鐮刀形細胞貧血症

遺傳病之一

鐮刀型細胞貧血症是20世紀初才被人們發現的一種遺傳病。1910年,一個黑人青年到醫院看病,他的症狀是發燒和肌肉疼痛,經過檢查發現,他患的是當時人們尚未認識的一種特殊的貧血症,他的紅細胞不是正常的圓餅狀,而是彎曲的鐮刀狀。後來,人們就把這種病稱為鐮刀型細胞貧血症。鐮刀型細胞貧血症主要發生在黑色人種中,在非洲黑人中的發病率最高,在義大利、希臘等地中海沿岸國家和印度等地,發病人數也不少,在我國的南方地區也發現有這類病例。
1928年,人們就已經了解到鐮刀型細胞貧血症是一種遺傳病。後來證實,它是一種常染色體隱性遺傳病。1949年,一位曾經兩次獲得諾貝爾獎金的美國著名化學家鮑林(Li.C.Pauling,1901—1994),在美國的《科學》雜誌上發表了題為《鐮刀型細胞貧血症cc一種分子病》的研究報告。他在文章中寫道:“在我們的研究開始之時,有證據表明(紅細胞)鐮變的過程可能是與紅細胞內血紅蛋白的狀態和性質密切相關的。鮑林將正常人、鐮刀型細胞貧血症患者和鐮刀型細胞貧血症基因攜帶者的血紅蛋白,分別放在一定的緩衝溶液中電泳,發現正常人和患者的血紅蛋白的電泳圖譜明顯不同,而攜帶者的血紅蛋白的電泳圖譜,與由正常人的和患者的血紅蛋白以1:1的比例配成的混合物的電泳圖譜非常相似。鮑林推測鐮刀型細胞貧血症是由於血紅蛋白分子的缺陷造成的。
正常的血紅蛋白是由兩條α鏈和兩條β鏈構成的四聚體,其中每條肽鏈都以非共價鍵與一個血紅素相連線。α鏈由141個胺基酸組成,β鏈由146個胺基酸組成。鐮刀型細胞貧血症患者的血紅蛋白的分子結構與正常人的血紅蛋白的分子結構不同。1956年,英格拉姆(Ingram)等人用胰蛋白酶把正常的血紅蛋白(HbA)和鐮形細胞的血紅蛋白(HbS)在相同條件下切成肽段,通過對比二者的濾紙電泳雙向層析譜,發現有一個肽段的位置不同。
這是β鏈N末端的一段肽鏈。也就是說,HbS和HbA的α鏈是完全相同的,所不同的只是"鏈上從N末端開始的第6位的胺基酸殘基,在正常的HbA分子中是谷氨酸,在病態的HbS分子中卻被纈氨酸所代替。
在HbS中,由於帶負電的極性親水谷氨酸被不帶電的非極性疏水纈氨酸所代替,致使血紅蛋白的溶解度下降。在氧張力低的毛細血管區,HbS形成管狀凝膠結構(如棒狀結構),導致紅細胞扭曲成鐮刀狀(即鐮變)。這種僵硬的鐮狀紅細胞不能通過毛細血管,加上HbS的凝膠化使血液的黏滯度增大,阻塞毛細血管,引起局部組織器官缺血缺氧,產生脾腫大、胸腹疼痛(又叫做“鐮形細胞痛性危象”)等臨床表現
據悉，非洲有的地區高達40%的人攜帶此基因，為什麼自然選擇沒有淘汰這種基因呢？有一種觀點認為，這是因為凡患此病的人，都對瘧原蟲（引起瘧疾，一種嚴重的由蚊子傳播的疾病）的感染有顯著抵抗力，從而從某種角度上說，在瘧疾流行的非洲大陸，這是“殺敵一千，自損八百”的迫不得已的“進化”。