本文作者發現一個新現象，感染瘧疾后，傷寒桿菌就容易定殖到腸道。通過現象找機理，發現感染瘧原蟲的小鼠胃酸分泌減少，胃pH上升，導致傷感桿菌順利通過胃到達腸道。并研究了可能得原因是降低了胃中編碼質子泵的基因mRNA的豐度。

摘要：

瘧疾寄生蟲感染會削弱對腸炎沙門氏菌的定植抗性。傷寒桿菌是腸桿菌科的一員，當結腸微生物群遭到破壞或結腸粘膜發炎時，該菌群的數量會增加。然而，我們在這里發現，小鼠感染瘧原蟲會削弱宿主對上消化道的控制，從而增強傷寒桿菌的定植。感染了瘧原蟲的小鼠胃pH值升高。在感染傷寒桿菌期間刺激胃酸分泌可恢復胃酸度和定植抵抗力，這表明寄生蟲誘導的低氯血癥會增加傷寒桿菌的胃存活率。此外，阻斷瘧原蟲誘導的TNF-α信號傳導足以防止胃pH值升高，并在同時感染期間增強傷寒桿菌的定植。總之，這些數據表明，通過抑制上消化道的抗菌防御系統（如胃酸），可增加糞便微生物群中兼性厭氧菌（如傷寒桿菌）的數量。

引言：

腸桿菌目是兼性厭氧細菌，健康成年人糞便微生物群中常見的少數物種。糞便微生物群中這一分類群的擴大是菌群失調的標志，這與抗生素破壞結腸微生物群有關，或與潰瘍性結腸炎，或結腸直腸癌患者的結腸炎癥有關。腸桿菌科的致病菌，如秋傷寒沙門氏菌、枸櫞酸桿菌或小腸結腸炎耶爾森菌，利用其毒力因子引發結腸炎，從而改變腸道環境，增加呼吸電子受體的可用性，促進病原體生長，加劇糞便的脫落。小鼠感染瘧原蟲會引發腸道炎癥和細菌菌群失調，其特點是糞便微生物群中共生腸桿菌增多。一氧化氮在腸腔內轉化為硝酸鹽，從而通過硝酸鹽呼吸作用促進共生腸桿菌的生長。

我們最近報告說，感染瘧原蟲會增加小鼠糞便微生物群中的鼠傷寒桿菌的豐度，這可能是瘧疾患者發生非傷寒桿菌（NTS）血清型（如鼠傷寒桿菌血清型）侵襲性血流感染風險增加的原因之一。小鼠感染瘧原蟲會引發炎癥細胞因子的表達以及巨噬細胞和T細胞在盲腸粘膜的炎癥浸潤，但瘧原蟲誘導的腸道炎癥是否會在合并感染過程中增加傷寒桿菌的糞便脫落仍是未知數。在這里，我們使用了一種合并感染模型來研究瘧疾增加沙門氏菌腸道定植易感性的潛在相互作用。

材料與方法：

小鼠和合并感染實驗模型：

感染實驗用的雌性C57BL/6J小鼠（6至8周）購自杰克遜實驗室。為了生成寄生瘧原蟲的血液，CD-1小鼠購自CharlesRiver實驗室。小鼠在特定的無病原體條件下飼養，8至11周齡時用于實驗。在大多數實驗中，每組至少使用五只小鼠，每組使用多籠小鼠（每籠二至五只），以限制籠子效應的可能性。所有動物實驗均已獲得加州大學戴維斯分校動物護理和使用委員會的批準。

瘧原蟲感染：

約氏瘧原蟲種群來自瘧疾研究和參考試劑資源庫，并通過CD-1小鼠進行維持和擴增。通過心臟穿刺采集感染寄生蟲的多只CD-1小鼠的血液，集中后與冷凍溶液以1:2的比例（v/v）混合，儲存在液氮中。模擬感染時，從未感染的CD-1小鼠身上采集血液，并以類似方法保存。

C57BL/6J小鼠在8至11周齡時感染約氏瘧原蟲。用0.9%的生理鹽水將寄生蟲血液稀釋至1×108個寄生蟲感染紅細胞/毫升。然后用0.1毫升稀釋的寄生蟲血液腹腔接種小鼠。模擬感染時，用等量生理鹽水稀釋未感染的對照組血液，然后給小鼠腹腔注射0.1毫升。寄生蟲感染情況通過體重下降、食物消耗、血細胞計數和血液中的寄生蟲負荷進行綜合跟蹤。貧血（循環血細胞計數減少）和寄生蟲負荷是通過剪尾收集的血液進行評估的。循環血細胞計數時，用磷酸鹽緩沖鹽水（PBS）以1:1000稀釋尾血，并用TC20自動細胞計數器評估細胞濃度。計數與同時收集和測量的模擬處理動物的平均計數進行歸一化。寄生蟲血癥是通過檢查Giemsa染色的稀薄血液涂片來確定的，以計數含有可檢測到的約氏瘧原蟲的紅細胞百分比。

沙門氏菌菌株：

本研究中所用沙門氏菌菌株的完整列表見表S1。除非另有說明，細菌通常生長在溶菌酶肉湯（LB）瓊脂或麥康凱瓊脂平板上，并在37攝氏度的LB溶液中進行有氧培養，同時酌情添加以下濃度的抗生素進行選擇：萘二酸（Nal），0.05毫克/毫升；甲苯西林（Carb），0.1毫克/毫升；卡那霉素（Kan），0.1毫克/毫升；氯霉素（Cm），0.03毫克/毫升。本研究中使用的大多數突變菌株的構建方法已在之前的工作中進行了描述。鼠傷寒桿菌invA spiB KanR方法與之前描述的鼠傷寒桿菌invA spiB CmR(FF183)的產生方法相同。傷寒桿菌（GTW58）是經熱激轉化FF183后FF183中產生的，并在含有羧苯西林和1mM異丙基-d-1-硫代半乳糖苷(IPTG)的LB中培養維持。

沙門氏菌感染和定植讀數：

將生長在選擇性瓊脂平板上的鼠傷寒沙門氏菌單菌落接種到添加了適當抗生素的LB中進行選擇，然后在37°C下振蕩（200rpm）培養14至18小時。將培養物離心（10分鐘，4000g，4°C）并用不含抗生素的無菌LB沖洗。將離心后的鼠傷寒桿菌重懸于LB中，并調整至適當的細菌密度，以備感染之用。對于單一菌株感染，用移液管吸頭將0.02毫升鼠傷寒桿菌口服接種到小鼠體內，接種密度約為5×1010菌落總數（CFU）/毫升。采用這種高劑量接種有助于限制各組小鼠定植的差異，并減少低劑量接種時可能出現的某些小鼠檢測不到沙門氏菌的情況，從而更準確地比較腸道負擔。在競爭性感染中，分別制備菌株，調整至1×1010CFU/ml，然后以1:1（v/v）的比例混合，并以0.1ml的量通過口腔灌胃接種。對接種液進行系列稀釋和培養以檢測CFU，從而確認濃度和輸入菌株比率的準確性，以便計算競爭性感染。鼠傷寒桿菌接種在早上6:00至12:00之間進行。小鼠在指定時間點或奄奄一息時安樂死。因健康問題提前安樂死的小鼠不在分析之列。

從安樂死小鼠腸道的相關部分收集腸內容物（約20至100毫克），放入1至2毫升的PBS中，渦旋勻漿。然后將樣本在PBS中進行連續稀釋，并將其培養在適當的選擇性瓊脂上以評估CFU量。如果挑戰后未發現傷寒桿菌，則將載量設定為用于統計比較的檢測限（100CFU/克腸內容物）。在持續4小時或更短時間的鼠傷寒桿菌挑戰中，如果小腸中能檢測到鼠傷寒桿菌，但在盲腸或結腸內容物中未檢測到CFU，表明在采集時接種體尚未到達大腸，則將小鼠排除在分析之外。在這種情況下，使用檢測限作為盲腸或結腸中的CFU量進行統計分析是不準確的。在競爭性感染中，腸道內容物被接種在培養基上選擇接種菌株（LB+納二氧酸）和單獨的突變菌株（LB+氯霉素）。野生型鼠傷寒沙門氏菌（IR715）負荷是通過從總數中減去突變體數來確定的，競爭指數計算為野生型：突變體負荷，并針對接種物的輸入率進行校正。