โรคโลหิตจางชนิดเม็ดเลือดแดงรูปเคียว

โรคโลหิตจางชนิดเม็ดเลือดแดงรูปเคียวเป็นกลุ่มของความผิดปกติทางพันธุกรรมที่เกิดจากฮีโมโกลบินรูปเคียว (HbS) ซึ่งจะเกิดการรวมตัวกันเป็นพอลิเมอร์เมื่อขาดออกซิเจนและทำให้เซลล์เม็ดเลือดแดงผิดรูปเป็นรูปเคียวที่แข็ง การเกิดภาวะโลหิตจางจากการแตกของเม็ดเลือดแดงเรื้อรังและการอุดตันของหลอดเลือดซ้ำๆ ทำให้เกิดอาการปวดและอวัยวะเสียหายอย่างต่อเนื่อง เป็นหนึ่งในโรคฮีโมโกลบินผิดปกติทางโครงสร้างที่พบบ่อยที่สุดและมีความสำคัญทางคลินิก

Definition

โรคโลหิตจางชนิดเม็ดเลือดแดงรูปเคียวประกอบด้วยภาวะทางพันธุกรรมที่ฮีโมโกลบินรูปเคียว (ซึ่งเกิดจากการแทนที่กรดกลูตามิกด้วยวาลีนในตำแหน่งที่หกของสายเบต้า-โกลบิน) เกิดการรวมตัวกันเป็นพอลิเมอร์เมื่อขาดออกซิเจน ทำให้เซลล์เม็ดเลือดแดงเป็นรูปเคียว, ภาวะโลหิตจางจากการแตกของเม็ดเลือดแดงเรื้อรัง และการอุดตันของหลอดเลือดซ้ำๆ

Scope

หัวข้อนี้ครอบคลุมพื้นฐานโมเลกุลของการเกิดพอลิเมอร์ของ HbS, สเปกตรัมของจีโนไทป์ (HbSS แบบโฮโมไซกัส และภาวะเฮเทอโรไซกัสแบบผสม เช่น HbSC และ HbS/beta-thalassemia), กลไกหลักของโรคคือการแตกของเม็ดเลือดแดงและการอุดตันของหลอดเลือด และระบาดวิทยาที่เกิดจากการคัดเลือกโดยมาลาเรีย เป็นข้อมูลอ้างอิงเกี่ยวกับความผิดปกติและไม่ได้ให้การจัดการทางคลินิกเฉพาะบุคคล

Core questions

• การแทนที่เบต้า-โกลบินเพียงครั้งเดียวทำให้เกิดการรวมตัวกันเป็นพอลิเมอร์และการเป็นรูปเคียวของเซลล์เม็ดเลือดแดงได้อย่างไร?
• การแตกของเม็ดเลือดแดงและการอุดตันของหลอดเลือดมีส่วนทำให้เกิดภาวะแทรกซ้อนเฉียบพลันและเรื้อรังได้อย่างไร?
• เหตุใดความรุนแรงของโรคจึงแตกต่างกันไปในแต่ละจีโนไทป์และระดับฮีโมโกลบินในทารกในครรภ์?

Key concepts

• ฮีโมโกลบินรูปเคียว (HbS) และการแทนที่เบต้า6 Glu→Val
• การเกิดพอลิเมอร์ของ HbS ที่ขึ้นอยู่กับการขาดออกซิเจน
• การอุดตันของหลอดเลือด
• ภาวะโลหิตจางจากการแตกของเม็ดเลือดแดงเรื้อรัง
• ภาวะเฮเทอโรไซกัสแบบผสม (HbSC, HbS/beta-thalassemia)
• ฮีโมโกลบินในทารกในครรภ์ (HbF) ในฐานะตัวปรับเปลี่ยนความรุนแรง
• ลักษณะเซลล์เม็ดเลือดแดงรูปเคียว (ภาวะพาหะเฮเทอโรไซกัส)

Mechanisms

โรคนี้มีต้นกำเนิดจากการกลายพันธุ์แบบจุดเดียวที่แทนที่กรดกลูตามิกด้วยวาลีนในตำแหน่งที่ 6 ของสายเบต้า-โกลบิน ทำให้เกิดฮีโมโกลบินรูปเคียว เมื่อ HbS ขาดออกซิเจน มันจะรวมตัวกันเป็นเส้นใยแข็งที่ทำให้เซลล์เม็ดเลือดแดงผิดรูปเป็นรูปเคียวที่เป็นลักษณะเฉพาะและลดความยืดหยุ่นของเซลล์ เซลล์เหล่านี้จะแตกก่อนกำหนด ทำให้เกิดภาวะโลหิตจางเรื้อรัง และเกาะติดกับเยื่อบุผนังหลอดเลือดและเซลล์อื่นๆ อย่างผิดปกติ ทำให้เกิดการอุดตันของหลอดเลือดฝอย การอุดตันของหลอดเลือดที่เกิดขึ้นเป็นสาเหตุของอาการปวดเฉียบพลันและการบาดเจ็บของอวัยวะจากการขาดเลือดซึ่งเป็นลักษณะเฉพาะของอาการทางคลินิก การแสดงออกของโรคจะถูกปรับเปลี่ยนโดยปริมาณของฮีโมโกลบินในทารกในครรภ์ (ซึ่งยับยั้งการเกิดพอลิเมอร์), โดยการถ่ายทอดร่วมกับอัลฟ่า-ธาลัสซีเมีย และโดยจีโนไทป์ที่เฉพาะเจาะจง ดังนั้นภาวะเฮเทอโรไซกัสแบบผสมจึงมีความรุนแรงแตกต่างจากโรค HbSS แบบโฮโมไซกัส

Clinical relevance

โรคโลหิตจางชนิดเม็ดเลือดแดงรูปเคียวเป็นสาเหตุสำคัญของภาวะโลหิตจางจากการแตกของเม็ดเลือดแดงที่ถ่ายทอดทางพันธุกรรม และเป็นหัวข้อที่พบบ่อยในการคัดกรองทารกแรกเกิด ทำให้ความคุ้นเคยกับกลไกของโรคมีความสำคัญต่อการตีความการวิเคราะห์ฮีโมโกลบินและการประเมินภาวะโลหิตจาง ข้อมูลนี้สรุปความผิดปกติเพื่อวัตถุประสงค์ในการอ้างอิงและการศึกษา และไม่ใช่พื้นฐานสำหรับการวินิจฉัยหรือการตัดสินใจในการรักษาเฉพาะบุคคล

Epidemiology

ฮีโมโกลบินรูปเคียวมีความถี่สูงในภูมิภาคที่มาลาเรียเป็นโรคประจำถิ่น โดยเฉพาะอย่างยิ่งในแอฟริกาใต้สะฮารา รวมถึงบางส่วนของทะเลเมดิเตอร์เรเนียน ตะวันออกกลาง และอนุทวีปอินเดีย เนื่องจากผู้พาหะจะได้รับความคุ้มครองบางส่วนจากมาลาเรียรุนแรง การย้ายถิ่นฐานได้กระจายความผิดปกติไปทั่วโลก และ Weatherall และคณะได้ระบุว่าเป็นส่วนหนึ่งของภาระด้านสุขภาพทั่วโลกที่กำลังเกิดขึ้น โดยมีทารกที่ได้รับผลกระทบหลายแสนคนในแต่ละปี

History

ในปี 1949 Pauling และคณะได้อธิบายภาวะโลหิตจางชนิดเม็ดเลือดแดงรูปเคียวว่าเป็นโรคทางโมเลกุล ซึ่งเป็นครั้งแรกที่ความเจ็บป่วยทางคลินิกถูกระบุว่าเกิดจากโปรตีนที่ผิดปกติ และ Ingram ได้ระบุการแทนที่กรดอะมิโนเดี่ยวที่เป็นสาเหตุในภายหลัง การค้นพบเหล่านี้ทำให้ฮีโมโกลบินรูปเคียวเป็นตัวอย่างพื้นฐานในเวชศาสตร์โมเลกุล งานวิจัยในภายหลังได้อธิบายกลไกการเกิดพอลิเมอร์และบทบาทการปรับเปลี่ยนของฮีโมโกลบินในทารกในครรภ์ และการรับรู้ถึงการคัดเลือกโดยมาลาเรียได้อธิบายความถี่สูงของอัลลีลรูปเคียว

Key figures

• Linus Pauling
• Vernon Ingram
• Martin Steinberg
• Russell Ware
• Frédéric Piel

Seminal works

• piel-2017
• ware-2017
• weatherall-2010

Frequently asked questions

อะไรเป็นสาเหตุที่ทำให้เซลล์เม็ดเลือดแดงเป็นรูปเคียวในโรคโลหิตจางชนิดเม็ดเลือดแดงรูปเคียว?

ฮีโมโกลบินรูปเคียวจะรวมตัวกันเป็นเส้นใยแข็งเมื่อปล่อยออกซิเจน ทำให้เซลล์เม็ดเลือดแดงผิดรูปเป็นรูปเคียวซึ่งเปราะบางและมีแนวโน้มที่จะอุดตันหลอดเลือดขนาดเล็ก

ลักษณะเซลล์เม็ดเลือดแดงรูปเคียวเหมือนกับโรคโลหิตจางชนิดเม็ดเลือดแดงรูปเคียวหรือไม่?

ไม่เหมือนกัน ลักษณะเซลล์เม็ดเลือดแดงรูปเคียวคือภาวะพาหะเฮเทอโรไซกัส ซึ่งบุคคลได้รับยีนเบต้า-โกลบินรูปเคียวหนึ่งยีนและยีนปกติหนึ่งยีน และโดยทั่วไปมีสุขภาพดี ในขณะที่โรคโลหิตจางชนิดเม็ดเลือดแดงรูปเคียวหมายถึงจีโนไทป์ที่มีอาการ เช่น HbSS แบบโฮโมไซกัส หรือภาวะเฮเทอโรไซกัสแบบผสม