哪些红细胞酶缺乏可引起贫血?
研究发现,参与红细胞代谢的酶有40多种。如果发生遗传上的缺陷,使某些酶的活性减低,从而影响红细胞的代谢和功能,引起溶血性贫血。引起溶血性贫血的酶已发现有近20种,可分成三类:
①糖直接酵解途径(EMP)中的酶:己糖激酶(HK)、磷酸葡糖异构酶(PGI)、磷酸果糖激酶(PFK)、醛缩酶(ALD)、磷酸丙糖异构酶(TPI)、磷酸甘油醛脱氢酶(PGD)、二磷酸甘油酸变位酶(DPGM)、磷酸甘油酸激酶(PGK)、丙酮酸激酶(PK)、三磷酸腺苷酶(ATPase);
②磷酸己糖旁路(HMP)中的酶:葡糖六磷酸脱氢酶(G6PD)、六磷酸葡糖酸脱氢酶(6PGD)、谷胱甘肽过氧化物酶(GSH-Px)、谷胱甘肽还原酶(GSH-R)、γ-谷酰半胱氨酸合成酶(γ-GC-Syn)、谷胱甘肽合成酶(GSHSyn)、腺苷酸激酶(AK);
③非糖酵解的酶:嘧啶5'核苷酸酶 (P5'Nase)、腺苷脱氨酶(AD)。
临床上由上述红细胞酶缺乏引起的贫血很少见,甚至罕见。但葡糖六磷酸脱氢酶(G6PD)缺乏发病率很高,遍布世界各民族中。此外,丙酮酸激酶( PK)缺乏也比较多见。
为什么葡糖六磷酸脱氢酶缺乏会引起溶血?
葡糖六磷酸脱氢酶(G6PD)缺乏是一种遗传性缺陷。由于G6PD的活性或稳定性显著减弱,红细胞内葡萄糖通过磷酸己糖旁路(HMP)的代谢减少,影响辅酶还原型烟酰胺腺嘌呤二核苷酸(NADPH)的产生,继而谷胱甘肽(GSSG)的还原减少,致使红细胞抗氧化剂损害作用减弱,影响红细胞膜的功能而发生溶血。某些氧化剂药物或化学物、蚕豆、感染和新儿时期最易激发溶血的发作。
葡糖六磷酸脱氢酶缺乏的发病情况及其病因和发病机理是什么?
葡糖六磷酸脱氢酶缺乏(G6PD)缺乏遍布世界各地,但其分布很不均匀,以我国南方和西南、东南亚、地中海区和西非等地带各民族及其后裔或移民中最多见。估计全世界患者已超过一亿。我国南北地区的发病率有很大差别。我国南方的云南、广西、广东的发病率最高,尤其是某些少数民族地区,如云南德宏州的发病率高达13.07%。其次为贵州、四川、福建,再次之为浙江、江苏。在黄河流域及黄河流域以北,除河南某些地区发病率稍高之外,其余广大地区发病率都很低,甚至未发现一例。
G6PD缺乏是一种遗传性缺陷。决定G6PD结构的基因现已定位于X染色体长臂2区8带,故其遗传是性联的。G6PD缺乏充分表现于男性半合子和女性杂合子中,男性半合子将其致病基因遗传给全部女儿杂合子,但不会传给儿子(其X染色体源自母亲)。女性G6PD缺乏者大多为杂合子;在G6PD缺乏发病率高的地区也可见到女性纯合子,但很少。杂合子女性将致病基因遗传给儿子和女儿的概率都是50%,只有母亲能将致病基因传给儿子。从理论上看,女性杂合子的G6PD活性应为正常值的50%,但实际上不然,测得结果显示酶活性可以相差很大,可接近正常,也可显著缺乏,有待进一步研究。
G6PD酶有许多变异型。研究发现G6PD变异型有220多种。各变异型的名称以首先发现地的名称命名。世界各地正常人中最常见的G6PD称为B型(简称GdB或B+,+表示有活性)。另有一种在正常的黑人中较多见(约20%),称为A型(简称GdA或A+)。这两种类型不引起溶血,所以是正常的。在中国人和海外华人中已发现的G6PD变异型有10多种,其中最多见的一种称为Gd广州型(GdCanton)。在地中海区和其他地区的白人中最多见的变异型是Gd地中海型(GdMediterranean),在黑人中最多见的是GdA-型。前两种变异型的酶的缺乏都比较严重, GdA-型比较轻。
G6PD酶缺乏与溶血存在密切的关系。大多数G6PD变异型的酶活性仍属正常,因此在平时或在与氧化剂药物或化学物品接触后并不发生溶血和贫血,在临床上也没有重要意义。正常红细胞内的酶活性随着时间的增长而逐渐减低,其半衰变时间(T1/2)为60天。虽然酶的活性不断地在逐渐减低,但老一些的红细胞即使在氧化剂的应激情况下,仍有足够的G6PD活性以生成NADPH和维持谷胱甘肽于还原状态(GSH)。但是有缺陷的G6PD变异型的酶活性较低,如GdA-型的G6PD稳定性较差,其半衰变时间只有13天。这样,年轻红细胞的酶尚有足够的活性,而对于成熟红细胞则显得“未老先衰”,G6PD的活性明显缺乏,以致对氧化剂特别敏感。Gd地中海型及Gd中国人型的酶活性更低,在年轻红细胞中已经很低或测不出,因此对氧化剂更加敏感。根据G6PD缺乏者酶的活性及临床表现,G6PD变异型可分为五大类:①酶活性严重缺乏,在无诱因下即经常有慢性贫血,临床表现为遗传非球形细胞溶血性贫血;②90%以上酶的活性缺乏;③40%~90%酶活性缺乏,此两类平时无贫血,但在有诱因的条件下,可发生轻重程度不同的急性溶血性贫血;④40%以下的酶活性缺乏,60%以上酶的活性正常,即使在氧化剂的损害作用下,一般不发生贫血;⑤酶活性增加至超过正常的2倍。
G6PD缺乏时,NADP+不能还原成NADPH,NADPH的生成减少又影响GSSG还原成GSH。由于NADPH及GSH的缺乏,红细胞难以抵御氧化剂药物、蚕豆、感染等情况下产生过多过氧化物的有害作用。红细胞内的血红蛋白和基质蛋白发生变性、沉淀、凝集成Heinz小体,附着于红细胞膜,损害膜的功能,结果,这些病态的红细胞在脾脏内被提前破坏,发生溶血性贫血。
什么是感染诱发的溶血性贫血?
细菌或病毒感染在缺乏葡糖六磷酸脱氢酶(G6PD)的人中引起的溶血性贫血,称为感染诱发的溶血性贫血。本病在肺炎和伤寒病人中尤为多见,也可能使药物引起的溶血性贫血加重。
本病的发病机理尚不完全清楚。感染可能使缺乏G6PD者具有吞噬功能的白细胞产生过氧化氢,使红细胞易被破坏,而发生溶血。
患者大多为婴儿或儿童。在热病后几天内突然发生溶血和贫血。贫血程度一般较轻。血红蛋白可比原来水平降低3~4g/dl。如溶血由传染性肝炎诱发,黄疸可较明显,而其他溶血则黄疸常不显著。感染可能抑制骨髓的造血功能,所以网织红细胞计数一般不增高。
这种贫血的表现与非G6PD缺乏者因感染诱发的急性溶血性贫血很相似。鉴别诊断有赖于G6PD的过筛试验或红细胞G6PD酶活性测定。
本病的治疗,首先要重视控制感染。用药时须注意避免采用对G6PD缺乏的红细胞可以诱发溶血发作的各种药物。贫血一般在感染控制后才能减轻或消失。
什么是遗传性非球形细胞溶血性贫血?
由红细胞酶缺乏引起的溶血性贫血,最初称为先天性非球形细胞溶血性贫血,现称遗传性非球形细胞溶血性贫血(HNHA)。根据自溶血试验的结果将这种贫血分成Ⅰ、Ⅱ两型。自溶血试验时,红细胞在病人自己的血清中温育后发生溶血,如果先加入葡萄糖或ATP,溶血可得到部分纠正者,为Ⅰ型;溶血不能被葡萄糖纠正而能被ATP部分纠正,则为HNHAⅡ型。Ⅰ型是磷酸己糖旁路(HMP)中酶的缺陷所致,以葡糖六磷酸脱氢酶(G6PD)缺乏为最常见;Ⅱ型是糖直接酵解(EMP)途径中酶的缺陷所致,以丙酮酸激酶(PK)缺乏为代表。
HNHAⅠ型是G6PD缺乏中很少见的一种类型。已知220多种变异型G6PD中有80余种可引起HNHA,红细胞内的G6PD 活性极度缺乏或完全没有。患者常从婴儿期或儿童期起即有慢性溶血性贫血,有时初生时即有黄疸。溶血可因发热、感染或服药而加重,但大多没有明显的诱发因素。多见有脾肿大。溶血和贫血的程度一般为轻至中度。无球形细胞,红细胞渗透脆性正常。网织红细胞计数经常增高。贫血轻者不需特殊治疗,但贫血重者常需输血。脾脏虽然肿大,但脾切除并无明显疗效,仅偶尔能使贫血减轻。
丙酮酸激酶缺乏是如何发病的?
遗传性非球形细胞溶血性贫血(HNHA)Ⅱ型即丙酮酸激酶(PK)缺乏,是糖直接酵解途径(EMP) 中酶缺乏引起溶血性贫血中最多见的一种。本病比较多见于北欧血统者,我国香港、广州也有病例发现。
丙酮酸激酶是红细胞中酶的一种,它的功能是在糖直接酵解过程(EMP)中起催化作用,将磷酸烯醇丙酮酸的磷酸递给二磷酸腺苷(ADP),使ADP磷酸化为高能量的三磷酸腺苷(ATP)。丙酮酸激酶缺乏能使ATP的生成减少,因而影响红细胞膜的功能,结果缩短红细胞的生存时间,造成溶血性贫血。
PK缺乏引起红细胞内糖直接酵解途径(EMP)远端的障碍,结果使2,3二磷酸甘油酸(2,3DPG) 积聚,并可高出正常2~3倍。这有利于红细胞内氧的释放,因此能减轻贫血的不良后果。
此外,还在一些脏器组织发现PK的几种变异型同功酶,如红细胞和肝的PK-Ⅰ、肾的PK-Ⅱ 、白细胞、血小板、肾、肝、肌、脑的PK-Ⅲ,提示某些病例PK酶活性的降低不是由于单纯的酶减少,而是与酶的质变有关。
PK缺乏属于常染色体隐性遗传,男女得病机会相等。纯合子者有溶血性贫血和脾肿大,红细胞内PK显著缺乏。杂合子者在临床和血液学上均为正常,红细胞内PK的平均活性约为正常红细胞的一半。
丙酮酸激酶缺乏有哪些临床表现?
丙酮酸激酶(PK)缺乏属于常染色体隐性遗传病,所以杂合子者无贫血或任何症状。纯合子者有慢性溶血贫血,但各病人的贫血程度很不一致。溶血严重者自婴儿期起即出现严重的黄疸,有明显的脾肿大,需经常输血以维持生命。肝脏亦常肿大,特别经多次输血后。病情较轻者在儿童期或青年期发病,仅有轻至中度贫血,黄疸和脾肿大均较轻,但在感染或其他应激情况下,贫血加重。少数病人平时可以没有症状。如同其他原因引起的慢性溶血性贫血一样,胆石症和其他并发症常很早出现,并可有多次发作。
丙酮酸激酶缺乏有哪些实验室发现?
本病实验室检查发现,贫血程度很不一致。血红蛋白可降至5g/dl,红细胞压积可能在15%~ 35%之间。红细胞平均体积(MCV)轻度增高,平均血红蛋白量(MCH)仍正常。血片中可见到嗜多染和异形红细胞增多,出现少数皱缩细胞和锯齿形细胞。很少能见到球形细胞。网织红细胞计数可增至5%~45%,脾切除后增加更多,可达50%以上,并有靶形细胞、铁粒细胞和Ho well-Jolly小体出现。骨髓中幼红细胞增生增多。
红细胞的渗透脆性仍正常,但经温育后脆性可增高。自溶血试验示溶血显著增多,不被葡萄糖纠正,但能被ATP部分纠正Ⅱ型;在轻症病例中,溶血可以较轻。红细胞内2,3二磷酸甘油酸(2,3DPG)浓度显著增高,三磷酸腺苷(ATP)显著减少。
红细胞的PK测定显示纯合子者的PK活性显著降低,大多为正常水平的5%~25%,偶尔有超过此范围者。其降低程度与临床症状轻重关系不一定密切,这可能与 PK同工酶的存在有关。其他种糖酵解酶的活性均正常或稍高,这与网织红细胞增多而其酶含量较丰富有关。白细胞和其他组织的PK活性正常。杂合子者的红细胞PK活性约为正常的50%。
用51Cr标记技术测得红细胞的生存时间显示有中度至重度缩短。血清间接胆红素增多