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

撰文丨王聰

編輯丨王多魚

排版丨水成文

人體血管系統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、戰場創傷以及手術并發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）在數秒內形成，其機械強度遠超天然血凝塊及用于止血的商業化產品，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、組織修復和再生醫學的高度細胞化材料的開發和轉化，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，發現它們存在天然缺陷——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，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數月之久。

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，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。

研究團隊還發現，這種工程化血凝塊還能促進傷口愈合和組織再生，且引發的炎癥比 Floseal 少。這一結果尤其令人鼓舞，因為一些凝血劑會阻礙傷口愈合，會引發炎癥和疤痕組織，還會阻止其他有益細胞進入傷口部位。

在這篇論文中，研究團隊已在大鼠身上測試了這項技術，并正準備在更大的動物模型上進行類似的實驗，為最終在人類中開展臨床研究做準備。值得一提的，該研究還證明，該技術可以安全地使用受體自身的紅細胞或血型匹配的供體紅細胞。

此外，該研究中用于制造工程血凝塊的點擊化學反應已在其他療法的臨床試驗中得到研究，表明這種點擊化學反應可能很安全。2022 年諾貝爾化學獎得主Carolyn Bertozzi教授表示，這是在活體材料上進行生物正交化學以治療疾病條件的又一范例。

天然血凝塊和工程化血凝塊

論文鏈接：

https://www.nature.com/articles/s41586-026-10412-y