正式名称
血红蛋白变异体
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本文 最后修改 时间
2018/01/15.

它们是什么?

        血红蛋白变异体是多种异常形式的血红蛋白,红细胞中的血红蛋白由亚铁血红素和珠蛋白组成,珠蛋白的多肽链之间通过氨基酸残基与一个血红素分子相连。它们在肺内结合氧,携载氧到机体内,在组织和细胞释放。

        正常的血红蛋白形式包括:

  • Hb A -成人95%-98%血红蛋白是此类型; 组成珠蛋白亚基的多肽连包括两条α链和两条β链。
  • Hb A2 - 2%-3%血红蛋白是此类型; 组成珠蛋白亚基的多肽连包括两条α链和两条δ链。
  • Hb F -成人2%-血红蛋白是此类型; 组成珠蛋白亚基的多肽连包括两条α链和两条γ链; 主要在胎儿期合成,出生后迅速降低至很低的水平。

        当珠蛋白基因突变导致组成珠蛋白的氨基酸改变,就会产生血红蛋白变异体。血红蛋白的结构、性质、合成率以及稳定性发生改变。编码珠蛋白α链的基因有四种,编码珠蛋白β链的基因有两种(参见基因检测大纲的通则部分)。最常见的α链相关的变异是α地中海贫血,其严重度受编码α链基因的数量支配。(更多信息参见“α地中海贫血”)

        珠蛋白β链异常血红蛋白表现为常染色体隐性遗传,分别来自父母的两个基因拷贝均发生改变,才会发病。如果遗传的是一条正常β链基因和一条异常β链基因,则是携带异常血红蛋白基因的杂合子,携带者本身不发病但可以把异常基因传给下一代。

        如果珠蛋白两条β链基因同型异常,患者为纯合子,产生血红蛋白变异体同时会伴有相应症状和并发症。其基因突变因人而异,相应的严重程度也不尽相同。其中一条珠蛋白β链异常基因将会传给下一代。

        如果珠蛋白两条异常β链基因是不同类型的,患者为双重或混合杂合子。它编码的一种或两种血红蛋白变异体会使受侵袭的患者产生典型的症状。其中一条珠蛋白β链异常基因将会传给下一代。

        目前已经发现了数百个珠蛋白β链异常血红蛋白变异体,但是只有少数是临床上常见的,下页对此进行讨论。

 

常见的血红蛋白变异体
  • Hb S: 镰状细胞病患者主要的血红蛋白,大约8%非裔美国人两条β链基因中的一条存在镰状血红蛋白突变 (0.15%发病) 。Hb S病患者有两条正常α链和两条异常β链,Hb S呈:镰状使红细胞变型,降低携氧量(运动后氧分量也会降低)。镰状红细胞会阻塞小血管,阻碍血液循环并伴疼痛,同时红细胞携氧能力和寿命均下降。单β链基因S突变不会出现症状,但合并有其他突变Hb C(β链基因C突变)例外。
  • Hb C: 大约2-3% 西非裔美国人Hb C杂合子 (单β链基因C突变). 血红蛋白C病(见于Hb C纯合子即双β链基因C突变)很少见且并不严重。通常引起少量贫血和轻微脾肿大。
  • Hb E: 血红蛋白E是最普遍的β链血红蛋白变异体。在东南亚特别是柬埔寨、老挝、泰国等东南亚裔人口中较普遍。血红蛋白E病(双β链基因E突变)通常引起轻微的溶血性贫血、小红细胞症以及轻度脾肿大。血红蛋白单β链基因E突变不会出现症状,但合并有其他β链突变,如β地中海贫血特征例外。

少见的血红蛋白变异体
        还有许多血红蛋白变异体,它们中的一些静默存在并不发病,而一些会导致血红蛋白分子功能性和稳定性发生改变。这些血红蛋白变异体包括: Hb D、Hb G、Hb J、Hb M、康斯坦特斯普瑞血红蛋白-珠蛋白α链基因突变形成异常的长α链,引起血红蛋白构象不稳。另外,β链异常的血红蛋白变异体包括:

  • Hb F: Hb F是胎儿时期产生主要的血红蛋白,有效地转运氧到低氧环境。出生后Hb F合成停止,1-2年后降低至成人水平。一些先天性疾病Hb F会升高。Hb F升高见于β地中海贫血、镰状细胞性贫血以及镰状细胞合并β地中海贫血。镰状细胞性贫血患者Hb F升高通常症状会减轻,因为Hb F抑制镰状红细胞形成。Hb F 水平升高也见于罕见的遗传性胎儿血红蛋白持续症(HPFH)。这是一组遗传性血红蛋白障碍,Hb F水平升高,但并不伴有地中海贫血的临场特征,不同种族导致HPFH的基因突变也不尽相同。Hb F水平升高还见于后天获得性疾病,包括红细胞生成障碍、白血病、骨髓异常增生等。
  • Hb H: Hb H是一些α地中海贫血患者存在的异常血红蛋白。它由四条链和一些短的α链组成。虽然4条β链本身都是正常的,但作为四聚体而言其功能是异常的,它对氧的亲和性增强,导致氧气不能有效地释放到组织细胞中。
  • Bart血红蛋白: 胎儿患有α地中海贫血时会形成Bart血红蛋白。它由4条γ链和一条类似Hb H中存在的短α链组成。Bart血红蛋白在出生后就会因为γ链合成减少而消失。

        一个人可以同时继承来自父母的两种异常基因,就是所谓的复合杂合或双重杂合。下面介绍几种临床上重要的复合杂合。

Hb SC: 遗传性的单β链基因S突变和单β链基因C突变产生Hb SC ,引起患者轻度溶血性贫血和轻微脾肿大,伴有类似于镰状细胞性贫血时的血管阻塞并发症,但通常并不严重。

镰状细胞伴血红蛋白D病: 患有镰状细胞伴血红蛋白D病的患者通常有单拷贝的血红蛋白S和单拷贝的D-洛杉矶血红蛋白,这部分患者偶见镰状细胞危象及中度溶血性贫血。

Hb E:β地中海贫血患者出现Hb E 的复合杂合。贫血程度从无症状、轻微到严重均可见。

镰状细胞伴β地中海贫血: 此类患者严重程度是变化的,取决于遗传的β地中海贫血基因突变。一些突变可以降低β珠蛋白的合成(β+),而一些其他突变完全清除β珠蛋白β0)。镰状细胞伴β0地中海贫血较镰状细胞伴β+地中海贫血更严重。镰状细胞伴β0地中海贫血患者更易产生不可逆的镰状细胞,血管阻塞更频繁及贫血更为严重。通常区分镰状红细胞病和镰状细胞伴β0地中海贫血较难。

 

如何检测?

实验室检查
        实验室检查通过寻找异常红细胞内的血红蛋白,分析相关基因的突变或缺失情况。每次试验检测相应的变异,以给临床医师存在何种血红蛋白变异体的信息。此类检测既可以用来寻找血红蛋白变异体也可用来诊断地中海贫血,因为地中海贫血常常伴有血红蛋白变异体。

全血细胞计数(CBC ) CBC可以快速了解血液循环系统的情况。CBC还可以告诉医生红细胞的量、血红蛋白的量以及红细胞的形状和体积。红细胞平均容积反映红细胞的体积,低. 红细胞平均容积通常是地中海贫血的第一个指标。如果红细胞平均容积降低并排除铁缺乏,患者可能存在地中海贫血或引起小红细胞症的血红蛋白变异体(例如Hb E)。

血涂片 (也称为外周血涂片,另外一种手工检测白细胞的方法). 此项测试中,检验师把血液薄层被涂在玻片上,染色后显微镜观察。白细胞、红细胞、血小板的数量和类型是否正常以及成熟程度都可以被评估。许多疾病均可影响红细胞生成。包括:

  •  小红细胞症
  •  低色性贫血
  • 体积(红细胞大小不均)和形状(异形红细胞病)改变
  • 有核红细胞(未成熟红细胞)
  • 血红蛋白分布不均 (生成“靶形红细胞”显微镜下像公牛眼)

        异常红细胞的比例越高,存在疾病和携氧能力受损的可能性越大。

血红蛋白变异体检测: 可以检测红细胞内血红蛋白的类型和含量。大多数正常的血红蛋白一组测试中的一个或两个联合检测鉴定。如果检测到血红蛋白变异体可以帮助诊断血红蛋白变异体性和地中海贫血(复合杂合子)。

DNA分析: 这项测试用于检测产生珠蛋白α链和β链的基因突变缺失情况。家族检测可以携带者和家庭其他成员基因突变与否及类型。DNA分析并非常规检测,但可以用于诊断血红蛋白变异体和地中海贫血以及确定是否为异常基因携带者。

是否需要任何试验前准备以保证样本的质量?
        不需要任何准备。

为何检测?
        检测血红蛋白变异体因为:

  • 用于筛查新生儿常见的血红蛋白变异体。在一些州,已经成为新生儿筛查的一部分。存在血红蛋白变异体的患儿例如Hb S ,会在早期诊断和治疗中获益。
  • 在一些地方,高危母亲包括高患病率的种族背景(例如非洲裔)、家族患病史产前筛查已经开展。可能携带异常基因的双亲在怀孕前应先进行筛查联合遗传咨询。
  • 辨别无症状的双亲但出现发病患儿情况下的血红蛋白变异体。
  • 用于症状轻微的血红蛋白变异体类疾病, 小红细胞症和/或红细胞血红蛋白减少的鉴别. 也用于关于贫血的研究。

 

还有什么我需要了解的吗 ?

        输血会干扰血红蛋白变异体的检测。输血后几个月后才可以做蛋白变异体的检测。但是镰状红细胞病患者在输血后需要做此项检测,以便了解是否输注足够的正常血红蛋白来降低镰状红细胞带来的风险。

        新生儿筛查项目包括对血红蛋白变异体的检测,已经数千名儿童中发现它们,这是源于新检测技术的应用而不是基因突变率增加。单拷贝基因改变不会影响儿童的健康,但是这些新信息实用性在于增加了血红蛋白变异体以及其遗传性的信息

参考文献

NOTE: This article is based on research that utilizes the sources cited here as well as the collective experience of the Lab Tests Online Editorial Review Board. This article is periodically reviewed by the Editorial Board and may be updated as a result of the review. Any new sources cited will be added to the list and distinguished from the original sources used.

Thomas, Clayton L., Editor (1997). Taber’s Cyclopedic Medical Dictionary. F.A. Davis Company, Philadelphia, PA [18th Edition].

Pagana, Kathleen D. & Pagana, Timothy J. (2001). Mosby’s Diagnostic and Laboratory Test Reference 5th Edition: Mosby, Inc., Saint Louis, MO.

(2001 October 15 ). Anemia in Children. American Family Physician, 64:1379-86 [On-line journal]. Available online at http://www.aafp.org/afp/20011015/1379.html through http://www.aafp.org.

Hemoglobin Evaluation. ARUP’s Guide to Clinical Laboratory Testing [On-line information]. Available online at http://www.aruplab.com/guides/clt/tests/clt_a265.jsp#1150784 through http://www.aruplab.com.

Cutler, C. (2003 August 18). Hemoglobin C disease. MEDLINEplus Health Information Medical Encyclopedia [On-line information]. Available online at http://www.nlm.nih.gov/medlineplus/ency/article/000572.htm.

Milone, M. (2003 September 03). Hemoglobin derivatives. MEDLINEplus Health Information Medical Encyclopedia [On-line information]. Available online at http://www.nlm.nih.gov/medlineplus/ency/article/003371.htm.

Brose, M. (2003 June 01). Hemoglobin electrophoresis. MEDLINEplus Health Information Medical Encyclopedia [On-line information]. Available online at http://www.nlm.nih.gov/medlineplus/ency/article/003639.htm.

Levy, A. (2002 March 15, Updated). Sickle cell anemia. MEDLINEplus Health Information, Medical Encyclopedia [On-line information]. Available online at http://www.nlm.nih.gov/medlineplus/ency/article/000527.htm.

Cohen, E., (2003 June 05, Updated). Sickle cell test. MEDLINEplus Health Information, Medical Encyclopedia [On-line information]. Available online at http://www.nlm.nih.gov/medlineplus/ency/article/003666.htm.

Brill, J. and Baumgardner, D. (2000 November 15). Normocytic Anemia. American Family Physician [On-line journal]. Available online at http://www.aafp.org/afp/20001115/2255.html through http://www.aafp.org.

Variant Hemoglobins. Northern California Comprehensive Thalassemia Center [On-line information]. Available online at http://www.thalassemia.com/variant_hemo.html through http://www.thalassemia.com.

Wethers, D. (2000 September 1). Sickle Cell Disease in Childhood: Part I. Laboratory Diagnosis, Pathophysiology and Health Maintenance. American Family Physician [On-line journal]. Available online at http://www.aafp.org/afp/20000901/1013.html through http://www.aafp.org.

Hemoglobin C, S-C, and E Diseases. The Merck Manual – Second Home Edition [On-line information]. Available online at http://www.merck.com/pubs/mmanual_home2/sec14/ch172/ch172h.htm through http://www.merck.com.

Sickle Cell Disease. The Merck Manual – 2nd Home Edition [On-line information]. Available online at http://www.merck.com/pubs/mmanual_home2/sec14/ch172/ch172g.htm through http://www.merck.com.

Thalassemias. The Merck Manual – Second Home Edition [On-line information]. Available online at http://www.merck.com/pubs/mmanual_home2/sec14/ch172/ch172i.htm through http://www.merck.com.

Hemoglobinopathies2,3,4. University of Rochester Medical Center, Division of Genetics [On-line information]. Available online at http://www.urmc.rochester.edu/genetics/hemo.htm through http://www.urmc.rochester.edu.

Hemoglobin E without Hemoglobin A. University of Rochester Medical Center, Division of Genetics [On-line information]. Available online at http://www.urmc.rochester.edu/genetics/FactSheets/HbEE.htm through http://www.urmc.rochester.edu.

Hemoglobin C without Hemoglobin A. University of Rochester Medical Center, Division of Genetics [On-line information]. Available online at http://www.urmc.rochester.edu/genetics/FactSheets/HbC.htm through http://www.urmc.rochester.edu.

Issues Regarding Identification of Hemoglobinopathy Carriers by Neonatal Screening. Mountain States Genetic Network, Genetic Drift, Issues in Newborn Screening, Vol. 15: Winter, 1998 [On-line newsletter]. Available online at http://www.mostgene.org/gd/gdvol15e.htm through http://www.mostgene.org.

Pagana, Kathleen D. & Pagana, Timothy J. (© 2007). Mosby’s Diagnostic and Laboratory Test Reference 8th Edition: Mosby, Inc., Saint Louis, MO. Pp. 523-525.

Clarke, W. and Dufour, D. R., Editors (2006). Contemporary Practice in Clinical Chemistry, AACC Press, Washington, DC. Pp. 213-224.

Wu, A. (2006). Tietz Clinical Guide to Laboratory Tests, Fourth Edition. Saunders Elsevier, St. Louis, Missouri. Pp. 518-520.

Nanda, R. (2007 April 27, Updated). Hemoglobin electrophoresis. MedlinePlus Medical Encyclopedia [On-line information]. Available online at http://www.nlm.nih.gov/medlineplus/ency/article/003639.htm. Accessed on 9/09/07.

Giannetta, T. et. al. (2007 April 17). Oh, No! The Newborn Screen is Positive! Medscape from J Pediatr Health Care 2007;21(1): 51-52, 69-71. [On-line journal article]. Available online at http://www.medscape.com/viewarticle/554329 through http://www.medscape.com. Accessed on 9/09/07.

(2006 August 03, Reviewed). Interpretation of Newborn Hemoglobin Screening Results. Michigan Department of Community Health [On-line information]. PDF available for download at http://www.michigan.gov/documents/finalinterpretation_71834_7.pdf through http://www.michigan.gov. Accessed on 9/09/07.