背景:肺炎链球菌耐药反应持续加重,疫苗和抗生素逐渐乏力,新的替代疗法亟待被提出,微生物有望作为预防和治疗肺炎链球菌感染的新方法。发展微生物疗法需要不断开发新的微生物资源和功能,而电子垃圾复杂的环境胁迫促使气溶胶中新细菌形成,是微生物疗法中新资源获取的潜在场所。目的:培养法和测序法探索电子垃圾源空气细菌多样性,寻找能拮抗肺炎链球菌的潜在有益细菌;评估新种Microcella aerolata GA224对肺炎链球菌感染的防治效果并研究肠-肺轴在其中的作用机制。方法:1.使用安德森和大流量采样器采集气溶胶,平板划线法用于细菌的分离纯化,Illumina平台对气溶胶进行16S rRNA测序。2.通过生理、生化和分子生物学等多相分类学鉴定Microcella aerolata GA224的细菌表型、代谢和物种信息。3.使用琼脂扩散法检测GA224拮抗肺炎链球菌生长的潜能;通过qPCR和粘附试验检测GA224抑制细胞炎症基因表达和细菌粘附的能力;通过滴鼻制作SD大鼠肺炎模型并给予GA224干预;比较体重变化、肺湿/干重比、肺系数以及肺组织病理评分判断大鼠的感染及症状改善程度;分别使用Illumina 16S rRNA测序检测粪便菌群,气相色谱质谱检测粪便短链脂肪酸,液相色谱质谱分析粪便非靶向代谢组学。结果:1.电子垃圾源空气细菌浓度范围70-744 CFU·m-3;主要细菌粒径范围0.65-2.1 μm;以变形菌门为主,属水平细菌差异显著;共分离14株潜在的新细菌。2.Microcella aerolata GA224,革兰阳性,兼性厌氧,最佳生长温度37℃,酸碱度8.0,氯化钠浓度1%,MK-12是主要的甲萘醌,主要的脂肪酸是anteiso-C15:0 和 iso-C16:0,G+C 含量 72.2 mol%。最高 16S rRNA 基因相似性98.6%,是一株新细菌。3.GA224抑制肺炎链球菌在体外生长,抑菌圈直径约16 mm,同时降低肺炎链球菌对肺上皮细胞的粘附率至感染细胞的24.8-83.4%。GA224缓解大鼠肺炎症状,促进体重增长,降低肺脏器指数、病理评分、肺炎链球菌负荷和炎症因子IL-1β、IL-6和TNF-α基因的高表达。GA224恢复肠道菌群结构和多样性,降低高丰度的Ruminiclostridium和Roseburia,提高Ruminococcus的丰度。GA224还通过恢复甜菜碱等粪便代谢物的水平纠正紊乱的甘氨酸、丝氨酸和苏氨酸代谢通路。肠道细菌Anaerotaenia、Ruminiclostridium和代谢物溶血磷脂、碳酸二甲酯具有多重Spearman相关关系,其中Ruminococcus与氧化磷脂酸有最强的正相关关系。结论:1.电子垃圾源气溶胶有独特的细菌多样性,是细菌资源开发研究的储存库。2.Microcella aerolata GA224是一株微胞菌属的新细菌,有拮抗肺炎链球菌的潜力。3.GA224对肺炎链球菌肺炎具有预防和治疗潜能,作用机制包括抑制细菌生长、粘附,调节局部炎症,还通过肠-肺轴重塑肠道菌群,改善粪便代谢。