全球范围，每年有大量人遭受意外伤害、外科损伤、慢性溃疡（如糖尿病足溃疡）等组织损伤，严重时甚至威胁生命健康。然而，面对创伤性损伤和顽固性慢性创伤的高发，伤口护理在临床方面仍然面临较大挑战。

现阶段，外科缝合线和缝合钉是重新连接受伤组织和缝合伤口的金标准，但是缝合伤口可能会引起疼痛、感染以及皮肤疤痕等。相较之下，

组织粘合剂

是一种很有潜力的替代方法，然而目前可用的组织粘合剂缺乏湿粘合能力及生物相容性等，新型医用粘合剂亟待开发。

近期，中国科学院昆明植物研究所吴明一课题组基于蜗牛粘液

开发出一种天然多糖基粘合剂，其对湿润组织具有较强的粘附性能，效果优于临床使用的纤维蛋白胶，为新一代医用粘合剂的研发提供了新思路。

目前，这项研究已经以“AnaturalbiologicaladhesivefromsnailmucusforwoundrepairAnaturalbiologicaladhesivefromsnailmucusforwoundrepair”（一种来自蜗牛粘液的用于伤口修复的天然生物粘合剂）为题发表在

NatureCommunications

上。

（来源：

NatureCommunications

）

“这种源自蜗牛粘液的天然粘合剂能够促进巨噬细胞向抗炎表型极化，缓解慢性伤口处的炎症反应，加快慢性伤口向增殖期过渡，促进上皮肉芽组织再生、血管新生和胶原沉积，从而

加速伤口愈合，为急慢性皮肤伤口，尤其是糖尿病足溃疡的愈合修复提供了一种新的潜在治疗策略。

”中国科学院昆明植物研究所研究员吴明一教授告诉生辉。

吴明一博士毕业于天津大学，先后入选国家高层次人才特殊支持计划青年拔尖人才、中科院青促会优秀会员、中科院西部青年学者和云南省万人计划等。现在他是中科院昆明植物研究所植物化学与西部植物资源持续利用国家重点实验室课题组长（PI）。

截至目前，他以第一作者或通讯作者在

NatureCommunications、PNAS、AngewandteChemieInternationalEdition、CarbohydratePolymers、EuropeanJournalofMedicinalChemistry

等SCI期刊发表论文0余篇，被引余次，曾主持国家基金、中科院、云南省等省部级科研项目10余项，获得国内外发明专利授权21件。

现阶段，他和团队围绕未被满足的临床需求，聚焦天然多糖的结构与功能，开展天然聚糖的纯化制备、结构解析、构效关系、药理活性以及成药性评价等新药发现相关的基础研究，助力天然来源的糖类创新药物研发。

▲图｜中国科学院昆明植物研究所研究员吴明一教授（来源：受访者）

发现天然粘合剂，动物试验可加速伤口愈合

糖尿病患者由于下肢远端神经异常和不同程度的血管病变导致足部感染、溃疡以及深层组织破坏，引发糖尿病足溃疡，就现阶段而言，常规伤口修复及护理方法对于包括糖尿病足溃疡等顽固性慢性创伤的效果不佳。

普通伤口愈合的过程可分为止血期、炎症期、增殖期和重塑期4个阶段，伤口修复是用缝合线或组织粘合剂处理后高度组织化的生物过程。“但是，对于糖尿病患者而言，因长期高血糖导致的系统慢性炎症反应、外周神经损伤以及末梢血管受损等因素，致使皮肤伤口难以愈合。”吴明一介绍说，“

伤口环境中持续的慢性炎症反应

，是导致糖尿病足溃疡难以愈合的重要原因之一。”他指出。

以蜗牛为代表的很多软体动物在爬行过程中会分泌粘液，传说早在古希腊时期，医学之父Hippocrates便已发现蜗牛粘液具有保湿、消炎镇痛的功效，现如今蜗牛粘液也已经开始应用于化妆品领域。

“人们对蜗牛粘液的高粘度性质有着直观的感觉，这种粘液能否粘合纵切伤口？如果蜗牛粘液可以粘附生物组织，那它的机制是什么？以及更深层次的，粘液在伤口愈合中的物质基础和药理机制等都尚不明确。所以，我们着手开展了这项研究。”吴明一说道。

▲图｜天然多糖基粘合剂促进糖尿病动物模型伤口愈合（来源：

NatureCommunications

）

在这项研究中，他们收集了蜗牛分泌的这种天然水凝胶物质，并经灭菌后冷冻干燥得到一种多孔高粘附性能的天然多糖基粘合剂（d-SMG），发现其由带正电荷的蛋白质、聚阴离子糖胺聚糖和小分子物质等组成。“我们不仅测定了这些物质的丰度，还对其中的关键活性成分（蜗牛糖胺聚糖）做了比较系统的理化性质检测、结构解析、含量测定等分析，对所含蛋白质也进行了蛋白质组学分析。”吴明一介绍说。

随后的动物模型试验表明，这种蜗牛粘液来源的天然粘合剂表现出优异的

止血性能、生物相容性

和

生物降解性

，并且能够

显著加速慢性伤口的愈合。

他们进一步通过动物体内外研究发现，这种天然粘合剂所具有的高粘附性、强韧性等优异生物粘合性能，可能取决于其中的糖胺聚糖与蛋白质之间形成的独特的双网络凝胶体系。“这种机制与同属于软体动物的贻贝类的粘附机制显著不同，是生物粘附领域的另一个重要发现，为新一代医用粘合剂的研发提供了借鉴和启发。”吴明一指出。

机制层面，据介绍，这种天然粘合剂所含有的蜗牛糖胺聚糖能

高亲和力结合炎症细胞因子，且能有效地促进巨噬细胞向抗炎表型极化，并减轻慢性创伤组织中的炎症反应

，而这种新型糖胺聚糖是其主要药理活性成分。

▲图｜天然多糖基粘合剂促进伤口愈合机制示意（来源：

NatureCommunications

）

“对比临床常用的纤维蛋白胶类粘合剂，我们发现的这种天然

粘合剂起效更迅速，在湿的组织表面的粘附性更强。

同时，相较于临床经常使用的医药胶水，其具有生物

相容性好、生物可降解

等优点。此外，这种粘合剂获取和制备更为简便，且可再生。”他说道。

谈及接下来的研究动向，吴明一指出，“这种天然粘合剂虽然在理论概念性上得到验证，但是目前研究结果是基于小鼠试验得出的，而人的皮肤与小鼠存在很大区别，因此，我们接下来还需要开展以药学、药理学和安全性评价等为主要内容的规范性临床前研究，这些工作完成后方可向国家食品药品监督管理总局申报临床研究。”他表示。

值得一提的是，吴明一团队开发的这种用于愈合皮肤伤口的天然多糖基粘合剂目前

已经申请了发明专利。

聚焦基础研究，已有成果转化

临床上常用的伤口粘合剂按照来源分类可以分为：

人工化学合成

和

天然来源

，其中最具有代表性的分别是

医药胶水

和

纤维蛋白

胶

。

现阶段，临床用的医用胶水，如和的主要成分是a-氰基丙烯酸酯，其与人们日常使用的万能胶同属于氰基丙烯酸酯类粘合剂。“这类医用胶水在生物体组织的聚合速度最快，能快速闭合伤口止血，无需拆线，但是其难以粘合湿的生物组织，且存在抗冲击能力差、降解缓慢以及降解产物具有毒副作用等缺点。”吴明一介绍说。

纤维蛋白胶主要由人血浆制备的纤维蛋白原和凝血酶组成。凝血酶对纤维蛋白原起到激活作用，进而使纤维蛋白原逐渐聚合，最终形成纤维蛋白固化物，发挥止血和组织粘合作用。“纤维蛋白胶生物相容性好、可生物降解，但是粘附力较弱，成胶时间长，在高张力区域以及湿的表面粘附性较差。”他指出。

针对未来医用粘合剂的发展，由于使用的组织场景不同，因此对粘合剂的要求也显著不同。在吴明一看来，“对于一般皮肤组织的伤口创面愈合而言，具有能止血、快速粘附于湿的组织表面、愈合伤口创面效果好、无二次损伤，以及生物相容性和生物降解性优等突出特点的生物材料，将会是未来的研发方向。”

▲图｜天然多糖基粘合剂的特征（来源：

NatureCommunications

）

产业化层面，吴明一表示，让技术成功转化并造福大众是每位科研工作者的目标。“我们团队一直专注于天然多糖类物质的成药性研究以及在化妆品领域的应用研究，已经与上海臻臣化妆品有限公司建立了长期合作。”

“目前，临床使用的组织粘合剂的市场需求较大，但是鉴于蜗牛天然来源的成药性上难度较大，将其直接作为一种新型生物材料往医疗器械领域转化的难度很大，所以，我们在尝试

以其中发现的活性糖胺聚糖为关键有效成分，开发半合成策略的新型生物医药材料

，这个质量更可控，工业化的可能性更大。”他说道。

据介绍，除了作为生物材料，多糖本身可以作为药物用于治疗临床疾病。比如，肝素钠与低分子肝素钠是临床上最常用的抗凝剂；再比如，透明质酸（也称玻尿酸），广泛应用于各类眼科手术，如晶体植入、角膜移植和抗青光眼手术等，还可用于治疗关节炎和加速伤口愈合，此外其在化妆品领域使用也非常广泛。

“我们一直瞄准临床上的重大需求，聚焦天然多糖在生物医学领域的用途，无论是作为生物材料（药械）还是药物，这些只是天然多糖的不同应用形式，都属于医药行业。”吴明一表示，“我们更希望能够清楚地解析所研究的天然多糖的化学结构及其生物活性与机制，并以此为基础

开展成药性研究以及临床研究。

”

围绕天然多糖在生物医学领域的应用，吴明一介绍了先前取得的一些原创性成果。“血栓栓塞性疾病是全球人口死亡与致残的首位原因，临床对低出血风险的新型抗凝剂的巨大需求尚未满足。”他说道，“Tenase是内源性凝血途径上的末位和限速的酶活位点，为具有潜在临床价值的低出血倾向抗凝药物新靶点。在先前的研究中，我作为主要发明人参与完成新靶点Tenase抑制剂新药LFG的研发，

实现了基础研究成果向创新药物应用的成果转化。

”他补充说。

据介绍，LFG是国际首个强效和选择性的内源性Tenase抑制剂，

为低出血风险的强效抗血栓糖类first-in-class原创新药

，并且该药物已经获得美国FDA和国家药监局临床试验批准。