Nature：華人團隊開發(fā)“點擊凝血”技術，讓紅細胞秒級凝結，實現(xiàn)快速止血和組織再生

2026-05-07 15:43

來源：澎湃新聞·澎湃號·湃客

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撰文丨王聰

編輯丨王多魚

排版丨水成文

人體血管系統(tǒng)中的血液維持著生命，但一旦受傷導致流血，就必須迅速形成一個堅固的保護屏障——血凝塊，以防止致命后果。然而，由于天然血凝塊形成速度極慢，因此事故、戰(zhàn)場創(chuàng)傷以及手術并發(fā)癥導致的嚴重出血造成了許多本可避免的死亡。

2026 年 4 月 29 日，麥吉爾大學李劍宇團隊（Jiang Shuaibing 為論文第一作者），在國際頂尖學術期刊 Cell 上發(fā)表了題為：Engineering tough blood clots for rapid haemostasis and enhanced regeneration 的研究論文。

該研究利用諾貝爾化學獎成果點擊化學（Click Chemistry），提出了一種新策略——點擊凝血（Click Clotting），能夠迅速將紅細胞交聯(lián)成堅韌的細胞凝膠，并將其整合到血凝塊中，由此產生的工程化血凝塊（Engineered Blood Clot，EBC）在數(shù)秒內形成，其機械強度遠超天然血凝塊及用于止血的商業(yè)化產品，除了迅速止血，還能促進組織再生，減輕炎癥和異物反應，并預防術后粘連。這項工作可能會推動用于止血、傷口處理、組織修復和再生醫(yī)學的高度細胞化材料的開發(fā)和轉化，從而幫助控制嚴重出血，并造福有凝血障礙的人群。

論文第一作者 Jiang Shuaibing（左），論文通訊作者李劍宇（右）

在天然凝血過程中，紅細胞并非主要的啟動因素，而是血液中的一種名為血小板的特殊細胞與凝血因子協(xié)同作用，通過附著在血管壁上形成血栓來啟動凝血過程。因此，許多開發(fā)人造凝血產品的努力都集中在模擬血小板上。

而在這項最新研究中，李劍宇用機械工程師的眼光重新審視了天然血凝塊，發(fā)現(xiàn)它們存在天然缺陷——機械強度很低，容易破裂和脫落，從而導致再次出血。此外，它們的形成速度也很慢，通常需要數(shù)分鐘時間，而在手術臺或急診室，這短短的幾分鐘可能意味著生死之別。

因此，研究團隊著眼于血凝塊環(huán)境，并決定將重點放在一種豐富的血小板替代品上——紅細胞。他們推測，如果能將紅細胞相互交聯(lián)，就能利用這些細胞的彈性和耐久性。紅細胞在體內可以循環(huán)數(shù)月之久。

為了對細胞進行改造，研究團隊使用了一項諾獎技術——點擊化學（Click Chemistry），這是一類高效、高選擇性的化學反應，其特點是反應快速、條件溫和、產物單一且易于進行，如同將兩個分子“咔嗒”一下扣在一起（類似安全帶扣合）。該概念由化學家 K. Barry Sharpless 于 2001 年提出，他也因此于 2022 年第二次獲得諾貝爾化學獎。而在生物系統(tǒng)中應用的點擊化學通常被稱為生物正交化學（Bioorthogonal Chemistry），因為其不會與天然生物分子發(fā)生干擾反應，從而不會干擾細胞正常功能，該領域由 Carolyn Bertozzi 開創(chuàng)，她也因此獲得了 2022 年諾貝爾化學獎。

研究團隊將一種名為反式環(huán)辛烯（trans-cyclooctene）的化合物附著在從大鼠身上采集的紅細胞膜中的蛋白質上。這種化合物能夠與另一種名為四嗪（tetrazine）的分子發(fā)生反應，研究團隊將四嗪接枝到了長聚合物上。當這兩種試劑在試管中混合時，反應立竿見影——讓血液瞬間形成了一種相當有彈性的紅色果凍狀凝膠。這種紅色凝膠的抗斷裂能力比天然血凝塊高出 13 倍，黏附能力提高了 4 倍。當應用于肝臟有切口的實驗鼠時，這種工程化血凝塊止血速度更快，且比外科手術中使用的凝血劑 Floseal 能減少更多的失血量。