红细胞酶缺陷性溶血性贫血是指参与红细胞代谢的酶由于基因突变导致活性或性质改变所引起的溶血性疾病。在成熟红细胞糖代谢的两条途径中已知的遗传性红细胞酶缺陷有20种,其中绝大部分伴有溶血现象。根据细胞内代谢作用不同,红细胞酶缺乏分为三类:①糖酵解酶缺陷所致溶血性贫血:较常见的丙酮酸激酶(PK)缺陷,还有己糖激酶(HK)、磷酸葡萄糖异构酶(GPI)、磷酸果糖激酶(PFK)等缺陷;②己糖磷酸旁路和谷胱甘肽代谢的酶缺陷所致的溶血性贫血:以己糖磷酸旁路中的葡萄糖-6-磷酸脱氢酶(G6PD)缺陷最为常见。此外还有谷胱甘肽还原酶(GSSG-R)、谷胱甘肽合成酶(GSSG-S)等缺陷;③核苷酸代谢的酶及其他酶缺陷:如腺苷酸激酶(AK)、磷酸核糖焦磷酸激酶(RPK)和嘧啶5-核苷酸酶(P5'-N)缺陷等可致溶血性贫血。
(一)红细胞葡萄糖-6-磷酸脱氢酶缺陷症
【概述】 红细胞葡萄糖-6-磷酸脱氢酶缺陷症(glucose-6-phosphate dehydogenase deficiency,G6PD deficiency)简称G6PD缺陷症是一种最常见遗传性代谢性疾病,本病在全球分布很广,有近4亿人有G6PD缺陷。我国以广东、广西、云南、四川等地为高发区,北方则较为少见。本缺陷症的遗传方式是性联不完全显性遗传。G6PD的基因位点在X染色体长臂2区8带(Xq28)。男性G6PD缺陷的杂合子和女性G6PD缺陷的纯合子有显性表现,酶的活性显著缺乏,可表现临床症状。女性G6PD缺陷的杂合子为隐性表现,G6PD活性的表现不同。
G6PD是磷酸戊糖途径中6-磷酸葡萄糖转变为6-磷酸葡萄糖酸反应中必需的脱氢酶,使NADP还原为NADPH,使红细胞内的氧化型谷胱甘肽(GSSG)还原为还原型谷胱甘肽(GSH),GSH有维持红细胞膜的完整性和保护红细胞免受氧化剂的损害的作用。当G6PD缺陷时,NADPH的生成不足,红细胞GSH含量减少,当摄入氧化药物或感染等氧化损伤加重时,含硫氢基(-SH)的红细胞膜蛋白和酶蛋白失活,血红蛋白被氧化,同时红细胞膜上磷脂被氧化致膜功能发生障碍。氧化产物在红细胞内堆积形成不可溶性变性珠蛋小体(Heinz小体),使红细胞变硬,可塑性减少,这种红细胞在血流中冲撞或在通过单核-巨噬细胞系统尤其是脾脏时,膜内的Heinz小体被摘除,部分细胞膜丧失,红细胞表面面积减少,变为球形发生破裂而致溶血。
G6PD缺陷症由于变异类型和(或)酶缺陷程度的不同而可分为下述五种临床类型:
1.蚕豆病(favism) 蚕豆病是G6PD缺陷者由于进食干、鲜蚕豆或蚕豆制品(豆腐、酱油)或接触蚕豆花粉后引起的急性溶血性贫血,是遗传性G6PD缺陷症的常见类型。近年来发现蚕豆含有的蚕豆嘧啶和异氨基巴比妥酸具有氧化作用,能对G6PD缺陷者的红细胞膜产生一系列氧化和还原作用,使GSH减少而致溶血。本病可发生于任何年龄,以小儿多见。多发生于蚕豆成熟季节。在食蚕豆或其制品后数小时至数天后(大多在1~2d内)发生急性血管内溶血,轻者仅有轻度溶血;重者为迅速贫血、伴有黄疸及血红蛋白尿,常出现畏寒、发热、恶心、呕吐、口渴、腹痛、腰痛等。极重者病情发展迅速,严重贫血、黄疸、明显血红蛋白尿、神志不清,抽搐甚至出现休克、急性肾功能衰竭等。如不及时治疗,常于发病后1~2d内死亡。病情较轻者持续1~2d或1周左右,临床症状逐渐改善而自愈。
2.药物所致溶血 凡具有氧化作用的药物如止痛退热药、抗疟药、磺胺类、呋喃西林类等均可诱发G6PD缺陷者发生急性溶血。溶血程度除与药物种类及剂量有关外,还与G6PD变异类型有关。如及时停药或积极控制感染,多于发病后7~10d溶血逐渐减退,贫血症状逐日恢复。
3.感染性溶血 病毒或细菌感染如病毒性呼吸道炎、肺炎、消化不良、传染性肝炎、传染性单核细胞增多症、伤寒、败血症等可诱发溶血。
4.新生儿高胆红素血症 在我国广东G6PD缺陷是新生儿高胆红素血症的最常见原因。本病的主要临床表现为新生儿黄疸,通常于出生后2~4d出现黄疸。主要为未结合胆红素增高,贫血可有可无,其轻重程度不与黄疸平行。黄疸多较明显,严重者可因高胆红素血症而致核黄疸。如及早治疗,黄疸一般持续7~10d后逐渐消退。
5.先天性非球形细胞溶血性贫血(Ⅰ型) 由于红细胞G6PD缺陷所致的慢性溶血性贫血,较少见。在已知的G6PD变异型中伴有先天性非球形细胞溶血性贫血者约有20多种,在我国所见的广东型属于其中之一。临床表现与发病年龄有关,发病年龄越小,症状越重。服用氧化剂、感染或吃蚕豆后可使病情加重而出现溶血危象。
【检验】
1.血象 急性溶血时红细胞数和血红蛋白量迅速下降,周围血中可见有核红细胞、多染性红细胞、红细胞碎片等。网织红细胞增加,白细胞数正常或增加,血小板数正常。溶血危象时可呈类白血病反应。先天性非球形细胞溶血性贫血者其红细胞数和血红蛋白量轻或中度下降,红细胞形态基本正常,网织红细胞增加。
2.红细胞自溶试验 G6PD缺陷者自溶呈轻至中度增加,加入葡萄糖后可纠正溶血。
3.G6PD缺陷的筛检试验
(1)高铁血红蛋白还原试验:是常用的筛选试验,适用于诊断与普查。定量法:还原率>75%为正常;74%~31%为中间数值(杂合子);<31%为显著缺陷(显性表现者)。定性法:红色为正常;棕色为显著缺陷;棕红色为中间型(杂合子)。此试验简单易行,敏感性低,特异性较差,假阳性率较高。
(2)荧光斑点试验:此法特异性高,方法简便,是ICSH推荐的G6PD缺陷的筛选试验。G6PD活性正常,10min出现荧光;中等缺陷者,10~30min出现荧光;严重缺陷者,30min也不出现荧光。
(3)变性珠蛋白小体(Heinz小体)试验:G6PD缺陷者含5个以上Heinz小体的红细胞大于30%,溶血进行阶段阳性,溶血停止后阴性,故可作为溶血指征。但此试验为非特异性,其他遗传性溶血性贫血(如不稳定血红蛋白病,其他红细胞酶缺陷)亦可呈阳性。
(4)硝基四氮唑蓝试验纸片法:G6PD活性正常者滤纸片呈蓝紫色,中间缺乏者滤纸片呈淡紫蓝色,严重缺乏者滤纸片呈红色。
4.红细胞G6PD活性测定 直接测定酶活性,是G6PD缺陷的确诊试验。G6PD缺陷者活性减低,显著缺陷者的活性降至0~0.6U。
5.其他 目前G6PD的DNA一级分子结构的编码已清楚,采用分子生物学技术,可以确定基因的酶缺陷型,可找出基因突变位点。
【诊断】 根据急性溶血的临床特征(贫血、黄疸及血红蛋白尿),溶血与诱发因素(药物、感染、蚕豆等)有关和(或)阳性家族史或过去史,再结合实验室检查一般可以诊断和确定临床类型。红细胞G6PD缺陷症准确的诊断方法是依靠红细胞G6PD活性测定,在酶缺乏的基础上,再符合下述任何一项即可确诊。①一项筛选试验结果属活性严重缺乏值;②一项G6PD活性定量测定,其活性比正常平均值降低40%以上;③两项筛选试验结果均为中间缺乏值;④一项筛选试验结果活性属中间缺乏值,并且变性珠蛋白小体试验阳性(含5个以上Heinz小体的红细胞大于40%),并排除其他溶血病因;⑤一项筛选试验结果活性属中间缺乏值,伴有明确的家族史。
(二)红细胞丙酮酸激酶缺陷症
【概述】 红细胞丙酮酸激酶缺陷症(pyruvate kinase deficiency,PK deficiency)简称PK缺陷症,是PK的基因缺陷导致PK活性降低或性质改变引起的溶血性贫血。过去称为先天性非球形性细胞溶血性贫血Ⅱ型。在遗传性红细胞酶缺乏症中发病率仅次于G6PD缺陷症,此病多见于北欧国家,近年来在国内的新生儿和儿童中亦有病例报道。为常染色体隐性遗传性疾病,男女均可发病,只有纯合子有临床表现,杂合子可无临床症状。
PK缺陷使红细胞内糖酵解途径发生障碍,导致红细胞内糖酵解反应的中间产物如2,3-DPG和磷酸烯醇丙酮酸的堆积,ATP及乳酸含量减少使红细胞功能和形态发生障碍,使红细胞脱水,皱缩而成棘形小红细胞,红细胞膜与钙结合,变得僵硬。棘形小红细胞和僵硬红细胞的形状可塑性减低,在通过脾脏小血管时易被破坏而致溶血。
目前已发现PK变异型10余种,发病见于任何年龄,多为慢性溶血性贫血。新生儿严重者可因高胆红素血症而致核黄疸。儿童或成年患者代偿良好者可无症状或仅有轻微贫血,黄疸和脾脏肿大不明显。慢性溶血者多因感染或妇女妊娠时,出现急性溶血甚至溶血危象或再生障碍危象。慢性病例可伴有发育障碍、胆石症及慢性溶血所致的骨骼X线改变。
【检验】
1.红细胞的改变 贫血程度不一,红细胞无特征性改变,可有轻度大小不等和异形,有时可出现靶形、固缩、棘状、不规则歪曲红细胞和有核红细胞等。小儿患者易见固缩和棘状红细胞、网织红细胞增多,白细胞数和血小板数正常。骨髓红细胞系统呈代偿性增生。
2.PK缺陷症的筛选试验 红细胞自溶试验阳性,孵育前加入葡萄糖不能纠正溶血,但加入ATP可纠正溶血。PK荧光斑点试验,25min内荧光消失为正常,25~60min荧光消失为中等缺乏者(杂合子型),60min荧光不消失为严重缺乏者(纯合子型)。
3.确诊试验 PK活性测定是确诊本病的主要方法,正常为15.0±1.9U/g血红蛋白。本病患者的PK活性低下,中等缺乏者(杂合子型)为正常活性的50%,严重缺乏者(纯合子型)为正常活性的50%以下者,即有诊断意义。
【诊断】 根据溶血的临床表现和(或)阳性家族史,再结合周围血中红细胞形态改变、自溶试验阳性、pK活性测定等即可诊断。本病需与新生儿同种免疫性溶血症、遗传性球形细胞增多症和G-6-PD缺陷症等鉴别。此外,应注意与获得性pK缺陷鉴别,此可见于急性白血病,难治性贫血等血液病,依据原发病特点和无家族史等即可鉴别。
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