患者出生于2008年,为三兄妹中的长姐。6月龄时因贫血两次住院。1岁时表现为发热、苍白及发育迟缓。父母诉两者近6个月持续苍白。
查体发现肝脾肿大。
首次全血细胞计数显示两者均存在重度正色素正细胞性贫血。
外周血涂片显示红细胞异形性伴慢性溶血特征(表1)。
高效液相色谱(HPLC,Bio-Rad Variant V仪器)分析显示D1与D2的次要成人血红蛋白(HbA₂)与胎儿血红蛋白(HbF)水平升高(图S1)。父亲血红蛋白分析正常,母亲初筛结果符合HbE携带者表型。
因当地分子诊断条件有限,D1与D2于1岁时经血红蛋白分析拟诊为HbE/β地中海贫血。鉴于两者需频繁输血,7岁时经父母同意行进一步遗传学研究。本研究采用的多重扩增阻滞突变系统(ARMS)PCR显示两者均遗传自母亲的HbE突变。通过Sanger测序检出第二致病突变Hb Nottingham(图S2-S7)。父亲HBB基因未见异常。未行亲子鉴定,故不能排除非生物学父亲可能。血液学与分子分析结果总结见表1。
讨论
HbE与Hb Nottingham均具有结构不稳定性。HbE因HBB基因外显子1密码子26(GAG>AAG)突变导致带正电荷的赖氨酸替换为带负电荷的谷氨酸,改变了α1β1二聚体间的接触,降低珠蛋白稳定性。体内研究证实,与正常成人血红蛋白(HbA)及HbA₂相比,HbE因分子层面改变更易受氧化应激影响,暴露于氧化应激时变性倾向更高。此外,HbE/β地中海贫血红细胞的蛋白质组学分析显示,与健康对照相比,胞质氧化还原调节因子表达上调,而特定膜蛋白下调,这些膜蛋白对红细胞存活至关重要。
Hb Nottingham突变导致β98珠蛋白链缬氨酸转变为甘氨酸。缬氨酸残基对四级结构稳定性及血红素分子结合至关重要。甘氨酸缺乏侧链,导致α链与β链结合亲和力降低,改变与血红素的关键接触位点,形成不稳定血红蛋白分子。单一位点氨基酸侧链大小或电荷的改变(尤其位于刚性螺旋区)可引发链解折叠、快速变性并沉淀形成海因茨小体。
相同密码子位点突变亦见于Hb Köln(HBB:c.295G>A)、Hb Phou Bia(HBB:c.295G>C)、Hb Medicine Lake(HBB:c.[295G>A;98T>A])、Hb Kingsbury(HBB:c.[19G>A;295G>A])、Hb Mainz(HBB:c.296T>A)及Hb Djelfa(HBB:c.296T>C)。这些血红蛋白变异体均因存在海因茨小体证实其结构不稳定性,但Hb Mainz与Hb Kingsbury的功能研究有限。与本文不同,既往Hb Nottingham病例未报告HBB基因同时存在其他突变。与本研究对象相似,多数病例血红蛋白水平低于10g/dl且需规律输血,唯一例外为1例11岁行脾切除术且无输血史的日本女性,但其潜在修饰因素未进一步探究。既往报道的Hb Nottingham病例临床特征总结见表S1。
结论
本研究报道了HbE与Hb Nottingham双重病理作用导致类似输血依赖性HbE/β地中海贫血表型的病例。我们推测Hb Nottingham的自发变性增加细胞内氧化应激,加剧HbE不稳定性,从而导致严重溶血。研究对象呈现的正色素正细胞性贫血(与多数HbE/β地中海贫血患者不同)提示需考虑其他病理可能。本工作强调了当患者呈现非典型表型时,分子诊断对发现潜在突变的重要性。
病例来源:
Aziz A, Baharin MF, Fauzi MY, Abdul Hamid FS, Nadarajaw T, Ahmad R, Hashim H. Rare cause of transfusion-dependent hemolytic anemia: A case report of HbE/Hb Nottingham and literature review. Pediatr Blood Cancer. 2022 Sep;69(9):e29629.