Nature：华人团队开发“点击凝血”技术，让红细胞秒级凝结，实现快速止血和组织再生

本文来自微信公众号： 生物世界 ，编辑：王多鱼，作者：生物世界

人体血管系统中的血液维持着生命，但一旦受伤导致流血，就必须迅速形成一个坚固的保护屏障——血凝块，以防止致命后果。然而，由于天然血凝块形成速度极慢，因此事故、战场创伤以及手术并发症导致的严重出血造成了许多本可避免的死亡。

2026年4月29日，麦吉尔大学李剑宇团队（Jiang Shuaibing为论文第一作者），在国际顶尖学术期刊Cell上发表了题为：Engineering tough blood clots for rapid haemostasis and enhanced regeneration的研究论文。

该研究利用诺贝尔化学奖成果点击化学（Click Chemistry），提出了一种新策略——点击凝血（Click Clotting），能够迅速将红细胞交联成坚韧的细胞凝胶，并将其整合到血凝块中，由此产生的工程化血凝块（Engineered Blood Clot，EBC）在数秒内形成，其机械强度远超天然血凝块及用于止血的商业化产品，除了迅速止血，还能促进组织再生，减轻炎症和异物反应，并预防术后粘连。这项工作可能会推动用于止血、伤口处理、组织修复和再生医学的高度细胞化材料的开发和转化，从而帮助控制严重出血，并造福有凝血障碍的人群。

在天然凝血过程中，红细胞并非主要的启动因素，而是血液中的一种名为血小板的特殊细胞与凝血因子协同作用，通过附着在血管壁上形成血栓来启动凝血过程。因此，许多开发人造凝血产品的努力都集中在模拟血小板上。

而在这项最新研究中，李剑宇用机械工程师的眼光重新审视了天然血凝块，发现它们存在天然缺陷——机械强度很低，容易破裂和脱落，从而导致再次出血。此外，它们的形成速度也很慢，通常需要数分钟时间，而在手术台或急诊室，这短短的几分钟可能意味着生死之别。

因此，研究团队着眼于血凝块环境，并决定将重点放在一种丰富的血小板替代品上——红细胞。他们推测，如果能将红细胞相互交联，就能利用这些细胞的弹性和耐久性。红细胞在体内可以循环数月之久。

为了对细胞进行改造，研究团队使用了一项诺奖技术——点击化学（Click Chemistry），这是一类高效、高选择性的化学反应，其特点是反应快速、条件温和、产物单一且易于进行，如同将两个分子“咔嗒”一下扣在一起（类似安全带扣合）。该概念由化学家K.Barry Sharpless于2001年提出，他也因此于2022年第二次获得诺贝尔化学奖。而在生物系统中应用的点击化学通常被称为生物正交化学（Bioorthogonal Chemistry），因为其不会与天然生物分子发生干扰反应，从而不会干扰细胞正常功能，该领域由Carolyn Bertozzi开创，她也因此获得了2022年诺贝尔化学奖。

研究团队将一种名为反式环辛烯（trans-cyclooctene）的化合物附着在从大鼠身上采集的红细胞膜中的蛋白质上。这种化合物能够与另一种名为四嗪（tetrazine）的分子发生反应，研究团队将四嗪接枝到了长聚合物上。当这两种试剂在试管中混合时，反应立竿见影——让血液瞬间形成了一种相当有弹性的红色果冻状凝胶。这种红色凝胶的抗断裂能力比天然血凝块高出13倍，黏附能力提高了4倍。当应用于肝脏有切口的实验鼠时，这种工程化血凝块止血速度更快，且比外科手术中使用的凝血剂Floseal能减少更多的失血量。

研究团队还发现，这种工程化血凝块还能促进伤口愈合和组织再生，且引发的炎症比Floseal少。这一结果尤其令人鼓舞，因为一些凝血剂会阻碍伤口愈合，会引发炎症和疤痕组织，还会阻止其他有益细胞进入伤口部位。

在这篇论文中，研究团队已在大鼠身上测试了这项技术，并正准备在更大的动物模型上进行类似的实验，为最终在人类中开展临床研究做准备。值得一提的，该研究还证明，该技术可以安全地使用受体自身的红细胞或血型匹配的供体红细胞。

此外，该研究中用于制造工程血凝块的点击化学反应已在其他疗法的临床试验中得到研究，表明这种点击化学反应可能很安全。2022年诺贝尔化学奖得主Carolyn Bertozzi教授表示，这是在活体材料上进行生物正交化学以治疗疾病条件的又一范例。

天然血凝块和工程化血凝块

论文链接：

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