血紅蛋白病
血紅蛋白是一種由血紅素和珠蛋白組成的結合蛋白。珠蛋白有兩種肽鏈,一種是α鏈,由141個氨基酸殘基構成;另一種是非α鏈(β、γ及δ鏈),各有146個氨基酸殘基,各種肽鏈有固定的氨基酸排列順序。α鏈基因位於16號染色體,β、γ、δ鏈基因位於11號染色體。每一條肽鏈和一個血紅素連接,構成一個血紅蛋白單體。人類血紅蛋白由2對(4條)血紅蛋白單體聚合而成。
正常人出生後有三種血紅蛋白:
ㄅ、血紅蛋白A(HbA):為成人主要的血紅蛋白,占95%以上,由一對α鏈和一對β鏈組成(α2β3);
ㄆ、血紅蛋白A2(HbA2):由一對α鏈和一對δ鏈組成(α2δ2),占血紅蛋白的2%~3%;
ㄇ、胎兒血紅蛋白(HbF):由一對α鏈和一對γ鏈組成(α2γ2),出生6個月後含量僅1%左右。
血紅蛋白病(hemog10binopathy)是一組遺傳性溶血性貧血。分為珠蛋白肽鏈分子結構異常和珠蛋白肽鏈合成數量異常(地中海貧血)兩大類。
一、珠蛋白肽鏈分子結構異常
珠蛋白肽鏈分子結構異常多數不伴功能改變,以下幾種有臨床意義。
(一)鐮狀細胞貧血
因β珠蛋白鏈第6位谷氨酸被纈氨酸替代所致,又稱血紅蛋白S(HbS)病。本病主要見於黑人。HbS在缺氧情況下分子間相互作用,成為溶解度很低的螺旋形多聚體,使紅細胞扭曲成鐮狀細胞(鐮變)。這類細胞變形性差,在微循環內易被淤滯而破壞,發生HA。患者出生後3~4個月即有黃疽、貧血及肝、脾大,發育較差。因鐮狀細胞阻塞微循環而引起的臟器功能障礙,可表現為腹痛、氣急、腎區痛和血尿。患者常因再障危象、貧血加重,併發感染而死亡。體外重亞硫酸鈉鐮變試驗時可見大量鐮狀紅細胞,有助於診斷。雜合子紅細胞內HbS濃度較低,除在缺氧情況下一般不發生鐮變和貧血,臨床無症狀或偶有血尿、脾梗死等表現。本病無特殊治療,宜預防感染和防止缺氧。溶血發作時可予供氧、補液和輸血等。
(二)不穩定血紅蛋白病
約有120餘種,但發病率低。不穩定血紅蛋白的α或β珠蛋白肽鏈與血紅素緊密結合的氨基酸發生替代或缺失,使之易受氧化而流失血紅素,結果珠蛋白鏈在細胞內發生沉澱,形成海因小體。患者海因小體生成試驗陽性,異丙醇試驗及熱變性試驗陽性。應與紅細胞G6PD缺乏症及其他血紅蛋白病鑒別。控制感染和避免服用磺胺類及其他氧化藥物,可防止病情加重。脾切除可使紅細胞壽命延長,溶血減輕,但對重型患者可能無效。
(三)血紅蛋白M(HbM)病
HbM共發現5種,其中4種的α或β肽鏈中的近端或遠端組氨酸由酪氨酸替代。本病的發病率很低,僅發現雜合子。患者可有發紺,高鐵血紅蛋白增高,但一般不超過30%。溶血多不明顯,紅細胞內也不形成海因小體。有異常血紅蛋白吸收光譜。本症須與獲得性高鐵血紅蛋白血症及由NADH(還原型輔酶1)高鐵血紅蛋白還原酶缺乏引起的先天性高鐵血紅蛋白血症相區別。患者不需治療。
(四)氧親和力異常的血紅蛋白病
珠蛋白異常影響血紅蛋白分子的四級結構,氧親和力可比正常HbA增高4~6倍,氧解離曲線左移。重者可引起組織缺氧和代償性紅細胞增多症。但白細胞和血小板均不增多,家族中有同樣疾病的患者,可與真性紅細胞增多症相區別。
(五)其他
HbE病為我國最常見的異常血紅蛋白病,廣東及雲南省多見。純合子僅有輕度HA,呈小細胞低色素性,靶形細胞可達25%~75%。
用限制性DNA片斷多態性連鎖分析和PCR分析等對父母均患異常血紅蛋白病的胎兒作產前診斷,可防止嚴重的珠蛋白肽鏈結構異常的胎兒出生。
二、珠蛋白肽鏈合成數量異常(地中海貧血)
地中海貧血(thalassemia)亦譯為海洋性貧血,是血紅蛋白的珠蛋白肽鏈有一種或幾種的合成受到部分或完全抑制所引起的遺傳性HA。
(一)α地中海貧血
α珠蛋白基因缺失或缺陷,導致α珠蛋白鏈合成減少或缺乏,稱為α地中海貧血。主要分佈在東南亞,特別是泰國以及義大利、希臘等地中海地區。我國廣西發病率為14.9%,廣東為4.11%。
1.靜止型或標準型α地中海貧血:如果4個α基因僅缺失1個,表現為靜止型;如缺失2個則為標準型。新生兒期血紅蛋白電泳Hb Bart(γ4)低於5%~15%,幾個月後消失。患者無症狀。經煌焦油藍溫育後,少數紅細胞內有血紅蛋白H包涵體。血紅蛋白電泳無異常發現。
2.血紅蛋白H(HbH)病:4個a基因缺失3個則為血紅蛋白H(β4)病。新生兒期血紅蛋白電泳Hb Bart達25%,發育中Hb Bart為HbH替代。貧血輕到中度,伴肝脾大和黃疽,少數貧血可達重度。感染或服用氧化劑藥物後,貧血加重。紅細胞低色素性明顯,靶形細胞可見,多少不一。紅細胞滲透性脆性降低。溫育後煌焦油藍染色可見大量HbH包涵體。HbH在pH 8.6或8.8行血紅蛋白電泳時,向陽極方向移動,泳速快於HbA。
3.血紅蛋白Bart胎兒水腫綜合徵:父母雙方均為α地中海貧血,胎兒4個α基因全部缺失。α鏈絕對缺乏,γ鏈自相聚合成Hb Bart(γ4)。臨床上表現為血紅蛋白Bart胎兒水腫綜合徵,是α海洋性貧血中最嚴重的類型。胎兒蒼白,全身水腫伴腹水,肝、脾顯著腫大;血紅蛋白電泳見Hb Bart占80%~100%,Hb Bart氧親和力高,致使組織嚴重缺氧,胎兒多在妊娠30~40周於宮內死亡或產後數小時死亡。
(二)β地中海貧血
β珠蛋白基因缺陷導致β珠蛋白鏈合成減少或缺乏,稱為β地中海貧血。世界上至少有1.5億人攜帶一種β珠蛋白基因缺陷。多見於地中海區域、中東各國和東南亞。在我國β地中海貧血最多見於西南和華南一帶,其次為長江以南各地,北方很少見。
β地中海貧血是常染色體顯性遺傳。如果父母雙方均為β地中海貧血雜合子,子女的1/4從雙親均遺傳到β地中海貧血基因,表現為純合子(重型),2/4從父母一方遺傳到β地中海貧血基因,表現為雜合子(輕型),另1/4正常。患者α鏈相對增多,未結合的α鏈自聚成不穩定的α聚合體,在幼紅細胞內沉澱,形成包涵體,引起膜的損害而致溶血。γ和δ鏈代償合成,致HbA2(α2δ2)和HbF(α2γ2)增多,HbF的氧親和力高,將加重組織缺氧。
1.輕型:臨床可無症狀或輕度貧血,偶有輕度脾大。血紅蛋白電泳HbA2大於3.5%(4%~8%),HbF正常或輕度增加(小於5%)。父或母為β地中海貧血雜合子。
2.中間型:貧血中度,脾大。可見靶形細胞,紅細胞呈小細胞低色素性,HbF可達10%。少數有輕度骨骼改變,性發育延遲。
3.重型(Cooley貧血):患兒出生後半年逐漸蒼白,貧血進行性加重,有黃疸及肝、脾大。生長發育遲緩,骨質疏鬆,甚至發生病理性骨折;額部隆起,鼻樑凹陷,眼距增寬,呈特殊面容。血紅蛋白低於60g/L,呈小細胞低色素性貧血。靶形細胞在10%~35%。骨髓紅系細胞極度增生,細胞外鐵及內鐵增多。血紅蛋白電泳HbF高達30%~90%,HbA多低於40%甚至0%。紅細胞滲透性脆性明顯減低。X光檢查見顱骨板障增厚,皮質變薄,骨小梁條紋清晰,似短髮直立狀。父母雙方都有β地中海貧血。
地中海貧血是遺傳性疾病,除了根據臨床表現和實驗室檢查結果進行表型診斷外,基因診斷能在DNA水準,轉錄(mRNA)和轉錄後(蛋白)水準上對地中海貧血提出診斷意見。
【治療和預防】:
輕型地中海貧血一般不需治療。對誘發溶血的因素如感染等應積極防治。脾切除適用輸血量不斷增加,伴脾功能亢進及明顯壓迫症狀者。青少年應採用高量輸血療法,保持血紅蛋白在110g/L~130g/L,以保證比較正常的生長發育。為了減少輸血反應,可使用濾去白細胞和血小板的濃集紅細胞,並可用鐵螫合劑去鐵胺(deferoxamine)促進鐵的排泄。已有地中海貧血患者應用異基因骨髓移植獲得成功的報導。雖然輕型患者不需治療,但患者問婚配可能產生重型的純合子患兒,產前基因診斷可有效預防嚴重地中海貧血胎兒出生,故對計劃生育和遺傳保健有重要意義。