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第四节

红细胞膜缺陷性溶血检验与疾病

278.为什么红细胞渗透脆性试验是红细胞膜缺陷性溶血性贫血的筛查试验

答:正常红细胞呈双凹圆盘状,有利于摄取氧气;它具有柔韧性、易于变形并穿过微血管(直径2~3μm),这一性能的完成,要依靠红细胞膜脂质双层。当先天或后天因素影响到红细胞的膜及其成分时,其表面积改变,变形能力下降导致红细胞破坏。红细胞渗透脆性试验(osmotic fragility test,OFT)是测定红细胞在不同浓度的低渗盐水溶液中的吸水膨胀能力。红细胞在低渗盐水溶液中,水分透过细胞膜进入细胞内,使红细胞逐渐胀大以至破裂、溶血。将红细胞加于一系列不同浓度的低渗盐水中,检测溶血程度,可以测定红细胞的抵抗力。渗透脆性主要受红细胞表面积和体积比率的影响。正常红细胞在低渗盐水中膨胀的适应性较大,当红细胞膜有缺陷时,其表面积/体积比例缩小(如球形红细胞)则脆性增加,抵抗力较小;比例增大(如靶形红细胞或镰刀状红细胞)则脆性减低,说明其对低渗盐水抵抗力较大。因此,该试验主要用于遗传性红细胞膜缺陷性溶血性贫血(如球形或椭圆形红细胞增多症等)和地中海贫血等的筛查。

279.为什么红细胞渗透脆性试验可用于地中海贫血的筛查

答:红细胞渗透脆性试验(OFT)是测定红细胞对低渗溶液的抵抗能力,其抵抗力主要取决于红细胞表面积与体积的比值。表面积大而体积小者,对低渗盐水抵抗力较大(脆性小),反之则抵抗力较小(脆性大)。地中海贫血基因携带者的红细胞是呈小细胞低色素性,表面积较大的靶形红细胞增多。应用红细胞脆性低于正常值来判断地中海贫血携带者,可为诊断地中海贫血提供初步依据。红细胞渗透脆性试验中,如红细胞膜对渗透压的抵抗力降低,脆性结果将移前,故应选用开始溶血升高作为判断依据;如红细胞膜对渗透压抵抗力增大,脆性结果将移后,则宜用完全溶血的低渗盐浓度降低作为判断依据。因此,用OFT对地中海贫血进行检测时,应选用完全溶血作为检测指标。值得注意的是,红细胞脆性对基因型为-αα/αα地中海贫血和α-地中海贫血合并缺铁性贫血以及缺铁性贫血样品容易漏检,其中以孕妇的漏检率最大,故不宜作为妊娠期间筛查地中海贫血的方法。

280.为什么渗透脆性试验会有较多影响因素

答:通常采用不加抗凝剂或肝素抗凝的静脉血加入事先配好的一系列不同浓度的低渗盐水中,进行红细胞渗透脆性试验。影响该试验的因素有:①抗凝剂:不用乙二胺四乙酸二钾(Ethylene diamine tetraacetic acid,EDTA-K 2 )抗凝剂,因它会使血浆渗透压明显升高;不用枸橼酸钠抗凝剂,因它会使血浆渗透压降低;②其他影响因素还有:每次待检标本数不宜太多,20~25例较佳;标本必须直接注入试剂中,不可沿管壁加入;严格控制水浴温度在37℃恒温水浴条件下测定,温育时间也须严格控制,否则容易导致红细胞脆性增大;检测前患者切勿饮酒,因乙醇分解后产生的乙醛浓度不断增加会导致对红细胞膜的固化修饰;注射高浓度葡萄糖对结果也有影响,可使渗透脆性增加和膜脂质过氧化损伤等。因此,在进行该试验时应考虑到上述因素对试验结果的影响。

281.为什么有些患者需要做红细胞孵育渗透脆性试验

答:由于渗透脆性试验(OFT)对诊断遗传性球形红细胞增多症(hereditary spherocytosis,HS)的敏感度较低(约68%),且不易诊断轻型HS。红细胞孵育渗透脆性试验(incubated osmotic fragility test,IOFT)是将红细胞经37℃孵育24小时后再进行渗透脆性试验。红细胞内渗透压的维持与钠泵功能密切相关,红细胞经孵育后,细胞内储存的腺苷三磷酸(adenosine triphosphate,ATP)大量消耗,钠泵功能减弱,钠离子在细胞内聚集,水分进入细胞内使其膨胀,脆性增加,该试验提高了渗透脆性试验的敏感性,表现为正常红细胞的渗透脆性仅轻度升高,而孵育加重了HS患者红细胞的缺陷,使渗透脆性更易显现出来,开始溶血时氯化钠(NaCl)浓度较正常对照高出0.08%则为阳性。HS、遗传性非球形红细胞溶血性贫血(Ⅱ型)在孵育后脆性明显增加,进行孵育渗透脆性试验对发现轻型HS有帮助,与自身溶血试验联合应用可以区别遗传性非球形红细胞溶血性贫血的不同类型。另外,丙酮酸激酶缺陷症者的红细胞经孵育后由于消耗的ATP不能经糖酵解途径得到补充,与正常红细胞比较,其渗透脆性也显著升高。因此,在这些情况下需要做红细胞孵育渗透脆性试验。

282.为什么可以用一管定量法进行红细胞渗透脆性试验

答:红细胞渗透脆性试验一管定量法(简称一管法)是将红细胞在某一渗透压溶液中的溶解度之比换算成红细胞溶血百分率,能半定量测定红细胞脆性。适用于体外检测贫血等引起的红细胞渗透脆性病变,特别是红细胞渗透脆性降低一类的贫血症筛查(如地中海贫血、严重缺铁性贫血等)。一管法是利用地中海贫血基因携带者红细胞对低渗溶液的抵抗力增强及脆性减低的特点,定量检测红细胞溶血的百分率。该方法不需要特殊的仪器设备,操作简单,适合基层医院。但由于是手工操作,影响因素较多,因而结果误差较大。标本宜选用新鲜抗凝全血(肝素、EDTA、枸橼酸盐),置2℃~8℃保存。已发生溶血或有血凝块的标本为不合格样品。标本采集后,测试应在3日内完成。溶血率>65%为正常溶血率;<55%为溶血率降低(56%~64%为溶血率轻度降低),常见于地中海贫血及其基因携带者、严重缺铁性贫血者等。

283.为什么自身溶血及纠正试验难以鉴别遗传性球形及非球形红细胞溶贫

答:由于红细胞膜异常引起腺苷三磷酸(ATP)消耗过多或生成不足,导致ATP储备量减少,钠泵功能减弱,钠离子(Na + )和水在细胞内蓄积,红细胞膨胀,破裂溶血,称为自身溶血试验;在红细胞37℃48小时孵育时,加入葡萄糖或ATP作为纠正物,观察溶血能否有一定的纠正,称为纠正试验。不加纠正物的溶血率一般<4.0%,加葡萄糖的溶血率<0.6%,加ATP纠正物的溶血率<0.8%(分光光度法)。遗传性球形红细胞增多症(HS)自身溶血率增加,能被葡萄糖或ATP纠正;遗传性非球形红细胞溶血性贫血自身溶血率增加,其中Ⅰ型主要由于葡萄糖-6-磷酸脱氢酶(glucose-6-phosphate dehydrogenase,G6PD)活性减低,自身溶血率增加,能被葡萄糖纠正;Ⅱ型主要由于丙酮酸激酶(pyruvate kinase,PK)缺陷,不能利用葡萄糖产生ATP,其自身溶血率明显增加,不能被葡萄糖纠正,但能被ATP纠正。本试验的敏感性和特异性均不高,难以鉴别遗传性球形及非球形红细胞溶贫,已趋于淘汰。

284.为什么红细胞在酸化甘油溶液中溶血率会发生改变

答:当甘油存在于氯化钠磷酸缓冲液的低渗溶液时,可阻止低渗溶液中的水快速进入红细胞内,减慢溶血过程;但甘油与膜脂质又有亲和性,可使膜脂质减少,促进红细胞溶血。进行酸化甘油溶血试验(acidified glycerin hemolysis test,AGLT)时,吸光度随溶血的增加而下降。当红细胞膜蛋白及膜脂质有缺陷时,它们在pH 6.85的甘油缓冲液中较正常红细胞溶解速度快,导致红细胞悬液的吸光度下降至起始吸光度一半时所需的时间(AGLT 50 )明显缩短。酸化甘油溶血试验的设计依据是膜有缺陷的红细胞在酸性甘油溶液中的溶血速度大于正常红细胞,通常标本中的球形红细胞越多则溶血的速度越快,该试验可用于诊断遗传性球形红细胞增多症(HS)。AGLT阳性也可见于自身免疫性溶血性贫血(autoimmune hemolytic anemia,AIHA)、G6PD缺陷症、PK缺陷症,部分孕妇和肾衰竭透析患者等。AGLT的灵敏度和特异度优于OFT,但易受其他因素影响,如叶酸缺乏可使其敏感度降低。即使是网织红细胞正常和(或)外周血无球形红细胞的不典型患者,AGLT和孵育渗透脆性试验(IOFT)的敏感度仍可达99%。对于不典型HS患者,AGLT的检出率较IOFT高,两者的缺点是特异度低。

285.为什么自身免疫性溶血性贫血患者有时会出现酸化甘油溶血试验阳性

答:酸化甘油溶血试验(AGLT)是诊断球形红细胞增多症的简单而敏感的方法。外周血中球形红细胞增多则AGLT呈阳性结果。对于遗传性球形红细胞增多症(HS)患者,由于红细胞中参与膜骨架和脂双层间反应的各种相关蛋白的缺乏(如收缩蛋白、锚蛋白、带3蛋白等)导致膜不稳定或功能不全,从而使膜脂质容易丢失,膜表面积逐渐缩小,最终导致红细胞呈球形,对低渗溶液的抵抗力降低,从而使AGLT 50 缩短。对自身免疫性溶血性贫血(AIHA)患者,吞噬细胞膜上的受体识别由IgG和C3致敏的红细胞,直接被吞噬细胞吞没或被内化导致红细胞膜蛋白和脂质的丢失从而以球形红细胞的形式进入循环,这种球形红细胞的膜坚硬,变形性低,对低渗溶液的抵抗力降低,从而使AGLT 50 缩短。但是,当红细胞被IgM致敏时,由于IgM可以按经典途径激活补体系统而使红细胞在血管内被破坏发生血管内溶血,此时,患者的AGLT为阴性。因此,并非所有的AIHA患者的AGLT结果都是阳性,这取决于致敏红细胞的抗体的类型。此外,还取决于AIHA患者的溶血程度,溶血越严重,循环血液中球形红细胞就越多,AGLT结果呈阳性的可能性也越大。

286.为什么高渗冷溶血试验可作为遗传性红细胞膜缺陷的筛查试验

答:在高渗状态下,温度骤然变化影响红细胞膜脂质的流动性,并可能累及膜磷脂与膜骨架蛋白结合位点,红细胞容易破裂而发生溶血,此即高渗冷溶血试验。当膜蛋白缺陷致膜表面积与体积比值降低,溶血率明显增加;反之,溶血率降低。本试验是测定红细胞在不同浓度高渗缓冲液中,从37℃水浴立即置于0℃水浴一定时间的最大溶血率。溶血率增加见于遗传性球形红细胞增多症;降低见于地中海贫血和异常血红蛋白病;自身免疫性溶血性贫血时基本正常。本试验简便、易行,无需特殊试剂和仪器,因此是遗传性球形红细胞增多症等遗传性红细胞膜缺陷性疾病的筛查试验之一。

287.为什么流式细胞术能快速而敏感地筛查遗传性红细胞膜缺陷性疾病

答:荧光染料伊红-5-马来酰亚胺(eosin-5-maleimide,EMA)可以与红细胞膜带3蛋白第一个细胞外环上的第430位赖氨酸(Lys430)形成共价键结合,在519nm吸收光,540nm放射光。伊红发色基团类似一个口袋结合在带3蛋白的跨膜核心区。带3蛋白结合了EMA后,其阴离子交换特性被部分抑制从而引起结构的改变。用EMA标记红细胞,采用流式细胞术测定其平均通道荧光强度(mean channel fluorescence,MCF),该法目前被认为是快速筛查遗传性红细胞膜缺陷性溶血性贫血尤其是遗传性球形红细胞增多症(HS)的方法,还可用于遗传性口形红细胞增多症(hereditary stomatocytosis,HST)和遗传性热异形红细胞增多症(hereditary pyropoikilocytosis,HPP)的鉴别诊断。EMA结合试验可作为遗传性红细胞膜缺陷性疾病的筛查方法,可以将HS及遗传性椭圆形红细胞增多症(HE)与其他溶血性疾病进行鉴别(如G6PD缺陷症,血红蛋白病及AIHA),前者MCF值明显低于正常人(为正常人的65%左右)及其他溶血性疾病。然而,EMA的结合不是特异性的,可检测到其他红细胞的异常,特别是与异常带3蛋白相关者,包括先天性红细胞生成异常性贫血(congenital dyserythropoietic anemia,CDA)和红细胞水化及黏度的异常如镰状细胞疾病。并且,标本必须快速处理,因为存放可影响试验结果。

288.为什么可用电泳法分析红细胞膜蛋白

答:将制备的红细胞膜样品进行十二烷基硫酸钠聚丙烯酰胺凝胶电泳(sodium dodecyl sulfate polyacrylamide gel electrophoresis,SDS-PAGE),以 PAGE为载体,在电场作用下,膜蛋白能分离出各种区带。根据样品中各蛋白相对分子质量的不同,分离得到红细胞膜蛋白的电泳图谱,从而求得各膜蛋白组分百分率,此即红细胞膜蛋白电泳分析。红细胞膜是双层磷脂结构,其间镶嵌着多种膜蛋白。膜蛋白有包埋在脂质双分子层中的整合蛋白以及存在于膜内侧的细胞膜骨架蛋白。经SDS-PAGE凝胶电泳,可发现整合蛋白主要包括带3蛋白(band 3)和血型糖蛋白。外周蛋白的固定较松散,在高盐、低盐或高pH的情况下即可分离。主要包括收缩蛋白(spectrin,带1、2蛋白)、锚蛋白(ankyrin,带2.1蛋白)、带4.1蛋白(band 4.1)、带4.2 蛋白(band 4.2,pallidin)、带 4.9 蛋白(dematin)、肌动蛋白(actin,带5蛋白)及少量其他蛋白如2.2、3a、6及7等。这些蛋白去除后血影的形状变得不规则,膜蛋白的流动性增强,被称为 “膜骨架蛋白”。正常人红细胞膜蛋白经SDS-PAGE电泳后依次出现下列主要区带:区带1、2(收缩蛋白)、区带2.1(锚蛋白)、区带3(阴离子通道)、区带4.1、区带4.2、区带4.5(葡萄糖运转蛋白)、区带4.9、区带5(肌动蛋白)、区带6(3-磷酸甘油醛脱氢酶)和区带7等(图2-1)。各实验室可根据自己的条件制定参考范围。许多遗传性和获得性溶血性贫血都伴有红细胞膜蛋白异常,可检出收缩蛋白等含量减低或结构异常。本试验可直接反映红细胞膜蛋白的缺陷,有助于溶血性贫血病因查找,是红细胞膜缺陷性疾病诊断的主要依据。

图2-1 正常人红细胞膜蛋

289.为什么不同情况下的红细胞膜蛋白电泳分析的结果不同

答:不同红细胞膜蛋白的相对分子质量各不同,将低渗法制得的红细胞膜样品进行SDS-PAGE分析,分离得到各红细胞膜蛋白的电泳条带,从而检测各膜蛋白含量的相对变化。SDS-PAGE膜蛋白分析敏感度一般,尤其是测定含量少的蛋白,如测定锚蛋白时,因幼稚红细胞中锚蛋白含量较成熟红细胞高,因此网织红细胞增高会掩盖锚蛋白缺失;带3蛋白和带4.2蛋白的降低也会影响锚蛋白电泳带含量。SDS-PAGE能发现导致遗传性球形红细胞增多症(HS)的膜蛋白缺失,但大约有10%的HS患者不能确定缺陷蛋白。总之,显性HS多是锚蛋白与收缩蛋白联合缺乏,遗传性椭圆形红细胞增多症(HE)/遗传性热异形红细胞增多症(HPP)采用SDS-PAGE分析可发现收缩蛋白缺乏或α/β-收缩蛋白相对分子质量异常,4.1蛋白缺失或迁移异常,结合其他方法可对收缩蛋白二聚体作定量分析。

(王也飞)

290.为什么红细胞膜蛋白的表达受不同的基因控制

答:红细胞膜蛋白主要由存在于脂质双分子层中的整合蛋白以及存在于膜内侧的细胞膜骨架蛋白构成。其中收缩蛋白α和β亚基先形成二聚体,两个二聚体相连形成四聚体,其尾端通过带4.1蛋白和肌动蛋白与另外的四聚体相连,构成膜骨架蛋白的水平结构。膜骨架蛋白通过锚蛋白固定于双层脂质中的整合蛋白(带3蛋白),锚蛋白一端结合于收缩蛋白的β链尾部的自身连接点,另一端与带3蛋白连接,带4.2蛋白加固上述连接;带4.1蛋白通过P55蛋白和血型糖蛋白C将膜骨架蛋白连接在膜上。红细胞膜骨架蛋白的横向连接为收缩蛋白-带4.1蛋白-肌动蛋白-收缩蛋白;膜骨架蛋白的垂直连接有两种,一种为收缩蛋白-锚蛋白-带3蛋白,另一种为收缩蛋白-带4.1蛋白-P55蛋白和血型糖蛋白C。红细胞的膜蛋白由不同的基因编码。

(1)带3蛋白:

是红细胞的主要跨膜蛋白,约占总膜蛋白的25%。它介导氯离子和碳酸氢根横跨磷脂双层的交换,在二氧化碳呼吸链中发挥重要作用。编码带3蛋白的基因为SLC4A1,位于人染色体17q21,基因全长19 777bp,含有20个外显子和19个内含子,编码911个氨基酸残基,相对分子量为101 792道尔顿。带3蛋白由两个独立的区域组成,C-端多肽编码阴离子转运跨膜结构域,位于胞质的N端结构域通过锚蛋白结合位点将膜蛋白细胞骨架锚定至细胞膜。

(2)收缩蛋白:

是红细胞膜骨架的主要成分,对于维持膜的形状和可变形性非常重要。它由2个独立的亚基构成,α亚基相对分子质量200 000;β亚基相对分子质量220 000,两个亚基由不同的基因编码。编码α收缩蛋白的基因为SPTA1(Spectrin Alpha,Erythrocytic 1),位于人染色体1q22-q23,基因全长76 219bp,含有52个外显子和51个内含子,编码2429个氨基酸残基。通过数据库和系统发育分析显示SPTA1基因为哺乳动物特有,它通过SPTAN1(spectrin alpha,non-erythrocytic 1)基因的重复形成,SPTA1不仅含有与收缩蛋白β链头-头相互作用的位点,其序列还能决定二聚体相互作用的强度。因此SPTA1适于四聚体快速形成和打开,从而有助于红细胞膜的变形。编码β收缩蛋白的基因为SPTB(spectrin beta,erythrocytic),位于人染色体 14q23-q24.1,基因全长 133 611bp,含有32个外显子和31个内含子,编码2137个氨基酸残基。两个亚基链为反平行排列,扭曲为麻花状,形成异二聚体。两个异二聚体头头连接形成200nm长的四聚体。收缩蛋白主要以四聚体的形式存在于红细胞膜中,通过与肌动蛋白和蛋白4.1连接形成二维网格结构。

(3)锚蛋白:

是一种比较大的细胞内连接蛋白。编码锚蛋白的基因为ANK1(ankyrin 1),基因位于人染色体8p11.2,基因全长243 543bp,含有42个外显子和41个内含子,编码1880个氨基酸残基。多数锚蛋白通常有三个结构域:氨基末端结构域有多个锚蛋白重复序列,含有同带3蛋白结合的位点;具有高度保守的收缩结合区的中心区域和最为保守的羧基末端调节结构域。锚蛋白一方面与收缩蛋白相连,另一方面与跨膜的带3蛋白的细胞质结构域分相连,因此,锚蛋白借助带3蛋白将收缩蛋白连接到细胞质膜上,也就将骨架固定到质膜上。

(4)带4.2蛋白:

是一个ATP结合蛋白。编码带4.2蛋白的基因为EPB42,位于人染色体15q15-q21,基因全长119 637bp,含有13个外显子和12个内含子,编码691个氨基酸残基。带4.2蛋白可调节带3蛋白与锚蛋白的结合。它可能在红细胞形状和可变形性的调节中发挥作用。

因此,红细胞膜蛋白因种类不同,其表达亦受不同的基因控制。

291.为什么红细胞膜蛋白基因突变会导致红细胞膜缺陷性疾病

答:完整的红细胞膜是依靠多种膜蛋白和骨架蛋白间相互横向和纵向连接组装完成的,膜蛋白的遗传变异可影响膜蛋白的生成和相互间的连接,导致红细胞形态改变,易破裂溶血。多种膜蛋白基因均被报道存在影响蛋白表达或功能的基因变异,变异以点突变为主,还有mRNA加工异常、基因缺失或低表达等,且未发现存在特定人种、地区高频概率的突变热点。参与纵向连接的膜蛋白合成减少、不稳定或功能不全,会导致膜双层脂质和骨架蛋白垂直连接的缺陷,使双层脂质不稳定,膜表面积丢失,使红细胞形成球形;参与横向连接中的膜蛋白出现异常可导致椭圆形红细胞的增多。OMIM数据库和Clinvar数据库数据显示,膜蛋白基因变异与不同疾病的发生相关。 SLC4A1 基因突变与4型球形红细胞症相关,外周血涂片中可见特征性的蹄形红细胞;EPB42基因突变与5型球形红细胞症有关; ANK1 基因突变会造成1型球形红细胞症;不同类型的 SPTA1 基因突变会分别造成3型球形红细胞症、2型椭圆形红细胞症和热异形红细胞增多症的发生; SPTB 基因不同位置的突变也会分别造成2型球形红细胞症、3型椭圆形红细胞症和贫血及新生儿溶血的发生。因此,红细胞膜蛋白基因突变会导致红细胞膜的遗传性缺陷,从而引起红细胞形态学改变。

292.为什么红细胞膜蛋白基因分析要遵循一定的策略

答:红细胞膜蛋白基因序列分析主要采用PCR-Sanger测序法,由于膜蛋白基因大且外显子多,测序工作量大。建议先根据红细胞膜蛋白电泳结果及血涂片上红细胞的形态,推测异常蛋白,有针对性进行基因检测。当外显子未检测到突变时,可进一步做基因拷贝数变异和RNA剪切异常分析。目前二代测序技术已广泛运用于临床实践,检测费用也不断降低,今后对红细胞膜缺陷病的患者可以直接使用二代测序靶标基因的方法,同时检测组成红细胞膜的所有蛋白的编码基因序列。

(林琳)

293.为什么遗传性红细胞膜缺陷性疾病有多种类型

答:红细胞膜主要由脂质双分子层和镶嵌其间的蛋白质所构成。部分膜蛋白参与保持红细胞内外阳离子和水的平衡,此外多种膜骨架蛋白在膜胞浆侧相互连接构成网络状结构,对维持红细胞正常形态、稳定性和变形性起重要作用。遗传性红细胞膜缺陷性疾病是由基因突变导致红细胞膜蛋白缺陷,引起红细胞形态改变和破坏增加的遗传性溶血性疾病。根据红细胞膜蛋白的不同缺陷以及细胞内阳离子和水合状况的不同,可造成红细胞形态发生不同变化,从而引起包括遗传性球形红细胞增多症(HS)、遗传性椭圆形红细胞增多症(HE)、遗传性热异形红细胞增多症(HPP)、东南亚卵圆形红细胞增多症(Southeast Asian ovalocytosis,SAO)和遗传性口形红细胞增多症(HST)等多种类型的遗传性红细胞膜缺陷性疾病。这类疾病临床表现多样,少数患者无家族史,部分地中海贫血、自身免疫性溶血等临床表现与之相似,造成部分患者被误诊或漏诊。随着分子生物学技术的发展,不断有新的实验方法用于遗传性红细胞膜缺陷性疾病的检测。

294.为什么红细胞会发生球形改变

答:正常红细胞形态为双凹圆盘状,基因突变导致红细胞膜骨架蛋白缺陷(合成减少或蛋白不稳定),红细胞膜骨架结构异常,如收缩蛋白缺乏(45%)、收缩蛋白和锚蛋白联合缺乏(16%)、红细胞膜带3蛋白缺乏(22%)、红细胞膜带4.2蛋白缺乏(3%)等,导致细胞膜不稳定,影响膜骨架蛋白的垂直连接,主要有:①膜收缩蛋白(四聚体)-锚蛋白-带3蛋白;②膜收缩蛋白-带4.1蛋白-血型糖蛋白C。膜骨架蛋白缺陷不能提供对红细胞膜双层脂质的支持,膜脂质大量丢失,最终导致膜表面积减少,形成球形红细胞。Na + -K + -ATP酶活性增高,水分和钠离子进入胞内增多;膜蛋白带4.2减少或缺失;膜收缩蛋白α及β不能进行磷酸化;Ca 2+ -Mg 2+ -ATP酶活性降低,使红细胞由双凹圆盘形变成球形。脾不仅扣留球形红细胞,而且加速其膜丢失和球形红细胞的形成。血涂片中此类细胞胞体直径缩小、染色深、中央淡染区消失。

295.什么是遗传性球形红细胞增多症

答:遗传性球形红细胞增多症(HS)是一种遗传性溶血性贫血,男女患病机会相等。以不同程度贫血、黄疸、脾肿大、球形红细胞增多及红细胞渗透脆性增加为特征。本病主要是由于调控红细胞膜骨架蛋白的基因突变造成红细胞膜缺陷所致。发病年龄越小,症状越重。新生儿期起病者出现急性溶血性贫血和高胆红素血症;婴儿和儿童患者贫血的程度差异较大,大多为轻至中度贫血。黄疸可见于大部分患者,多为轻度,呈间歇性。几乎所有患者都有脾肿大,且随年龄增长而逐渐显著,溶血危象时肿大明显。肝脏多为轻度肿大。未行脾切除术患者可并发色素性胆石症,常见于年长儿。长期贫血可因骨髓代偿造血而致骨骼改变,但程度一般较地中海贫血轻。在慢性病程中,常因感染、劳累或情绪紧张等因素诱发溶血危象,即贫血和黄疸突然加重,伴有发热、寒战、呕吐,脾肿大显著并伴疼痛。目前,该病尚无根治方法,脾切除术可改善患者的症状。

296.为什么临床怀疑为遗传性球形红细胞增多症需行多项实验室检测

答:遗传性球形红细胞增多症(HS)的实验室特征表现为:①网织红细胞升高;②MCV下降,MCH和MCHC可增加;白细胞和血小板多正常;③外周血涂片可见球形红细胞增多,常>10%;④慢性溶血者以血管外溶血为主:血清结合珠蛋白降低;血清总胆红素和间接胆红素升高,尿胆原增高等;红细胞渗透脆性和24小时孵育脆性增加;红细胞自身溶血试验阳性,加入葡萄糖或ATP可以纠正;酸化甘油溶血试验阳性;⑤SDSPAGE膜蛋白分析可发现异常,膜蛋白基因分析有助于确定突变位点。既往认为红细胞渗透脆性试验(OFT)是诊断HS“金标准”,它敏感度低,不能鉴别轻型HS,孵育后OFT的敏感度虽然提高,但特异性下降,而酸化甘油溶血试验(AGLT)敏感度高于OFT,是HS重要的筛查试验。因此,临床怀疑为遗传性球形红细胞增多症时需进行上述多项实验室检测以明确诊断。

297.为什么提倡用优化组合实验诊断遗传性球形红细胞增多症

答:2011年,英联邦HS诊疗指南推荐,患者若有HS家族史、有典型的HS临床特征(脾肿大)和血象参数(MCHC增高、网织红细胞增高、有球形红细胞),无须进一步检查即可明确诊断。目前尚没有单独诊断HS的实验室检测,推荐用高预测值的实验组合进行分析,首推伊红-5-马来酰亚胺(EMA)结合试验+AGLT,EMA直接针对HS膜结构缺陷,AGLT反映膜表面积与体积之比的变化,两种方法结合使用,可使敏感度几乎达100%。其他组合实验的敏感度,孵育OFT+AGLT为97%,EMA+孵育OFT为95%。血涂片形态学检查是基础,如发现典型的球形红细胞的患者,应对有溶血而抗球蛋白试验(Coombs试验)阴性者的家族成员进行检查确诊,首选的筛选试验是孵育OFT和EMA。双亲正常的HS患者应做分子缺陷方面的检查,这些患者可能为隐性遗传,是由于 SPTB ANK1 基因新的突变所导致。分析 SPTB ANKl 基因表达,从其基因多态位点扩增互补脱氧核糖核酸(complementary deoxyribonucleic acid,cDNA)的分析中能提示 SPTB ANK1 基因表达单独减低的HS患者和其隐性遗传的双亲,事实上是这些基因新的单等位基因表达所致。

298.为什么遗传性球形红细胞增多症患者的双亲可无临床症状

答:遗传性球形红细胞增多症(HS)的遗传缺陷表现为异质性,即有不同遗传方式和不同的临床严重程度。虽然阳性家族史是HS的临床特点之一,约75%的HS患者为常染色体显性遗传,家族史明显,以 ANK1 基因突变最为常见,其次为 SLC4A1 SPTB 基因。但仍有约25%的患者无家族史,可能与基因突变、表现型变异、常染色体隐性遗传或新生突变有关。大多数HS突变具有独立性,即每个个体有自己突变位点或方式。当在一个或多个同胞发现有HS,而其父母却无异常,或者受累家族成员中HS严重程度存在很大差别,可能有以下几种原因:①影响膜蛋白表达的修饰等位基因的遗传,导致临床表型不同;②基因缺陷外显率不同;③新发突变;④一种轻型的隐形遗传的HS;⑤缺陷为组织特异性嵌合体。阳性家族史的患者以轻、中型居多,重型HS的患者以无阳性家族史居多。锚蛋白、带3蛋白、β-收缩蛋白的缺陷患者主要表现为显性遗传;α-收缩蛋白、4.2蛋白的缺陷患者主要表现为隐性遗传。鉴于上述原因,某些遗传性球形红细胞增多症患者的双亲可无临床症状。

299.为什么球形红细胞增多会引起溶血

答:球形红细胞主要是由于膜骨架的异常,红细胞膜蛋白与脂质间连接缺陷,导致脂质双层中的脂质丢失,膜表面积缩小而形成的。红细胞膜蛋白磷酸化功能减弱,同时红细胞膜阳离子通透性增加,细胞内水钠潴留,继发钠泵作用增强,导致ATP不足,钙清除减少并沉积于红细胞膜上使膜硬化。最终球形红细胞的膜稳定性、变形性、流动性下降,脆性增加而柔韧性下降易胀破,在通过脾血窦时因无法变形而大量滞留,加重脾内葡萄糖和ATP的消耗,造成pH低、缺氧的非生理性环境,更促进其脆性升高,易被吞噬破坏而溶解,发生血管外溶血。遗传性球形红细胞增多症(HS)的溶血程度与红细胞球形发生率及红细胞寿命缩短程度关系密切。

300.为什么需多方面考虑遗传性球形红细胞增多症的诊断和鉴别诊断

答:根据贫血、黄疸、脾肿大等临床表现,外周血球形红细胞增多,红细胞渗透脆性增加即可作出诊断,阳性家族史有助于确诊。诊断遗传性球形红细胞增多症(HS)应该综合考虑以下5方面:①具有慢性溶血性贫血的临床表现及溶血的实验室证据;②阳性家族史是诊断的有力证据,但无家族史不能否定诊断;③外周血出现球形红细胞,但球形红细胞数量不是诊断的必备条件,球形红细胞<10%,不可轻易否定诊断,此时需做红细胞渗透脆性试验,若增高可帮助诊断;④红细胞渗透脆性试验是诊断的重要指标,如常规红细胞渗透脆性试验阴性,则应做孵育渗透脆性试验,通常100%病例阳性;⑤排除引起球形红细胞增多及红细胞渗透脆性增高的其他溶血性疾病。此外,需注意,①骨髓细胞学检查对本病无确诊意义,但若为增生性贫血骨髓象,有支持诊断意义;②铁缺陷时红细胞渗透脆性可降低,当本病合并缺铁时,红细胞渗透脆性可能正常;③自身免疫性溶血患者既有溶血的表现,球形红细胞亦明显增多,易与本病混淆;④轻型HS溶血发作时可误认为黄疸型肝炎,但后者呈急性起病,病程较短,肝功能异常较严重,肝炎病毒阳性,一般无贫血,应注意鉴别;⑤本病新生儿发病时可出现新生儿高胆红素血症,故在分析新生儿高胆红素血症的病因时,应考虑本病。

301.为什么脾切除能改善遗传性球形红细胞增多症患者的贫血症状

答:脾脏在遗传性球形红细胞增多症(HS)病理生理中起着重要的作用,脾脏是破坏变形能力减低的红细胞造成其溶血的主要场所。由于变形能力降低,球形红细胞不能通过脾索的缝隙,球形红细胞在脾索滞留并被脾脏吞噬细胞吞噬破坏,脾脏的扣押和滞留是HS患者红细胞生存的主要决定因素。所以,脾切除可以治愈或缓解绝大多数HS患者的贫血,被认为是治疗HS可靠、有效的方法。脾切除虽不能根治HS和改变红细胞的形态,但能使红细胞的破坏大幅度减少,使其寿命接近正常,网织红细胞计数降至正常或接近正常水平。对于所有严重的球形红细胞增多症患者,即有明显贫血的症状和体征,包括生长障碍、骨骼改变和下肢溃疡的患者,伴有重要脏器血管损伤的老年HS患者应实施切脾治疗。对于轻型HS和代偿性溶血的患者,可进行随访,如有临床指征,可行脾切除治疗。鉴于婴幼儿期脾切除术后发生败血症的高风险,手术应尽可能推迟到5~9岁,即使这期间需依赖慢性输血,如可行至少应等到3岁。10岁以上的孩子发生胆石症的风险加剧,再延迟手术反而有害。近年HS诊疗指南有所更改,认为Hb在60~80g/L者,可在5岁后切脾;Hb<60g/L,可在3岁后切脾。

302.为什么会发生遗传性椭圆形红细胞增多症

答:遗传性椭圆形细胞增多症(HE)是一组由红细胞膜蛋白缺陷引起的,以外周血象中出现椭圆形、雪茄形红细胞为特征的遗传性红细胞膜缺陷性疾病,多数为常染色体显性遗传,少数为染色体隐性遗传或基因突变所致,多数患者为杂合子,少数为纯合子或复合杂合子。正常人外周血中有1%~14%的椭圆形红细胞;HE时可增至50%~90%。HE主要的缺陷在于膜骨架α收缩蛋白、β收缩蛋白、4.1蛋白和血型糖蛋白C缺陷,或带3蛋白造成锚蛋白结合受阻,收缩蛋白突变会削弱或破坏膜骨架的二维空间水平的完整性。红细胞膜缺陷导致膜不稳定,造成溶血性贫血和红细胞碎片形成。多数HE患者是无症状的,但也可能会出现溶血性贫血、脾肿大和间歇性黄疸。

303.为什么血涂片检查对遗传性椭圆形细胞增多症有重要的筛查意义

答:遗传性椭圆形细胞增多症(HE)者红细胞膜收缩蛋白二聚体结合障碍、带4.1蛋白异常或糖蛋白缺陷,基因突变影响了收缩蛋白四聚体的形成,红细胞膜骨架的机械性减弱或脆性增强。带4.1蛋白对降解的易感性增强,血型糖蛋白A与带4.1蛋白两者的异常涉及及垂直相互作用的收缩蛋白-带4.1蛋白-血型糖蛋白A接触障碍,从而引起红细胞形态变异,椭圆形改变,以及红细胞功能异常。国际上将HE分为四型:普通型HE、遗传性热异形细胞增多症(HPP)、球形红细胞性HE和口形红细胞性HE。正常人外周血中可有1%~14%的椭圆形红细胞,而HE时血涂片中椭圆形红细胞达到25%以上(椭圆形红细胞平均长8.1μm、宽5.3μm,最长可达12.2μm,最窄1.6μm,细胞横径与纵径之比小于0.78。)、棒状红细胞占10%以上。球形红细胞性HE中有少量小球形和小椭圆形红细胞;HPP者,能见到大量异型、球形红细胞及红细胞碎片;在口形红细胞性HE患者中则有许多细胞膜僵硬的口型红细胞,细胞中央又棒状分割。红细胞形态的检查结合临床表现及家族调查,绝大多数HE可以得到明确的筛查和诊断。故血涂片观察异形红细胞形态及数量对疾病的诊断非常重要。值得注意的是,血涂片制备过程中也会出现假性椭圆形红细胞,多位于涂片尾部,且细胞的长轴互相平行,需要与真正的椭圆形红细胞(排列不规则)鉴别。

304.为什么会发生遗传性热异形红细胞增多症

答:遗传性热异形红细胞增多症(HPP)是一种罕见的引起严重溶血性贫血的病因,其特征是红细胞形态与遭受严重烧伤的患者相似。该症的特点是外周血红细胞对热不稳定,在加温至46℃时即出现异红细胞乃至红细胞碎片(正常要49℃才出现)。HPP为常染色体隐性遗传病,通常被认为是遗传性椭圆形红细胞增多症(HE)的一个亚型,患者常在婴幼儿期出现严重的溶血性贫血。收缩蛋白严重缺陷是本病的基本原因。HE和HPP关系非常密切。约1/3的HPP患者的父母或同胞有典型的HE,许多家庭成员的红细胞收缩蛋白都有相同的突变。而且,HPP患者往往在儿童期发生严重的溶血性贫血,之后进展为典型的HE。其主要分子病变是纯合子α-收缩蛋白基因突变,或一种收缩蛋白基因突变同时携带α-收缩蛋白低表达等位基因(α LELY )(low expression Lyon),导致α-收缩蛋白与β-收缩蛋白连接发生严重缺陷。

305.为什么遗传性椭圆形红细胞增多症患者有不同的临床表现

答:遗传性椭圆形红细胞增多症(HE)的临床表现具有异质性,可以从无症状的携带者至威胁生命的严重贫血。绝大多数HE患者无症状,是在检查不相关疾病时偶然发现而得以诊断。蛋白分析显示,大多数HE/遗传性热异形红细胞增多症(HPP)病例的主要缺陷在于收缩蛋白异二聚体转变成异四聚体,收缩蛋白的缺陷和无效性四聚体形成造成了混合的表现型。在正常人,红细胞膜中二聚体的<5%,在HE/HPP患者,则增加到60%~80%,而且这与临床的严重性高度相关。带4.1蛋白的杂合缺陷者常见于一些阿拉伯和欧洲人种,导致蛋白的部分缺陷从而引起轻度溶血,甚至不发生溶血,外周血涂片中可见明显的椭圆形细胞增多;纯合缺陷者则引起蛋白的完全缺陷从而引起显著的溶血,外周血象类似HPP。在许多遗传性椭圆形红细胞增多症家系中,部分成员会出现严重的溶血性贫血,诊断为HPP,而其他的成员仅有轻度的症状,临床诊断为HE。重症的患者可能是遗传了另外的一个低表达等位基因,而这个基因在携带者中呈静止状态,病情加重时形成结构突变的等位基因。α收缩蛋白多态性与这个等位基因有关。在这个称之为α LELY 的等位基因中,内含子45的一个突变导致约50%的mRNA的外显子46跳过。由于这个外显子编码的残基缺失,导致与β收缩蛋白直接相关的α收缩蛋白成核位点丧失,同时,突变的α收缩蛋白无法与膜结合。这个等位基因常与其他的收缩蛋白突变相互作用,可能也是导致HE临床表现多样化的原因之一。

306.为什么遗传性椭圆形红细胞增多症有不同的实验室检测方法

答:国际上将遗传性椭圆形红细胞增多症(HE)分为四型:普通型HE、遗传性热异形红细胞增多症(HPP)、球形红细胞性HE和口形红细胞性HE。HPP为常染色体隐性遗传,另三型为常染色体显性遗传。普通型HE最常见,多为杂合子,该型一般无贫血和脾肿大,仅有轻度溶血。少数杂合子普通型HE可有严重溶血,纯合子HE主要为慢性溶血表现。HPP可有轻中度甚至威胁生命的溶血,球形红细胞性HE和口形红细胞性HE可有轻中度溶血性贫血表现。HE的血涂片上可见到雪茄形的椭圆形红细胞,红细胞轴率(短径/长径)<0.78的椭圆形红细胞达25%以上,可伴有少量异形红细胞或球形红细胞和破碎红细胞,无阳性家族史者椭圆形红细胞可达50%以上。球形红细胞性HE、HPP、纯合子普通型HE时红细胞渗透脆性增高;普通型HE、口形红细胞性HE时渗透脆性多为正常。HPP和球形红细胞性HE时自身溶血试验溶血率增高,可被纠正。网织红细胞通常低于5%,但在严重溶血时可能会更高。红细胞膜蛋白(包括α收缩蛋白、β收缩蛋白、4.1蛋白、带3蛋白)异常,多数病例可检测到 SPTAl SPTB EPB41 SLC4A1 等基因突变,分别定位于1q22-23、14q23-24.1、1p36.2-p34、17q21-q22染色体,编码α收缩蛋白、β收缩蛋白、4.1蛋白、带3蛋白。其他的实验室检测结果类似于其他类型的溶血性贫血,以及红细胞生成和破坏增加的非特异性标志,如血清胆红素增高,尿中尿胆原增加,血清结合珠蛋白减少,均表明红细胞破坏增加。

307.为什么会发生东南亚卵圆形细胞增多症

答:东南亚卵圆形细胞增多症(SAO)是一种少见的显性HE变异型,为常染色体显性遗传病。主要分布在疟疾流行地区,多见于马来西亚,巴布亚新几内亚,菲律宾和其他东南亚国家,有研究表明SAO患者红细胞膜较坚硬,能减少疟原虫侵入而预防疟疾。本病特征是外周血出现中央淡染区有棒状裂缝的卵圆形红细胞,这类细胞中有很多包含一或两个横向的脊或一个纵向的裂缝。多数SAO患者是无症状的,少数可有轻度溶血。与其他膜缺陷疾病相比,SAO的红细胞是刚性的和高稳定性的,而不是不稳定的。这类细胞的膜僵硬,是由于带3蛋白基因编码区27个核苷酸缺失,导致带3蛋白胞质和跨膜区连接处的第400~408位氨基酸丢失。SAO的带3蛋白阴离子运输能力削弱,而在膜内发生线性聚集的趋势增加。带3蛋白胞质和胞膜连接区的第400~408位氨基酸缺失,该缺失和所谓的 “MemphisⅠ”多态性(AAG→GAG;赖氨酸56谷氨酸)相关。

308.为什么红细胞会发生口形改变

答:口形红细胞是以宽的横向裂口或口状为特征的红细胞,其形态特点是在细胞边缘有一处血色素浓度不明显,类似一个缺口,中央苍白区呈狭长条状裂缝,裂缝中央较两端更为狭窄,裂缝边缘清晰,类似微张鱼口。可见于各种获得性和遗传性疾病。其中遗传性类型常伴有遗传性红细胞阳离子渗透性异常,由于红细胞膜结构组成发生异常变化,膜上离子通道异常,对一价阳离子的通透性发生较罕见的遗传性障碍而引起。这种异常与红细胞水化或膜脂质异常有关。红细胞水化紊乱从一个极端的脱水至另一个极端的水过量。位于16q23-24的基因往往和一些脱水遗传性口形红细胞增多症(dehydrated hereditary stomatocytosis,DHS)有关。过度水化的遗传性口形红细胞增多症(overhydrated hereditary stomatocytosis,OHS)时,口形蛋白质(stomatin,或蛋白7.2b)减少或缺陷。

309.为什么会发生不同类型的遗传性口形红细胞增多症

答:遗传性口形红细胞增多症(HST)是一种以外周血出现大量口形红细胞为特征的常染色体显性遗传病。根据胞内钠离子和钾离子浓度不同可将HST分为两型:

(1)水肿细胞型HST:红细胞内钠离子浓度明显增加导致细胞水肿,体积增大。有研究发现患者红细胞膜内7.2b蛋白含量减少,导致细胞膜对阳离子通透性增高,但具体分子病变机制不明,尚未发现相应的基因突变。

(2)脱水细胞型HST:该型常见。患者红细胞内钠离子浓度基本正常,但钾离子大量外渗使胞内阳离子和水分减少,细胞脱水。HST为遗传性疾病,由常染色体显性传递,男女均可得病。多为幼年发病,可出现贫血、黄疸、脾肿大等。各家族间溶血的程度很不一致。HST患者不全都有溶血现象,临床上发生溶血性贫血者仅占10%~15%。在部分患者中,本病的基因与Rh血型的基因位于同一染色体上。两种基因不联接时,则溶血较严重。隐匿型患者口形红细胞虽增多,但无溶血表现;溶血代偿型由于造血功能的代偿,多不出现贫血,绝大多数患者属于这一类型;严重的可在新生儿期出现高胆红素血症,甚至需要换血治疗。过度疲劳或合并感染时可出现溶血危象,亦有合并胆石症的报道。

310.为什么血涂片检查对遗传性口形红细胞增多症具有重要诊断价值

答:除一般溶血性贫血的实验室特点,如红细胞寿命比正常稍短、网织红细胞轻度增高和结合珠蛋白低于正常外,遗传性口形红细胞增多症(HST)患者外周血涂片中可见到成熟红细胞形状呈卵圆形、口形、棒形或腊肠形,其横径与纵径之比不超过0.78。在干血涂片中,红细胞中央苍白区呈狭长的裂缝,裂缝的中央较两端更为狭窄,裂缝边缘清晰,类似微张的鱼口;在湿血涂片中,红细胞双凹面消失成单凹面,似碗状。正常人的外周血液中亦可有少数口形红细胞,但超过5%即可认为口形红细胞增多。目前认为口形细胞达到10%~50%,加上家族史调查和临床表现即可诊断,更多见的是超过75%,甚至多达90%。所以观察血涂片中口形红细胞数量对诊断HST具有重要诊断价值。此外,由于口形红细胞在扫描电镜下比普通光学显微镜下更容易确定,且准确率高;扫描电镜下口形红细胞呈单凹面似口形,故扫描电镜对诊断本病具有重要价值,但由于受设备等影响而未能普及。

(王也飞) 0MaTaQaBpQJNCn2dNb5H93KUl2HgqQ6LRa7uP+KyTJX9AYSzvVk7VKfiyoSs4hCq

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