异常血红蛋白病

第二节　异常血红蛋白病

异常血红蛋白一级结构的异常可发生在α、β、γ、δ的任何一种珠蛋白肽链上，多数为珠蛋白肽链中发生了单个氨基酸替代，少数为氨基酸缺失或插入、肽链延长或缩短以及不同肽链的融合等。血红蛋白为四级结构，氨基酸变异发生在不同部位，对其功能的影响是不同的。一般来说，变异发生在分子内部（如unHb），对血红蛋白功能影响比较严重，临床症状则明显；如果变异发生在分子外部，则对功能影响较小，通常没有临床症状。但是，有些分子外部氨基酸替代的异常血红蛋白病可有症状，如HbS（β⁶ Glu→Val），由于表面亲水的谷氨酸被疏水的缬氨酸替代，致使血红蛋白溶解度下降而红细胞镰变。HbC（β⁶ Glu→Lys）也导致血红蛋白溶解度下降而在细胞内结晶。此外，纯合子血红蛋白分子外部变异，可出现轻微的临床症状。

一、不稳定性血红蛋白病

不稳定性血红蛋白病（unHb）系常染色体显性遗传病，亦有自发性突变者。所见患者均为杂合子，示纯合子者不能生存之故。此种血红蛋白中珠蛋白的突变主要为氨基酸的替代，改变了血红素窝或αβ二聚体接触面的构象而致血红蛋白变性沉淀，形成变性珠蛋白包涵体，称为亨氏小体（Heinz body），致红细胞膜脂、膜蛋白氧化损伤直至溶血。不稳定血红蛋白病可能是下述几种突变情况所引起。

1.与血红素接触的氨基酸发生了替代　血红素窝是非极性氨基酸组成的疏水洞穴，若氨基酸之一被替代，则失去与血红素的接触点，或扰乱其空间结构，或将水分子带入窝中。这些变化都会减弱血红素与肽链的结合力，从而形成血红蛋白的不稳定性。

2.极性氨基酸替代了非极性氨基酸　组成血红蛋白的亲水性氨基酸分布于分子表面，分子内部疏水性氨基酸非极性侧链紧密相邻，相互吸引，是非常重要的稳定血红蛋白空间构象。如其中之一被极性氨基酸替代，则其侧链的带电状态改变，造成分子内部螺旋变形，致血红蛋白不稳定。

3.氨基酸缺失　珠蛋白肽链的稳定性在很大程度上依赖于α螺旋构象，氨基酸的缺失可致螺旋中断，或扰乱非极性氨基酸的内向性排列，减弱疏水键，造成血红蛋白不稳定。

4.脯氨酸替代了正常氨基酸　脯氨酸的替代可使肽链中的螺旋断裂或螺旋段构型改变，扰乱血红蛋白分子结构而使其不稳定。

5.珠蛋白肽链亚单位间接接触面的氨基酸替代　血红蛋白4个亚单位间借疏水键和氢键互相结合。如这些αβ链接触面出现氨基酸替代，则血红蛋白不稳定而解离成亚单位，在红细胞中游离、沉淀。

6.C末端氨基酸方向变化　C末端氨基酸通过盐键的形成，对脱氧血红蛋白的稳定有一定作用，如附近氨基酸的变化，则会改变C末端氨基酸的侧链方向，抑制盐键的形成，造成不稳定性。

【临床与实验】

本病系广谱综合征，其临床表现差异很大，除因突变型多变（现已知80多种，大多为β链异常）外，此病态血红蛋白往往伴有氧亲和力高低的变化。在严重贫血患者，已鉴定的7种突变型主要为α肽链的异常，多数切脾有效；15种突变型为中度贫血，切脾效果好；多数突变型为轻度贫血，主要在溶血危象时才发现该病；另外几种突变型基本无临床和血液学改变。溶血危象特征性出现寒战后，感染诱发是常见原因，氧化剂和磺胺药诱发时有报道，某些类型对硝酸盐敏感。患者通常持续于慢性单核-组织细胞系统溶血状态。外因诱发下暴发性溶血状态时，尿呈黑褐色，系二吡咯色素在尿中出现之故。脾脏肿大状态随病程而异。贫血可有可无。平均血红蛋白浓度较低，这是由于不稳定血红蛋白变性沉着为变性珠蛋白小体被脾脏从红细胞中摘除之故。红细胞可呈浅色素性小细胞表现，此外可同时出现红细胞大小不均、畸形、多色性及嗜碱性点彩。网织红细胞的增高度常见于贫血失衡，尤见于高氧亲和力的不稳定血红蛋白病。切除脾脏后更多的海英小体出现在循环血液中。骨髓象为代偿性红系增生状态，血红蛋白电泳行为不定，常无特异变化。HbF在某些患者血中可增高。

【诊断和鉴别诊断】

有阵发性急性溶血发作史者应疑及本病，特别是某些药物（如磺胺类）和感染诱发者。本病的诊断主要检出不稳定血红蛋白依据，临床上有3个试验可供选择或同步检测。最方便常用的为异丙醇试验；热变性试验也可选用，但其影响因素较多，结果较难评价，然而，个别类型不稳定性血红蛋白只在热变性试验中出现，异丙醇试验阴性；变性珠蛋白小体生成试验也是验证不稳定血红蛋白的常用方法之一。难以确诊的患者可通过DNA分析法检查。

从病史及诱发的阵发性溶血角度出发，起病姿态类似G6PD缺乏症，与此酶缺乏病的鉴别，关键在于红细胞G6PD的定量检测，不稳定血红蛋白病之G6PD的活力相反是升高的。该病的患者红细胞形态一般来说无明显变化，此可与珠蛋白生成障碍性疾病和红细胞膜病相区别，但要与多数红细胞酶病相鉴别。并非所有不稳定血红蛋白相关试验阳性的患者皆为本病，因为HbF、HbH、Hb Bart’s及HbS等，其稳定性均低于HbA，也就是说，相关不稳定性血红蛋白试验阳性也可出现于珠蛋白生成障碍性贫血以及其他异常血红蛋白病中，此时可通过血红蛋白的电泳行为及相关试验相鉴别。有时某些不稳定性血红蛋白病，常规方法不能检出不稳定的蛋白质成分，最后只能借助DNA分析技术。

【治疗与预后】

多数不稳定性血红蛋白病是一个比较良性的病程，像其他慢性溶血性病一样会出现胆石症。发作性溶血常诱发于感染或服用“氧化剂”药物后，磺胺药特易诱发急性溶血。少数患者死于溶血危象和脾脏切除后的栓塞性疾病。氧合力增高的不稳定性血红蛋白病，切脾后的继发红细胞和血小板增高症，往往危及患者生命。

患者应增强免疫力防止感染，避免接触诱发的药物和化学剂（参见G6PD病）。少食腌制和添加防腐剂的食品，长期少量补充叶酸和维生素E。总的来说，一般轻型患者无需特别治疗，中度贫血者可试用羟基脲等γ-肽链激活剂，重型患者酌情考虑切除脾脏，但必须考虑到氧亲和力增高的不稳定性血红蛋白病切脾后可能出现的栓塞性疾病。

二、镰形细胞贫血及相关疾病

（一）血红蛋白S病

镰形细胞综合征又称血红蛋白S病（HbS），是最早发现的一种血红蛋白病，也是世界范围内最常见和临床上最重要的异常血红蛋白，非洲和美洲黑人发病率很高，但纯种的中国人未发现此病。本病属于常染色体显性遗传，纯合子者红细胞中HbS 80%～97%，无HbA，临床症状明显；杂合子者HbS 30%以下，其余为HbA，可无临床症状。HbS在低氧情况下易结晶致圆形红细胞扭曲成镰形，故而谓之镰形细胞性贫血。HbS是β肽链上第6位亲水的谷氨酸被疏水的缬氨酸所取代，呈α₂β₂₆谷→缬分子结构。其理化性质与正常HbA相差甚大，由于HbS表面疏水区的出现，溶解度下降，当HbS充分氧合时，其功能基本等同于HbA，然而脱氧后的HbS分子则相互连接形成丝状的多聚体，6个丝状体扭曲在一起形成螺旋形缆状，使红细胞失去原来可塑性的双凹盘状而成僵硬的镰刀状，此种性状的红细胞不易通过微循环而在脾脏被单核-组织细胞系统吞噬而呈所谓的网状内皮系统溶血，也可由于血循环中机械性损伤，而致血管内溶血。此种镰形红细胞还可堵塞毛细血管致血流缓慢，局部缺氧，镰变更剧，如此恶性循环可造成脏器血栓形成和梗死症状。

【临床和实验】

镰形细胞贫血两个主要表现是慢性溶血和偶尔的血管梗死征。由于该病者含有HbS红细胞的脆性及坚硬性，在微血管循环中极易损伤。也由于在高低变化的氧环境中反复镰变，更使细胞损伤加剧。上述诸多因素导致了患者表现网状内皮系统溶血时伴血管内溶血的相关征象，如贫血、高未结合胆红素增高的黄疸、高游离血红蛋白血症、胆石症以及缺乏可塑性的红细胞在小血管中梗死所造成的相关损伤症状，如脏器的疼痛性梗阻、下肢溃疡或脾脏萎缩坏死等。慢性病程经过中，常因寒冷、感染或某些不明原因诱发急性溶血。杂合子患者平时无任何症状，机体缺氧时可出现较轻症状。

实验室检查的突出点在于红细胞中出现了HbS而致红细胞镰形变，由于其基因突变在珠蛋白的β链，故患儿初生期正常，当4～5个月后γ链渐被β链取代时才出现镰形红细胞和相关症状。网织红细胞明显增生，但在再障危象时则明显减少。骨髓象呈红系明显代偿性增生现象，有时幼红细胞巨变或呈红系低落的再障表现。骨髓组织细胞内铁通常呈网状内皮系统溶血的储铁过多现象，但若血管内溶血占优势时，组织细胞储铁减少。患者血红蛋白大部分为HbS，HbF在1%～15%。正常血红蛋白溶解度在磷酸盐缓冲液HbA为88%～100%，纯合子HbS为6%～23%，杂合子为35%～68%。

【诊断和鉴别诊断】

患者父母必有镰形细胞特征（杂合子病）的证据。患者红细胞在体内外低氧试验中出现形态学镰形变。在pH 8.6时的电泳检测，纯合子血红蛋白主为HbS，并存HbA及HbA₂；杂合子患者HbS一般在30%以下，与HbA同时存在。

鉴别诊断可根据不同的临床症状进行相关疾病类似症状来分析。反复出现的四肢关节疼痛应与风湿、类风湿病相鉴别；急性腹痛应与急腹症相鉴别；中枢神经症状应与脑部原发病相鉴别；血尿应与出血性疾病及泌尿系统疾病相鉴别等。杂合子病与HbC或HbD的双重杂合子患者，也会发生红细胞镰变及贫血，应用血红蛋白法加以区别。镰形细胞与珠蛋白生成障碍性贫血的双重杂合子比较多见的一种是HbS/β双杂合子，其临床及实验表现取决于β链含量，β链合成受抑越重者病情越严重。另一种是HbS/α双杂合子，临床上少见。小细胞低色素贫血、血中靶细胞增多，HbF的增多，有助于鉴别。

【治疗与预后】

本病无根治性治疗方法，其病情与预后取决于遗传基因、外在诱因及处理得当与否。总的原则是通过调节患者免疫功能，防止感染和药物的干扰，减少患者溶血的诱发因素。保持患者血液的低黏性和高氧状态，从而避免梗死状态的发生。激活γ肽链形成以减少HbS状态。充分补足适量的叶酸以满足红细胞代偿性生成的需要。在各种危象发生时，要及时适当的对症处理。

（二）血红蛋白C病

血红蛋白C（HbC）病是血红蛋白的β珠蛋白肽链中第6位上的谷氨酸被赖氨酸所取代（β⁶ Glu→Lys）的常染色体隐性遗传病，主要见于黑种人。此种突变的血红蛋白，有较低的溶解度，在低氧状态下可结晶，此结晶现象可因高渗脱水作用而加剧。HbC在红细胞聚合结晶致细胞可塑性下降，在单核-组织细胞系统的脾脏内破坏，据测通常红细胞寿命缩短至30天左右。纯合子（HbC/HbC）病者父母双方均带HbC基因，杂合子（HbC/HbA）病者称为HbC特征。本病常合并HbS而称HbC-HbS病。

【临床与实验】

HbC纯合子患者呈程度不等的中轻度贫血状态，脾脏均肿大，血红蛋白在80～120g/L间。平均血红蛋白体积（MCV）及平均血红蛋白含量（MCH）正常，但平均血红蛋白浓度（MCHC）特征性增高。血片中出现大量靶形红细胞，并伴有不同数量的球形红细胞。在pH 8.6的条件下，该血红蛋白电泳速度同HbA₂和HbE，只有在pH 6.25条件下可相互分开。纯合子病者无HbA，几乎全是HbC。杂合子的HbC特征者无任何临床症状，血中HbC为30%～40%，HbA为50%～60%，HbA₂可轻度增高。HbC与HbS之双杂合子者有中度临床表现。红细胞内晶状包涵体在体外3%高渗的氯化钠溶液中孵育6h则出现。在脾脏健全的纯合子患者中，含有结晶的红细胞很难发现，在脾脏切除后患者血中可容易检出含有结晶包涵体的红细胞。

【诊断与鉴别诊断】

该病的诊断主要在于检出HbC的电泳区带和含有结晶包涵体的红细胞。由于患者血片中有大量靶形红细胞，应与其他珠蛋白障碍和异常的贫血病相鉴别。该病偶有小细胞低色素贫血状态，应与缺铁性贫血相鉴别，β肽链的氨基酸排列顺序分析是最终的诊断方法。

【治疗与预后】

该病一般预后良好，无需特别治疗，防止诱发溶血因素，适当补足叶酸，特殊情况时对症处理。

（三）血红蛋白D病

血红蛋白（HbD）病是Itano在早期血红蛋白病研究中遇到的一个异常血红蛋白病家庭，其血红蛋白在碱性环境中的电泳速度同HbS，但其溶解度同HbA不发生镰变而将此病命名为HbD。此后该名称所谓HbD实际上涵盖了多种α肽链和β肽链的突变病态的血红蛋白。HbD和HbS的鉴别可以在pH 6.2的电泳速度行为中得到。

杂合子（HbD/HbA）者称谓HbD特征，无任何临床症状其HbD浓度占总血红蛋白的35%～50%。纯合子（HbD/HbD）者罕见，临床症状轻微，红细胞可呈现一些靶形和球形变。该病主要分布于印度、巴基斯坦和伊朗等地，预后良好，无需治疗。

（四）血红蛋白E病

血红蛋白E（HbE）病属于常染色体隐性遗传病，其血红蛋白的珠蛋白的β肽链第26位上谷氨酸被赖氨酸所替代（β²⁶ Glu→Lys）。此病广泛分布于东南亚地区的缅甸、泰国、柬埔寨、马来西亚和印度尼西亚，我国广东、广西亦有报道。

【临床与实验】

血红蛋白E病在东南亚地区分布较广，某些区域可高达30%，纯合子患者红细胞明显小细胞低色素现象，可出现25%～60%靶形红细胞，但其红细胞寿命基本正常，故少有或仅有轻度病情出现。患者通常无脾肿大现象。杂合子者（HbE/HbA）或称HbE特征，基本无临床症状，血象中仅可见轻度小细胞低色素表现，无靶形红细胞。

HbE在电泳行为中的表现为pH 8.6时略快于HbC，在pH 6.5时略慢于HbS。纯合子者红细胞含92%～98%的HbE，杂合子者红细胞中含30%～45%的HbE。

【诊断与鉴别诊断】

本病的诊断主要根据在不同酸碱度的电泳行为中检出HbE区带，鉴于其在pH 8.6条件中其泳速同步于HbA₂区带，故有作者认为HbA₂超过10%以上者，可据此诊断该病。

作为一种遗传性血红蛋白病，在临床和实验中与其他几种血红蛋白有较多雷同之处，必须仔细鉴别。首先需与珠蛋白合成障碍性贫血相鉴别，因均属小细胞低色素性贫血，特别是要与轻型β珠蛋白生成障碍性贫血相鉴别。从临床角度的区别在于脾脏肿大见于后者，从实验角度看，虽说均在血红蛋白电泳行为中出现HbA₂区带，但本病HbA₂大于10%，而轻型β珠蛋白生成障碍性贫血者的HbA₂小于10%。若将血红蛋白电泳条件调至pH 6.8时HbA₂与HbE区带可分开。本症与HbC病亦难区分，但发病区域和种族的差异有助于鉴别。常规pH 8.6电泳区带中HbC接近HbE，但在pH 6.2环境中可将两者分开。检出红细胞中结晶包涵体对两病的区分尤为重要。最后特别强调一下与缺铁性贫血的鉴别。

【治疗与预后】

本病一般预后良好，无需特别治疗，必要时对症处理。对于那些贫血较重且伴脾脏肿大者，切除脾脏可获得一定效果。

（五）血红蛋白S-珠蛋白生成障碍性贫血

1.HbS-β珠蛋白生成障碍性贫血　本双杂合子病分为HbS/β^＋与HbS/β⁰两型，前者HbA减少而后者HbA缺如。HbS/β^＋病者可根据患者红细胞中HbA的残存量分为：3%～5%为Ⅰ型，8%～14%为Ⅱ型，18%～25%为Ⅲ型。患者临床症状及血象变化取决于HbA的含量。HbS/β0患者的临床症状与HbS病者有相似之处。HbS/β＋患者不同型别有程度不等的中轻度临床症状。该类病的基因型、均值贫血度、红细胞体积及血红蛋白组分变化见表3-3。

表3-3　HbS-β珠蛋白生成障碍性贫血基因型与相关指标变化

2.HbS-α珠蛋白生成障碍性贫血　本双杂合子病的临床症状和实验异常表现为轻中度不等，主要因素决定于杂合的α基因型（αα/αα、_-α/αα、_-α/_-α）的差异，但总的来说病情不太严重，患者血红蛋白在90g/L左右。

三、血红蛋白M病

血红蛋白M（HbM）病，属染色体显性遗传病，其珠蛋白肽链差异的位置绝大多数发生在α链或β链的螺旋处，该处与血红素连接的组氨酸或临近铁原子的氨基酸被替代，导致该局部的铁原子呈高铁状态，从而构成了异常稳定的高铁血红蛋白，使血红蛋白不能输送氧而患者表现发绀。α链异常HbM病者出生时即现发绀。β链异常的HbM病者要在6～12个月时才出现发绀。γ链异常的HbM病者偶见患者出生时就表现发绀，但在6个月后随着γ链被β链所取代而症状消失。某些患者呈现红细胞增多症，迄今未见纯合子病例报道。

【临床与实验】

HbM病有明确的家族史，该病是一组综合病征，其发病姿态与病理变化随突变的肽链差异而定。α链异常的HbM病者，发绀是唯一的临床症状。β链异常的HbM病者除迟发的发绀症状外，常伴有溶血性贫血的黄疸与脾脏肿大症状。γ链异常的HbM病者，仅表现一过性的发绀症状。

β链异常的HbM病者，其血象与骨髓象可呈溶血性贫血特征，但程度较轻。通常条件下其血红蛋白电泳行为多数同HbA，但在pH 7.0的缓冲液条件下HbM与HbA区带可分离。该病亨氏小体阳性，热变性试验涉及α肽链异常者为弱阳性，涉及β肽链异常者为强阳性。

【诊断与鉴别诊断】

HbM病的诊断可通过不同条件下的血红蛋白电泳区带分析，更重要的是血红蛋白光谱分析，其曲线的高峰在502、630nm处。其鉴别诊断应当从临床上产生发绀症状的疾病着手，因呼吸功能不全所致的发绀和因心功能异常的心源性发绀症者，均具有相应的症状和体征，故不难判断。先天性与中毒性高铁血红蛋白还原酶系的缺乏，致使高铁血红蛋白不能还原成亚铁血红蛋白。中毒性者是某些氧化剂物质使亚铁血红蛋白过多地氧化成高铁血红蛋白。此两种疾病与HbM病的鉴别诊断在于各自血红蛋白在光谱吸收高峰的差异，发绀症状对亚甲蓝的反应也有助于区别。

【治疗与预后】

HbM病除发绀外一般无其他症状，无需治疗，预后良好，亚甲蓝及维生素C无治疗作用。伴有溶血者适量补充叶酸则可。

四、高铁血红蛋白病

人体血红蛋白处于不断的氧化还原状态，红细胞内细胞色素b5还原酶（b5R，旧称NADH高铁血红蛋白还原酶）确保了氧化状态的血红蛋白还原成具有生理作用的低铁血红蛋白。在血红蛋白还原作用中，b5R发挥90%以上的效力。此酶先天性缺乏为常染色体遗传病，纯合子者自幼发绀，血中高铁血红蛋白高达50%～60%，对健康并无大害，无须治疗，亚甲蓝有短暂疗效。在杂合子该酶活力为常人的50%，血中高铁血红蛋白为1%～2%，平素无症状，氧化剂的药物、食物可诱发发绀症状。NADPH-高铁血红蛋白还原酶在还原作用中起不到10%的效力，此酶先天性缺乏症为常染色体显性遗传病，无发绀表现。遗传性高铁血红蛋白症，除了一些病例有碍美容外，无碍健康，预后良好。维生素C、维生素B₂和亚甲蓝有一定消减症状的作用。

另一种中毒性高铁血红蛋白症是一种急性、有时可危及生命的继发性高铁血红蛋白症，是患者服用了具有氧化作用的食物或药物而发病，这是因为过度的血红蛋白氧化过程超越了正常的血红蛋白还原过程所致。亚硝酸盐类成分常为致病物。硝酸盐也常是致病因素，其物质本身虽无致病作用，但在人体肠道中能转变为亚硝酸盐而致病。中毒性高铁血红蛋白血症是唯一可致死高铁血红蛋白病，故对突发性无家族史的发绀病人尤应慎重对待。通常血中高铁血红蛋白小于30%者仅表现发绀，大于30%者则表现缺氧症状，大于50%者则昏迷甚至死亡。紧急处理方案为：亚甲蓝1～2mg/kg，用生理盐水稀释成1%浓度，在10～15min内静脉滴注完毕，必要时可反复进行。在此值得注意的是亚甲蓝的应用剂量和频率要慎重控制，过多进入体内的亚甲蓝偶可诱发急性溶血。亚甲蓝的治疗效应可在1～2h内完成，但鉴于患者肠道内可能仍不断吸收致病成分而反复发病，故应密切随访观察。休克状态的患者可输血或换血治疗。

【鉴别诊断】

高铁血红蛋白病发绀症，致病机制不一，预后悬殊，因而正确的鉴别诊断后适时的治疗十分重要。临床上发绀症常见于心肺疾患，此可凭原发病的存在而剔除，高铁血红蛋白发绀症的鉴别见表3-4。

表3-4　高铁血红蛋白病几种病因和特征

五、血红蛋白病的红细胞增多症

血红蛋白病的红细胞增多症，是由于异常血红蛋白氧亲合力增高而释放氧能力减低，其结果为组织缺氧而继发代偿性红细胞增多。本症患者红细胞比容一般不超过65%，其血红蛋白电泳行为不定，约50%者可在常规电泳中出现异常区带。血氧亲和力测定有助于诊断。

【鉴别诊断】

血红蛋白病的红细胞增多症，是继发性红细胞增多症诸多病种之一，因而在诊断本病前应与其他继发病相鉴别。高山病、先天性心脏病、慢性肺病、大量吸烟者、肾脏病者、多种器官肿瘤、肥胖、高血压、皮质功能亢进和长期应用雄激素等状态与疾病都应在鉴别之列。该病与真性红细胞增多症的鉴别在于：后者发病年龄较晚，常有脾脏肿大，多伴有白细胞、血小板增多，中性粒细胞碱性磷酸酶活力增高。骨髓片中巨核细胞倍体增高，可染铁减少至消失。血氧饱和度正常，血中维生素B₁₂含量增高等。

本病一般无需治疗，也无特殊效法治疗，若明显出现因血流变学变化的症状时，可适当放血处理。

（万树栋）