【陈巍学基因】视频50:地中海贫血


字幕内容


欢迎来到【陈巍学基因】。今天会和大家谈一下“地中海贫血”这种疾病。

 

地中海贫血简称“地贫”。它的英文名称叫“thalassemia”。这种病是首先由Thomas Cooley和Pearl Lee这两位科学家,于1925年在地中海地区发现的。所以这种病就被命名为“地中海贫血”。

 

实际上,这种病广泛地分布在热带、和亚热带地区,也就是这张地图中,黄颜色标注的这些地区。

 

具体到我国,在南方的这些省份有较高的地贫发病率。

 

统计数据显示,在广东、广西、海南、和云南省的人群当中,10%以上的人携带有地中海贫血的致病基因变异。

 

接下来, 我们分5个方面来谈地中海贫血、和对地中海贫血的预防工作。

1、血红蛋白与地中海贫血的关系

2、α型地中海贫血

3、β型地中海贫血

4、如何预防患地中海贫血的孩子出生

5、地中海贫血与疟疾的关系


一、血红蛋白与地中海贫血的关系

 

我们首先来谈,血红蛋白与地中海贫血的关系。

 

一个人患地中海贫血,是因为他的基因当中,编码血红蛋白的基因有致病的变异。

 

血红蛋白是人体的红细胞当中专门负责携带氧气的蛋白。正常成年人的一个血红蛋白,是由两个α珠蛋白、和两个β珠蛋白组成的。每个珠蛋白结合一个亚铁血红素。一个亚铁血红素,是由一个卟啉环结合一个亚铁离子组成的。这个亚铁离子负责直接与氧气分子结合。

 

血红蛋白在肺部与氧气分子结合之后,再通过血液的输送,把氧气输送到全身。

 

当一个人编码血红蛋白的基因发生了变异,血红蛋白的数量就可能减少,血红蛋白的稳定性也可能会降低,进而就会导致以下的临床症状。

 

1、供氧不足。血红蛋白是负责供应氧气的,当血红蛋白的数量减少、或者质量下降的时候,就会导致供氧不足。供氧不足会进而会导致:身体虚弱、发育迟缓、和身材矮小。

 

2、黄疸。当血红蛋白的编码出现变异之后,α珠蛋白与β珠蛋白的比例就可能不是正好一比一,或者血红蛋白的编码和结构发生了变异,血红蛋白本身就会变得不稳定。这样,红细胞就更容易破裂。当红细胞被大量地破坏,大量的血红素就从破了的红细胞当中被释放出来。血红素需要经过肝脏的多步代谢,才能最终被排出体外。代谢过程中的一个中间代谢物是胆红素。胆红素是橙黄色的。患有地中海贫血的人,因为血红素大量释放,代谢的中间产物--胆红素--就不能被及时地代谢。多余的胆红素就会沉积在皮肤当中,皮肤就会显出黄色。也就是我们所说的黄疸。过量的胆红素对人体是有毒害作用的。

 

第3个症状,是肝脾肿大。因为红细胞的过度破坏,被破坏之后的红细胞的残余物,要经过脾脏和肝脏的处理才能被代谢掉,这给肝脏和脾脏带来很大的代谢负担。所以会导致肝脏、和脾脏的肿大,尤其是会导致脾脏的明显肿大。

 

第4个症状,是特殊的地中海贫血面容。因为缺氧,所以身体会代偿性促进生成更多的红细胞。骨髓、尤其是扁骨当中的骨髓是生成红细胞的重要器官。人额面部的骨头是扁骨,所以额面部的骨头就会因为代偿供氧不足而过度生长,这样就会导致特殊的地中海贫血面容。这种面容的特征是:额部变宽、两眼之间的距离拉大、鼻梁塌陷。

 

第5个特征,因为缺氧、黄疸沉积等原因,地贫患者对病菌、和病毒的抵抗力降低,所以就很容易患各种各样的感染性疾病。

 

另外,一个人在被确诊患有重度地中海贫血之后,目前主要的救治手段就是输血。但是长期输血,会导致身体内过量的铁元素积累。另外经常输血,就很有可能感染艾兹病、乙型肝炎、和丙型肝炎等疾病。

 

在了解了地中海贫血的病症与血红蛋白的关系之后,我们接下来谈,血红蛋白基因当中,哪些变异会导致地中海贫血。


二、α型地中海贫血

 

地中海贫血根据致病基因变异的不同,分成两大类:α地贫、和β地贫。

 

α地贫,就是指因为编码α珠蛋白的基因发生致病变异,而导致的地贫。同样,β地贫,就是指编码β珠蛋白的基因发生致病变异,而导致的地贫。

 

我们先讨论α亚型的地贫。

 

编码α珠蛋白的基因位于第16号染色体上。正常情况下,1条16号染色体上有2个串联排列的α珠蛋白基因拷贝,这两个拷贝是紧挨着的。所以,一个正常人应该有4个α珠蛋白基因的拷贝。

 

编码β珠蛋白的基因位于第11号染色体上,一条第11号染色体有一个β珠蛋白基因的拷贝。一个正常人有2个β珠蛋白基因拷贝。

 

当一个人的4个α基因拷贝、和2个β基因拷贝的拷贝数量正常,并且编码没有变异的时候,身体合成出来的α珠蛋白和β珠蛋白正好可以按比例地形成正常的血红蛋白,这个人就不会得地中海贫血。

 

而当一个人的α基因出现了致病变异的时候,这个人就有可能会患上α亚型的地中海贫血,α地贫的主要基因变异,是α珠蛋白的基因拷贝数量减少。

 

α地贫的症状的严重程度,是与α珠蛋白基因缺失的拷贝数量呈正相关的,是符合基因拷贝数的剂量效应的。也就是说缺失的拷贝数越多,临床症状越严重。

 

当一个人缺失了一个α基因拷贝,但还剩下3个拷贝的时候,他体内的α珠蛋白就会略少一些。但是在临床上,这个人几乎没有任何的病症。

 

当一个人缺失了2个α基因拷贝,还剩下2个拷贝的时候,这个人就会有轻度的贫血。

 

当一个人缺失了3个α基因拷贝,只剩下1个拷贝的时候,他就会有重度的贫血。

 

当一个个体缺了4个alpha基因拷贝,也就是没有α基因拷贝的时候,他过剩的γ珠蛋白就会自行聚合成4聚体(γ珠蛋白是胎儿期表达的一种珠蛋白),这种4聚体被称为BARTS聚合体。BARTS聚合体是黑紫色的聚合物,这种缺失了4个α亚基的胎儿,一般会是死胎。这种胎儿一生下来就表现为全身黑紫色,这种胎儿也被称为BARTS胎儿,BARTS胎儿就算是活着出生,也会在在出生后不久,就会因为严重缺氧而死亡。

 

α地贫的基因变异,除了基因拷贝数的缺失之外,还有部分的变异是因为α亚基的编码出现了变异。比如单个碱基的替换(SNV)、插入缺失变异(Indel),也可能会导致α地贫。


三、β型地中海贫血

 

接下来,我们说β亚型的地中海贫血。

 

β珠蛋白基因的常见变异,是因为β珠蛋白基因的编码出现了异常,导致不能合成出β珠蛋白,或者合成出的β珠蛋白不能正常地与α珠蛋白结合,导致不能形成正常的、有功能的血红蛋白。

 

现在已知有200多种β珠蛋白基因的致病变异。

 

因β珠蛋白基因变异的而导致的β地中海贫血,它是隐性遗传的。也就是当一个人的两个β基因(拷贝)当中,只有一个拷贝是有致病变异,而另一个拷贝是正常的时候,这个人只有轻微的贫血,或者没有临床症状,处于“携带者”的状态。但是他有可能把这个有变异的基因遗传给他的孩子。

 

当一个人的两个β珠蛋白基因拷贝都有致病变异的时候,这个人就会有地中海贫血的症状。根据基因变异的种类不同,患者症状的轻重程度也会有所不同。


四、如何预防患地中海贫血的孩子出生

 

和所有的遗传病一样,地中海贫血也是一种难以治疗,但是容易预防的疾病。可以通过婚前、孕前、产前的基因筛查有效地预防患有地中海贫血的孩子出生。

 

备孕的夫妇,如果提前知道自己是否携带有地中海贫血的致病基因,可以极大地减少生出患地贫孩子的风险。

 

要知道自己是否带地中海贫血的致病基因变异,最好的办法就是做基因检查。如果通过基因检查,确认夫妻是地贫的致病基因携带者,那可以请专业的医生、或者专业的遗传咨询机构进行专业的指导,确认是否有生出地贫孩子的风险。

 

如果确认是有这个风险的,那么这对夫妇可以在怀孕两到三个月的时候,做一个产前的羊水穿刺、或取绒毛膜做基因检查,以确认胎儿是否患有地中海贫血,如果确认胎儿是患有地中海贫血的,那可以考虑流产,以避免患病的孩子出生。


五、地中海贫血与疟疾的关系

 

为什么地中海贫血在热带地区高发?原因是地中海贫血致病基因的携带者,对疟疾有一定的抵抗能力。

 

地中海贫血的各种亚型,都会不同程度地导致血红蛋白的稳定性下降。变异的血红蛋白更容易聚积在一起,形成细胞内的蛋白质包涵体,这会导致红细胞的稳定性下降,也就是红细胞更容易破裂。

 

我们知道,疟疾的病原体是疟原虫。疟原虫在人体内,有一段过程是寄生在血红胞内的。

 

对于地中海贫血的携带者,当他的红细胞被疟原虫入侵之后,他的红细胞比正常人的红细胞更容易破裂。当寄生在红细胞内的疟原虫还没有成熟的时候,红细胞就提前破裂,那么疟原虫就和这个破裂的红细胞一起死了。也就是说,地贫携带者有更加脆弱的红细胞,这种红细胞通过,把寄生在其中的疟原虫一并杀死。

 

所以,地中海贫血致病基因的携带者,对疟疾有一定的抵抗能力。

 

疟原虫要通过按蚊传播。按蚊生长在热带、亚热带,所以疟疾也主要出现在热带、亚热带地区。

 

中国的广东省、广西省、海南省地处热带,这些地方也是中国出现疟疾最多的地方。

 

疟疾是一种严重的、可以致死的疾病。而地中海贫血的携带者对疟疾有一定的抵抗能力,所以通过许多代人被疟疾的选择,广东省、广西省等省的人群当中,携带地中海贫血致病变异的人数比例,就相当高。

 

以上是本期节目的全部内容,谢谢您的观看。