ヘモグロビン異常症と不安定ヘモグロビン

ヘモグロビン異常症は、グロビン鎖のアミノ酸配列を変化させる突然変異に起因するヘモグロビンの構造的形態です。ほとんどは臨床的に無症状ですが、一部は分子の溶解度、酸素親和性、または安定性を変化させます。不安定ヘモグロビンは、変異した鎖が赤血球内で沈殿し、赤血球の生存期間を短縮し溶血性貧血を引き起こす可能性のある封入体を形成するサブセットです。

Definition

ヘモグロビン異常症は、グロビン遺伝子の突然変異によって産生される構造的に異常なヘモグロビンであり、タンパク質のアミノ酸配列を変化させます。不安定ヘモグロビンは、その変化した構造が赤血球内で変性・沈殿し、封入体を形成して赤血球の生存期間を短縮する異常症です。

Scope

このトピックでは、構造的（定性的）ヘモグロビン異常症をクラスとして、溶解度、酸素親和性、安定性の変化による影響、および封入体を形成するために沈殿する不安定ヘモグロビンとの区別について概説します。最も臨床的に重要な構造的異常症である鎌状赤血球症は、別の項目で扱われ、ここに相互参照されています。これは参照用の概要であり、個別の臨床的ガイダンスを提供するものではありません。

Core questions

• 単一のアミノ酸変化がヘモグロビンの溶解度、酸素親和性、または安定性をどのように変化させることができますか？
• なぜほとんどのヘモグロビン異常症は臨床的に無症状であるのに、一部は疾患を引き起こすのですか？
• 不安定ヘモグロビンを他の構造的異常症と区別するものは何ですか？

Key concepts

• 構造的（定性的）ヘモグロビン異常症
• 変化した酸素親和性（高親和性および低親和性異常症）
• 不安定ヘモグロビンと封入体（ハインツ小体）形成
• 異常症の溶解度と重合
• ヘモグロビン電気泳動とHPLC検出
• 臨床的に無症状の異常症と臨床的に重要な異常症
• 一般的な構造的異常症としてのHb CとHb E

Mechanisms

グロビン遺伝子の突然変異は、グロビン鎖のアミノ酸を置換、欠失、または延長させ、構造的に異常なヘモグロビンを産生する可能性があります。機能的な影響は、変化がどこに生じるかによって異なります。接触面での置換は、高親和性状態と低親和性状態の間の平衡を変化させ、酸素を過度に強く保持したり、過度に容易に放出したりする異常症を引き起こす可能性があります。溶解度に影響を与える変化は、結晶化または重合を促進する可能性があります。グロビン鎖の折り畳みやヘムへの結合を妨げる突然変異は、不安定ヘモグロビンを生じさせます。鎖は変性し、赤血球膜に付着した封入体（ハインツ小体）として沈殿し、影響を受けた細胞は早期に除去され、溶血性貧血を引き起こします。多くの位置は機能的な影響なしに置換を許容するため、ほとんどの異常症は臨床的に無症状であり、ヘモグロビン分析で偶発的に発見されます。

Clinical relevance

ヘモグロビン異常症は、ヘモグロビン電気泳動法や高速液体クロマトグラフィーで日常的に検出され、臨床的に無症状の異常症と、酸素輸送や溶血の変化を引き起こす異常症を区別することは、これらの検査結果を解釈する上で重要です。この項目は、参照および教育のためにこのクラスを説明するものであり、個別の診断や治療の根拠となるものではありません。

Epidemiology

数百種類の構造的ヘモグロビン異常症がカタログ化されていますが、かなりの集団頻度で発生するのはごく一部です。特にHb CとHb Eは、それぞれ西アフリカと東南アジアで一般的であり、他のヘモグロビン症アレルと同様に、その頻度はマラリア選択に起因するとされています。ウィリアムズとウェザロールは、これらの異常症を、より広範で世界的に分布する遺伝性ヘモグロビン疾患の負担の中に位置づけています。

History

鎌状ヘモグロビンが分子病として認識された後、電気泳動によるヘモグロビンの調査により、構造的異常症のカタログが拡大し、多くは発見された場所にちなんで名付けられました。ペルーツによるヘモグロビン構造の結晶学的研究は、特定の置換が酸素結合と安定性をどのように変化させるかを理解するための枠組みを提供し、不安定ヘモグロビンの体系的な研究は、変性および封入体形成がどのように溶血につながるかを明らかにしました。

Key figures

• David Weatherall
• Thomas N. Williams
• Max Perutz
• Hermann Lehmann

Seminal works

• williams-weatherall-2012
• weatherall-2010

Frequently asked questions

すべてのヘモグロビン異常症は有害ですか？

いいえ。ほとんどの構造的ヘモグロビン異常症は臨床的に無症状であり、偶発的に発見されます。酸素親和性、溶解度、または安定性を変化させるものだけが臨床症状を引き起こす傾向があります。

何がヘモグロビンを「不安定」にするのですか？

不安定ヘモグロビンは、適切な折り畳みやヘム結合を妨げる突然変異を伴うため、分子が変性し、赤血球内で封入体として沈殿し、細胞の生存期間を短縮し、溶血性貧血を引き起こす可能性があります。