鐮刀型細(xì)胞貧血癥,是一種遺傳病,指的是血紅蛋白分子遺傳缺陷造成的一種疾病,病人的大部分紅細(xì)胞呈鐮刀狀。這種疾病的特點(diǎn)是病人的血紅蛋白β—亞基N端的第六個(gè)氨基酸殘基是纈氨酸(vol),而不是下正常的谷氨酸殘基(Glu)。血紅蛋白是個(gè)四聚體蛋白, 血紅蛋白和肌紅蛋白的氧合曲線不同, 血紅蛋白是個(gè)別構(gòu)蛋白, 因此鐮刀型細(xì)胞貧血病是一種分子病。
鐮刀型細(xì)胞貧血癥是一種遺傳性貧血癥,屬于隱性遺傳。患者的紅細(xì)胞缺氧時(shí)變成鐮刀形(正常的是圓盤形),失去輸氧的功能,許多紅血球還會(huì)因此而破裂造成嚴(yán)重貧血,甚至引起病人死亡。
鐮刀型細(xì)胞貧血癥的突變基因是1949年確定的,隨著分子遺傳學(xué)的進(jìn)展,到1957年終于由英國學(xué)者英格蘭姆闡明了它的分子機(jī)制。正常成人血紅蛋白是由二條鏈和二條鏈相互結(jié)合成的四聚體,鏈和鏈分別由141和146個(gè)氨基酸順序連結(jié)構(gòu)成。英格蘭姆發(fā)現(xiàn)鐮刀型細(xì)胞貧血癥是因?yàn)殒溨械诹鶄€(gè)氨基酸發(fā)生變化引起的。正常健康的人第六個(gè)氨基酸是谷氨酸,而患鐮刀型貧血癥的人則由一個(gè)纈氨酸代替谷氨酸。
鐮刀型細(xì)胞貧血癥,就是遺傳物質(zhì)DNA中一個(gè)CTT變成CAT,即其中一個(gè)堿基T變成A,以致產(chǎn)生病變?;颊叱S袊?yán)重而劇烈的骨骼、關(guān)節(jié)和腹部疼痛的感覺。
鐮刀型細(xì)胞貧血癥常見于非洲和美洲黑人。人們?cè)诜侵薤懠擦餍械牡貐^(qū),發(fā)現(xiàn)鐮刀型細(xì)胞雜合基因型個(gè)體對(duì)瘧疾的感染率,比正常人低得多。這是因?yàn)殓牭缎图?xì)胞雜合基因型在人體本身并不表現(xiàn)明顯的臨床貧血癥狀,而對(duì)寄生在紅血球里的瘧原蟲卻是致死的,紅血球內(nèi)輕微缺氧就足以中斷瘧原蟲形成分生孢子,終歸于死亡。
所以,在瘧疾流行的地區(qū),不利的鐮刀型細(xì)胞基因突變可轉(zhuǎn)變?yōu)橛欣诜乐汞懠驳牧餍?。這一情況,說明基因突變的有害性是相對(duì)的,在一定外界條件下,有害的突變基因可以轉(zhuǎn)化為有利。
既然鐮刀型細(xì)胞貧血癥危害這么大,那么它的病因是什么呢?鐮刀型細(xì)胞貧血癥發(fā)生是由一種異常的血紅素所造成的,這種血紅素稱為血紅素S (hemoglobin S)。它屬于一種體染色體隱性遺傳特征。因此,這個(gè)疾病的患者必定同時(shí)自父親及母親方面遺傳到S血紅素基因。
如果某人只從父母親其中一人遺傳到一個(gè)異常的S血紅素基因,而另一個(gè)仍為正常的血紅素基因(A血紅素),那么這個(gè)人只會(huì)具有鐮刀型細(xì)胞的特征而已。但是如果某人遺傳到一個(gè)S血紅素基因及另一個(gè)基因?yàn)槠渌问降漠惓Qt素基因(如地中海型貧血癥的基因),則此人會(huì)罹患另一種較復(fù)雜的的鐮形細(xì)胞疾病,例如 sickle cell b0 地中海型貧血癥, hemoglobin SC disease或sickle cell b+地中海型貧血癥等。
當(dāng)鐮刀型細(xì)胞貧血癥患者發(fā)生溶血癥狀或骨髓無法制造紅血球細(xì)胞(發(fā)育不全癥狀)時(shí),則可能會(huì)威脅到患者的生命。這些癥狀的反復(fù)出現(xiàn),會(huì)對(duì)患者的身體器官造成非常嚴(yán)重的傷害,比如說對(duì)腎臟、肺臟、骨骼等的直接傷害。
一旦血管發(fā)生阻塞及器官產(chǎn)生損傷,就會(huì)導(dǎo)致患者發(fā)生劇烈疼痛癥狀。大約有70%的患者會(huì)產(chǎn)生這種癥狀,它可能會(huì)持續(xù)數(shù)小時(shí)甚至數(shù)天,主要會(huì)傷害背部的骨骼、長骨及胸部。有的患者可能每幾年才會(huì)發(fā)生一次癥狀,但也有的患者會(huì)一年發(fā)生好幾次癥狀。這些癥狀有時(shí)會(huì)非常嚴(yán)重以至于必須到醫(yī)院進(jìn)行治療以控制疼痛。
鐮刀型細(xì)胞貧血癥直接原因是細(xì)胞形態(tài)結(jié)構(gòu)發(fā)生變化,導(dǎo)致氧氣運(yùn)輸不足,根本原因是DNA堿基發(fā)生突變。
鐮刀型細(xì)胞貧血癥的癥狀體現(xiàn)為:鐮刀型貧血癥的家族病史、疲勞、呼吸困難、咳嗽、心跳速率快速、生長及青春期遲緩、容易受感染、下肢潰瘍(發(fā)生于青少年及成人時(shí)期)、黃疸、骨骼疼痛、下腹部疼痛、虛弱、關(guān)節(jié)疼痛、發(fā)燒、嘔吐。
此外,還有一些癥狀與這個(gè)疾病有關(guān)聯(lián):血色尿液(血尿癥 hematuria)、排尿次數(shù)頻繁且尿量也多、容易口渴、無法自制的疼痛性勃起(陰莖持續(xù)勃起癥 priapism;大約10-40%此疾病男性患者會(huì)發(fā)生)、胸部疼痛、弱視或眼盲、生育能力不高。
一般來說,鐮刀型細(xì)胞貧血癥患者出生半年后,癥狀和體征就會(huì)逐漸出現(xiàn)。由于早年發(fā)病的人多有生長和發(fā)育不良,一般狀況較差,容易發(fā)生感染尤其是肺炎球菌性感染,這與勞累、脾功能受損有關(guān)有貧血、黃疸和肝、脾大,心、肺功能常受損,可發(fā)生充血性心力衰竭。
腎臟受累可表現(xiàn)為等滲尿血尿、多尿,部分患者發(fā)展為腎病綜合征、腎功能衰竭。骨質(zhì)疏松,導(dǎo)致脊柱變形呈雙凹形或魚嘴形股骨頭無菌性壞死,而另一方面骨骼梗死又可導(dǎo)致骨小梁增加和骨質(zhì)硬化。眼部癥狀由視網(wǎng)膜梗死、眼底出血、視網(wǎng)膜脫離等病變引起。神經(jīng)系統(tǒng)表現(xiàn)有腦血栓形成、蛛網(wǎng)膜下隙出血。男性患者可有性功能不全。下肢皮膚慢性潰瘍是常見的體征。
據(jù)了解,鐮刀型貧血癥的發(fā)生率為8/100000,但是在某些人種中卻有較高的發(fā)生率,比如說非洲裔的美國人發(fā)生率為1/600以及西班牙裔的美國人為1/1000-1400。這個(gè)疾病具有遺傳性,所以在出生時(shí)就已經(jīng)存在了,病癥大約在出生后4個(gè)月就會(huì)開始出現(xiàn)。不過,在非洲大陸研究發(fā)現(xiàn),具有鐮刀形細(xì)胞特征的人比具正常性征的人更不容易罹患瘧疾(malaria)。
很多人都想要知道鐮刀型細(xì)胞貧血癥的治療方法。但是很遺憾的是,目前醫(yī)學(xué)還無法攻克該病。
據(jù)一份發(fā)表在《英國血液學(xué)期刊》中的研究報(bào)告指出,一種名為Pfaffia paniculata的南美野生植物萃取物,可以將鐮刀型細(xì)胞貧血癥病患體內(nèi)的鐮刀狀細(xì)胞,修復(fù)得更趨正常。在使用了該萃取物之后,細(xì)胞容積及構(gòu)成也有所改善。
鐮刀型細(xì)胞貧血癥,即紅血球細(xì)胞變形為像鐮刀的形狀。這種反常的形狀,使得紅血球細(xì)胞卡在全身的微小血管中,造成疼痛、器官受損及失能。
雖然現(xiàn)在醫(yī)學(xué)專家有找出許多可以降低或消除鐮狀特性的媒介,但成功率似乎有所受限;這個(gè)現(xiàn)在已被當(dāng)作營養(yǎng)補(bǔ)充品,在市面上販?zhǔn)鄣闹参镙腿∥?,或許可以促進(jìn)水分子再度進(jìn)入到紅血球細(xì)胞中,從而保持細(xì)胞容積,以及維持較正常的形狀。
對(duì)于該項(xiàng)醫(yī)學(xué)成果,專家們表示:該萃取物的確切機(jī)制作用仍不清楚,但可能是對(duì)鈉進(jìn)出細(xì)胞的活動(dòng)有些影響。
目前,鐮刀性細(xì)胞貧血癥一般還是以保守治療為主,現(xiàn)在的療法都還只是在理論階段。就現(xiàn)在的醫(yī)學(xué)技術(shù),修復(fù)缺陷基因并非不可能,但有一定風(fēng)險(xiǎn),現(xiàn)在應(yīng)用基因轉(zhuǎn)移技術(shù)基因轉(zhuǎn)移技術(shù)是基因治療的關(guān)鍵技術(shù)之一。
基因轉(zhuǎn)移的途徑有兩類,一類是invivo(體內(nèi)),即活體直接轉(zhuǎn)移,是將帶有遺傳物質(zhì)的病毒,脂質(zhì)體或裸露的DNA直接注射到試驗(yàn)個(gè)體內(nèi);另一類是exvivo(離體),稱為回體轉(zhuǎn)移,是將試驗(yàn)對(duì)象的細(xì)胞取出,在體外培養(yǎng)并到入基因后,將這些經(jīng)過遺傳修飾的細(xì)胞重新輸回到試驗(yàn)個(gè)體體內(nèi)。exvivo方法比較經(jīng)典、安全,效果容易控制,但缺點(diǎn)是步驟多,技術(shù)復(fù)雜,難度大,不容易推廣;;invivo方法操作簡便,容易推廣,缺點(diǎn)是方法尚未成熟,存在療效短,免疫排斥和安全性等問題,但它是基因轉(zhuǎn)移的方向,只有invivo基因轉(zhuǎn)移方法成熟了,基因治療才能真正走向臨床。
既然鐮刀型細(xì)胞貧血癥無法治療,那么怎么預(yù)防呢?
鐮刀型鐮刀型貧血癥只會(huì)出現(xiàn)于夫婦倆人皆為鐮刀形細(xì)胞特征帶原者的家庭。所以,建議所有的帶原者均應(yīng)接受遺傳咨詢(非洲裔美國人為帶原者的機(jī)率為1/12)。對(duì)胎兒進(jìn)行鐮刀型貧血癥的產(chǎn)前診斷也是一個(gè)很有效的方法。
對(duì)于患者而言,在受到感染時(shí)給予及時(shí)的治療、維持適當(dāng)?shù)难鯕饬考氨苊饷撍臓顩r,如此可以避免紅血球細(xì)胞受到更大的傷害。