摘要:目的 通过分析血红蛋白纽约(Hb New York)患者血红蛋白的电泳与血常规指标,为临床筛查相关血红蛋白病提供参考依据。方法 回顾分析2014年3月至2018年12月广东地区送往广州金域医学检验中心筛查血红蛋白病的标本768 266例,采用红细胞参数、碱性(pH=8.6)琼脂糖凝胶血红蛋白电泳、红细胞渗透脆性试验(ROFT)及红细胞海恩氏小体孵育镜检,4种方法进行综合分析,对筛查出的Hb New York标本同时采用PRIMUS高效液相色谱(HPLC)或毛细管电泳进行验证,并随机抽取部分Hb New York标本以PCRDNA测序法进行基因突变测序鉴定。结果 共筛查出966例Hb New York标本,广东地区Hb New York检出率为0.13%。其中,共检出9.1%(88/966)Hb New York杂合子复合珠蛋白生成障碍性贫血,其电泳浓度<40%,ROFT结果<60%,平均红细胞体积(MCV)<80fL;43.8%(423/966)Hb New York电泳浓度<40%,ROFT结果<60%,MCV<80fL。Hb New York杂合子复合α珠蛋白生成障碍性基因缺失或β珠蛋白生成障碍性贫血基因突变的检出率为6.3%(61/966);47.1%(455/966)Hb New York电泳浓度>40%,ROFT结果>60%,MCV>80fL,珠蛋白生成障碍性贫血基因检测结果未检出α珠蛋白生成障碍性贫血基因缺失或β珠蛋白生成障碍性贫血基因突变,为单纯Hb New York杂合子。Hb New York不同电泳浓度的患者部分血常规指标比较,差异有统计学意义(P<0.05)。结论 不同电泳浓度的Hb New York血常规指标有所差异,广东地区人群Hb New York以单纯杂合子多见,其血常规指标多表现正常。复合珠蛋白生成障碍性贫血时,Hb New York患者可表现为缺铁性贫血。
血红蛋白病可分为两大类,一类是异常血红蛋白病,表现为血红蛋白珠蛋白肽链结构异常,如血红蛋白纽约(HbNewYork)、HbE、HbG、HbQ、HbS等,据世界卫生组织的报告,全世界大约有1.5亿人携带异常血红蛋白病的基因[1],该病是最为常见的一种单基因遗传病[2]。HbNewYork是中国人群中一种常见的变异血红蛋白,属于β链变异,在第113位的β珠蛋白链上的氨基酸结构发生改变,谷氨酸取代缬氨酸。这种替换导致了α1和β1接触面除亚铁血红素组以外的区域面发生微妙变化,即致两者血红蛋白的电泳流动性和稳定性发生微小变化[3,4,5,6]。常见于复合珠蛋白生存障碍性贫血,严重者导致中度或重度贫血。另一类为珠蛋白生存障碍性贫血,是珠蛋白基因内部或其旁侧序列的突变,是珠蛋白肽链比例失衡所致的溶血性贫血[7]。相关分子生物学研究表明,无论是异常血红蛋白病,还是珠蛋白障碍性贫血,其分子基础相同,都是由于珠蛋白基因的突变所致[8]。近年来,血红蛋白病在我国发病率逐年升高,给社会与家庭带来了巨大的压力。目前,使用平均红细胞体积(MCV)[9]和红细胞渗透脆性试验(ROFT)[10,11]结果低于参考值进行血红蛋白病患者的初筛是较为常用的方法。因此,本文利用HbNewYork血液学表型数据分析和寻找筛查HbNewYork的快速方法,为疑似血红蛋白病患者诊断和治疗提供可靠的数据,同时也为预防珠蛋白生成障碍性贫血患儿的出生提供依据。现将结果报道如下。
1、资料与方法
1.1一般资料
选择2014年3月至2018年12月在广州金域医学检验中心筛查血红蛋白病的体检、婚检、孕检的768266例标本为病例组,其中男239630例,女528636例;年龄6~61岁,中位年龄28岁。选择100例在广州金域体检中心体检的健康者为对照组,男50例,女50例;中位年龄30岁;排除贫血或其他相关疾病。
1.2方法
1.2.1血常规分析
收集EDTA-K2抗凝血2.0mL,采用贝克曼COULTERLH750全自动血细胞分析仪作血常规分析[12]。ROFT采用广州米基公司生产的一管法,参考范围:ROFT结果<60%,MCV>80fL,红细胞(RBC)为(3.5~5.5)×1012/L,平均红细胞血红蛋白量(MCH)为27~34pg。血红蛋白A2(HbA2)参考范围为1.2%~3.5%。
1.2.2血红蛋白电泳分析
收集EDTA-K2抗凝血2.0mL,采用美国Helena公司全自动快速电泳系统(spife-3000),在碱性(pH=8.6)条件下电泳,由于各种血红蛋白具有不同的等电点,可分离出各种血红蛋白区带,进行定性或定量检测各种血红蛋白区带。同时用美国PRIMUS公司CLC385TMSystem-高效液相色谱(HPLC)或法国SebiaCapillarys毛细管电泳仪进行验证。
1.2.3Thal基因检测
GAP-PCR检测3种常见的缺失型α-Thal基因(--SEA、-a3.7与-a4.2),试剂由亚能公司提供,采用PCR结合反向点杂交法检测β-珠蛋白基因17个位点的18种突变,试剂由深圳益生堂生物公司提供。
1.2.4珠蛋白生成障碍性贫血判断标准
根据《血液病诊断及疗效标准》[13]电泳法结果诊断α珠蛋白生成障碍性贫血时HbA2临界值为≤2.6%,镜检Heinz小体阳性;诊断β珠蛋白生成障碍性贫血时HbA2临界值为≥3.8%,以基因检测为“金标准”。
1.2.5异常血红蛋白判断标准
当在电泳图谱中出现非“A”非“S”位置时,用毛细管电泳或HPLC法验证是快速或慢速带具体组别。HbNewYork以基因蛋白测序为“金标准”。
1.2.6β-珠蛋白基因序列扩增与测序
采用Primerpremier5.0软件设计扩增与测序,采用英俊公司的引物,基因扩增采用宝生物公司PrimeSTARHSDNAPolymerase酶反应体系,扩增产物使用加拿大Fermentas公司的试剂进行纯化,基因测序采用美国ABI公司的试剂与遗传分析仪进行分析。β-珠蛋白基因测序结果:杂合突变发生在β链上,基因突变型为1161C>T多态性,1371T>ATHbNewYork(HBB∶C.341T>C)突变杂合子,所使用的引物序列以beta-323Fa为正向(F)上游扩增引物,其引物序列(5′-3′)为ATGCTTACCAAGCTGTGATTCCA;beta+30Rb为反向(R)下游扩增引物,其引物序列(5′-3′)为TGGACTTAGGGAACAAAGGAAC-CTT;引物beta507F,序列(5′-3′)TGGCTCACCT-GGACAACC,与引物beta+30Rb,序列(5′-3′)TG-GACTTAGGGAACAAAGGAACCTT配对;引物beta1091F,序列(5′-3′)TGTATCATGCCTCTTT-GCA,与引物beta+30Rb,序列(5′-3′)TGGACT-TAGGGAACAAAGGAACCTT配对;引物beta-323Fa,序列(5′-3′)ATGCTTACCAAGCTGTGAT-TCCA,与引物beta540R,序列CATTCGTCT-GTTTCCCATT配对;引物beta-323Fa,序列(5′-3′)ATGCTTACCAAGCTGTGATTCCA,与引物beta1088R,序列GCAAAGAGGCATGATACATT配对(注:a同时为上游扩增引物,b同时为下游扩增引物)。
1.3统计学处理
采用SPSS18.0进行统计学分析。计数资料以百分数表示,组间比较采用χ2检验;以P<0.05为差异有统计学意义。
2、结果
2.1HbNewYork检出情况
768266例标本共检出966例Hb New York,HbNewYork检出率为0.13%。HbNewYork杂合子复合珠蛋白生成障碍性贫血检出率为9.1%(88/966),其电泳浓度<40%,ROFT结果<60%,MCV<80fL。43.8%(423/966)的HbNewYork电泳浓度<40%,ROFT结果>60%,MCV>80fL。HbNewYork杂合子复合α珠蛋白生成障碍性贫血基因缺失或β珠蛋白生成障碍性贫血基因突变的检出率为6.3%(61/966)。47.1%(455/966)HbNewYork电泳浓度>40%,ROFT结果>60%、MCV>80fL,基因检测结果显示,未检出α珠蛋白生成障碍性贫血基因缺失或β珠蛋白生成障碍性贫血基因突变,为单纯HbNewYork杂合子。
2.2血红蛋白电泳结果
以MCV>80fL、HbNewYork电泳浓度>40%为A组,MCV<80fL、HbNewYork电泳浓度<40%为B组,MCV>80fL、HbNewYork电泳浓度<40%为C组。3组HbA2、HbNewYork电泳浓度差异无统计学意义(P>0.05),见表1。HbNewYork采用毛细管电泳法进行验证的结果显示,电泳结果未见异常。其碱性电泳结果见图1。
2.3ROFT结果
A组ROFT结果(92.85%±9.08%)与对照组(93.91%±11.35%)比较,差异无统计学意义(P>0.05);B组ROFT结果(45.0%±17.21%)与对照组比较,差异有统计学意义(P<0.05);C组ROFT结果(81.56%±13.86%)与对照组比较,差异有统计学意义(P<0.05)。A组与B组比较,两组ROFT结果差异有统计学意义(P<0.05);A组与C组比较,两组ROFT结果差异有统计学意义(P<0.05);B组与C组比较,两组ROFT结果差异有统计学意义(P<0.05)。
表1血红蛋白电泳结果下载原表
表1血红蛋白电泳结果
2.4A、B、C组与对照组RBC、血红蛋白、MCV、MCH的比较
4组间RBC、血红蛋白水平比较,差异无统计学意义(P>0.05)。B组MCV、MCH明显低于其他3组,差异有统计学意义(P<0.05);A、C组和对照组间MCV、MCH比较,差异无统计学意义(P>0.05);见表2。
图1HbNewYork碱性电泳图
表2A、B、C组与对照组RBC、血红蛋白、MCV、MCH的比较下载原表
表3HbNewYork杂合子复合珠蛋白生成障碍性贫血基因检测结果[n(%)]下载原表
2.5HbNewYork不同浓度复合珠蛋白生成障碍性贫血基因类型的检出情况
结果显示,A组为单纯HbNewYork杂合子,未检出α珠蛋白生成障碍性贫血基因缺失或β珠蛋白生成障碍性贫血基因突变;B组HbNewYork杂合子复合α珠蛋白生成障碍性贫血基因缺失12例,复合β珠蛋白生成障碍性贫血基因突变76例;C组HbNewYork杂合子复合α珠蛋白生成障碍性贫血基因缺失22例,复合β珠蛋白生成障碍性贫血基因突变39例。见表3。
3、讨论
本研究结果显示,广东地区HbNewYork检出率为0.13%,与温应方等[14]报道的结果差异较大,与李友琼等[15]结果相近,可能与标本来源不同有关。HbNewYork在电泳图谱上属于K组,突变发生于α1和β1接触面,属于轻度不稳定蛋白,大多数HbNewYork基因携带者无明显临床症状。关于HbNewYork的起源,较多研究者认为起源于客家人[16,17,18]。本研究是建立在血液学表型和基因型分析结果一致的情况下进行的,可以进一步地了解广东地区HbNewYork起源。结果显示,经碱性血红蛋白电泳筛查出的异常HbNewYork共966例,经测序证实与血红蛋白电泳完全符合,且均为HbNewYork(HBB∶C.314T>C)突变杂合子,其中817例为单纯HbNewYork突变杂合子,患者血液学检测指标基本无变化,只有在电泳时在HbA上方出现HbNewYork。本研究中的B组患者即HbNewYork杂合子复合珠蛋白生成障碍性贫血患者,均有不同程度的贫血症状表现,MCV、MCH、ROFT明显降低,同时还可见HbNewYork的浓度也降低,但RBC、血红蛋白及HbA2结果均在参考范围内,无明显血液学表现。
HbNewYork患者血常规指标(RBC、血红蛋白、MCV、MCH)正常或偏低,外周血涂片显示中度小红细胞症,临床易被诊断为缺铁性贫血。当琼脂糖碱性(pH=8.6)电泳图在紧邻HbA上方出现非“A”位置异常血红蛋白时,有必要用另外一种酸性电泳方法(pH=6.5)或HPLC、毛细管电泳去验证排除该变异为HbNewYork的可能性。若存在,则HbNewYork从HbA分离向阳极移动,而HPLC不能很好地将其分开,因为在HPLC中,HbNewYork和HbA的保留时间几乎一致。因此,筛查HbNewYork或排除HbNewYork复合珠蛋白生成障碍性贫血时,可通过HbNewYork在碱性和酸性琼脂凝胶电泳中的相对移动速度初步验证发现的异常HbNewYork,试验条件充足时可以用蛋白测序的方法确证。但杂合子的HbNewYork患者通常情况无临床症状,不会致病,因此,若排除珠蛋白生成障碍性贫血的夫妻双方,可以不用再做下一步的测序,减轻了患者经济负担。反之,需要排除HbNewYork复合珠蛋白生成障碍性贫血的可能性,避免夫妻同型生育重型珠蛋白生成障碍性贫血儿的风险,可为临床提供可靠的诊断依据。
而糖化血红蛋白(HbA1c)的测定会受到变异血红蛋白的干扰,使HbA水平下降,从而导致HbA1c的结果受到干扰,且变异血红蛋白也会被糖化,因此,如果患者检测出异常血红蛋白时,需把正常的HbA1c与变异血红蛋白糖化的部分相加才为HbA1c结果[19]。另有文献报道,血小板计数也会因为异常血红蛋白受到干扰[20]。因此,在血红蛋白病高发的地区,建议采用ROFT、红细胞参数检测、碱性血红蛋白电泳进行联合初筛,同时对筛查出的异常血红蛋白进行验证以示区别。本文对部分HbNewYork基因测序进行确诊HbNewYork基因突变杂合子,符合率达100%。可见,血红蛋白电泳联合ROFT及血常规检测可作为筛查HbNewYork的一种较好且快速、简便的方法。
4、结论
不同电泳浓度的HbNewYork血常规指标有所差异,广东地区人群HbNewYork以单纯杂合子多见,其血常规指标多表现正常。复合珠蛋白生成障碍性贫血时,HbNewYork患者可表现为缺铁性贫血。
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基金:广东省广州市海珠区科技计划项目(2012ZD02)
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