2009年4月,在墨西哥首次检测并发现了一种新型的甲型流感病毒(Novel Swine-Origin Influenza A)在人群中传播,并造成感染人群的发病。这种新型的甲型H1N1流感病毒(S-OIV H1N1)迅速传播至全球许多国家和地区。2009年6月11日,世界卫生组织(WHO)发布公告,甲型流感病毒的全球警戒水平提升至6级,这也预示着全球流感大流行的爆发。尽管此次流行的甲型H1N1流感病毒感染多为散在的个体,且感染症状一般比较轻微,但对于青年人以及那些本来有基础病的人群(其中包括哮喘、糖尿病、病态肥胖症以及孕妇)而言,导致更为严重疾病的病程的情况将会大大增加。2010年8月10日,WHO甲型H1N1流感病毒大流行结束,但地区性流感爆发仍在延续。根据WHO最新统计结果,而一般情况下,因季节性流感病毒感染,每年死亡人数在250,000-500,000之间。此次甲型H1N1流感大流行共导致18,000人死亡,死亡率占4%,健康保护机构(HPA)报道,最近在英国确证因感染流感病毒导致214人死亡,其中195人确证感染了2009年的甲型H1N1流感病毒株。该机构由此提出,甲型H1N1(S-OIV H1N1)可能会卷土重来。2009年大流行的甲型H1N1病毒可能来源于典型的猪甲型H1N1流感病毒、可能与1918年“西班牙大流感”流行的人甲型H1N1流感病毒以及禽甲型流感病毒北欧世系有同源性。研究人员对分离到的病毒进行全基因序列测定,但没有发现任何已经确定的毒力标记物。动物实验表明,造成2009年大流行的甲型H1N1病毒比人季节性甲型H1N1流感病毒具有明显的致病力。动物模型研究显示,与季节性甲型流感病毒相比,2009年的甲型H1N1病毒可以更有效地在宿主细胞内进行病毒复制,并导致更为严重的发病率和致死率。对许多生理过程,包括组织萎缩、发展以及肿瘤生物学等而言,进程性细胞死亡、或凋亡是至关重要,在众多包括疾病性感染的病理过程中,细胞凋亡发挥重要的作用。许多病毒感染均可导致宿主细胞凋亡,流感病毒可在体内和体外造成许多种类的细胞凋亡。有报道,感染H5N1-AVI患者和禽的肺泡上皮细胞或血感管内皮细胞出现细胞凋亡。还有其他一些研究报道提出,感染H5N1-AVI的人类患者,细胞发生凋亡是导致发展成为急性呼吸窘迫症(acute respiratory distress syndrome, ARDS)所必须的。通过进行细胞培养和感染小鼠的研究实验证明,导致1918-1919年爆发的“西班牙大流感”的甲型H1N1流感病毒以及流感H9N2病毒均能够导致宿主细胞凋亡。然而至今,尚未有2009年造成全球流感大流行的甲型H1N1流感病毒有关可产生细胞凋亡的报道。有研究发现,感染猪源性甲型H1N1流感死亡患者的肺部发现有肺泡的损伤,支气管坏死和组织出血。并在支气管上皮细胞以及肺泡细胞出现病变。我们在研究中,对2009年流感大流行期间在国内分离到的一些猪源性甲型H1N1流感病毒株,发现其中甲型H1N1病毒文山株(A/Wenshan/01/2009H1N1)能够导致人呼吸道上皮细胞A549株和CNE-2Z株细胞的凋亡。我们还发现,对于感染文山株病毒(A/Wenshan/01/2009H1N1),来源于上呼吸道的CNE-2Z细胞比下呼吸道的A549更为敏感,与人季节性甲型流感病毒相比,文山株显示出更高的侵入能力和病毒复制能力。我们通过研究还证实了,流感病毒是利用clathrin-依赖的和dynamin依赖的进入通路进入宿主细胞。在人类迈入二十一世纪的今天,纳米技术在医药、信息以及通讯技术产业领域里被认为是极为重要的新兴技术。纳米材料半径微小,其特殊的小尺寸效应、量子效应和巨大比表面积。树状分子材料(PAMAM)为单分散结构,且高度分枝化的纳米材料,这种结构能够设计成单分散胶体、封闭的金属簇、结合组织液、或具有生物活性的成分,并且能够在适宜的介质中溶解,并可与某些成分的表面结合。由于PAMAM的这一结构特性,因此,PAMAM可用于开发成各种功能性材料用于众多领域,包括化学物质的分离、富集、医疗影像以及DNA或药物的释放等。树状分子材料是由重复的分支组成的球型大分子,围绕核心形成三维对称结构。树状分子呈单分散对称性球型结构的结构决定了其特性。树状分子材料可分为低分子量和高分子量。前者一般指树状分支,后者包括树枝状多聚体、超枝化聚合物多聚体等。树状分枝纳米材料的特性取决于分子表面的功能基团。同时,也是的树状分子纳米材料与其他聚合材料不同,可成为水溶性材料,树状结构包裹的功能分子结构可以成为行使活性功能的场所。树状分子纳米材料可由于合成过程中重复的分支循环数量的不同分成不同的代。每新合成一代其分子量比上一代增加一倍。PAMAM G5树状分子材料是和一定数量的乙酰酐乙酰化反应的产物。高分子量的树状纳米材料具有更多的功能基团,用于商业化的树状分子纳米材料可以有更为广泛的应用。聚酰胺纳米材料(PAMAM)是目前研究比较成熟的树状分子纳米材料。PAMAM的核心为是乙二胺,和另外一个乙二胺经胺化反应形成G-0代。PAMAM纳米材料的表面功能基团被认为是链接化学,具有许多潜在的应用价值。PAMAM树枝状大分子被用广泛应用于药物研究,用于抗感染,抑制细胞、病毒、细菌、蛋白间的多价结合等。纳米材料在医学领域具有极大的应用前景。但随着纳米技术的广泛应用,纳米材料可能存在的安全性问题越来越引起广泛的关注。当前,纳米材料对机体可能会机体造成肺损伤已成为研究的热点,由此导致全世界都在呼吁在纳米材料的安全性问题彻底解决前应暂停纳米材料的使用,特别是在医药领域的呼声更为强烈。美国环境保护机构开始评价纳米技术对人类健康产生的影响,这对PAMAM纳米材料的毒性以及对环境的安全性发挥重要作用的资料。目前,关于对纳米颗粒毒性的研究的重点是导致肺部疾病。我们曾经开展过相关研究显示,血管紧张素转化酶2(angiotensin I converting enzyme2,ACE2)能够保护肺部酸吸入综合征、败血症以及感染SARS冠状病毒的小鼠避免导致严重的就急性肺损伤。由以前的研究,我们设想,是否ACE2也能够保护小鼠抵抗因纳米颗粒产生的肺损伤。目前,可供商业化提供的全代(阳离子)或半代(阴离子)的PAMAM纳米材料。由于PAMAM纳米材料正越来越广泛地在应用于医药领域,PAMAM阳离子纳米材料也即将完成临床试验,获得美国食品药品管理局(FDA)的批准。我们对阳性PAMAM纳米材料进行了深入的研究,阐明通过实验观察到的PAMAM导致肺损伤的毒性机理。我们的研究显示,给小鼠注射PAMAM,能够上调小鼠肺组织的ACE2表达,下调血管紧张素Ⅱ的产生,从而避免严重肺损伤的产生。注射ACE2基因敲除小鼠,导致动物肺损伤的发生。我们的研究解释可使纳米颗粒不能够导致肺损伤的原因,并建议为日益关注的纳米技术的安全性问题提供了可能的治疗策略。