地贫基础知识与地贫筛查

Mar 4, 2014,地贫基础知识与地贫筛查,伯乐公司临床诊断部 郑建树,地中海贫血历史回顾,1925年，意大利医生Cooley首次报道5例具有严重贫血、脾脏肿大、异常的骨骼病变以及外周血出现大量幼稚红细胞的小儿病例, 由于所有病人均来自地中海之滨的意大利和希腊，Cooley将其称之为“地中海贫血”（mediterranean anemia）。1932年，Whipple和Brasford借用希腊语thalassa（, 意为“海洋”）将地中海贫血定义为海洋性贫血 （Thalassemia）。,地中海贫血历史回顾,1940年，美国血液学家Wintrobe报道地中海贫血患者的家族中存在轻型地中海贫血的患者，指出地中海贫血系常染色体不完全性显性遗传，有纯合子与杂合子之分。在我国，长期以来多数学者一直将海洋性贫血的原文Thalassemia译为“地中海贫血”.,地贫地域分布,地中海沿岸国家：如意大利、希腊、塞浦路斯。非洲：主要在北非国家，阿尔及利亚及利比亚北部、埃及、苏丹和索马里北部亚洲：中东国家（沙特阿拉伯、伊朗、伊拉克）、中国、东南亚各国（印度、巴基斯坦、泰国、印度尼西亚、马来西亚等）。中国：长江以南省份，尤其以广东、广西、海南、四川、云南、台湾等省份为多发。,中国南方地中海贫血人群携带率,Xu, et al. J Clin Pathol 2004. Xiong et al. Clin Genet.2010.,广东省不同地区和地贫人群携带率,Journal of Clinical Pathology, 2004; 57(5):517-22.,广西地区地中海贫血的流行病学调查,地中海贫血定义,定义：地中海贫血是常染色体隐性遗传性慢性溶血性贫血。本质特征：由于珠蛋白基因的缺失或点突变使血红蛋白中的珠蛋白肽链有一种或几种合成减少或不能合成(mRNA,但肽链结构正常)，导致血红蛋白的组分改变，肽链失平衡， 导致RBC寿命缩短及过早破坏所致的慢性溶贫。,Hb的结构和功能,结构： Hb =血红素 + 珠蛋白 血红素=原卟啉 + Fe+ 珠蛋白=1对 类 肽链 + 1对类 肽链 每一条珠蛋白肽链结合一个血红素分子，构 成一个血红蛋白单体，血红蛋白是由两种（类 和类）共4个血红蛋白单体构成的四聚体。只有由两条类肽链和两条类链组成的四聚体才是最稳定的。功能：携带O2和CO2,Hb的种类,人类及各种动物的Hb其血红素部分都是相同的，不同的只是珠蛋白。：珠蛋白肽链可分为两大类 类肽链和 类肽链、和以上6种肽链组成了 6 种 Hb , 在发育不同阶段出现。,正常人血红蛋白组成的演变,主要血红蛋白成分,1、 HbA：22，成人血红蛋白，在成人及6岁以上儿童的红细胞中占95%以上，在胎儿、新生儿红细胞中约20%；2、 HbF：22，胎儿血红蛋白，出生前及新生儿期占80%，出生6个月后降至不足1%；3、HbA2： 22，约占2.5%；地贫病人中含量上升，地贫、缺铁性贫血等病人中含量降低。,血涂片比较,正常血象,地贫血象,地贫血象：红细胞着色不足、异形红细胞和骨髓成红血细胞增多症,地中海贫血的病理生理,一种或多种珠蛋白基因缺陷,一种或多种珠蛋白肽链合成减少或缺如,其他类型珠蛋白肽链相对过多,珠蛋白肽链合成间的平衡异常,正常Hb的生物合成降低- -贫血,过剩的珠蛋白肽链沉积于RBC，RBC被破坏 无效造血和溶血,骨髓造血代偿性增强，肠道铁吸收增加，输血- -继发性铁负荷增多症,地中海贫血分类,1、肽链合成障碍 地贫2、肽链合成障碍 地贫3、复合型肽链合成障碍- 地贫,-地 中 海 贫 血,定义： 地贫是由于16号染色体上珠蛋白基因缺失（14个）或点突变，导致不同程度肽链合成不平衡,从而使血红蛋白生成障碍，并导致无效造血和红细胞破坏而产生溶血性贫血。分型：根据珠蛋白基因缺失程度的不同，分成4种类型： Hb Barts 胎儿水肿综合征 HbH病 标准型地中海贫血 静止型地中海贫血,分子生物学特征, 珠蛋白基因位于16号染色体上。每条16号染色体上有2个珠蛋白基因，一对16号染色体上有4个珠蛋白基因。 0地贫：一条染色体上2个基因都缺失。 +地贫：一条染色体上只1个基因缺失，另1个正常。,-地中海贫血基因型, 链基因示意 基 因 型 基 因型 描 述 疾 病 状 态 / 0/ 0 地中海贫血纯合子 Hb Barts胎儿水肿 / 0 地贫/ + 地贫杂合子 HbH病 / 0 地中海贫血杂合子 标准型地中海贫血 / + 地中海贫血纯合子 标准型地中海贫血 / + 地中海贫血杂合子 静止型地中海贫血 / 正 常 无 ,-地贫病理生理,珠蛋白基因缺陷,珠蛋白肽链合成减少或缺如,胎儿期：肽链相对过多Hb Barts (4),与非肽链合成之间的平衡异常，过剩的非肽链形成异常Hb,正常Hb生物合成降低,HbH沉积于RBC形成包涵体 溶血,生后：链相对过多 HbH（ 4）,宫内缺氧、水肿、死胎,造血代偿性增强，肝脾肿大、骨骼病变,贫血,肠道铁吸收增加，输血- -继发性铁负荷增多症,静止型地贫基因（地贫2）,发病机理 只缺乏1个肽链基因, 链合成轻微受影响。 基因型：/-、/T 缺失一个基因，包括 3.7缺失和 4.2缺失或1个基因突变临床表现 无任何症状，与正常人无异。 患者无任何症状，血象正常，MCV、MCH正常 红细胞内无包涵体 出生时脐血Hb Barts可达1-2%，但3个月后消失 检测红细胞内/链合成率亦难以将其与正常人区分 可通过DNA检测其基因型,轻型地贫（地贫1）,发病机理 2个肽链基因缺失（ 0 地中海贫血杂合子 ， + 地中海贫血纯合子）， 链合成仍有相当数量。 基因型： -/，为东南亚型,以SEA表示 或-/-、T /T 、-/T临床表现 临床无症状或症状轻微，无或仅有轻度贫血和血常规改变，易误诊为低色素性营养性贫血。实验室检查 Hb：降低但常在100g/L以上 MCV、MCH：降低 红细胞计数：相对增多 脐血Barts含量（0.0340.14)，生后6月时完全消失。 HbA2和HbF正常或稍低,中间型a地贫（HbH病）,发病机理3个肽链基因缺失或缺陷，仅有少量 链合成。胎儿期少量链与 链形成HbF ( 2 2 ) ，故能存活至出生。出生后随年龄增长，链合成迅速增加，由于链合成不足，仅有少量的HbA(2 2), 过剩的链聚合成HbH(4).HbH与氧亲和力高，失去运氧功能，导致组织缺氧。HbH结构不稳定，易变性形成包涵体，红细胞变僵硬，变形能力差，不能通过脾窦，致红细胞寿命缩短，发生溶血性贫血。,中间型a地贫：HbH病,临床表现出生时一般无明显症状，肝脾不肿大，但红细胞形态异常.多在婴儿期以后出现溶血性贫血，一般为轻中度贫血，肝、脾肿大，以脾大为主。可出现黄疸，胆结石。继发感染或服用氧化性药物可使溶血性贫血加重。年龄较大患者可以出现类似 -地贫的特殊面容。,中间型a地贫：HbH病,实验室检查血象：Hb：低于100g/L MCV、MCH：降低,小细胞低色素贫血，网织红细胞升高骨髓象：增生性贫血骨髓象红细胞渗透脆性降低Heinz小体（变性珠蛋白小体）（+）异丙醇试验（+）。Hb电泳： 有HbH区带 初生：Hb Barts约25%， HbH很少 随年龄增长： Hb Barts ， HbH 。 年长儿： Hb Barts 微量， HbH 0.0240.44,重型地贫 （HbBarts胎儿水肿综合征）,发病机理 缺失4个肽链基因， 链完全不能合成。 胎儿期合成的 链因缺乏 链，不能形成HbF ( 2 2 )，大量的 链聚合成Hb Barts (4)。 Hb Barts与氧亲和力高，造成胎儿组织严重缺氧。 Hb Barts结构不稳定，以致红细胞寿命缩短，发生溶血性贫血，胎儿发育不良。,重型地贫,临床表现 胎儿在宫内死亡或早产后数小时内死亡。 严重贫血，胎儿苍白、皮肤剥脱、可有黄疸，肝、脾肿大。 心脏扩大，水肿、胸腔、心包、腹腔积液、巨大胎盘。 低体重、发育不良。 孕妇可有妊娠高血压综合征实验室检查 严重贫血，小细胞低色素贫血，有核红细胞和网织红细胞明显升高 红细胞渗透脆性明显降低 Hb电泳：80%-90%为Hb Barts（4），不等量的Hb Potland (22) (10-29%)及微量HbH（4），没有HbA（22）、HbA2(2 2）及HbF （22）,HbBarts含量,Hb Barts检出的百分率与地贫基因型的关系 Hb Barts % 基因型 2 3 地贫2 4 20 地贫1杂合子或地贫2纯合子 20 25 Hb H病 50 90 Hb Barts水肿胎,地贫遗传风险,一、夫妇双方是静止型地贫，每一次怀孕，有25%的机率是正常，50%的机率是无症状基因携带者，25%的机率是地贫基因携带者,地贫遗传风险,二、夫妇为轻型地贫，但是基因缺陷在不同染色体上, 每一次怀孕，100%机率是地贫基因携带者,地贫遗传风险,三、夫妇为轻型地贫，基因缺陷在同一条染色体上, 每一次怀孕，有25%的机率是正常，50%的机率是地贫基因携带者,25%是重型地贫,地贫遗传风险,四、夫妇一方为轻型地贫，基因缺陷而且在同一条染色体上，而另一方为静止型地贫,每一次怀孕，有25%的机率是正常，50%的机率是无症状的基因携带者,25%是HbH病,地贫遗传风险,五、夫妇一方为静止型地贫，而另一方为HbH病, 每一次怀孕，有25%的机率是无症状的基因携带者,25%是HbH患者 ，50%的机率是基因携带者,地贫遗传风险,六、夫妇一方为轻型地贫，但是基因缺陷在同一条染色体上，而另一方是HbH病,每一次怀孕，有25%的机率是无症状的基因携带者, 25%的机率是基因携带者，25%的机率是HbH病，25%是重型地贫,地贫遗传风险,七、夫妇一方为轻型地贫，基因缺陷在不同的染色体上，而另一方为HbH病，每一次怀孕，有50%的机率是地贫基因携带者, 50%的机率是HbH病, 地中海贫血,地贫主要是由于11号染色体上珠蛋白结构基因突变，导致珠蛋白链合成障碍。1、主要分两种类型，即0地贫和+地贫。 0地贫链完全不能合成， +地贫链合成量减少所致。2、一些大片断基因缺失致： 地贫、遗传性持续性胎儿血红蛋白综合症（ HPFH ）。, 地中海贫血基因型,基因的突变已发现有100多种，国内已报道28种，常见有6种：41-42（-TCTT）：占45%，缺失4个硷基，造成框架突变，使终止密码提前出现，几乎无-链合成（ 0地贫）IVS-II 654（C T）：约占24%，内含子II中654位点C T硷基替换，导致潜在拼接位点活化，mRNA加工异常，不能翻译成正常的链（ 0地贫）。17（A T）：约占14%，导致终止密码TAG形成，链不能合成（ 0地贫）。, 地中海贫血基因型,TATA盒-28（A T）：约9%，突变位于起始位点上游的启动子TATA盒，使转录效率降低，mRNA生成量减少（+地贫）。71-72（+A）：约2%，在71和72位插入1个硷基A，造成阅读框架改变， mRNA不能翻译为正常链（ 0地贫）。26（G A）：占2%，链26密码子由G变A（HbE），影响了mRNA加工，E mRNA合成减少， 链减少（+地贫）。,地中海贫血基因型,基因型 基因型描述 疾病0/ 0 0地贫纯合子 重型地贫0/ + 0地贫和+地贫双重杂合子 重型地贫+/ + +地贫纯合子 中间型地贫0/ 0地贫杂合子 轻型地贫+/ +地贫杂合子 轻型地贫/ 正 常 正常人,地贫发病机理,珠蛋白基因缺陷， 链合成减少或不能合成， 、 链合成代偿性增加， HbF(2 2) 、HbA2 （2 2) 升高。过剩的链在红细胞内沉淀形成包涵体，使幼红细胞膜受损而在骨髓内破坏，产生无效红细胞生成（原位溶血）。含有包涵体的红细胞进入血液循环，在脾脏破坏, 产生溶血性贫血。溶血和贫血引起骨髓造血和髓外造血亢进，骨骼改变和肝、脾肿大。溶血和反复输血导致含铁血黄素沉着症。, -地贫病理生理,-珠蛋白基因缺陷,珠蛋白肽链合成减少或缺如,HbF比例显著增高, HbA2增高,珠蛋白肽链合成间的平衡异常,正常Hb A生物合成降低,溶血(原位、外周）,多余的链形成包涵体沉积于RBC,缺氧,骨髓造血和髓外造血代偿性增强-骨骼病变、肝脾肿大,贫血,肠道铁吸收增加，反复输血- -继发性铁负荷增多症,轻型-地中海贫血（ thalassemia minor）,0地贫杂合子（0/ ）、 +地贫杂合子（ +/ ）临床表现 无症状或仅有轻度贫血，可有轻度脾大。多在家系调查时发现。实验室检查 红细胞形态正常或轻度改变， Hb：降低，但在100g/L以上，MCV、MCH：降低 红细胞计数：相对增多，红细胞脆性正常或降低 HbA2升高（0.040.09)，HbF（ 0.010.05 ）。预后 寿命与正常人相似。,中间型地中海贫血（ Thalassemia intermedia),+地贫纯合子临床表现 介于轻型和重型之间，中度贫血，肝、脾轻中度肿大，可有黄疸，骨骼改变轻。实验室检查 血象：小细胞低色素贫血。Hb：降低，在60-100g/L之间。 MCV，MCH：降低 骨髓象：增生性贫血骨髓象 红细胞脆性降低 HbF升高（ 0.40.8)，HbA2正常或升高预后 可能需要输血，病人可活至成年甚至老年。,重型地中海贫血（ Thalassemia major),0纯合子或0 +双重杂合子 。临床表现： 出生时正常，半岁左右（312月）发病 慢性进行性贫血：苍白、轻度黄染、生长发育迟缓。 肝脾进行性肿大。 特殊外貌：1岁后颅骨改变明显，表示为头颅变大，额部隆起，颧高、鼻梁塌陷，两眼距增宽，形成地中海贫血特殊面容。,重型地中海贫血（ Thalassemia major),实验室检查 血象： Hb60g/L，MCV，MCH：降低，小细胞低色素贫血，易见靶形红细胞 骨髓象：增生性贫血骨髓象 红细胞脆性降低 HbF升高（0.81），如是地贫复合血红蛋白E则HbA2增多预后 需要终生输血，如不治疗，多于5岁前死亡。,地贫遗传风险,一、夫妇一方是轻型地贫，一方正常，50%生出轻型地贫的孩子，50%是正常。,地贫遗传风险,二、夫妇双方都是轻型地贫，25%机率生出正常的孩子，50%生出轻型地贫的孩子，25%生出重型地贫孩子。,地贫遗传风险,三、夫妇一方是 HbE另一方是轻型，25%机率生出正常的孩子，25%生出轻型地贫的孩子，25%是HbE，25%生出同时有地贫和HbE孩子。,地中海贫血的治疗,一般性治疗轻型者一般不需治疗可适当补充叶酸，VitC等忌用铁剂（常误诊为缺铁性贫血）避免用氧化性药物,地中海贫血的治疗,常规治疗输血除铁,其他的治疗方法脾切除和脾栓塞,消除和减少脾组织，减少红细胞的髓外破坏，达到缓解症状的目的适用于血红蛋白H病，重型地中海贫血合并脾脏功能亢进,预防措施,加大宣传力度，让准父母们意识到地贫的危害性。全民教育，有效筛查策略，严格产前检查要更多的人参与进行宣传教育做好产前检查如果父母双方均患小细胞低色素性贫血，立即做地贫基因检查。如果父母双方被证实为地贫同种基因携带者，应及早进行产前诊断，如果查出为地贫纯合子，立即中止妊娠。,任重而道远,！,地中海贫血的筛查,地中海贫血和异常血红蛋白症很难治愈长期、昂贵的治疗 家庭沉重的精神负担预防是最好的措施,筛查地贫携带者成为关键,按国家分类：,I 类：地中海国家很早就建立了完善的预防体系80-100 % 得到有效的预防提供高质量的治疗,成功的例子: 塞浦路斯,1974年: 每年出生重型B-地贫患儿大约53个1981年: 当年出生重型B-地贫患儿 10个(当年 出生婴儿10780 个)从1986 现在每年平均只有1个重型B-地贫患儿出生,Lancet 1990, 336: 1119-1120,按国家分类：,II 类：发达的工业化国家 (欧洲, 美国，澳大利亚)人口迁移使地贫发病率上升能提供有效的控制手段由于不同的文化背景，部分移民很难接受地贫筛查,按国家分类：,III 类：亚洲国家发病率高 不能提供有效的控制手段困境：经济困难, 优先解决的医疗问题 (降低新生儿死亡率, 控制传染性疾病), 宗教/文化的束缚。,中国的现状：,世界上地贫人口最多的国家参加地贫筛查的人数很少 婚育男女对筛查没有正确的认识公众的教育/意识独生子女政策使优生更显重要,地贫筛查目的,查出重型、中间型、轻型地贫和静止型地贫基因携带者查出部分标准型和静止型地贫，中间型地贫（血红蛋白H病）查出其它异常血红蛋白,常见的筛查方法：,低 高,电泳 (ELP),Bio-Rad HPLC,红细胞脆性实验,血常规分析,血常规指标：,地中海贫血的重要特征之一是小细胞低色素性贫血，如MCV80 fl，MCH27 Pg，则可疑为地中海贫血患者或基因携带者 。国际地贫协会认为最广泛使用的地贫判断值：MCV 80fl， MCH 27pg 即MCV80fL、MCH27pg为地贫表型阳性（广西标准为MCV35%变异系数CV比别的方法高2到6倍。筛查B地贫需要一个准确和精确的方法测定 HbA2, 基于这个目的，HPLC是可信赖的方法。,CAP Surveys 2003, HG-C Hemoglobinopathy, p. 11,离子交换HPLC法原理,原理： 是利用能交换离子的材料为固定相来分离离子型化合物的方法。 基于不同种类血红蛋白理化性质的差异所导致不同血红蛋白在相应色谱柱中保留时间不同，使各组分按顺序被洗脱出来，根据冼脱时间进行血红蛋白种类定性，以及特定组洗脱峰面积进行定量。,高效液相色谱法血红蛋白分析操作,静脉血2ml，EDTA-K2抗凝经定标、质控，标本直接上机，通过电脑操作，便能实现红细胞内Hb溶解释放、梯度洗脱、定性、定量的全过程。,HPLC优点,快速高效：6min样品处理：自动化程度高，原始采血管直接上机，无需前处理，无需开盖，无污染 进样方式：连续自动进样，带条码阅读器。单个样本检测检测波长双波长：415nm 690nm，减少背景干扰分析检测管路：1根分析柱，无系统误差，重复性好仪器校正：每套试剂盒标配校正液，保证结果的准确性和重复 性。每次只需做一个校正分离效果：自动准确定量A2、F及异常Hb质 控：每批次做一次质控,保证仪器系统状态稳定结果判读：软件自动判读，客观的结果，不需人工编辑图谱方法权威性：世界地贫协会推荐，A2定量金标准 HPLC 特异性 99% ,灵敏度 99.9%,结果可报告准则,可报告范围:HbA2: 1 13%；HbF: 1 40%HbA2 和 HbF峰均出现如果HbA2 和 HbF 值 小于 可报告范围:可报告为 1.0%校准应该通过：HbA2 或HbF的反应因子需在0.71.3之间的范围内。校准品HbA2 的最佳保留时间是3.65 0.05 如变化幅度超过0.05分钟，建议进行温度调节。 若滞留时间变化幅度超过0.20分钟，注意泵的流率和压力指数。并向技术中心寻求支持可接受Total Area总面积: 100万 to 300万如果低于100万，10ul样本+1ml稀释液如果高于300万，5ul样本+2ml稀释液,结果判读,正常人范围:说明书：HbA2: 1.75 3.25%； HbF: 10%则可能为HbEHbF: 1 5% (杂合子)HbF: 80 100% (纯合子)血红蛋白D 和E 也可与HbA2一同被洗脱。 样本中HbA2 大于10%时应检测是否有其它类型血红蛋白干扰的可能。,各种Hb出峰时间、峰宽、范围,总面积,校准因子,HbF,HbA2,校准报告图,正常成人样本,-地中海贫血（轻型）,轻型-地贫 (/, 0/N),重型-地贫 (/, 0/0),中间型-地贫(/, 0/+),Hb F 55.4%Hb A2 8.0%,静止型-地贫 (-/, N/N),Normal hemoglobin type;Not-rule out -Thalassemia 2 trait,标准型-地贫 (-/, N/N),Not-rule out -Thalassemia 1 trait,缺失型 HbH病(HbH出峰时间0.47分