水平基本恢复到对照组水平(P > 0.05),但AGI组患者伤后7 d的IL-6、TNF-α水平仍显著高于N-AGI组及对照组(P < 0.05);AGI组及N-AGI组患者IL-8与IL-10水平伤后持续上升,在伤后7 d达到高峰,AGI组IL-8、IL-10水平在伤后7、14 d显著高于N-AGI组(P < 0.05)。见表 2

2.4 伴发不同程度AGI的创伤患者外周血淋巴细胞亚群与细胞因子变化

伤后1 d,S-AGI组患者Tc细胞与Th细胞亚群比率与L-AGI组患者相比显著下降(P < 0.05);S-AGI组患者IL-6、TNF-α水平也显著高于L-AGI组(P < 0.05)。伤后7、14 d,S-AGI组Ts细胞与Treg细胞比率升高,Th/Ts的比值较L-AGI组显著下降(P < 0.05);S-AGI组IL-8、IL-10水平也显著高于L-AGI组(P < 0.05)。见表 3

表 3 伴发不同程度AGI患者伤后淋巴细胞亚群与细胞因子的变化(Mean±SD) Table 3 Levels of lymphocyte subsets and cytokines in patients with different AGI (Mean±SD)
指标 伤后1 d   伤后7 d   伤后14 d
L-AGI组(n=115) S-AGI组(n=48)   L-AGI组(n=115) S-AGI组(n=48)   L-AGI组(n=115) S-AGI组(n=48)
Tc(%) 51.47±8.21 45.98±8.14a   49.01±8.32 45.12±8.65   50.45±9.14 47.84±9.24
Th(%) 30.69±6.87 24.41±6.55a   26.91±7.65 23.45±7.02   27.49±7.54 24.74±7.22
Ts(%) 22.48±7.22 23.85±7.11   29.75±5.14 59.46±5.87a   27.12±5.04 49.24±5.12a
CTL(%) 15.15±4.21 15.59±4.24   17.97±4.12 18.98±4.15   20.75±4.25 21.89±4.21
Th/Ts 1.34±0.45 1.18±0.56   0.91±0.24 0.31±0.36a   1.10±0.41 0.45±0.31a
Treg(%) 2.70±1.14 3.15±1.12   4.15±1.18 7.64±1.06a   6.17±1.31 11.14±1.27a
IL-1β(pg/mL) 3.14±0.54 3.78±0.21   4.81±0.17 5.57±0.54   1.68±0.36 1.97±0.41
IL-6(pg/mL) 121.56±30.88 362.45±30.14a   74.21±20.18 85.25±20.18   47.23±17.21 59.36±17.58
IL-8(pg/mL) 167.14±14.65 221.38±18.39   298.25±18.27 617.35±20.47a   89.25±13.74 287.48±15.36a
IL-10(pg/mL) 29.36±11.24 35.22±11.25   89.69±35.14 291.32±35.69a   58.25±25.34 284.87±25.34a
TNF-α(pg/mL) 87.36±35.69 286.14±36.41a   54.24±17.21 65.48±17.56   46.36±17.99 60.36±17.58
注:与L-AGI组相比,aP < 0.05;Tc为总T淋巴细胞,Th为辅助性T淋巴细胞,Ts为抑制性T淋巴细胞,CTL为细胞毒性T淋巴细胞,Th/Ts为辅助性T淋巴细胞/抑制性T淋巴细胞, Treg为调节性T淋巴细胞,IL为白细胞介素,TNF-α为肿瘤坏死因子-α
2.5 严重多发伤后伴发AGI影响因素分析

以是否伴发AGI为因变量,对AGI组与N-AGI组创伤患者的各项免疫和炎症指标进行单因素分析后,以有统计学意义的因素为自变量进行二元Logistic回归分析,结果显示,Ts7 d、Treg14 d、IL-67 d、IL-1014 d、TNF-α7 d是严重多发伤后伴发急性胃肠功能损伤的危险因素。见表 4

表 4 Logistic回归分析AGI影响因子 Table 4 Logistic regression analysis of relative factors for AGI
因素 B S.E Wald P OR 95%CI
Tc1 d -0.206 0.171 1.452 0.021 0.814 0.621~0.964
Th1 d -0.320 0.287 1.243 0.028 0.726 0.413~ 0.941
Ts7 d 0.702 0.493 2.028 0.013 2.018 1.105~5.364
Th/Ts14 d -0.856 0.487 3.091 0.009 0.425 0.237~0.836
Treg14 d 1.284 0.657 3.818 0.006 3.612 1.375~8.476
IL-67 d 0.601 0.506 1.411 0.024 1.824 1.011 ~5.835
IL-1014 d 1.046 0.774 1.825 0.014 2.847 1.241~6.216
TNF-α7 d 0.562 0.418 1.806 0.018 1.754 1.215~5.441
注:Tc为总T淋巴细胞,Th为辅助性T淋巴细胞,Ts为抑制性T淋巴细胞,Th/Ts为辅助性T淋巴细胞/抑制性T淋巴细胞, Treg为调节性T淋巴细胞,IL为白细胞介素,TNF-α为肿瘤坏死因子-α
3 讨论

本研究结果提示,严重多发伤(ISS≥16)患者伤后AGI发生率高达79.5%(163/205),显著高于笔者前期研究发现的65.3%(281/430)[2]。本研究也再次证实严重多发伤诱发机体明显的免疫紊乱,主要表现为伤后Th1及Th2类炎症因子(如IL-6、IL-8、TNF-α、IL-10等)瀑布样释放,以及淋巴细胞大量凋亡导致的T细胞数量、淋巴细胞亚群比率的显著改变。这些结果与笔者先前研究结果一致[2-3, 5]。本研究结果还观察到严重多发伤患者AGI组伤后7 d的IL-6、IL-8及TNF-α显著高于N-AGI组患者;AGI组患者伤后1 d的Tc、Th细胞比率下降, 伤后7 d、14 d的Ts细胞比率上升、Th/Ts比值下降,与N-AGI组相比差异有统计学意义(P < 0.05)。这些结果表明严重多发伤后过度分泌的炎症因子以及局部细胞免疫功能改变与AGI的发生关系密切,伤后患者免疫紊乱越重,越容易伴发AGI。近期研究提示机体免疫紊乱可导致胃肠功能的多种损伤,例如促炎因子IL-6增多可激活胃肠道黏膜下神经元,造成胃肠蠕动及腺体分泌减弱[9];IL-8增高可趋化中性粒细胞在胃肠黏膜聚集,释放超氧化物自由基,降低黏膜血流量[10];TNF-α增高可抑制血栓调节素释放,造成胃肠黏膜内小血管形成微血栓[11]。胃肠黏膜内Th细胞耗竭,Th/Ts比值下降导致肠绒毛萎缩、肠上皮细胞空泡形成和凋亡,肠黏膜上皮完整性受损[12]。以上这些机制的共同作用导致伤后胃肠蠕动紊乱、消化腺分泌减少、消化吸收功能不良、胃肠微循环功能障碍、肠黏膜通透性增加等,进一步导致肠鸣音减弱、腹胀、腹腔高压;或肠鸣音亢进、腹痛、腹泻,以及应激性溃疡等一系列AGI的临床症状或体征。

通过比较严重多发伤伴不同程度AGI患者间的免疫状况差异,提示伴发重度AGI与伴发轻度AGI患者相比,其免疫紊乱更显著(P < 0.05),特别是伤后7 d及14 d,L-AGI组Treg比率升高,IL-10分泌增加(P < 0.05)。表明伴发的AGI程度越重,亦可加重创伤患者已存在的免疫紊乱,或使免疫紊乱持续时间更长。究其原因可能是伤后伴发AGI,黏膜Th细胞耗竭,Treg比率升高,抑炎因子IL-10分泌增多,诱发细胞免疫抑制加剧,减弱肠黏膜免疫屏障功能[13],再加上肠黏膜通透性增加,肠黏膜机械屏障功能受损,肠道细菌(内毒素)更易发生移位,肠源性感染概率增加[14]。感染导致的炎症将进一步促进AGI的持续加剧,AGI与失衡的免疫炎症反应互为反馈,形成恶性循环,加深及延展了严重多发创伤后的免疫内稳态的失衡。

此外,多因素Logistic回归分析显示,Ts7 d、Treg14 d、IL-67 d、IL-1014 d、TNF-α7 d是严重多发伤后伴发急性胃肠功能损伤的危险因素。提示可在伤后早期联合观察这些免疫及炎症指标,用于早期预测多发伤后AGI的发生风险,及早采取针对性的处理措施,改善此类患者的预后。

利益冲突  所有作者均声明不存在利益冲突

参考文献
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