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1、血红蛋白检测的临床意义PRESENTS,2,血红蛋白的结构,血红蛋白分子是由4条多肽链(珠蛋白链)和4个可以结合铁和氧气的血红素组成.,GlOBIN (珠蛋白)- 由多肽链组成的蛋白, 根据其不同的氨基酸序列进行分类 (主要分四类: a, b,g 及 d)。- 这几类多肽链上的大部分结构都是相似的。,血红蛋白的化学特性及酶活性,与氧气的结合:通过将氧气分子固定在二价铁原子上，血红蛋白是将氧气从肺部运输到人体组织中。CO2 的运输: 与CO 的结合:碳氧血红蛋白的形成 (Carboxyhemoglobin formation)。 血红蛋白的氧化作用: 形成高铁血红蛋白酶活性: 氧化酶特性, 过氧
2、化酶特性, 脆化酶特性.,血红蛋白的电泳条带正常范围,Forms obtained by glycation,5 to 8 %,Hb A1: a2b2,新生婴儿体内的血红蛋白主要成分, 2 % (traces),Hb F: a2g2,微量组成部分, 3.5 %,Hb A2: a2d2,主要组成部分, 96.5 %,Hb A: a2b2,- 9,- 6,-3,0,3,6,9,出生前,出生后,months,血红蛋白的多肽链合成曲线,血红蛋白遗传病,遗传性疾病基因学图谱：,正常基因,异常基因,血红蛋白遗传病 (HEMOGLOBINOPATHIES),非正常血红蛋白的含量测定:珠蛋白链合成异常或者合成
3、过程中的调控异常地中海贫血病（Thalassemia）非正常血红蛋白的检测:结构异常, 一个或数个氨基酸变异或缺失, 都将会导致血红蛋白分子的电性发生改变 血红蛋白分子病（Hb Variants）,血红蛋白疾病的区域分布图,Thalassemias,全世界范围内经结构分析证实的异常血红蛋白日益增多，至90年代初期已达600多种，但仅不到13的异常血红蛋白伴有临床症状。世界卫生组织估计，全球约有1.5亿人携带血红蛋白病基因，并已将血红蛋白病列为严重危害人类健康的6种常见病之一。,血红蛋白疾病的研究： 疾病的区域性特征较强。在检测中发现异常: (小红细胞症, 血红蛋白过少, Heinz corps
4、,.)出现无法解释的异常溶血现象.对全部家族成员进行血红蛋白的检测.,血红蛋白疾病的检测方法,Electrophoresis : 醋酸纤维素薄膜电泳琼脂糖凝胶电泳)HPLC : 高效液相色谱法Capillarys : 高效毛细管电泳法,血红蛋白检测是测量正常血红蛋白的量或异常血红蛋白当医生怀疑患者有血红蛋白病或贫血查因时将血红蛋白置于电场中，由于带电量不同，各组分分离开形成不同的、特异性的“ bands”将这些“带”与正常人样本比较，得出诊断,传统电泳Agarose电泳Cellulose电泳 研究报告已指出這二种方法对、型地中海型贫血的区别诊断只有95%的能力，尚有5%的模糊地带。(HbA2
5、cut-off值定在3.5%),Determination of Hb variants,Cellulose Ep for Hb variants,Agarose gel Ep for Hb variants,HPLC,毛细管电泳工作原理,A/E异源基因型,Hb A,Hb A2,Hb E,Capillarys/Minicap区带识别表,Z 15 : Hb HZ 14 : /Z 13 : Hb-J Rovigo, Hb N-Baltimore, J-KaoshiungZ 12 : Hb Barts, Hb Providence, Hb J-Mexico, Hb J-Baltimore.Z 11
6、: Hb Kaoshiung(New York),denaturated Hb AZ 10 : Hb Hope, Hb M-IwateZ 9 : Hb A, Hb Camperdown, Hb Phnom PenhZ 8 : Acetylated Hb F, Hb Altanta, Hb Athens-GAZ 7 : Hb F, denaturated Hb S, Hb Porto-Allegre. Z 6 : Hb D-Punjab, Hb Philadelphia, Hb Korle-Bu, Hb Lepore, Hb Kln,denaturated Hb E.Z 5 : Hb S, Hb
7、 Hasharon, Hb Handsworth, denaturated Hb O-Arab.Z 4 : Hb E, denaturated Hb C, Hb Kln, Hb A2 variants, M-Iwate Hb A2 variantsZ 3 : Hb A2, Hb O-ArabZ 2 : Hb C, Hb Constant Spring, Setif HbA2 variantZ 1 : Hb dA2 Hb aA2, Hasharon Hb A2 variant, Winnipeg Hb A2 variant,血红蛋白疾病的研究：在我国南方如何防治地中海贫血是关系到提高我国人口素质
8、和实现优生优育中的一个重要课题.目前婚前和孕前的检查、干预是防止这种遗传病发生的有效手段. 其中血红蛋白(Hb)电泳是研究和分离异常血红蛋白的有效方法, 亦是诊断血红蛋白分子病不可缺少的手段之一.,Hb电泳检查的临床意义,-地中海贫血-地中海贫血异常血红蛋白病,地中海贫血检查的临床意义,贫血的鉴别诊断_自身免疫性溶血性 贫血与地中海贫血地中海贫血的分型黄疸的鉴别诊断_肝炎与地中海贫血,地中海贫血,1静止型 地中海贫血 2标准型或轻型 3血红蛋白 H病4血红蛋白 Barts 胎儿水肿综合征,Chromosome 16,Chromosome 11,地中海贫血,血红蛋白 H病 临床表现：有轻、中度贫
9、血，23以上病例有肝脾肿大，常反复出现黄疸。父母双方常有 地中海贫血。 实验室检查：有溶血性贫血的特征，骨髓中红细胞系统增生极度活跃. HbH明显增高(2.540)，HBA2及 HbF含量正常。Hb电泳可出现 Hb H区带。红细胞渗透脆性试验降低，红细胞包含体阳性。,地中海贫血,血红蛋白 Barts胎儿水肿综合征 临床表现：该病为 地中海贫血中最严重者，胎儿常于妊娠后期死亡或早产。胎儿生下时，全身水肿，皮肤苍白，黄疸，肝脾肿大，常于产后数小时内死亡。父母双方均有 HbH病或标准型 地中海贫血。 实验室检查：有溶血性贫血的特征，骨髓红系增生活跃。红细胞形态靶形红细胞明显增多，外周血可见有核红细胞
10、。Hb电泳： HbBart成分8，抗碱 Hb增加,Barts Hb,Alk,Ac, 地中海贫血,-地贫,HbH,Hb Barts,HbC-S,HbA,a-Thalassemia,-地中海贫血定义：由于珠蛋白基因的突变，引起血红蛋白链合成的减少或缺乏而形成的溶血性贫血。定位 ：基因在11号染色体上，每条染色体上有1个基因,重型地贫（ T/ T），重型珠蛋白生成障碍性贫血(Cooley贫血) 半周岁时出现贫血，肝脾肿大 特殊面容:大头、颧骨突出、塌鼻梁、眼距过宽、脸浮肿轻型地贫 （ T/ N），轻型珠蛋白生成障碍性贫血一般无任何临床症状,重型地贫儿,N /T,N/T,N/N,N/T,N/T,T/T
11、,夫妇双方都是轻型地贫携带者, 每次怀孕有1/4的机会生育重型地贫儿.,如何筛查-地贫,筛查对象：-地贫性状（-/ ）和 Hb H病（-/- ）筛查方法：血常规 、 Hb分析-地贫筛查阳性： -地贫性状（-/ ） MCV、 Hb A2 正常（或稍低）Hb H病（-/- ） MCV、Hb A2 降低、 Hb H（+）,-地贫性状（ -/ ）,Hb H病（ - -/- ）,如何筛查-地贫（T/N）,筛查方法：血常规 、Hb分析筛查阳性： MCV、Hb A2(3.5%),T/N,Capillary Hemoglobin Electrophoresis,Hb E,Am J Clin Pathol 20
12、08;130:824-831,二种仪器性能比较,琼脂糖血红蛋白电泳,毛细管血红蛋白电泳,Chen et al. The New England Journal of Medicine 2000; 343(8):544550,谷氨酰胺,31,非缺失型-地贫的人群筛查,确定筛查人群 当一方为SEA携带者时，应筛查另一方是否携带非缺失型-地贫。,非缺失型-地贫的人群筛查,筛查方法,MCV （MCH）？ Hb分析 ？ 基因诊断 ？,Hb分析筛查CS,HPLC敏感性76.2%,76.2%,76.2%,(Liao et al. Hemoglobin 2010 34:175),Hb分析筛查CS,Capill
13、ary electrophoresis (Sebia Capillarys 2)敏感性100%,(Liao et al. Hemoglobin 2010 34:175),SEBIA CAPILLARYS 2,血红蛋白异常变异体的电泳原理在电场作用下，不同的带电属性的分子移动能力也各有不同。HYDRAGEL Hb and CAPILLARYS Hb 有助于检测出具有临床意义的各类主要血红蛋白疾病。HYDRAGEL ACID Hb 根据血红蛋白在不同酸碱度的琼脂糖胶体上的移动性的差异，从而对血红蛋疾病进行检测。各类血红蛋白的鉴定Hb S, Hb C, Hb D, Hb E, excess Hb F
14、, Hb H, Hb Bart (in thalassemia) arethe most common abnormal hemoglobins.完整的血红蛋白鉴定，需要在两种琼脂糖胶体上电泳条带进行对比。,正常条带,3周新生儿的电泳条带,8周新生儿的电泳条带,AFSC 电泳监控条带,Hb F,HbA52,7%HbF21,4%HbS18,8%HbA2 1,3%HbC 5,8%,HbS,Hb A,HbA2,HbC,“S”型血红蛋白 Sickle Cells disease,常见区域:地中海区域国家, 非洲赤道区域国家 (40%), 美洲非裔人群 (10%), 印度西部,特征: 变异体位置 b6
15、谷氨酸Glu (negative) 缬氨酸Val (neutral),生物学症状: 红细胞形状出现变异,形成镰刀型红细胞 血红蛋白与氧气结合能力出现下降极易出现溶血现象和贫血症,临床特征: 依照形态的不同有所改变.,杂合子:镰刀状细胞 (一般无症状)Hb A条带: 50 70 %Hb S 条带: 30 50 %Hb A2条带: 正常,纯合子: 严重的溶血症状Hb A 条带: 缺失Hb S 条带: 80 100 %Hb A2条带: 正常或增加(Hb F条带大约占 0 20 %),伴随 Hb S型血红蛋白，会同时出现: + 地中海贫血+ Hb C (或其他变异体)+ HPFH,脐带血的”S”纯合子
16、,AFSC control overlaying,S,Hb A2,Hb S,Hb F,Heterozygous S/C,AFSC control overlaying,Hb C,Hb S,Hb F,Hb A2,Heterozygote A/S,Homozygote S with presence Hb F,血红蛋白 C,发现区域:在黑人出现的非常普遍, 非洲的西部和北部, 意大利南部, 西西里岛.,描述: B6的突变：谷氨酸 (negative) 赖氨酸 (positive)碱性缓冲液: 总电荷减少 移动变慢,在琼脂糖中和A2在同一水平, 在毛细管中比A2更靠近阴极。,临床和生物学特性: 形成
17、靶型红细胞,杂合子:(无症状)Hb A条带: 60 70 %Hb C条带: 30 40 %,纯合子: 中度溶血性贫血, 巨脾症Hb A条带: 缺失Hb C条带: 95 100 %,如果同时出现 Hb S: 和纯合子的镰刀细胞病一样病理学特征,杂合子 A/C,Hb A2,Hb A,Hb C,Heterozygote A/C,Heterozygote S/C,血红蛋白 D-Punjab,发现区域及频率:多发现在印度.,描述: B121的突变 谷氨酸 (negative) 谷氨酰胺 (neutral) (D- Los Angeles = D-Punjab)(根据变异体的突变位置不同，会有6 种Hb
18、D)碱性缓冲液: 总电荷减少 在琼脂糖中比HB S移动的慢, 在毛细管中比S更靠近阳极,临床和生物学特性:,杂合子:(无症状, 仅仅在电泳中符合诊断)Hb A条带: 60 70 %Hb D条带: 30 40 %,纯合子:非常轻微的贫血Hb A条带:缺失Hb D条带: 100 %,Heterozygote A/D-Punjab,HEMOGLOBIN E,常见区域:主要集中在东南亚地区.,特性: 变异出现位置 b26 谷氨酸Glu (negative) 赖氨酸Lys (positive),临床表现和生物学特征:,基因杂合体:(无症状)Hb A fraction: 65 70 %Hb E fract
19、ion: 30 35 %,基因纯合体:(轻微异常)Hb A fraction: absenceHb E fraction: 100 %,Homozygous Hb E,AFSC control overlaying,Hb E,Hb A2,Heterozygote A/E,Homozygote Hb E,Hb Lepore,b 和d 链重新组合形成的新型血红蛋白.碱性缓冲液: 总电荷减少 在琼脂糖中移动的比S慢, 在毛细管中比S更靠近阳极,杂合子:Hb Lepore条带: 5 15 %比b地贫的临床症状轻微,纯合子:Hb Lepore条带: 大约 30 %和b地贫的临床症状相似,发现区域及频率:
20、Lepore (- 波士顿 华盛顿): 主要在意大利家庭发现; 也曾经在罗马尼亚澳大利亚以及墨西哥发现过.描述:,Hb Lepore,AFSC control overlaying,N,Ac.,A0 + Lepore,A1,Hb A2,Hb A,Hb F,Hb Lepore,81,异常结果分析,82,Case 2:31 Y Female, 血红蛋白 12.8, 红细胞压积 37.4 (I),A = 84.1 %F = 1.5%A2= 5.5%,83,31 Y Female, Hgb 12.8, Hematocrit 37.4 (II),Alk,Acid,F,S,C,A2,C,S,F,-thal
21、assemia- 轻型,A2,A,A,A,A,C,P,C,P,A=93.4%, F=1.1%, A2=5.5%,Hb A 92.5%Hb F 2.6Hb A2 4.9%,Hb F,Hb A,Hb A2,67 Y female from Tunisia, Hgb 9.1, hematocrit 28, MCV 62,小红细胞症; beta thalassemia轻型,Hb H 4%Hb A 94.7%Hb A2 1.3%,Hb A,Hb A2,Hb H,Child 9 Y, from Laos, Hgb 8, hematocrit 27.9, MCV 54.1,严重小红细胞症; 血红蛋白H病，需
22、要基因筛查,86,Hb H and Barts - Alpha-thalassemia,H Barts,87,Case 1: 13 Y Male, Hgb 8.1, Hct 24.0 (I),A2= 6.1%S = 82.8 %,88,Case 1:13 Y Male, Hgb 8.1, Hematocrit 24.0 (II),Alk,Acid,F,S,C,S,A2 + F,C,S,F,S,Hgb F/S, A2=4.6% + beta thalassemia minor,A2,A,F,A,C,P,C,P,89,Case 2:65 Y Male, Hgb 9.4, Hematocrit 27
23、.3 (I),Co-migration with A2,A= 62.1 %A2 = 31.7%*,90,Case 2: Hb E Migrates Separately From Hb A226 GluLys,21Y, pregnant woman,Hgb 13.1, hematocrit 38.6,Hb A 95%Hb F 2.1%Hb A2 2.9%,Normal pattern, Hb F slightly increased (pregnancy),Baby 2 months old,father from Martinique, mother from Central Africa,
24、 Hgb 11, hematocrit 29.8,Hb F 49.5%Hb S 25.9%Hb A2 1.8%Hb C 22.8%,Hb F,Hb S,Hb A2,Hb C,SC compound heterozygoty,Diabetic patient, 54 Y, Hgb 14.5, hematocrit 43.5, MCV 88,HbA1c measurement (HPLC Tosoh),Hb A 54.7%Hb X 41.7%Hb A2 3.6%,Hb A,Hb A2,Hb X,Normal hemogram; compatible with heterozygote A/D;To
25、 be identified by genotyping,Hb A 51.8%Hb A2 2.9%Hb C 35.9%,Hb A,Hb A2,Hb C,Diabetic patient, 61 Y, Hgb 11.6, hematocrit 34.8, MCV 85,Slight anemia; compatible with heterozygote A/CTo be identified by genotyping,Adopted child, 4 Y, originated from Haiti, Hgb 10.9, Hematocrit 31.3, MCV 76.9,Hb A 97.5
26、%Hb A2 1.4%Hb X 1.1%,Hb A,Hb A2,Hb X,Slight anemia; heterozygous Delta mutation, asymptomatic,Diabetic patient, 73 Y, Hgb 10.2, hematocrit 30.8, MCV 87.3,Alpha chain mutation; genotyping confirmation:Hb Winnipeg a 75 Asp Tyr,Hb A- Wi,Hb A2-Wi,Hb A,Hb A2,Hb A 90.3%Hb F 3.8%Hb A2 5.9%,Hb A,Hb F,Hb A2,
27、Hb A 64%Hb S 33.1%Hb A2 2.9%,Hb A,Hb S,Hb A2,Hb A 2.2%Hb F 67.3%Hb S 29.1%Hb A2 1.4%,Hb A,Hb F,Hb S,Hb A2,Father: Beta thalassemia minor Mother: Heterozygote AS,Baby 2 months old: Association S - beta thalassemia,Hb Lepore on Minicap/Capillarys,N,Ac.,A0 + Lepore,A1,Hb A2,Hb A,Hb F,Hb Lepore,AFSC con
28、trol overlaying,Hb Lepore,b和d链重新组合形成.在碱性缓冲液下电泳: 总体带电荷下降 电泳位置出现 在S型血红蛋白附近,基因杂合体:Hb Lepore fraction: 5 15 %Clinical signs of minor b thalassemia,基因纯合体:Hb Lepore fraction: about 30 %Clinical signs of homozygous b thalassemia,常见区域:Lepore (- Boston Washington): 常见于意大利人群; 同样常见于在罗马尼亚, 澳大利亚和墨西哥人群.特点:,a47 As
29、pHis,Hb Hasharon,Hb A,Hb A2,Hb F,Hb Hasharon,Hb Ha-A2,Hb O-Arab,b121 GluLys,Hb A2+ O-Arab,Hb F,Hb A,发现健康的携带者的途径:预防过程: (妇产科医生建议, 遗传顾问, 随机检查中发现.)- 在血片上偶然发现低色素性小红细胞.- 当一位妇女被诊断为地贫携带者, 她的伴侣也应当被检查；夫妇双方应当去咨询遗传专家(尽可能早的在出生前诊断).,总结,在血红蛋白疾病的高发区, 血红蛋白筛查需要定位成必检项目, 从而有效制止血红蛋白疾病的延续 血红蛋白的检测要注意以下要点:临床观察结果生物学特征区域来源家庭其他成员的检测,
