血红蛋白病

成人血红蛋白 (HbA)合成障碍所致的遗传性血液疾患。按其功能改变可将异常Hb分为四类：①不稳定Hb，引起溶血性贫血。②氧亲和力改变的异常Hb，若氧亲和力增强则出现红细胞增多症，若氧亲和力下降则出现溶血性贫血或青紫。③高铁Hb，即HbM病，以青紫为特征。④溶解度降低的异常Hb，也引起溶血性贫血。临床上常将血红蛋白病分为：①珠蛋白肽链量的异常，即（地中海贫血），又分为 、β、δ等型。②珠蛋白肽链质的异常，即各种异常血红蛋白病。珠蛋白生成障碍性贫血（地中海贫血）和是两种具有代表性的Hb病，前者首先在地中海地区发现，因而得名。后者仅见于黑人，这种异常Hb一直用于研究遗传医学和分子生物学等。

根据国际Hb情报中心统计（截至1983年）已发现异常Hb400多种，Hb病几十种，全世界患者估计在1亿名以上。根据中华遗传学会报告（截至1982年底）中国Hb病的检出率为0.292％，估计患者有数百万人。其中地中海贫血较多见。通过脐血检查 地中海贫血的检出率为2.93％，华南发病率高，广西的检出率高达14.9％。Hb病无根治措施，应贯彻预防为主，对基因携带者通过产前诊断，进行必要的人工流产，做到优生优育。

血红蛋白的分子遗传变化，大致可归纳为以下6类：

单个碱基替代

　　由于遗传密码中单个碱基替代，导致由该碱基决定的氨基酸发生相应的变化，形成肽链中单个氨基酸置换的异常血红蛋白，例如HbS、HbC等。目前发现的异常血红蛋白中，以本类型最多见，约占90％。

终止密码的突变

　　因终止密码（UAA、UAG）的变异，使珠蛋白肽链不在正常的位置终止，导致肽链延长或缩短，如Hb McKees Rock的β链第145位氨基酸的碱基由UAU变为UAA（终止密码），使β链提前结束，仅含144个氨基酸。又如Hb ConstantSpring α链第142位终止密码UAA变为CAA，直至第173位才出现终止密码，因此Hb Constant Spring α链比正常α链多32个氨基酸。

移码突变

　　如正常血红蛋白肽链遗传密码中，嵌入或缺失1～2个碱基，使正常三联密码子碱基成分发生改变，如HbTak为β链第147位终止密码UAA前插入AC，使UAA→ACU苏氨酸，而致β链延长至第157位氨基酸，比正常β链多11个氨基酸。

密码子缺失或插入

　　生殖细胞减数分裂时，联合中的染色体发生错配或不等交换，形成两种珠蛋白基因。一种失去一部分密码子，合成缺失部分氨基酸的肽链，如HbLyon，β链第17-18位缺失赖、缬氨酸。另一条染色单体上却嵌入了相应密码子，合成插入部分氨基酸的肽链。又如Hb Grady α链第119与120间嵌入了α链第117～119三个氨基酸（苯丙-苏-脯氨酸）。

融合基因

　　减数分裂时，不同珠蛋白基因之间发生不等交换，合成融合链的异常血红蛋白，如δ链和β链基因错误联合，产生不等交换，形成融合基因δβ（Hb Lepore）和βδ（Hb反Lepore）。

其它

　　由于α珠蛋白基因缺陷，使α链合成减少或缺如，过剩的β链与γ链形成四聚体，如β4-HbH，γ4Hb Barts；或由于β珠蛋白基因缺陷，βmRNA缺乏或转录、转译缺陷，使β链合成减少或缺如、导致HbA减少，而HbF、HbA2增高。上述珠蛋白肽链本身并无氨基酸顺序的改变。

血红蛋白是一种结合蛋白，分子量64，000，由珠蛋白和血红素构成。血红素由原卟啉与亚铁原子组成，每一个珠蛋白分子有二对肽链，一对是α链，由141个氨基酸残基构成，含较多组氨酸，其中α87位(即F8)组氨酸与血红素铁的结合，在运氧中具重要生理作用。另一对是非α链，有β、γ、δ、ξ(结构与α链相似)及ε5种;后2种与α链、γ-链分别组成胚胎早期(妊娠3月以内)血红蛋白、HbGower-1(ζ2ε2)、HbGower-2(α2ε2)、HbPortland(ζ2γ2)。

β链含146个氨基酸残基、β93半胱氨酸易被氧化产生混合二硫化物及其它硫醚类物质，可降低血红蛋白稳定性。δ链亦由146个氨基酸残基组成，仅10个氨基酸与β链不同。由于δ链中第22位丙氨酸置换了β22谷氨酸，第116位精氨酸置换了β116组氨酸，因此δ链的正电荷大于β链，HbA2(α2δ2)等电点升高，电泳时靠近负极。γ链虽由146个氨基酸组成，但与β链有39个氨基酸不同，且含有4个异亮氨酸，为α、β与δ链所缺如，因此可用分析异亮氨酸方法以测定HbF(α2γ2)含量。正常人有二种γ链、Gr-r136为甘氨酸，Ar-r136为丙氨酸，说明控制γ链生物合成的基因位点不止一个。初生时Gr与Ar的比例是3∶1，儿童和成人二者之比为2∶3。

每一条肽链和一个血红素连接，构成一个血红蛋白单体。人类血红蛋白是由二对(4条)血红蛋白单体聚合而成的四聚体。不同类型的血红蛋白珠蛋白结构略有不同，但血红素均相同。

血红蛋白的四级结构：由氨基酸顺序排列的肽链结构称为血红蛋白的一级结构。肽链中的氨基酸可分为亲水的极化氨基酸(其侧链为羧基、氨基)，与非极化的氨基酸(其侧链是芳香族)。肽链中的各种氨基酸的侧链相互拉紧形成α螺旋，螺旋形节段间由短而非螺旋形节段相连。螺旋形节段从N端-C端分别以A-H表示，非螺旋形节段用AB、CD等表示，称为血红蛋白的二级结构。血红素的铁原子有6个配位键，第5个配位键结合在肽链F段第8位氨基酸上(即α链第87位或β链第92位组氨酸的咪唑基上)，第6个配位键结合氧，并间接结合在肽链E段的第7位氨基酸上(即α链第58位或β-链第63位组氨酸的咪唑基上)，使肽链围绕血红素为中心，构成内外二层螺旋状蛇形盘曲的三维空间结构，称为三级结构。

亲水氨基酸分布于外层，使血红蛋白能溶于水而不致沉淀;疏水氨基酸分布于内层，使水分子不能进入血红素腔内部，避免血红素的Fe2+氧化为Fe3+。四个血红蛋白单体(肽链三级结构加血红素)，按一定的空间关系结合成四聚体，如HbA(或HbA1，α2β2)、HbA2(α2δ2)及HbF(α2γ2)，称异质型四聚体;由二对同样的三级结构血红蛋白单体结合成的四聚体，如HbH(β4)及HbBart(γ4)，称为同质型四聚体。以上所述四聚体为血红蛋白四级结构。通过X线衍射研究四聚体的空间关系，发现α1β1及α2β2的接触面较大，相互移动度较小，疏水，有利于血红蛋白分子构型的稳定性。α1β2及α2β1接触面小而不牢固，移动度大，有利于血红蛋白对氧的正常摄取与释放。四聚体解离，首先离解为α1β1及α2β2。综上所述，血红蛋白与分子的外表结构必需完整，带有负电荷;α、β链结合部位要固定，包围血红素腔的氨基酸顺序排列应完整，否则血红蛋白就不能维持分子结构稳定性及正常运输氧生理功能，并易遭破坏。

1、镰状细胞贫血：患儿出生半岁后易有手和足疼痛肿胀，年长儿诉腹痛、关节和骨骼痛等均因小血管栓塞所致。婴儿有苍白、黄疸和肝脾肿大，年龄增长后有慢性贫血。脾赃由于梗塞后纤维化而转向缩小。年长儿体格可呈四肢过长，躯干短，颅形突起的所谓“镰状细胞贫血体形”。易有下肢溃疡，叶酸缺乏性贫血等合并症，并易感染而引起死亡。本病的杂合子患者称血红蛋白S特征，无症状，于高空飞行或缺氧条件下，可出现红细胞镰变，并表现小血管栓塞所致的症状。

2、血红蛋白E病：系血红蛋白E纯合子疾患。血红蛋白E是β肽链第26位谷氨酸被赖氨酸所替代。这一氨基酸的替代并不影响血红蛋白正常生理功能，故无明显临床表现。血红蛋白E病的症状轻，病人易疲乏，脾脏轻度肿大，血红蛋白偏低，红细胞不减少，有小细胞低色素贫血的特点。靶形细胞较多见，平均15%—20%。

3、不稳定血红蛋白病：临床表现为间歇出现轻度甚至严重的溶血性贫血，并有血红蛋白尿。部分病例与G6PD缺陷类似，可因服用氧化剂药物而加重;另一部分病例可无症状。

4、血红蛋白M病：为常染色体显性遗传性疾病，纯合子者不能存活，杂合子生后出现症状(如为β肽链异常约于3个月后出现症状)， 表现为紫绀持续不退，但不出现杵状指(趾)，亦无心肺异常体征。紫绀轻重随患儿血中血红蛋白M的含量高低而定。

可行以下检查以明确诊断：

本病分布因地区、民族而异，故应详细询问患者籍贯、民族，临床有无黄疸、贫血、肝脾肿大，生长发育迟缓或紫绀、红细胞增多等;家系中有无同样病史患者。实验室检查包括网织红细胞计数、红细胞压积、周围红细胞形态及红细胞脆性试验，了解有无低色素、小细胞性贫血。如上述检查提示有血红蛋白病可能，应对患者及其家系作下列有关实验室检查，进一步确诊。

1、常用基因诊断方法为抽提全血、干纸片血、羊水细胞、绒毛细胞DNA作DNA点杂交，适用于诊断基因缺失的遗传病，如α海洋性贫血病人α珠蛋白基因不同程度的缺失。

2、限制性内切酶酶谱法，适用于诊断基因突变改变了限制酶切点或DNA缺失而改变酶解片段大小长短的遗传病。

3、限制性片段多态性分析(RFLP)，RFLP按孟德尔方式遗传，如某种遗传病基因与特异的RFLP紧密相连，即可将这一多态片段作为"遗传标记"，通过RFLP连锁分析推测该家庭成员和胎儿是否携带遗传病基因，RFLP连锁分析适用于诊断任何一种单基因遗传病。

4、寡核苷酸杂交是一种直接基因诊断技术，对于基因突变部位的碱基序列已查明的遗传病，均可以直接检测和鉴定其突变的基因。

5、聚合酶链反应(PCR)DNA体外扩增，此种高效DNA分析技术可以直接通过PCR产物的电泳分析进行基因诊断，适用于诊断基因缺失或部分DNA缺失所致的遗传病。

6、对非缺失型突变基因可结合限制酶切位点的改变，如与RFLP位点相连锁，则可用限制酶消化PCR扩增产物，直接电泳分析，不需应用基因探针进行分子杂交，大大简化实验操作，使基因诊断可在半天内完成。

应与以下病症相鉴别：

血红蛋白E病与β珠蛋白生成障碍性贫血基因的双重杂合子，又称血红蛋白E复合β珠蛋白生成障碍性贫血，类似β珠蛋白生成障碍性贫血，应加以鉴别。血红蛋白E病又可与β珠蛋白生成障碍性贫血基因结合(血红蛋白E复合β珠蛋白生成障碍性贫血)，成为血红蛋E与α珠蛋白生成障碍性贫血或α珠蛋白生成障碍性贫血，后一种应注意与血红蛋白H病鉴别。

血红蛋白M病：新生儿出现紫绀者亦可见于先天性高铁血红蛋白血症，应加以鉴别。

1、镰状细胞贫血：骨髓类巨幼变时用叶酸治疗。注意防止感染，严重发作时应供氧和补液。仅于血红蛋白降低至危急状态时才给输血，近代试用尿素和氰制剂以图控制镰变，但效果未能确定。可试用γ基因活化剂羟其脲治疗，部分病例症状能得到改善。骨髓移植亦有治疗成功报道。

2、血红蛋白E病和血红蛋白E特征患者不需治疗。

3、不稳定血红蛋白病：治疗应注意避免氧化性药物，重症可作脾摘除，但部分病例疗效不明显。

4、血红蛋白M病：本病目前尚缺乏治疗方法，但预后尚良好。

对病因不明的溶血性贫血、红细胞增多症或先天性青紫，应进行家族调查，查明有无类似疾病，并通过实验检查进行筛选。当初步诊断为Hb病后必要时尚可转诊至Hb病研究机构以明确诊断。对临床症状严重的疾病，应通过胎儿绒毛细胞检查，做到早期产前诊断，必要时终止妊娠。对杂合子的男女双方应禁止婚配。

目前尚无根治方法。对患者家系及本病高发地区，应做好血红蛋白病普查，遗传咨询和婚前检查。必要时进行产前诊断，做好优生工作，防止严重型血红蛋白病患儿的出生。对重型患者可给予超量输血，使用铁螯合剂，减少含铁血黄素沉着。脾功能亢进时可切除脾脏。至于对珠蛋白合成的调控，控制外源性珠蛋白基因在宿主细胞内正确有效的表达，目前尚在实验研究阶段，未能用于临床，作为海洋性贫血的基因治疗方法。