红细胞镰刀型贫血
镰刀型细胞贫血症及其发病机理
镰刀型细胞贫血症及其发病机理人类的贫血症是由于身体无法制造足够的血红蛋白造成的，人类的贫血症有许多种。
其中，镰刀型细胞贫血症属于分子病，是指基因突变使蛋白质的分子结构或合成的量异常直接引起机体功能障碍的一类疾病。
人类几种常见贫血症镰刀型细胞贫血症是一类遗传性疾病，由于异常血红蛋白S（HbS）所致的血液病，因红细胞呈镰刀状而得名。
该病属于常染色体显性遗传性疾病，是1949年世界上最早发现的第一个分子病，由此开创了疾病分子生物学。
该病主要见于非洲黑种人，最初见于非洲恶性疟疾流行区的黑种人中。
HbS杂合子对恶性疟疾具有保护性，单核吞噬系统将镰状细胞连同疟原虫一起清除，疟疾不治自愈，使HbS杂合子患者得以生存。
人教版教材人教版教材认为，正常的GAG突变为GTG（A→T）；但浙科版教材认为，正常的GAA突变为GTA（A→T）。
查找一些资料两种情况都有，其中，大多数情况是支持前者，但也有的资料同时说明了两种方式的存在。
另外，除了异常血红蛋白S（HbS），即第6位氨基酸由正常的谷氨酸变成了缬氨酸，形成HbS，还有一种是异常血红蛋白C（HbC），即第6位氨基酸由正常的谷氨酸变成了赖氨酸，形成HbC。
如下所示：发病机理：正常成人血红蛋白是由两条α链和两条β链相互结合成的四聚体，α链和β链分别由141和146个氨基酸顺序连接构成。
镰状细胞贫血的发生是由于β珠蛋白基因的第6位密码子由正常的GAG突变为GTG（A→T），使其编码的β珠蛋白N端第6位氨基酸由正常的谷氨酸变成了缬氨酸，形成HbS。
镰状细胞贫血患者因β链第6位上的谷氨酸被缬氨酸替代形成HbS，HbS在脱氧状态下相互聚集，形成多聚体。
这种多聚体由于其HbS的β链与邻近的β链通过疏水键连接而非常稳定，水溶性较氧合HbS低5倍以上。
纤维状多聚体排列方向与细胞膜平行，并与细胞膜紧密接触，故当有足够的多聚体形成时，红细胞即由正常的双凹形盘状变为镰刀形，此过程称为“镰变”。
镰状细胞贫血症的分子机制
镰状细胞贫血症的分子机制镰状细胞贫血症，这个名字听起来是不是有点拗口？咱们聊聊这病，就像讲个故事一样。
想象一下，咱们的血液里有很多红细胞，像小船一样在血管里悠哉游哉地游着，运送氧气，让咱们活力满满。
可是，有些小船却变成了镰刀的形状，怎么回事呢？这就得从咱们的基因说起了。
基因就像是身体的说明书，告诉细胞怎么做它们该做的事情。
镰状细胞贫血症的根本原因，就是这些基因出了点小问题。
有一段时间，科学家们发现，镰状细胞贫血症和一种叫“β珠蛋白”的蛋白质有关。
平常的红细胞里，β珠蛋白和α珠蛋白结合，形成一种叫“血红蛋白”的东西。
正常的血红蛋白像个快乐的小伙伴，帮助红细胞保持圆润的形状，顺利通过血管。
但是，等到基因出问题了，β珠蛋白就变得不那么友好了。
这一变，血红蛋白的形状就跟原来的不一样了，红细胞也就变成了镰刀的模样。
你想想，镰刀形状的红细胞在血管里走动，那可不是轻松的事，简直就像在狭窄的巷子里搬家，走哪都不顺！更有趣的是，这种镰刀状的细胞还特别容易“结伴”，一旦聚在一起，咱们的血管就像被堵住了一样。
哎呀，真是让人心慌慌的。
不仅如此，这些镰刀细胞的寿命也短得可怜，正常的红细胞能活个120天，而镰状细胞可能几天就“退休”了。
这下好了，身体里总是缺少红细胞，导致贫血，身体就像是缺了水的花儿，显得无精打采。
镰状细胞贫血症不光是让人感觉疲惫，还会引起各种麻烦。
比如，疼痛。
那些镰刀形状的细胞在血管里聚集，压迫周围的组织，疼痛感就来了，真是让人恨不得跳脚。
不过，不同的人体验疼痛的感觉不一样，有些人痛得厉害，有些人却只是小痛小痛的，真是个看心情的病。
咱们能不能治好它呢？虽然现在没有彻底根治的办法，但有些治疗方法还是能帮忙。
比如，医生会给病人开一些药物，帮助缓解疼痛，改善生活质量。
有些人甚至接受骨髓移植，换个“新的说明书”，让身体重新开始。
这就像换了个新电脑，运转起来可顺畅多了。
还有些人选择通过饮食来增强身体的抵抗力，像吃些富含叶酸和维生素的食物。
镰刀形红细胞贫血
外周血干细胞(PBSC)的采集方法与成分血的单采术类似，即用血
细胞分离机分离采集外周血的单个核细胞组分。目前最常用的细 胞分离机机型是FewnalCS—3000(或CS—3000Plus)。多采用分离淋巴
细胞的程序分离。一般情况下行大静脉穿刺即可，外周静脉穿刺 困难(尤其是小儿)时需中心静脉穿刺。 采集成人时的血流速度为50—60m1/min，每次分离4—6循环(约3— 4h)，分离血液的总容积9L，依据情况连续或隔日采集。对儿童采 集时的血流速度和分离的总容积依年龄和体重而定。
羊膜穿刺术
取样时间：
1.中孕羊膜腔穿刺：以在妊娠16 ～21周进行最佳。在孕15周时， 羊水容量已达200ml，一般抽吸 羊水20ml。
2.早孕羊膜腔穿刺：在妊娠9～13 周进行。7～10周时抽取羊水5ml ，10周后抽取羊水量可达10ml。 该方法对胚胎发育可能有影响， 所取的标本量少，故目前很少应 用。
镰形红细胞贫血&疟原虫
猜测：
寄生虫感染的红细胞选择性发生镰变，使单核巨噬细胞系统能更 加有效地清除感染的红细胞，通过钾流失增加，红细胞PH降低 ，寄生虫感染的红细胞对内皮细胞粘附增加等，对寄生虫的生长 产生抑制效应。
高空缺氧
平原进入高原后，红细胞和血红蛋白显著 增加，增加的程度与海拔高度、居住时间 、劳动强度及性别有关。
什么是HLA配型？
HLA抗原是人类主要组织相容性复合物抗原，它们与同种异体移 植中的排斥反应有密切关系，故又称为移植抗原。
HLA-Ⅰ类和Ⅱ类分子均是主要移植抗原，但这两类抗原在移植中 所起的作用是不相同的。体外实验表明，供受体Ⅱ类分子不同时 ，供体Ⅱ类抗原能直接刺激受体CD4+T细胞增殖和淋巴因子分泌 ，即MLR。这一反应是免疫应答的中心，因为B细胞抗体的生成及 CD8+T细胞发育和分化，都有赖于CD4+T细胞的活化以及淋巴因 子的分泌。而Ⅰ类分子不同以及次要组织相容性抗原不同，就会 诱发CD8+T细胞增殖和分化成熟，导致移植物的破坏。
镰状细胞贫血
• 定义 • 认知过程 • 地域分布 • 病因 • 症状 • 并发症 • 诊断 • 治疗 • 预防
镰刀形细胞贫血症（Sickle Cell Anemia）是一种常染色体 隐性基因遗传病。患病者的血 液红细胞表现为镰刀状，其携 带氧的功能只有正常红细胞的 一半。现在医生可以用定期静 脉输血来避开伤害患者的大脑 来阻止这类疾病的发病，但是， 迄今为止还没有能真正治愈的 药物。
镰刀形细胞贫血症病因
• 该病的主要原因是因为珠蛋白的β基因发生 单一碱基突变，正常β基因第六个密码子为 GAG，编码谷氨酸，突变后为GTG，编码 结氨酸，使之成为HbS（血红蛋白S型）。 若是HbSS纯合子，HbS会在脱氧状态下聚 集成为多聚体，因形成的多聚体排列方向 与膜平行，与细胞膜接触又非常紧密，所 以当多聚体达到一定量时，细胞膜便由正 常的双凹形盘状变成镰刀状。该细胞僵硬， 变形性差，易破而溶血造成血管阻塞，组 织缺氧、损伤、坏死。
血红蛋白 HbA的等电点 HbS的等电点 差值
镰刀型细胞贫血症主要发 生在黑色人种中，在非洲 黑人中的发病率最高。人 们在非洲疟疾流行的地区， 发现镰刀型细胞杂合基因 型个体对疟疾的感染率， 比正常人低得多。 此外，镰刀形细胞贫血症 在意大利、希腊等地中海 沿岸国家和印度等地,发 病人数也不少,在我国的 南方地区也发现有这类病 例。
β-链 Hb-A Hb-S
1 2 3 45 67 Val-His-Leu-Thr-Pro-Glu-Lys… Val-His-Leu-Thr-Pro-Val-Lys…
含氧-HbA
含氧HbS
Val 取代Glu
粘性疏水斑点
O2 脱氧HbS
O2
疏水位点
血红蛋白分子凝集
• 由于带负电的极性亲水谷 氨酸被不带电的非极性疏 水缬氨酸所代替，致使血 红蛋白的溶解度下降。在 氧张力低的毛细血管区， 血红蛋白形成管状凝胶结 构(如棒状结构)，导致红细 胞扭曲成镰刀状(即镰变)。
镰状细胞贫血症
致病机理
♦ 病人的红细胞会变成镰刀形是由
于红细胞中的血红蛋白存在先天 缺陷所致。 缺陷所致。血红蛋白有四条链共 574个氨基酸 其中一个谷氨酸 个氨基酸， 574个氨基酸，其中一个谷氨酸 缬氨酸所取代 所取代， 被缬氨酸所取代，破坏了血红蛋 白的分子结构。 白的分子结构。
♦ 这个氨基酸所构成的血红蛋白链由一对基因
控制，正常人的基因为HbAHbA， 控制，正常人的基因为HbAHbA，而病人的则 HbAHbA HbSHbS，HbS的溶解性低于HbA， 的溶解性低于HbA 为HbSHbS，HbS的溶解性低于HbA，而脱氧后 HbS溶解性又进一步降低 溶解性又进一步降低， 的HbS溶解性又进一步降低，在氧张力低的 毛细血管区，HBS形成管状凝胶结构 形成管状凝胶结构（ 毛细血管区，HBS形成管状凝胶结构（如棒 状结构），导致红细胞扭曲成镰刀状（ ），导致红细胞扭曲成镰刀状 状结构），导致红细胞扭曲成镰刀状（即镰 ）。这种僵硬的镰状红细胞不能通过毛细 变）。这种僵硬的镰状红细胞不能通过毛细 血管，加上HBS HBS的凝胶化使血液的粘滞度增 血管，加上HBS的凝胶化使血液的粘滞度增 阻塞毛细血管，机体免疫系统激活， 大，阻塞毛细血管，机体免疫系统激活，清 除变异红细胞，导致贫血。 除变异红细胞，导致贫血。
♦
骨质疏松， 骨质疏松，导致脊柱 变而另形呈双凹形或 鱼嘴形股骨头无菌性 坏死一方面骨骼梗死 又可导致骨小梁增加 和骨质硬化。 和骨质硬化。
眼部症状由视网膜 梗死、眼底出血、 梗死、眼底出血、 视网膜脱离等病变 引起。 引起。神经系统表 现有脑血栓形成、 现有脑血栓形成、 蛛网膜下隙出血。 蛛网膜下隙出血。
镰状细胞贫血症
课题主讲： 课题主讲：张琴 课件制作： 课件制作：张明 资料收集：张文博、张朋、张茜、张谦、 资料收集：张文博、张朋、张茜、张谦、张曦
镰刀红细胞贫血课件
蛋白质的结构
指蛋白质中共价连接的氨基酸 残基的排列顺序,包括二硫键的 位置。
蛋白质分子中某一段肽链的局部空间 结构，也就是该肽链主链骨架原子的 相对空间位置
整条肽链中全部氨基酸残基的相对 空间位置，也就是整条肽链所有原 子在三维空间的排布位置 蛋白质分子中各亚基之间呈特定的三 维空间排布，并以非共价键相连接， 这种蛋白质分子中各个亚基的空间排 布及亚基接触部位的布局和相互利用 ，称为蛋白质的四级结构。
疼痛
• 因镰刀细胞贫血引起 的血管阻塞所致的腹 痛是重要的血栓性疼 痛症状。发作的时间 取决于肠系膜和腹腔 内脏微血管阻塞和梗 塞。变形的红细胞会 堵塞血管 ,使血液和 氧供应量减少。对这 种痛感起重要作用的 可能还有由变形红细 胞释放进入血液的血 红蛋白。
5、镰刀细胞性贫血的分布特点？
• 本病系常染色体显性遗传性疾病。 主要见于非洲黑人，杂合子状态者 占非洲黑人的20%，美国黑人群的8% ，此外也见于中东、希腊、土籍印 度安人及于上述民族长期通婚的人 群。杂合子之间通婚，其1/4子女为 纯合子，导致镰状细胞贫血(《血液 病学》主编：张之南 杨天楹 郝玉书 )。
实验室检查：
• • • • • • 基因检测，限制性内切酶分析法。 溶血性贫血证据； 外周血发现镰状红细胞； 红细胞镰变试验阳性； 血红蛋白溶解度试验 ； 醋酸纤维膜电泳
3、为什么患者的红细胞会变成 镰刀状
谷氨酸是一个亲水氨基酸，氨基酸 位点位于血红蛋白分子外部，易与 水结合。但是缬氨酸是一个疏水氨 基酸，这样的氨基酸分子暴露在血 红蛋白分子外部是不利的。由于这 样的疏水作用，血红蛋白分子的这 个位点不易与水结合，水溶性降低， 加上膜的继发性改变微黏度增加 ， 弹性减低众多的血红蛋白分子相互 聚集沉淀，形成纤维状的纤维沉淀。 这样的结果是使得红细胞的形态结 构发生变化，红细胞特有的圆饼状 结构消失，变成扁平细长的镰刀型 细胞
镰刀状细胞贫血症
镰刀状细胞贫血症案例分析报告学院：基础医学院专业：七年制临床任课老师：吴艺舟组员：徐欢赵晓燕陈露承璐潇李嘉慧2014年3月目录1.案例内容摘要及初步分析--------------------22.镰状细胞贫血的发病机制--------------------53.镰状细胞贫血的辅助检查及意义--------------84.镰状细胞贫血的治疗方法-------------------115.对患病女性的生育问题的讨论---------------146.组员分工及参考文献-----------------------18前言镰刀形红细胞贫血症（Sickle Cell Anemia）是血红蛋白分子遗传缺陷造成的一种疾病，病人的大部分红细胞呈镰刀状。
其特点是病人的血红蛋白β—亚基N端的第六个氨基酸残基是缬氨酸，而不是下正常的谷氨酸残基,因此镰刀型细胞贫血病是一种分子病。
它是一种遗传性贫血症，属隐性遗传。
是基因突变产生的血红蛋白质分子结构改变的一种分子病。
患者的红细胞缺氧时变成镰刀形（正常的是圆盘形），失去输氧的功能,许多红血球还会因此而破裂造成严重贫血，甚至引起病人死亡。
本次案例主要探讨镰刀状细胞贫血症的发病机制，包括其分子机制及病理机制，通过该案例我们还进一步了解了镰刀状细胞贫血症的治疗及预防患者后代患病方法。
1.案例内容摘要及初步分析本节为对案例内容的讨论结果汇总，部分检查与疾病的具体原因在后面几节详述。
1.1 第一幕1.1.1 内容Helen，18岁，埃塞尔比亚人。
去西藏旅游，到达当天，双侧大腿和臀部突然疼痛，当天晚上疼痛突然加重，服用布洛芬（止痛药）无缓解。
十多年前，检查出有明显的贫血，经常出现头晕、头疼的症状。
易患感冒并伴有贫血的加重。
去西藏前，无外伤，无剧烈运动史。
入院后，做检查，结果如下：体格检查：体温36.8℃，睑结膜、口腔稍微苍白；双侧大腿外观无异常。
辅助检查：①外周血红细胞：血红蛋白70g/L(正常值110~150g/L)，网织红细胞计数14%（正常0.5%~1.5%）；红细胞大小不均，呈多染性，嗜碱性点彩红细胞增多，可见有核红细胞、靶形红细胞、异形红细胞及Howell-Jolly小体，部分红细胞呈镰刀形，镰变试验阳性。
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镰刀型细胞贫血症是一种遗传性贫血症，属隐性遗传。
是基因突变产生的血红蛋白质分子结构改变的一种分子病。
患者的红细胞缺氧时变成镰刀形（正常的是圆盘形），失去输氧的功能，许多红血球还会因此而破裂造成严重贫血，甚至引起病人死亡。
镰刀型细胞贫血症的突变基因，是1949年确定的，随着分子遗传学的进展，到1957年终于由英国学者英格兰姆阐明了它的分子机制。
原来正常成人血红蛋白是由二条链和二条链相互结合成的四聚体，链和链分别由141和146个氨基酸顺序连结构成。
英格兰姆发现镰刀型细胞贫血症是因为链中第六个氨基酸发生变化引起的。
正常健康的人第六个氨基酸是谷氨酸，而患镰刀型贫血症的人则由一个缬氨酸代替谷氨酸。
英格兰姆的这一发现，使遗传机制的研究从基因水平深入到分子水平，在不到20年的时间里，就发现了100多种血红蛋白的分子突变型，都是因为蛋白质多肽链上个别氨基酸变化引起的分子突变。
蛋白质多肽链中个别氨基酸的变化，归根到底是遗传物质DNA中个别碱基的改变。
如镰刀型细胞贫血症，就是遗传物质DNA中一个CTT变成CAT，即其中一个碱基T变成A，以致产生病变。
患者常有严重而剧烈的骨骼、关节和腹部疼痛的感觉。
这种病常见于非洲和美洲黑人。
人们在非洲疟疾流行的地区，发现镰刀型细胞杂合基因型个体对疟疾的感染率，比正常人低得多。
这是因为镰刀型细胞杂合基因型在人体本身并不表现明显的临床贫血症状，而对寄生在红血球里的疟原虫却是致死的，红血球内轻微缺氧就足以中断疟原虫形成分生孢子，终归于死亡。
因此，在疟疾流行的地区，不利的镰刀型细胞基因突变可转变为有利于防止疟疾的流行。
这一实例，也说明基因突变的有害性是相对的，在一定外界条件下，有害的突变基因可以转化为有利。
镰刀形细胞贫血症PPT
镰刀型细胞贫血症是1949年世界上最早发现的第一个分 子病由此开创了疾病分子生物学。 “镰刀型细胞贫血症”是一种特定类型的镰刀型红血球疾 病的名称，其病因在于同型合子而产生了Hgb S的突变。包 括： 镰刀型血红蛋白C疾病 镰刀型β+地中海贫血 镰刀型β0地中海贫血 血红蛋白SS疾病 和镰刀型细胞贫血症不同，其他类型的镰刀型红血球疾病 的病因在于异型结合，使得一个复制成导致Hgb S的突变， 一个复制成异常的血红蛋白基因。“镰刀型细胞贫血症”是 “镰刀型红血球疾病”一特定类型的名称，而“镰刀型红血 球疾病”则不是。因为不同类型的镰刀型红血球疾病都极不 一样，所以必须在治疗前，先分辨出疾病的确切类型。 红血球是血液中数量最多的一种血细胞，同时也是脊椎 动物体内通过血液将氧气从肺或鳃运送到身体各个组织的最 主要的媒介。红血球又被称为红细胞或血红细胞，而破裂中 的红血球或其碎片则被称为裂红细胞。
包镰刀型血红蛋白c疾病镰刀型地中海贫血镰刀型地中海贫血血红蛋白ss疾病和镰刀型细胞贫血症不同其他类型的镰刀型红血球疾病的病因在于异型结合使得一个复制成导致hgbs的突变一个复制成异常的血红蛋白基因
镰 刀 型 细 胞 贫 血 症
镰刀型细胞贫血症系常染色体隐性遗传性疾 病。主要见于非洲黑人，杂合子状态者占非洲黑 人的20%美国黑人群的8%，此外也见于中东、 希腊、土籍印第安人及与上述民族长期通婚的人 群。杂合子之间通婚其1/4子女为纯合子导致镰 刀型细胞贫血症。
下肢皮肤慢性溃疡 股骨头无菌性坏死
镰刀型细胞贫血症
本病在病情稳定时，患者可耐受贫血 及其他临床症状；但当病情突然加重时， 称“镰状细胞危象”，则有严重临床表现， 甚至导致死亡。感染、代谢性酸中毒、低 氧条件可能诱发危象，但有时难以发现明 显诱因。
镰刀型细胞贫血症
• 产生镰型细胞贫血症的原因： 单个碱基的突变 氨基酸的改变
蛋白质性质发生变化，直接产生性状变化 。
正常双凹圆盘状红细胞转变为镰刀形 红细胞 缺氧时表现贫血症。
mRNA
• 纯合子(SS)患者是由于形成异常的血红 蛋白HbS引起溶血、贫血或其它后果；而杂 合子(AS)是可以形成足够的血红蛋白 HbA足以满足身体需要，很少出现并发症。
• 在疟 患者缺氧，这样就会让原来正常的 红细胞变成镰刀型的，镰刀型红细 胞容易形成血栓，人体自身免疫系 统会提前结束这些阻碍血流畅通的 红细胞的生命，而积聚在红细胞中 正等待大量繁殖的疟原虫也同样被 杀死了。
•
HbS病
6、镰刀细胞性贫血患者的血红蛋白在电 泳行为上与正常的血红蛋白有何差别？
镰刀细胞性贫血PBL
一位15岁的美籍非洲妇女到急诊室就诊， 主诉双侧大腿和臀部疼痛一天，并且不 断加重，服用布洛芬不能解除其疼痛症 状。患者否认最近有外伤和剧烈运动史。 但她最近感觉疲乏和小便时尿道经常有 烧灼感。患者既往有症状，有时需要住 院。检查发现，体温正常，没有急性疼 痛。其家族其他成员没有类似的表现。 患者结膜和口腔粘膜稍微苍白，双侧大 腿外观正常，但有非特异性的大腿前部 疼痛，其他体征正常，患者的白细胞计 数升高，为17,000/mm3。而其血红蛋白 含量降低，为71g/L。尿液分析显示有大 量的白细胞。
出版社 • 6.郭亦寿.基础医学遗传学;山东大学出版社 • 7.张之南.血液病学;人民卫生出版社
• 异常血红蛋白病是遗 传性血红蛋白基因突 变导致珠蛋白链氨基 酸组成异常引起.其珠 蛋白链并不缺乏,但氨 基酸构成变化可引起 珠蛋白的理化性质改 变而导致疾病.
参考文献
• 1.张涛.医学遗传学;北京大学医学出版社 • 2.柳家英.医学遗传学;北京大学医学出版社 • 3.曾溢涛.人类血红蛋白;科学出版社 • 4.左雯.医学遗传学;复旦大学出版社 • 5.张之南.协和血液病学;中国协和医科大学
镰刀型细胞性贫血症
• 患者出生半年后，症状和体征逐渐出现。由于早年发病患 者多有生长和发育不良，一般状况较差，易发生感染尤其 是肺炎球菌性感染，此与劳累、脾功能受损有关有贫血、 黄疸和肝、脾大，心、肺功能常受损，可发生充血性心力 衰竭。肾脏受累可表现为等渗尿血尿、多尿，部分患者发 展为肾病综合征、肾功能衰竭。骨质疏松，导致脊柱变形 呈双凹形或鱼嘴形股骨头无菌性坏死，而另一方面骨骼梗 死又可导致骨小梁增加和骨质硬化。眼部症状由视网膜梗 死、眼底出血、视网膜脱离等病变引起。神经系统表现有 脑血栓形成、蛛网膜下隙出血。男性患者可有性功能不全。 下肢皮肤慢性溃疡是常见的体征。
镰刀型细胞贫血症
• 镰状细胞贫血是一种常染色体显性遗传血红蛋白 (Hb)病。因β-肽链第6位氨基酸谷氨酸被缬氨酸所 代替，构成镰状血红蛋白(HbS),取代了正常 Hb(HbA)。临床表现为慢性溶血性贫血、易感染 和再发性疼痛危象以致慢性局部缺血导致器官组 织损害。目前尚无明确患病个体遗传基因的构成 变化，故病因治疗无意义。治疗目的在于预防缺 氧、脱水、感染。发热时查疟原虫和抗疟疾治疗 以缓解症状，减少器官损伤并发症；促进造血和 延长生命。
• 本病在病情稳定时，患者可耐受贫血及其 他临床症状；但当病情突然加重时，称 “镰状细胞危象”，则有严重临床表现， 甚至导致死亡。感染、代谢性酸中毒、低 氧条件可能诱发危象，但有时难以发现明 显诱因。根据临床表现特征的不同，可将 镰状细胞危象分为5型：梗死型(疼痛型)再 生障碍型，巨幼细胞型，脾滞留型，溶血 型。
• 这种病常见于非洲和美洲黑人。人们在非洲疟疾 流行的地区，发现镰刀型细胞杂合基因型个体对 疟疾的感染率，比正常人低得多。这是因为镰刀 型细胞杂合基因型在人体本身并不表现明显的临 床贫血症状，而对寄生在红血球里的疟原虫却是 致死的，红血球内轻微缺氧就足以中断疟原虫形 成分生孢子，终归于死亡。因此，在疟疾流行的 地区，不利的镰刀型细胞基因突变可转变为有利 于防止疟疾的流行。这一实例，也说明基因突变 的有害性是相对的，在一定外界条件下，有害的 突基因可以转化为有利。•
镰刀型细胞贫血症的遗传机制_概述及解释说明
镰刀型细胞贫血症的遗传机制概述及解释说明引言是文章的开场白，它对主题进行了概述并介绍了文章的结构和目的。
在这篇关于镰刀型细胞贫血症遗传机制的长文中，引言将包括以下内容：1.1 概述：镰刀型细胞贫血症（Sickle Cell Anemia，简称SCA）是一种常见的遗传性血液疾病，它主要影响到人体内的红细胞，并导致氧气供应不足。
SCA在全球范围内广泛存在，在一些地区甚至呈高发态势。
其严重程度因个体而异，但患者通常会经历严重的疼痛发作、溶血性贫血以及各种可能损害脏器功能的并发症。
1.2 文章结构：本文将从三个方面来阐述镰刀型细胞贫血症遗传机制：首先介绍镰刀型细胞贫血症的基本情况和相关知识；接着分析该疾病的遗传基础以及造成发生过程变化的分子机制；最后对已有成果进行总结并展望未来的研究方向，同时给出临床管理方面的建议。
1.3 目的：本文旨在提供一个关于镰刀型细胞贫血症遗传机制的综述，并通过深入剖析该疾病相关基因及分子过程来促进对其治疗和预防方法的进一步研究。
同时，本文希望为临床医生和患者提供一些建议以更好地管理镰刀型细胞贫血症患者的健康。
以上是“1. 引言”部分内容的详细清晰撰写。
2. 镰刀型细胞贫血症介绍:2.1 定义与历史背景:镰刀型细胞贫血症是一种遗传性血液疾病，主要影响红细胞的形态和功能。
它最早被描述于20世纪初，在非洲地中海沿岸地区首次发现。
镰刀型细胞贫血症得名于其引起的异常红细胞形态，这些受影响的红细胞呈半月形或弯曲的外观，类似于锚爪中的镰刀。
2.2 病因和发病机制:镰刀型细胞贫血症是由基因突变引起的遗传疾病。
正常情况下，红细胞内含有一种称为血红蛋白（Hb）的蛋白质，它们帮助携带氧输送到身体各个部位。
然而，在镰刀型细胞贫血症患者中，出现了一种称为HbS的异常变异形式，这导致了正常Hb结构的改变。
当体内氧气水平降低或在高度负荷的情况下，HbS会聚集并形成红细胞内的不稳定链。
这种聚集导致红细胞变得更加脆弱和易碎。
镰状细胞贫血 病情说明指导书
镰状细胞贫血病情说明指导书一、镰状细胞贫血概述镰状细胞贫血（sickle cell anemia），又称镰刀型细胞贫血病，是异常血红蛋白病中最严重的一种，由于β-肽链第6位的谷氨酸被缬氨酸替代，使血红蛋白S（hemoglobin S，HbS）异常，以致红细胞呈镰刀状得名。
本病主要见于非洲和非裔黑人，以常染色体显性方式遗传。
临床表现为慢性溶血性贫血、慢性局部缺血导致器官组织损害、易感染和再发性疼痛危象。
目前尚缺乏有效的治疗办法。
对症治疗可以减轻患者症状与痛苦。
本病病情较重，预后较差。
英文名称：sickle cell anemia。
其它名称：无。
相关中医疾病：暂无资料。
ICD疾病编码：暂无编码。
疾病分类：循环系统疾病。
是否纳入医保：部分药物、耗材、诊治项目在医保报销范围，具体报销比例请咨询当地医院医保中心。
遗传性：本病是遗传病，以常染色体显性方式遗传。
发病部位：全身。
常见症状：贫血、黄疸、脾大、血管阻塞危象、感染。
主要病因：常染色体显性遗传。
检查项目：血液检查、红细胞镰变试验、骨髓检查、血浆结合珠蛋白、血红蛋白电泳、红细胞渗透脆性、红细胞寿命检测、生化检查、心脏超声、B超、X线、CT、MRI、氨基酸分析、基因检测。
重要提醒：妊娠容易加速镰刀型细胞贫血病的恶化，且易发生流产和死胎，且镰刀型细胞贫血病是常染色体显性遗传病，女性患者如有生育打算，请与医生商讨应对方案。
临床分类：暂无资料。
二、镰状细胞贫血的发病特点三、镰状细胞贫血的病因病因总述：患者因链第6位氨基酸谷氨酸被缬氨酸所代替，形成了异常HbS，取代了正常血红蛋白（HbA），在脱氧状态时HbS分子间相互作用，聚集成为溶解度很低的螺旋形多聚体，使红细胞扭曲成镰状细胞（镰变）。
基本病因：反复的脱氧镰变终将造成红细胞膜损伤细胞的柔韧性和变形性降低，造成以下病理现象：1、溶血因镰变及切变力诱发红细胞在循环中破坏，造成血管内溶血。
镰状细胞被单核-巨噬细胞系统识别和捕获，造成血管外溶血。
人教版高中生物必修2-5.1拓展资料：镰刀型细胞贫血症
镰刀型细胞贫血症镰刀型细胞贫血症是20世纪初被人们发现的一种遗传病。
1910年，一个黑人青年到医院看病，他的症状是发烧和肌肉酸痛。
经过检查发现，他患的是当时人们尚未认识的一种特殊的贫血症，他的红细胞不是正常的圆饼状，而是弯曲的镰刀状。
后来，人们就把这种病称为镰刀型细胞贫血症。
镰刀型细胞贫血症主要发生在黑色人种中，在非洲黑人中的发病率最高，在意大利、希腊等地中海沿岸国家和印度等地，发病人数也不少，在我国的南方地区也发现有这类病例。
1928年，人们就已经了解到镰刀型细胞贫血症是一种遗传病。
后来证实，它是一种常染色体隐性遗传病。
1949年，一位曾经两次获得诺贝尔奖的美国著名化学家鲍林（L·C·Pauling），在美国的《科学》杂志上发表了题为《镰刀型细胞贫血症——分子病》的研究报告。
他在文章中写道：“在我们的研究开始之时，有证据表明红细胞镰变的过程可能是与红细胞内血红蛋白的状态和性质密切相关的。
”鲍林将正常人、镰刀型细胞贫血症患者和镰刀型细胞贫血症基因携带者的血红蛋白，分别放在一定的缓冲溶液中进行电泳，发现正常人和患者的血红蛋白的电泳图谱明显不同，而携带者的血红蛋白的电泳图谱，与由正常人的和患者的血红蛋白以1∶1的比例配成的混合物的电泳图谱非常相似。
鲍林推测镰刀型细胞贫血症是由于血红蛋白分子的缺陷造成的。
正常的血红蛋白是由两条α链和两条β链构成的四聚体，其中每条肽链都以非共价键与一个血红素相连接。
α链由141个氨基酸组成，β链由146个氨基酸组成。
镰刀型细胞贫血症患者的血红蛋白的分子结构与正常人的血红蛋白的分子结构不同。
1956年，英格拉姆（Ingram）等人用胰蛋白酶把正常的血红蛋白（HbA）和镰刀型细胞的血红蛋白（HbS）在相同条件下切成肽段，通过对比二者的滤纸电泳双向层析谱，发现有一个肽段的位置不同。
也就是说，HbS和HbA的α链是完全相同的，所不同的只是β链上从N末端开始的第6位的氨基酸残基，在正常的HbA分子中是谷氨酸，在病态的HbS分子中却被缬氨酸所代替。
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2．HbS与HbA的一级结构有什么区别？
镰刀形细胞性贫血症由β链基因点突变引起 该病的主要原因是因为珠蛋白的β基因发生单一碱基突变,正常β 基因的第6位密码子为GAG,编码谷氨酸,突变后为GTG,编码缬 氨酸,使成为HbS.在纯合子状态,当形成HbS后,HbS在脱氧状态 下聚集成多聚体,因形成的多聚体排列方向与膜平行,与细胞膜 的接触又非常紧密,所以当多聚体达到一定量时,细胞膜便由正 常的双凹形盘状变成镰刀形.
镰刀形红细胞贫血症是一种遗传性疾病，主要由 人体内合成血红蛋白的基因突变引起。其一奇怪 特征是，血液中的红细胞会由正常的圆形变成镰 刀状。医学界传统观念认为，变形的红细胞会堵 塞血管，使血液和氧供应量减少，造成了溶血性 贫血，并导致患者关节、四肢等部位周期性地感 觉剧痛。
黄疸
症状与体征，其发生是由于胆红素代谢障 碍而引起血清内胆红素浓度升高所致。临 床上表现为巩膜、黏膜、皮肤及其他组织 被染成黄色。因巩膜含有较多的弹性硬蛋 白，与胆红素有较强的亲和力，故黄疸患 者巩膜黄染常先于黏膜、皮肤而首先被察 觉。当血清总胆红素在17.1～34.2μmol/L， 而肉眼看不出黄疸时，称隐性黄疸或亚临 床黄疸；当血渍总胆红素浓度超过 34.2μmol/L时，临床上即可发现黄疸，也 称为显性黄疸。
黄疸，肝脏肿大产生原因
胆红素生成过多导致黄疸 这是由于镰刀形红细胞大量被破坏（自身免疫），非结 合胆红素形成增多，大量的非结合胆红素运输至肝脏， 必然使肝脏（肝细胞）的负担增加，肝脏功能亢进 导致肝脏肥厚，当超过肝脏对非结合胆红素的摄取与结 合能力时，则引起血液中非结合胆红素浓度增高。贫血， 使肝细胞处在缺氧、缺血的状态下，其摄取、结合非结 合胆红素的能力必然会进一步降低，结果导致非结合胆 红素在血液中浓度更为增高而出现黄疸。
1.镰状红细胞贫血患者的细胞学 特征
由于珠蛋白的β基因发生单一碱基突变,正常β基因的第6位密码 子为GAG,编码谷氨酸,突变后为GTG,编码缬氨酸,使成为HbS.这 个疏水氨基酸正好适合另一血红蛋白分子β链EF角上的“口 袋”，这使两条血红蛋白链互相“锁”在一起，在脱氧状态下 聚集成多聚体,因形成的多聚体排列方向与膜平行,与细胞膜的 接触又非常紧密,所以当多聚体达到一定量时, 形成一个不溶的 长柱形螺旋纤维束，细胞膜便由正常的双凹圆盘状变成镰刀形. 该细胞僵硬,变形性差,易破而溶血。
目录
1.案例 4.病因及产生机制 （1）关节疼痛 （2）黄疸介绍 （3）黄疸及肝脏肿大 （4）脾脏肿大
2.疾病介绍 3.诊断 5.问题分析 (1) 镰状红细胞贫血患者的细胞学特征 (2) HbS与HbA的一级结构有什么区别？ (3) HbS结构的变化对其功能的影响来自6.治疗案例1-1
患者，女性，16岁。因发热、间歇性上下肢关节疼痛3月 余就诊。体格检查：体温38.5℃，贫血貌，轻度黄疸，肝、 脾略肿大。实验室检查：血红蛋白80g/L，血细胞比容 9.5%，红细胞总数3×1014/L，白细胞总数6×109/L，白 细胞分类正常。网织红细胞计数0.12；血清铁21μmol/L， 次亚硫酸氢钠试验阳性；Hb电泳产生一条带，所带正电荷 较正常HbA多，与HbS同一部位。红细胞形态：镰型。 患者呈现明显的贫血症状（红细胞缺乏）、严重感染以及 重要器官损伤。 诊断：镰状红细胞贫血。
脾脏肿大
血液中的血细胞主要通过脾索-血窦间的基膜小孔，才 进入血窦，到达脾静脉。这些其膜小孔直径仅2-3um， 而红细胞和白细胞的有径为7-12um，故血细胞必须在 极度变形的条件下才能通过，而镰状红细胞贫血患者的 血细胞变形性能很差，常无法通过，长期阻滞在脾索而 被巨噬细胞所破坏。由于大量的异常血细胞在脾脏中停 留而被巨噬细胞所破坏，长期如此脾功能亢进，造成脾 肿大。
诊断
基因诊断:可采用PCR-限制性内切酶谱分析法,先用 PCR从患者基因组DNA扩增含突变位点的珠蛋白基 因片段,再选择适当的限制性内切酶水解PCR产物,根 据酶切产物在电泳图谱上的片段数量和大小做出判 断.也可与特意的寡核苷酸探针进行Southern印记杂 交分析,根据杂交图谱做出判断.
关节疼痛
正常生理指标： 1.血红蛋白: 男：120--160g/L 女：110--150g/L 2.白细胞数:4—10*10^9/L
镰刀形红细胞贫血症
左为正常红细胞;右为镰刀形红细胞
镰刀形红细胞贫血症（Sickle Cell Anemia）是一种常染色体 隐性基因遗传病。患病者的血 液红细胞表现为镰刀状，其携 带氧的功能只有正常红细胞的 一半。现在医生可以用regular blood transfusion避开伤害患 者的大脑来阻止这类疾病的发 病，但是，迄今为止还没有能 真正治愈的药物。
3.HbS结构的变化对其功能的影响
在低氧和低pH条件下，异常血红蛋白相互聚 集，使红细胞变形能力明显降低，变成镰刀状， 在通过组织毛细血管网时易发生损伤，损伤的 红细胞在肝、脾等处被破坏而发生血管外溶血， 也可在血管中被破坏，发生血管内溶血。其携 氧能力丧失。
治疗
1 通过移植另外一个人的健康的造血干细胞来治愈。但 是这种方法对那些很难找到一个相容性供者的人来说就 没有用了。 2 为了治疗镰刀形细胞贫血症, Sloan-Kettering的科学家 们发明了一种新的工程性策略，通过结合RNA干扰以及 球蛋白转基因技术创造出一种治疗性的转基因。这种新 基因有两个功能：产生正常的血红蛋白和抑止镰刀形血 红蛋白的形成。治疗性的基因被导入病毒载体并转化入 造血干细胞。细胞接受这种处理后，便能产生正常的血 红蛋白。
3 一氧化氮或可减轻镰刀形红细胞贫血症患者痛感 吸入一氧化氮（NO）气体，也许能减轻镰刀形红细胞 贫血症患者的痛感。这是美国科学家最新研究成果， 但仍需进一步人体临床试验。
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