Болезнь гемоглобина М
Болезнь гемоглобина М | |
---|---|
Синюшные кончики пальцев у цианотичного пациента. | |
Симптомы | Цианоз и темно-коричневая кровь. |
Причины | Варианты гемоглобина М |
Метод диагностики | Электрофорез гемоглобина , УФ-спектроскопия , секвенирование ДНК и т. д. |
Уход | Никакого лечения не требуется |
Болезнь гемоглобина М — редкая форма гемоглобинопатии , характеризующаяся наличием гемоглобина М (HbM) и повышенным уровнем метгемоглобина (metHb) в крови. [ 1 ] HbM представляет собой измененную форму гемоглобина (Hb) вследствие точечной мутации , происходящей в генах, кодирующих глобин , в основном с заменой тирозина на проксимальные (F8) или дистальные (E7) гистидина . остатки [ 2 ] Варианты HbM наследуются как аутосомно- доминантные заболевания и имеют измененное сродство к кислороду . [ 3 ] Патофизиология болезни гемоглобина М включает аутоокисление железа гема , которому способствуют структурные изменения гемового кармана. [ 4 ]
Существует как минимум 13 вариантов HbM, таких как Бостон, Осака, Саскатун и т. д., названных в соответствии с географическим местоположением их обнаружения. Различные варианты HbM могут давать разные признаки и симптомы. Основные признаки включают цианоз и темно-коричневую кровь. Пациенты могут протекать бессимптомно или испытывать головокружение, головную боль, легкую одышку и т. д. [ 2 ] [ 5 ] Диагноз обычно подозревают на основании цианоза. биохимическое тестирование, электрофорез гемоглобина , спектроскопию ультрафиолетового и видимого света и анализ генов глобина на основе ДНК . Для диагностики можно использовать [ 2 ] [ 5 ] [ 6 ] [ 7 ] [ 8 ] [ 9 ] [ 10 ] Болезнь гемоглобина М часто не опасна для жизни, и эффективного лечения не существует. [ 3 ] [ 5 ] [ 10 ] [ 11 ] [ 12 ] [ 13 ]
Болезнь гемоглобина М — врожденный подтип метгемоглобинемии . [ 2 ] Для других врожденных подтипов метгемоглобинемии основной причиной является дефицит цитохром b5-редуктазы (CYB5R), приводящий к нарушению преобразования metHb в нормальный гемоглобин. Дефицит CYB5R является аутосомно- рецессивным заболеванием. [ 14 ]

Признаки и симптомы
[ редактировать ]
Цианоз является наиболее частым признаком болезни гемоглобина М, который может наблюдаться при всех видах заболеваний гемоглобина М. Чаще всего он представлен на губах и кончиках пальцев пациента. [ 15 ] Цианоз при болезни гемоглобина М возникает в результате повышенных уровней metHb и сульфгемоглобина (sulfHb). [ 16 ] Темно-коричневая кровь является еще одним важным признаком заболевания гемоглобина М. Заболевания гемоглобина М, вызванные различными вариантами HbM, могут иметь небольшие различия в признаках и симптомах, некоторые из них включают такие признаки, как гемолитическая анемия , снижение HbA1c и аномальная кооксиметрия . [ 13 ] [ 17 ] [ 18 ] Начало цианоза варьируется в зависимости от вариантов альфа- , бета- и гамма-цепи . У младенцев с вариантами альфа- или гамма-цепи цианоз проявляется с рождения, но преходящий неонатальный цианоз, вызванный вариантами гамма-цепи, разрешается вскоре после исчезновения гемоглобина у плода . Младенцы с вариантами бета-глобина становятся цианотичными примерно через 6 месяцев после рождения, после завершения переключения гемоглобина у плода на взрослый. [ 19 ]
Болезнь гемоглобина М обычно протекает бессимптомно. могут проявляться такие симптомы, как спутанность сознания , головная боль, тахикардия Однако при уровне метHb в диапазоне от 10% до 30% и легкая одышка. Другие возможные умеренные признаки и симптомы (уровень metHb выше 30%) включают головокружение, обморок , боль в груди, сердцебиение и утомляемость . Более тяжелые признаки (уровень metHb выше 50%) включают учащенное дыхание , метаболический ацидоз , аритмию , судороги , делирий , кому и смерть (уровень metHb выше 70%). [ 5 ]
Патофизиология
[ редактировать ]HbM — редкая группа метгемоглобина, наследуемая по аутосомно-доминантному типу и возникающая в результате миссенс-мутаций в генах, кодирующих альфа-( HBA1 , HBA2 ), бета-( HBB ) или гамма-( HBG1 , HBG2 ) цепи глобина. В большинстве вариантов HbM проксимальный (F8) или дистальный (E7) остаток гистидина заменен тирозином. [ 2 ] [ 3 ] Проксимальный гистидин (F8) обозначен как позиция 87 в альфа-цепи и 92 в бета-цепи. Дистальный гистидин (Е7) обозначен как позиция 58 в альфа-цепи и позиция 63 в бета-цепи. [ 5 ]
Различные варианты HbM
[ редактировать ]Сообщалось как минимум о 13 вариантах HbM, включающих альфа-, бета- или гамма-цепи. Шесть вариантов, а именно HbM Boston, HbM Iwate, HbM Saskatoon, HbM Hyde Park, HbFM Osaka и HbFM Fort Ripley, демонстрируют проксимальное (F8) или дистальное (E7) замещение гистидина тирозином в положении альфа-58, альфа-87, бета- 63, бета-92, гамма-63 и гамма-92 соответственно. HbM Milwaukee-1 включает валина замену (E11) остатком глутамата в положении бета-67. [ 10 ]
Изменения сродства к кислороду
[ редактировать ]
В нормальных условиях железо гема в двухвалентном состоянии (Fe2+) ковалентно связано с имидазольным азотом проксимального гистидина (F8) и способно связываться с молекулой кислорода. [ 5 ]
Замещение тирозина вызывает структурные изменения гемового кармана и способствует спонтанному окислению гемового железа из двухвалентного состояния в трехвалентное состояние (Fe3+) посредством разряда супероксид- иона. Тирозин может образовывать комплекс железа с фенолятом с трехвалентным железом, который предотвращает обратное восстановление до двухвалентного двухвалентного железа. [ 5 ] [ 20 ] Стабильная ковалентная связь между тирозином и Fe3+ препятствует взаимодействию трехвалентного железа с кислородом. Неспособность трехвалентного гемового железа связывать кислород изменяет сродство к кислороду двухвалентного гемового железа в остальных нормальных субъединицах, препятствуя доставке кислорода к тканям организма. [ 8 ] [ 21 ] [ 22 ]
Стабилизация трехвалентного железа осуществляется посредством различных аномальных механизмов координации между мутантными боковыми цепями и трехвалентным железом. [ 22 ]
Механизмы различных заболеваний гемоглобина М
[ редактировать ]Дезоксигенированное состояние Т (напряженное) (четвертичная структура Hb с низким сродством) [ 23 ] стабилизируется в вариантах альфа-цепи из-за ограничений между субъединицами. Трехвалентное железо в вариантах альфа-цепи демонстрирует исключительную устойчивость к ферментативному восстановлению с помощью редуктазы metHb или химическому восстановлению. В HbM Boston (альфа-58 [E7] His→Tyr) новая координация Tyr (E7) изменяет плоскость гема, нарушая нормальное взаимодействие между проксимальным His (F8) и железом гема. В HbM Iwate (альфа-87 [F8] His→Tyr) координация тирозина искажает положение гема. Это увеличивает разделение между гемовой группой и спиралью F внутри измененных альфа-субъединиц для стабилизации трехвалентного железа. [ 22 ] [ 24 ]
Оксигенированное состояние R (расслабленное) (четвертичная структура Hb с высоким сродством) [ 23 ] стабилизируется в вариантах бета-глобина из-за ослабления ограничений между субъединицами. В HbM Saskatoon (бета-63 [E7] His→Tyr) замена более крупного Tyr (E7) обеспечивает непосредственную близость к гему трехвалентного железа, образуя, таким образом, гексакоординированный сайт железа, где временное протонирование Tyr (E7) вызывает ферментативное восстановление с помощью metHb-редуктазы. . [ 13 ] [ 22 ] [ 24 ] В HbM Hyde Park (beta-92 [F8] His→Tyr) потеря гема и нестабильность с реконструкцией близлежащих остатков способствуют его патофизиологии. [ 22 ] [ 24 ] [ 25 ]
Физиологические свойства немутантных субъединиц мутантного тетрамера Hb различаются. Нормальные альфа-субъединицы в вариантах бета-цепи (HbM Saskatoon и HbM Hyde Park) демонстрируют значительную кооперативность и эффект Бора , демонстрируя повышенное сродство к кислороду. Нормальные бета-субъединицы в вариантах альфа-цепи (HbM Boston и HbM Iwate) демонстрируют пониженную кооперативность и эффект Бора, демонстрируя пониженное сродство к кислороду. Следовательно, в вариантах бета-цепи наблюдается более низкий уровень циркулирующего окисленного гемоглобина, чем в вариантах альфа-цепи. [ 22 ] [ 24 ] [ 25 ]
Для HbM Milwaukee-1 (бета-67 [E11] Val→Glu) близость анионного глутамата к гемовому железу способствует автоокислению двухвалентного железа и стабилизации трехвалентного железа путем прямой координации с его шестой координатной позицией. Это снижает сродство к кислороду. [ 22 ] [ 26 ]
Диагностика
[ редактировать ]Цианоз, вызванный заболеванием гемоглобина М, часто ошибочно принимают за пороки сердца или легких. Правильный диагноз важен для предотвращения ненужных инвазивных процедур, таких как катетеризация сердца и искусственная вентиляция легких . [ 5 ] [ 22 ]
Биохимическое тестирование
[ редактировать ]Воздействие чистого кислорода на образцы венозной крови можно использовать для дифференциации цианоза, вызванного metHb, от сердечно-легочного цианоза или другого цианоза, вызванного Hbs с низким сродством к O2. У цианотичных пациентов с метгемоглобинемией кровь коричневатая, тогда как фиолетовый дезоксигемоглобин становится ярко-красным оксигемоглобином . в других случаях [ 10 ] Добавление цианида калия (KCN) можно использовать для дальнейшего дифференцирования заболевания, связанного с гемоглобином М, от других подтипов метгемоглобинемии и сульфгемоглобинемии . При сульфгемоглобинемии sulfHb инертен по отношению к цианиду и не меняет цвета. Гемолизаты, содержащие metHb с цепями глобина дикого типа, сразу же становятся красными. Изменение цвета в гемолизатах, содержащих metHb с мутированными цепями глобина, происходит медленнее, и скорость конверсии для разных вариантов HbM может различаться. [ 22 ]
Электрофорез гемоглобина
[ редактировать ]
Он обеспечивает качественный анализ путем выявления аномальных вариантов гемоглобина. Добавление KCN перед электрофорезом преобразует все типы Hb в metHb, чтобы предотвратить неправильную интерпретацию результатов из-за различий в состоянии железа. Нормальные и аномальные варианты гемоглобина разделяются электрическим током, а наблюдаемые различия в миграции указывают на замену аминокислоты. [ 22 ] Для четкого разделения электрофорез гемоглобина следует проводить на агаровом геле при pH 7,1. В щелочных условиях HbM мигрирует несколько медленнее, чем HbA. [ 3 ] Дальнейшее подтверждающее тестирование может быть проведено с помощью высокоэффективной жидкостной хроматографии (ВЭЖХ) для количественного определения фракций гемоглобина. [ 6 ] [ 7 ] [ 8 ]
Спектроскопия ультрафиолетового и видимого света
[ редактировать ]Спектральное поглощение гемолизата на различных длинах волн можно использовать для диагностики. [ 3 ] По сравнению с нормальной кровью можно увидеть уникальный диапазон абсорбции вариантов HbM. HbM демонстрирует специфическую картину поглощения света, проявляющуюся видимыми пиками при 510 и 630 нм. Это объясняет образование шоколадно-коричневой крови. [ 6 ] CO-оксиметрия с использованием нескольких длин волн предпочтительнее пульсовой оксиметрии при обнаружении метHb. Пульсоксиметрия использует только две разные длины волн: 660 и 940 нм, что может вводить в заблуждение. [ 12 ] [ 13 ]
ДНК-анализ генов глобина
[ редактировать ]Автоматизированный анализ последовательности ДНК на основе флуоресценции применяется в рутинной диагностике гемоглобинопатий, поскольку он обеспечивает быстрый и надежный результат для идентификации специфических мутаций гена глобина . [ 9 ] Его используют в качестве дополнительного подтверждающего теста. [ 8 ] [ 22 ]
Уход
[ редактировать ]Болезнь гемоглобина М часто не опасна для жизни и лечение не требуется. Не существует эффективного лечения, включающего метиленовый синий (MB) и аскорбиновую кислоту, используемые для лечения приобретенной метгемоглобинемии. [ 12 ] MB является окислителем и не используется для лечения гемоглобиновой болезни М. Они склонны к развитию симптоматической метгемоглобинемии при дальнейшем воздействии окислителей. [ 13 ]
Ссылки
[ редактировать ]- ^ «Болезнь гемоглобина М (идентификатор концепции: C3665425) – MedGen – NCBI» . www.ncbi.nlm.nih.gov . Проверено 28 марта 2022 г.
- ^ Jump up to: а б с д и Ладлоу, Джон Т.; Вилкерсон, Ричард Г.; Наппе, Томас М. (2022), «Метгемоглобинемия» , StatPearls , Остров сокровищ (Флорида): StatPearls Publishing, PMID 30726002 , получено 28 марта 2022 г.
- ^ Jump up to: а б с д и Рэндольф, Тим Р. (01 января 2020 г.), Кеохейн, Элейн М.; Отто, Кэтрин Н.; Валенга, Джанин М. (ред.), «24 - Гемоглобинопатии (структурные дефекты гемоглобина)» , Гематология Родака (шестое издание) , Сент-Луис (Миссури): Elsevier, стр. 394–423, ISBN 978-0-323-53045-3 , получено 28 марта 2022 г.
- ^ Алонсо-Оембаррена, А. (2016). «Болезнь гемоглобина М как причина цианоза у новорожденного» . Журнал детской гематологии/онкологии . 38 (3): 173–175. дои : 10.1097/MPH.0000000000000489 . ПМИД 26694193 . S2CID 26848356 – через PubMed.
- ^ Jump up to: а б с д и ж г час Иоласкон, Ахиллес; Бьянки, Паола; Андольфо, Иммаколата; Руссо, Роберта; Барчеллини, Вильма; Фермо, Элиша; Сказал, Гергели; Жирарделло, Стивен; Рис, Дэвис; Ван Вейк, Ричард; Каттамис, Антонис (23 сентября 2021 г.). «Рекомендации по диагностике и лечению метгемоглобинемии » Американский журнал гематологии . 96 (12): 1666–1678. дои : 10.1002/ajh.26340 . hdl : 1887/3249335 . ISSN 0361-8609 . ПМЦ 9291883 . ПМИД 34467556 . S2CID 237377613 .
- ^ Jump up to: а б с Пикка, Эндрю; Рутфорд, Мейсон; Ганим, Мажд Т.; Симс, Морган; Кантер, Джули (20 августа 2019 г.). «Диагностика заболевания гемоглобина М у малыша с гипоксемией и гемолизом» . Клиническая педиатрия . 58 (11–12): 1345–1348. дои : 10.1177/0009922819870555 . ISSN 0009-9228 . ПМИД 31431070 . S2CID 201115221 .
- ^ Jump up to: а б Люн, Квок Инь; Ау, Патрик; Тан, Мэри (01 января 2020 г.), Пандья, Пранав П.; Оепкес, Дик; Себире, Нил Дж.; Вапнер, Рональд Дж. (ред.), «27 - Пренатальный скрининг талассемии» , Fetal Medicine (третье издание) , Лондон: Elsevier, стр. 263–273.e1, ISBN 978-0-7020-6956-7 , получено 28 марта 2022 г.
- ^ Jump up to: а б с д Арчечи, Роберт Дж.; Ханн, Ян М.; Смит, Оуэн П., ред. (31 августа 2006 г.). Детская гематология . Издательство Блэквелл. дои : 10.1002/9780470987001 . ISBN 9780470987001 .
- ^ Jump up to: а б Сангкитпорн, Словакия; Эксири, Л.; Сангной, А.; Дуангруанг, С.; Думбуа, А.; Раттанакиттисофон, К.; Сангкитпорн, С. (2009). «Идентификация мутаций гена бета-глобина в Таиланде с использованием автоматического секвенатора ДНК на основе флуоресценции» . Международный журнал лабораторной гематологии . 31 (5): 521–527. дои : 10.1111/j.1751-553X.2008.01072.x . ISSN 1751-553X . ПМИД 18498386 . S2CID 31589532 .
- ^ Jump up to: а б с д Олд, Джон (01 января 2013 г.), Римуан, Дэвид; Пьериц, Рид; Корф, Брюс (ред.), «Глава 71 - Гемоглобинопатии и талассемии» , Принципы и практика медицинской генетики Эмери и Римоина (шестое издание) , Оксфорд: Academic Press, стр. 1–44, ISBN 978-0-12-383834-6 , получено 28 марта 2022 г.
- ^ Рехман, Хабиб Ур (2001). «Метгемоглобинемия» . Западный медицинский журнал . 175 (3): 193–196. дои : 10.1136/ewjm.175.3.193 . ISSN 0093-0415 . ПМЦ 1071541 . ПМИД 11527852 .
- ^ Jump up to: а б с Патнаик, Сибабратта; Натараджан, Манивачаган Мутхаппа; Джеймс, Эбор Джейкоб; Эбенезер, Старый (2014). «Метгемоглобинемия, не реагирующая на метиленовый синий» . Индийский журнал медицины критических состояний . 18 (4): 253–255. дои : 10.4103/0972-5229.130582 . ISSN 0972-5229 . ПМК 4033863 . ПМИД 24872659 .
- ^ Jump up to: а б с д и Гетгенс, Ева-Леонн; Бакс, Кристиан; Хартевельд, Корнелис Л.; Гуссенс, Кристель; ван Гаммерен, Адриан Дж. (2021). «Цианоз, гемолиз, снижение HbA1c и аномальная кооксиметрия у пациента с гемоглобином M Саскатун [HBB:c.190C > T p.His64Tyr]» . Гематология (Амстердам, Нидерланды) . 26 (1): 914–918. дои : 10.1080/16078454.2021.1999048 . hdl : 1887/3249333 . ISSN 1607-8454 . ПМИД 34789072 . S2CID 244346360 .
- ^ Перси, Мелани Дж.; Лаппин, Терри Р. (2008). «Рецессивная врожденная метгемоглобинемия: дефицит редуктазы цитохрома b (5)» . Британский журнал гематологии . 141 (3): 298–308. дои : 10.1111/j.1365-2141.2008.07017.x . ISSN 1365-2141 . ПМИД 18318771 . S2CID 36408296 .
- ^ Озсойлу, С. (1972). «Врожденная метгемоглобинемия, вызванная гемоглобином М» . Акта гематологическая . 47 (4): 225–232. дои : 10.1159/000208528 . ISSN 0001-5792 . ПМИД 4625305 .
- ^ Ранган, Аруна; Саведра, Мишель Э.; Дергам-Ларсон, Камила; Суонсон, Кеннет К.; Шуберски, Джессика; Иди, Рональд С.; Портер, Таванна Р.; Брункер, Сара Э.; Ши, Мин; Нгуен, Фуонг Л.; Хойер, Джеймс Д. (август 2021 г.). «Интерпретация сульфгемоглобина и метгемоглобина у пациентов с цианозом: обзор пациентов с вариантами М-гемоглобина» . Международный журнал лабораторной гематологии . 43 (4): 837–844. дои : 10.1111/ijlh.13581 . ISSN 1751-553X . ПМИД 34092029 . S2CID 235362094 .
- ^ Пишотта, А.В.; Эббе, С.Н.; Хинц, JE (июль 1959 г.). «Клинико-лабораторные особенности двух вариантов метгемоглобиновой болезни М» . Журнал лабораторной и клинической медицины . 54 (1): 73–87. ISSN 0022-2143 . ПМИД 13665153 .
- ^ Растоги, Ловена; Лангер, Сабина; Радхакришнан, Нита; Саксена, Рену; Котвал, Джиоти (30 сентября 2020 г.). «Hb-M Гайд-Парк: редкая причина цианоза, возникающая в результате мутации de novo» . Исследование крови . 55 (3): 177–180. дои : 10.5045/br.2020.2020084 . ISSN 2287-979X . ПМЦ 7536569 . ПМИД 32747614 .
- ^ Нельсон, учебник педиатрии . Роберт Клигман, Бонита Стэнтон, Джозеф В., III Сент-Джем, Нина Феличе Шор, Ричард Э. Берман, Уолдо Э. Предшественник: Нельсон (издание 21). Филадельфия, Пенсильвания. 2020. ISBN 978-0-323-56888-3 . OCLC 1096283151 .
{{cite book}}
: CS1 maint: отсутствует местоположение издателя ( ссылка ) CS1 maint: другие ( ссылка ) - ^ Спирс, Фрэнсис; Банерджи, Арнаб (июнь 2008 г.). «Вариант гемоглобина М и врожденная метгемоглобинемия: метиленовый синий не будет эффективен в присутствии гемоглобина М» . Канадский журнал анестезии . 55 (6): 391–392. дои : 10.1007/BF03021499 . ISSN 0832-610X . ПМИД 18566207 . S2CID 46308991 .
- ^ Вичинский, Е.П.; Любин, Б.Х. (май 1980 г.). «Нестабильные гемоглобины, гемоглобины с измененным сродством к кислороду и м-гемоглобины» . Детские клиники Северной Америки . 27 (2): 421–428. дои : 10.1016/s0031-3955(16)33859-7 . ISSN 0031-3955 . ПМИД 7383714 .
- ^ Jump up to: а б с д и ж г час я дж к Гематология и онкология младенчества и детства Натана и Оски . Стюарт Х. Оркин, Дэвид Э. Фишер, Дэвид Гинзбург, А. Томас Лук, Сэмюэл Э. Люкс, Дэвид Г. Натан (8-е изд.). Филадельфия, Пенсильвания. 2015. ISBN 978-0-323-29177-4 . OCLC 894113533 .
{{cite book}}
: CS1 maint: отсутствует местоположение издателя ( ссылка ) CS1 maint: другие ( ссылка ) - ^ Jump up to: а б Михайлеску, Михаэла-Рита; Руссу, Ирина М. (27 марта 2001 г.). «Признак перехода T → R в гемоглобине человека» . Труды Национальной академии наук Соединенных Штатов Америки . 98 (7): 3773–3777. Бибкод : 2001PNAS...98.3773M . дои : 10.1073/pnas.071493598 . ISSN 0027-8424 . ПМК 31128 . ПМИД 11259676 .
- ^ Jump up to: а б с д Том, Кристофер С.; Диксон, Клэр Ф.; Гелл, Дэвид А.; Вайс, Митчелл Дж. (март 2013 г.). «Варианты гемоглобина: биохимические свойства и клинические корреляты» . Перспективы Колд-Спринг-Харбора в медицине . 3 (3): а011858. doi : 10.1101/cshperspect.a011858 . ISSN 2157-1422 . ПМЦ 3579210 . ПМИД 23388674 .
- ^ Jump up to: а б Ким, Дэ Сон; Пэк, Хи Джо; Ким, Бо Рам; Юн, Бо Э; Ли, Чон Хён; Кук, Хун (декабрь 2020 г.). «Первая корейская семья с гемоглобином М в Милуоки-2, приводящая к наследственной метгемоглобинемии» . Медицинский журнал Йонсей . 61 (12): 1064–1067. дои : 10.3349/ymj.2020.61.12.1064 . ISSN 1976-2437 . ПМЦ 7700874 . ПМИД 33251782 .
- ^ Штуке, Астрид Г.; Рисс, Маттиас Л.; Коннолли, Лоис А. (апрель 2006 г.). «Гемоглобин М (Милуоки) влияет на сатурацию артерий кислородом и делает пульсоксиметрию ненадежной» . Анестезиология . 104 (4): 887–888. дои : 10.1097/00000542-200604000-00036 . ISSN 0003-3022 . ПМИД 16571987 .