地中海贫血(简称地贫)又称海洋性贫血(thalassemia)是由于珠蛋白基因缺陷(突变、缺失等)导致一种或多种珠蛋白肽链合成减少或完全不能合成,是临床最常见的单基因遗传性溶血性贫血,呈常染色体隐性遗传或不完全显性遗传。地中海贫血好发于地中海沿岸、非洲和东南亚人群,具有明显的种族特性和地域分布差异。我国南方以广东、广西、四川、云南、贵州等省份为高发区[1-5]。
根据珠蛋白肽链合成障碍的种类不同,分为α,β,γ,δ,δβ地贫。随着医学的进步,尤其是精准医学的发展,地贫的分类不断细化。除了传统分类外,按照国际地贫协会的分类及临床特征,分为输血依赖型地贫(transfusion-dependentthalassemia,TDT)和非输血依赖型地贫(non-transfusion-dependentthalassemia,NTDT),有利于临床医生区分病情的严重程度并为规范诊断提供参考。
1.地贫的分类
根据珠蛋白肽链合成减少的类型分类分为α,β,γ,δ,δβ地贫,其中临床上最常见的是a和b地贫。由于中间型地贫基因型和表型具有高度的异质性,是临床诊治的难点,重点阐述。
1.1β地贫(1)轻型β地贫:是β地贫杂合子,包括β0、β+或轻度β基因突变的杂合子父母一方患病。较为特征的是HbA2增高(>3.5%),但一般在8%以下,一半以上的病例HbF轻度增高(2%~5%)。(2)中间型β地贫:临床表型介于轻型和重型之间,HbF含量增加,通常10%左右,HbA2正常或轻度增加。为β-珠蛋白基因纯合或复合杂合突变,具有高度的遗传异质性,涉及多种基因突变类型(约200多种致病基因突变)[6]。此外,中间型β地贫可能同时遗传α地贫,改善了α/β珠蛋白链的不平衡程度[7]。已发现某些在11号染色体β珠蛋白基因簇和其他染色体上的基因能增加γ-链的生成,减轻了贫血程度[6]。一些β基因的多态性不影响珠蛋白肽链的产生,但可能对铁吸收、胆红素代谢、骨代谢、心血管疾病和感染易感性等并发症的影响有改善作用[8-9]。中间型β地贫也可以是β基因杂合突变复合α珠蛋白基因三联体或四联体,增加了α-珠蛋白链的产生[10-15],使贫血程度加重。在少数情况下,仅有1个β-珠蛋白位点异常,另一个位点完全正常,呈显性β突变,表现为中间型[16-17]。见表1。(3)血红蛋白E/β地贫:由于β珠蛋白基因第26位密码子发生点突变导致赖氨酸取代谷氨酸,产生变异的HbE,而且激活密码子24-25的一个剪接位点,导致可变剪接通路,产生无功能的mRNA。HbE/β地贫的严重程度与发病年龄、脾大小及HbF水平密切相关,分为重型、中间型和轻型。重型为输血依赖型,中间型及轻型同属非输血依赖型[18]。(4)重型β地贫:亦称库利贫血(Cooley’sAnaemia)是一对染色体上的2个β珠蛋白基因全部发生突变,是β地贫中最严重的类型,其基因型为β0纯合子(β0/β0),或双重杂合子(β0/β+)。HbF显著增高,大多数在30%~90%,HbA缺乏或重度减少,HbA2多降低。中国人常见的β基因突变见表2。
1.2α地贫(1)静止型α地贫(α+地贫):系缺失1个α珠蛋白基因,无症状,惟一异常是出生时脐血中有1%~2%的HbBart’s,出生后3个月即消失。需要行基因检测确诊。(2)标准型α地贫(α0地贫):缺失2个α珠蛋白基因,无症状或有轻度贫血,出生时血中有5%~6%的HbBart’s,6个月后消失。需要行基因检测确诊。(3)中间型α地贫(HbH病):是缺失或突变使3个α珠蛋白基因失活,仅合成少量的α链,多余的β链形成HbH(β4)。HbH是一种不稳定Hb,即Hb包涵体,大多数红细胞中可见Hb包涵体,Hb电泳可查见HbH快带,占1%~20%。约1/4的病例在HbH带之后还有少量HbBart’s(出生时约>20%)。HbH病除了主要为α珠蛋白基因缺失导致外,也有部分是由于α珠蛋白基因点突变引起,称为非缺失型HbH病,目前报道至少有70种非缺失型HbH病,其中常见的突变型为HbCS,HbQS,HbWS,--/αCSα是东南亚最常见的非缺失型HbH病(HbHConstantSpring)。非缺失型的突变导致更严重α肽链合成减少,临床表现类似重型β地贫。表3为缺失型HbH病与非缺失型HbH病的临床和血液学特征的比较。(4)HbBart’s胎儿水肿综合征:是4个α珠蛋白基因完全缺失造成,父母均为标准型α地贫或一方为HbH病。胎儿期合成γ链聚HbBart’s(γ4),此种Hb与氧的亲合力极强,不能释放给组织造成胎儿缺氧,常于妊娠28~34周死亡,或生后数小时内死亡。血中HbBart’s>80%,有少量HbH。表4为α地贫基因型与表型的相关性。
根据临床是否需要输血分为TDT和NTDT。TDT是指需要终身依赖输血才能维持生命,如不予输血,将发生严重并发症和早期死亡,包括重型β地贫、重型HbE/β地贫、非缺失型HbH病及重型α地贫(胎儿水肿综合征);NTDT是指不依赖定期输血可长期存活,是一组基因型和表型异质性显著和谱系宽泛的的疾病,其临床表现、病理生理改变、并发症种类、铁代谢特点及治疗手段等都有别于TDT。包括轻型α、β地贫、轻型与中间型HbE/β地贫、中间型β地贫、缺失型HbH病等。TDT与NTDT之间在Hb水平和依赖输血方面并无截然的界限,国内将Hb<60g/L,国际将Hb<70g/L定为重型/输血依赖型[19]。在特殊状态下,如感染、手术、妊娠、生长发育低下及特殊合并症时NTDT需要偶尔或频繁输血。NTDT对输血的需求见图1。
2.地贫的规范诊断法
筛查法主要是血液学检查内容,一般包括:(1)红细胞形态:异形红细胞,如嗜碱性点彩、靶形等。(2)红细胞参数:一般以MCV、MCH为首选筛查指标,如MCV<80fL或(和)MCH<27pg可作为地贫的可疑指标[21]。(3)红细胞渗透脆性试验:在低渗盐溶液中,其渗透脆性下降[22]。(4)血红蛋白电泳分析:高效液相色谱法(HPLC)和毛细管电泳技术(CE)。不推荐单独使用非毛细管普通电泳技术对地贫筛查。(5)不稳定Hb检测:包括异丙醇试验,HbH包涵体试验等,用于HbH病和其他异常Hb病的筛查。
3.基因诊断法
目前,最常见的基因检测形式是首先结合血液学筛查的结果对基因缺陷的常见热点进行筛查,后续按照筛查结果,针对罕见突变位点增加二代测序等特殊检测,具体流程见图2。
3.1已知热点基因缺陷的检测(1)跨越断裂点的PCR(Gap-PCR):适用于缺失型基因缺陷的检测,该方法是α地贫热点基因缺陷(如-α3.7,-α4.2,--SEA)筛查的主要检测方法。(2)PCR反向点杂交技术(PCR-RDB):适用于突变型基因缺陷的检测,该方法是β地贫热点基因缺陷筛查及a基因突变类型缺陷(CS,QS,WS)的主要检测方法。(3)液态悬浮点阵技术:该技术建立在PCR技术和悬浮点阵测技术基础上,被称为“液态生物芯片”[23]。但仅适用于β地贫已知突变的检测[24]。(4)高分辨溶解曲线(HRM)技术:是一种基因扫描技术,不能用于检测罕见或未知的基因突变。与其他扫描技术相比,该技术具有操作简便、灵敏度高的优点[25]。(5)荧光PCR:比普通的PCR敏感性高出1000倍以上,比传统的巢式PCR有更高的敏感性,降低等位基因脱扣(ADO)率,且反应周期短[26]。
3.2罕见基因缺陷的检测(1)基因芯片:基因芯片具有高通量特点,可将α、β地贫基因诊断在同一张芯片上完成,适用于大面积普查[27]。(2)多重连接探针扩增技术(MLPA):用于检查目标序列的拷贝数异常以及大片段缺失,对于未知大片段缺失性地贫的检出有较大的意义。(3)DNA测序:二代测序技术的迅猛发展,地贫基因检测更加精准而全面。该技术已成为对未知突变分析的金标准[28]。
随着科学技术的发展,地贫的分类及诊断更加精准。在明确分类的同时,应提高诊断的准确性,减少误诊及漏诊。还要将筛查法和基因诊断法结合起来,避免或减少重型地贫患儿的出生,减轻社会压力。