人五毛滴虫感染会在免疫功能正常的小鼠中引发慢性肠道炎症

感染诱导慢性肠道炎症及菌群失调。Pentatrichomonas hominis以1×10^6个滋养体剂量通过口服感染BALB/c小鼠，90天内引发持续性结肠损伤，表现为炎症细胞浸润、上皮细胞坏死及黏膜脱落，并伴随IL-6、TNF-α、IFN-γ等促炎因子水平升高。16S rRNA测序显示肠道菌群多样性增加，但有害菌属Desulfovibrio丰度显著提升，而有益菌属Akkermansia、Roseburia、Lactobacillus丰度下降。该研究首次在健康免疫小鼠中证实P. hominis的致病性，提示其可能通过改变菌群结构促进慢性炎症及结直肠癌发展。

　　
Pentatrichomonas hominis（P. hominis）作为肠道原生动物，传统上被认为是一种共生或机会性病原体。然而，近年来多项研究表明，该物种可能对人类和动物肠道健康构成显著威胁。一项针对健康免疫正常的BALB/c小鼠的系统性研究揭示了P. hominis感染引发的持续性肠道炎症及菌群失调，为理解其致病机制和公共卫生意义提供了重要依据。

### 研究背景与核心问题
P. hominis属于鞭毛虫纲，具有四根前鞭毛、一根独立鞭毛和一根返曲鞭毛的典型结构。其自然宿主包括人类、犬、猫、猪等，主要通过粪口途径传播，且在腹泻患者中检出率显著高于健康人群。尽管部分研究认为其致病性有限，但临床数据显示P. hominis与肠易激综合征（IBS）、炎症性肠病（IBD）及结直肠癌（CRC）存在关联。然而，关于其致病机制和肠道菌群互作的具体路径尚未明确。本研究通过建立小鼠感染模型，系统评估P. hominis对肠道组织、炎症反应及微生物群落的长期影响。

### 实验设计与关键发现
#### 1. 动物模型与感染剂量优化
研究采用SPF级BALB/c小鼠，通过口服接种不同剂量（10?至10?个滋养体）的P. hominis ATCC3000株，确定最小感染剂量为10?个滋养体。该剂量在感染后7天即可通过粪便 nested PCR 检测到病原体DNA，且不会引发急性毒性反应，符合长期观察需求。

#### 2. 肠道组织损伤的持续性与进展性
H&E染色显示，感染组小鼠的盲肠和结肠在感染后15天即出现中性粒细胞浸润、上皮细胞坏死及黏膜脱落。至90天时，损伤持续加重，表现为肠黏膜皱襞消失、肌层变薄，盲肠长度较对照组缩短约20%。值得注意的是，损伤程度与感染剂量无显著相关性，提示即使低剂量感染也能触发慢性炎症。

#### 3. 炎症微环境的动态变化
ELISA检测发现，感染后7天即出现肠道灌洗液中IL-6水平升高，且在90天内持续显著高于对照组（p<0.001）。TNF-α在感染后60天达到峰值，而IFN-γ在血清中呈现渐进性升高。免疫荧光分析显示，感染组Ki67阳性细胞数增加，提示肠上皮细胞增殖加速，而TUNEL染色证实细胞凋亡率显著升高（p<0.001）。这种“增殖-凋亡”失衡可能破坏肠道屏障功能，促进炎症扩散。

#### 4. 肠道菌群结构的系统性改变
16S rRNA测序显示，感染组肠道菌群α多样性（香农指数）显著提升（p<0.05），但物种丰富度（Chao1指数）无统计学差异。β多样性分析（PCoA）显示两组菌群分布存在显著分离（p<0.01）。关键菌群变化包括：
- **致病菌富集**：产硫化氢菌属Desulfovibrio相对丰度增加2.3倍（p<0.01），该菌种已被证实可促进氧化应激和肠道屏障破坏。
- **有益菌减少**：产丁酸盐的关键菌属Akkermansia、Roseburia及Lactobacillus的丰度分别下降58%、72%和41%（p<0.001）。
- **中间菌属变化**：变形菌门Proteobacteria中，条件致病菌如假单胞菌属（Pseudomonas）和产气荚膜梭菌（Clostridioides）丰度上升。

#### 5. 跨系统影响的潜在机制
肺部病理学检查意外发现感染组小鼠存在肺泡隔增厚现象（p<0.05），提示可能通过肠-肺轴途径致病。该发现与已有研究一致，P. hominis在人类肺部样本中已被检测到，且其微卫星DNA片段与哮喘患者肺部炎症存在关联。

### 机制探讨与学术价值
#### 1. 肠道屏障破坏的双向机制
PAS染色显示感染组肠道黏膜 PAS阳性颗粒（杯状细胞）密度增加，而MUC2黏蛋白表达量下降。这种矛盾现象可能源于两种机制：
- **直接损伤**：滋养体通过物理接触和分泌蛋白（如蛋白酶）破坏上皮细胞连接蛋白（如occludin）。
- **免疫级联反应**：促炎因子（IL-6、TNF-α）激活巨噬细胞分泌iNOS，导致黏液分泌异常和氧化损伤。

#### 2. 肠道菌群-宿主互作的恶性循环
Desulfovibrio等产硫酸盐菌的增殖可能通过以下途径加剧炎症：
- **代谢产物毒性**：硫化氢（H?S）可抑制线粒体电子传递链，促进MDA（丙二醛）生成。
- **菌群稳态失衡**：Akkermansia等产丁酸盐菌的减少导致短链脂肪酸（SCFAs）合成不足，削弱肠上皮屏障功能。
- **菌群-宿主互作失调**：厚壁菌门/拟杆菌门比例（F/B）从1.2降至0.8（p<0.05），偏离健康菌群的标准比值（1.5-3.0）。

#### 3. 致病性的时空特异性
组织学评分显示，肠道炎症在感染后30天达到平台期，90天时评分较30天时升高1.8倍（p<0.001）。这种慢性进展特性提示P. hominis可能通过持续激活Th17通路（IL-17分泌增加）维持炎症状态。此外，肺部病变的延迟出现（90天）提示存在转运菌群-代谢产物-远程效应的复杂通路。

### 公共卫生与临床启示
1. **人畜共患病防控策略**：
- 需建立跨物种病原监测网络，重点关注犬、猫等密切接触的动物。
- 水源和食品加工环节的微生物检测应纳入P. hominis筛查体系。

2. **临床诊断指标优化**：
- 粪便中PAS染色阳性率与炎症活动度呈正相关（r=0.72）。
- 肠道菌群中Desulfovibrio/Akkermansia比值（>2.5）可作为炎症监测的生物标志物。

3. **疾病关联性再评估**：
- 现有CRC研究中未充分考虑P. hominis感染状态，需在队列中加入该病原体检测指标。
- IBD患者中P. hominis检出率高达34%，显著高于健康人群（8%），提示可能作为辅助诊断参数。

### 局限性与未来方向
#### 实验局限性
- **宿主特异性**：未验证其他物种（如灵长类动物）的易感性。
- **剂量梯度缺失**：仅比较单一剂量（10?）的长期效应，未研究剂量依赖关系。
- **菌群功能验证不足**：需通过宏基因组学（16S+ITS+管家菌）和代谢组学（SCFAs、次级代谢物）进一步解析菌群互作机制。

#### 关键研究建议
1. **机制研究**：
- 建立原代培养模型，鉴定P. hominis分泌的毒性蛋白（如蛋白酶、过氧化物酶）。
- 使用CRISPR/Cas9敲除宿主关键基因（如TGF-β受体、NLRP3炎症小体），明确致病通路。

2. **剂量效应与宿主差异**：
- 开展梯度剂量感染实验，评估剂量-反应关系。
- 研究HLA基因型与P. hominis感染致病性差异（如HLA-DQ2携带者易感性增加）。

3. **跨物种传播研究**：
- 建立犬-鼠共居实验模型，监测P. hominis在动物间的传播效率。
- 研究环境因素（如污水处理厂、垃圾填埋场）对P. hominis存活率的影响。

4. **临床转化路径**：
- 开发基于PAS染色和菌群生物标志物的快速诊断试剂盒。
- 评估大蒜素（Allicin）、甲硝唑纳米颗粒等靶向药物在感染小鼠中的疗效。

### 结论
本研究首次在小鼠模型中系统揭示了P. hominis的慢性致病性：其通过直接损伤和免疫激活双重机制导致肠道结构破坏，并诱导肠道菌群向炎症相关菌群转型。这一发现挑战了传统认知中P. hominis的“非病原性”定位，为开发新型诊断方法和干预策略提供了理论依据。后续研究需重点关注剂量效应、跨物种传播机制及菌群代谢调控网络，以完善P. hominis的疾病模型体系。