本文作者发现一个新现象，感染疟疾后，伤寒杆菌就容易定殖到肠道。通过现象找机理，发现感染疟原虫的小鼠胃酸分泌减少，胃pH上升，导致伤感杆菌顺利通过胃到达肠道。并研究了可能得原因是降低了胃中编码质子泵的基因mRNA的丰度。

摘要：

疟疾寄生虫感染会削弱对肠炎沙门氏菌的定植抗性。伤寒杆菌是肠杆菌科的一员，当结肠微生物群遭到破坏或结肠粘膜发炎时，该菌群的数量会增加。然而，我们在这里发现，小鼠感染疟原虫会削弱宿主对上消化道的控制，从而增强伤寒杆菌的定植。感染了疟原虫的小鼠胃pH值升高。在感染伤寒杆菌期间刺激胃酸分泌可恢复胃酸度和定植抵抗力，这表明寄生虫诱导的低氯血症会增加伤寒杆菌的胃存活率。此外，阻断疟原虫诱导的TNF-α信号传导足以防止胃pH值升高，并在同时感染期间增强伤寒杆菌的定植。总之，这些数据表明，通过抑制上消化道的抗菌防御系统（如胃酸），可增加粪便微生物群中兼性厌氧菌（如伤寒杆菌）的数量。

引言：

肠杆菌目是兼性厌氧细菌，健康成年人粪便微生物群中常见的少数物种。粪便微生物群中这一分类群的扩大是菌群失调的标志，这与抗生素破坏结肠微生物群有关，或与溃疡性结肠炎，或结肠直肠癌患者的结肠炎症有关。肠杆菌科的致病菌，如秋伤寒沙门氏菌、枸橼酸杆菌或小肠结肠炎耶尔森菌，利用其毒力因子引发结肠炎，从而改变肠道环境，增加呼吸电子受体的可用性，促进病原体生长，加剧粪便的脱落。小鼠感染疟原虫会引发肠道炎症和细菌菌群失调，其特点是粪便微生物群中共生肠杆菌增多。一氧化氮在肠腔内转化为硝酸盐，从而通过硝酸盐呼吸作用促进共生肠杆菌的生长。

我们最近报告说，感染疟原虫会增加小鼠粪便微生物群中的鼠伤寒杆菌的丰度，这可能是疟疾患者发生非伤寒杆菌（NTS）血清型（如鼠伤寒杆菌血清型）侵袭性血流感染风险增加的原因之一。小鼠感染疟原虫会引发炎症细胞因子的表达以及巨噬细胞和T细胞在盲肠粘膜的炎症浸润，但疟原虫诱导的肠道炎症是否会在合并感染过程中增加伤寒杆菌的粪便脱落仍是未知数。在这里，我们使用了一种合并感染模型来研究疟疾增加沙门氏菌肠道定植易感性的潜在相互作用。

材料与方法：

小鼠和合并感染实验模型：

感染实验用的雌性C57BL/6J小鼠（6至8周）购自杰克逊实验室。为了生成寄生疟原虫的血液，CD-1小鼠购自CharlesRiver实验室。小鼠在特定的无病原体条件下饲养，8至11周龄时用于实验。在大多数实验中，每组至少使用五只小鼠，每组使用多笼小鼠（每笼二至五只），以限制笼子效应的可能性。所有动物实验均已获得加州大学戴维斯分校动物护理和使用委员会的批准。

疟原虫感染：

约氏疟原虫种群来自疟疾研究和参考试剂资源库，并通过CD-1小鼠进行维持和扩增。通过心脏穿刺采集感染寄生虫的多只CD-1小鼠的血液，集中后与冷冻溶液以1:2的比例（v/v）混合，储存在液氮中。模拟感染时，从未感染的CD-1小鼠身上采集血液，并以类似方法保存。

C57BL/6J小鼠在8至11周龄时感染约氏疟原虫。用0.9%的生理盐水将寄生虫血液稀释至1×108个寄生虫感染红细胞/毫升。然后用0.1毫升稀释的寄生虫血液腹腔接种小鼠。模拟感染时，用等量生理盐水稀释未感染的对照组血液，然后给小鼠腹腔注射0.1毫升。寄生虫感染情况通过体重下降、食物消耗、血细胞计数和血液中的寄生虫负荷进行综合跟踪。贫血（循环血细胞计数减少）和寄生虫负荷是通过剪尾收集的血液进行评估的。循环血细胞计数时，用磷酸盐缓冲盐水（PBS）以1:1000稀释尾血，并用TC20自动细胞计数器评估细胞浓度。计数与同时收集和测量的模拟处理动物的平均计数进行归一化。寄生虫血症是通过检查Giemsa染色的稀薄血液涂片来确定的，以计数含有可检测到的约氏疟原虫的红细胞百分比。

沙门氏菌菌株：

本研究中所用沙门氏菌菌株的完整列表见表S1。除非另有说明，细菌通常生长在溶菌酶肉汤（LB）琼脂或麦康凯琼脂平板上，并在37摄氏度的LB溶液中进行有氧培养，同时酌情添加以下浓度的抗生素进行选择：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数突变菌株的构建方法已在之前的工作中进行了描述。鼠伤寒杆菌invA spiB KanR方法与之前描述的鼠伤寒杆菌invA spiB CmR(FF183)的产生方法相同。伤寒杆菌（GTW58）是经热激转化FF183后FF183中产生的，并在含有羧苯西林和1mM异丙基-d-1-硫代半乳糖苷(IPTG)的LB中培养维持。

沙门氏菌感染和定植读数：

将生长在选择性琼脂平板上的鼠伤寒沙门氏菌单菌落接种到添加了适当抗生素的LB中进行选择，然后在37°C下振荡（200rpm）培养14至18小时。将培养物离心（10分钟，4000g，4°C）并用不含抗生素的无菌LB冲洗。将离心后的鼠伤寒杆菌重悬于LB中，并调整至适当的细菌密度，以备感染之用。对于单一菌株感染，用移液管吸头将0.02毫升鼠伤寒杆菌口服接种到小鼠体内，接种密度约为5×1010菌落总数（CFU）/毫升。采用这种高剂量接种有助于限制各组小鼠定植的差异，并减少低剂量接种时可能出现的某些小鼠检测不到沙门氏菌的情况，从而更准确地比较肠道负担。在竞争性感染中，分别制备菌株，调整至1×1010CFU/ml，然后以1:1（v/v）的比例混合，并以0.1ml的量通过口腔灌胃接种。对接种液进行系列稀释和培养以检测CFU，从而确认浓度和输入菌株比率的准确性，以便计算竞争性感染。鼠伤寒杆菌接种在早上6:00至12:00之间进行。小鼠在指定时间点或奄奄一息时安乐死。因健康问题提前安乐死的小鼠不在分析之列。

从安乐死小鼠肠道的相关部分收集肠内容物（约20至100毫克），放入1至2毫升的PBS中，涡旋匀浆。然后将样本在PBS中进行连续稀释，并将其培养在适当的选择性琼脂上以评估CFU量。如果挑战后未发现伤寒杆菌，则将载量设定为用于统计比较的检测限（100CFU/克肠内容物）。在持续4小时或更短时间的鼠伤寒杆菌挑战中，如果小肠中能检测到鼠伤寒杆菌，但在盲肠或结肠内容物中未检测到CFU，表明在采集时接种体尚未到达大肠，则将小鼠排除在分析之外。在这种情况下，使用检测限作为盲肠或结肠中的CFU量进行统计分析是不准确的。在竞争性感染中，肠道内容物被接种在培养基上选择接种菌株（LB+纳二氧酸）和单独的突变菌株（LB+氯霉素）。野生型鼠伤寒沙门氏菌（IR715）负荷是通过从总数中减去突变体数来确定的，竞争指数计算为野生型：突变体负荷，并针对接种物的输入率进行校正。