镰刀型细胞贫血症
请从蛋白质结构和功能的角度说明镰刀型贫血症与疯牛病的发病机制。
请从蛋白质结构和功能的角度说明镰刀型贫血症与疯牛病
的发病机制。
摘要：
一、镰刀型贫血症发病机制
1.蛋白质结构异常
2.功能受损
3.临床表现
二、疯牛病发病机制
1.蛋白质异常聚集
2.神经系统的损害
3.传播途径与预防措施
正文：
一、镰刀型贫血症发病机制
镰刀型贫血症是一种常染色体隐性遗传病，主要表现为红细胞形态异常，形成新月形或镰刀状。
这种疾病的发病机制与血红蛋白分子结构异常密切相关。
正常情况下，血红蛋白由两个α-球蛋白链和两个β-球蛋白链组成，而镰刀型贫血症患者的β-球蛋白链基因突变，导致蛋白质结构发生改变。
蛋白质结构的异常导致其功能受损，血红蛋白分子无法正常携氧，进而影响体内各组织器官的供氧，引发一系列临床表现，如疲劳、头晕、黄疸等。
二、疯牛病发病机制
疯牛病，又称牛海绵状脑病，是一种严重危害牛群健康的疾病。
该病的发
病机制与朊病毒蛋白（Prion Protein）异常聚集有关。
正常情况下，朊病毒蛋白是一种细胞膜上的糖蛋白，具有调节细胞功能的作用。
然而，在疯牛病中，朊病毒蛋白发生异常聚集，形成海绵状纤维，导致神经系统的损害。
疯牛病的传播途径主要是摄入感染朊病毒蛋白的食物，如病牛的肉和骨。
这种疾病在牛群中的传播速度很快，且目前尚无有效的治疗方法。
为了预防疯牛病，我国采取了一系列严格的措施，如禁止进口英国等国家的牛肉及牛肉制品，加强对国内牛群的检测等。
综上所述，从蛋白质结构和功能的角度来看，镰刀型贫血症和疯牛病的发病机制都与蛋白质异常有关。
不同的是，前者导致红细胞功能受损，后者则引发神经系统疾病。
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”。
镰刀型细胞贫血症基因突变类型
镰刀型细胞贫血症基因突变类型
1 前言
镰刀型细胞贫血症（MDS）是一种常见的遗传性血液病，它可导致血液中细胞贫乏，从而导致血液功能紊乱、出血以及免疫功能的严重障碍。
MDS由一系列遗传突变造成，这些突变可影响细胞凋亡、细胞分化等。
2 MDS基因突变
通常情况下，MDS是由一个或多个基因突变引起的，这些突变可能会改变细胞凋亡、分化及增殖的功能。
最常见的MDS基因突变有以下几种：
（1）TP53基因突变。
TP53基因具有细胞凋亡和细胞生长的调节作用，它在MDS中是最常见的突变基因。
（2）RPS15基因突变。
RPS15基因是一种细胞内的蛋白，它的缺失会导致细胞的凋亡，从而导致MDS。
（3）CD11B基因突变。
CD11B基因参与了细胞形成及免疫反应，突变后可导致细胞分化反应减弱，从而引起MDS。
（4）SF3B1基因突变。
SF3B1基因参与细胞分化，可能会导致细胞凋亡过程的损害。
3 结论
MDS是一种常见的遗传性血液病，其发病机理是复杂的。
通常情况下，这种疾病是由一次基因突变或多次基因突变引起的，其中常见的基因突变有TP53基因突变、RPS15基因突变、CD11B基因突变和SF3B1基因突变。
因此，为了更好地了解MDS发病原因，制定有效的治疗方法，需要进一步研究MDS基因突变机制。
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。
镰刀型细胞贫血病指南(罕见病诊疗指南)
106.镰刀型细胞贫血病概述镰刀型细胞贫血病（sickle cell disease，SCD）是一种常染色体显性遗传血红蛋白（Hb）病。
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。
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（以前也称为镰状细胞危象）。
镰状细胞综合征通常用于描述与链状细胞改变现象有关的所有疾病，包括纯合子状态、杂合子状态、HbS与其他异常血红蛋白的双杂合子状态3种主要表现形式，而镰状细胞贫血病这一术语则通常用于描述HbS的纯合状态。
病因和流行病学镰状细胞贫血病是1949年世界上发现的第一个分子病，由此开创了疾病分子生物学。
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。
镰状细胞贫血患者因β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）。
这种多聚体形似长绳状，由于其HbS的β链与邻近的β链通过疏水链连接，结构非常稳定，水溶性较氧合HbS 降低5倍以上。
纤维状多聚体与细胞膜平行紧密接触，也常与其他纤维连成线，所以当有足够多的多聚体形成时，红细胞即由正常的双凹圆盘状扭曲变为典型的新月形或镰刀形，并导致红细胞变形性显著下降。
脱氧HbS的聚合是慢性缺血、血管阻塞现象的必要条件。
红细胞内HbS浓度、脱氧程度、酸中毒、红细胞脱水程度等许多因素与红细胞镰变有关。
红细胞镰变的初期是可逆的，给予氧即可逆转镰变过程。
但当镰变已严重损害红细胞膜后，镰变就变为不可逆，即使将这种细胞置于有氧条件下，红细胞仍保持镰状。
镰变的红细胞僵硬，变形性差，可受血管的机制破坏和单核巨噬系统吞噬而发生溶血。
镰变的红细胞还可使血液黏滞性增加，血流缓慢，加之变形性差，易堵塞毛细血管引起局部缺氧和炎症反应导致相应部位产生疼痛危象，多发生于肌肉、骨骼、四肢关节、胸腹部，尤以关节和胸腹部为常见。
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
镰刀型细胞性贫血症
• 镰刀型细胞贫血症是一种严重疾病若无良好的医疗条 件，患者多于幼年死亡。如有较好的医疗条件患者可 能生存至成年。妊娠使心力衰竭、梗死、贫血加重并 易发生流产和死胎。感染、心力衰竭、梗死危象引起 的休克、中枢神经系统并发症可成为死因。 预防： 本病预后不佳且缺乏有效疗法，故应注重预防，提倡 优生，进行婚前和产前检查。采用聚合酶链反应 (PCR)和寡核苷酸探针(ASO)方法或采用PCR和限制 性内切酶片段长度多态性(RFLP)方法，在妊娠早期即 可作产前诊断，防止纯合子患儿的出生。
第二页，共12页。
• 血红蛋白分子结构异常的遗传性疾病，主要 症状是贫血。病人衰弱、头晕、气短、心脏 有杂音和脉搏增高；血液血红蛋白（Hb） 含量仅及正常人（每100毫升血15～16克） 的一半；红细胞不仅数量少而且异常；出现 许多长而薄，看起来像镰刀的新月形红细胞。
第三页，共12页。
• 当血液脱氧合（不携氧）时，镰刀形细胞大大增多。这种细胞极脆，易破损造 成血液血红蛋白低水平。更严重的后果是某些器官的毛细血管被这些长形异常细
第十二页，共12页。
• 疾病诊断 • 本病的诊断并不困难重要的是要考虑到本病的可能性而不遗漏本病。根据种族和家族史镰
变试验阳性血红蛋白电泳显示主要成分为HbS，再结合临床表现，即可明确诊断。
第十页，共12页。
• 实验室检查： 1.外周血血红蛋白为50～100g/L，危象时进一步降低。网织 红细胞计数常在10%以上。红细胞大小不均，多染性、嗜碱性点彩细胞增 多可见有核红细胞、靶形红细胞异形红细胞、Howell-Jolly小体。镰状红细 胞并不多见，若发现则有助于诊断通常采用“镰变试验”检查有无镰状细 胞。红细胞渗透脆性显著降低白细胞和血小板计数一般正常。2.骨髓象示红 系显著增生，但在再生障碍危象时增生低下，在巨幼细胞危象时有巨幼细 胞变 3.血清胆红素轻～中度增高，溶血危象时显著增高。本病的溶血虽以 血管外溶血为主，但也存在着血管内溶血。 4.血浆结合珠蛋白降低，血浆 游离血红蛋白可能增高。 5.红细胞半衰期测定显示红细胞生存时间明显缩 短至5～15天[正常为(28±5)天] 6.血红蛋白电泳显示HbS占80%以上HbF增 多至2%～15%，HbA2正常，而HbA缺如。 其它辅助检查： 根据病情、临 床表现、症状、体征选择做心电图、X线、CTMRI、B超、生化等检查。
镰刀型细胞贫血症
2021/3/27
CHENLI
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限制性内切核酸酶酶谱分析
❖ 限制酶MstⅡ识别的核苷酸序列为CCTGAGG， 基因组DNA被此酶消化并与-珠蛋白基因探针 进行杂交后，正常-珠蛋白基因CCTGAGGAG产 生1.15kb+0.20kb的片段，而HbS的-珠蛋白 基因（CCTGTGGAG）失去了MstⅡ识别序列， 从而产生了1.35kb的片段，据此可对HbS病做 出基因诊断。
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❖ 在疟原虫毁坏镰刀型贫血症携带者
（杂合子）的红细胞时，会导致患
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。
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CHENLI
停滞血管 急性危象 慢性进行性器 官损伤
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5、镰刀细胞性贫血在世界范围内的分布有何特点？
❖ 本病主要分布在非洲，也散发于地中海地区， 在东非某些地区HbS基因频率高达40%，因此 镰状细胞贫血症成为世界范围内最严重的血 红蛋白病。
❖ HbS基因的地形分布于疟疾的地形分布相似， 这与HbS携带者对疟疾有较强的抵抗力有关。
CHENLI
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HbS病
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CHENLI
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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？
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镰刀形细胞贫血症
[病因]红细胞内含有HbS其化学性质与正常血红蛋白A不同。
HbS在低氧状态
下其溶解度降低聚合成为螺旋状，拉长后使红细胞扭曲成镰刀形，此时红细胞失去弹性
H其“可变性”减低，不易通过毛细血管。
加上毛细血管中血液粘滞度增加，血流缓慢，局部缺氧，更进～步促成镰刀状红细胞之形成，随之导致在网状内皮系统破坏而溶m，
青岛医学院内科血液病组编.实用血液病学.青岛医学院,.
镰刀细胞贫血即Hb—S的纯合子状态，是一种慢性，遗传性溶血性贫血。
患者自父母二人各遗传到一个Hb—S基因，红细胞中有Hb—S，没有Hb—A。
在低氧条件下，红细胞变成镰刀形
陈文杰陈辉树编著.造血系统疾病临床病理学.北京医科大学,1997年06月第1版.
病理学基础：镰刀红细胞变形性很差，使红细胞变得僵硬，在微细的毛细血管中不易通过、引起血管堵塞，造成局部缺氧，又加重红细胞发生镰刀形变，造成恶性循环。
血管堵塞引起血栓形成和梗塞，因此脾脏常发生梗死。
这种梗死的形态学改变并无特征性与其它原因所致的梗死相似。
未发生梗死的部位与其它先天性溶血性贫血和椭圆形红细胞增多症等脾脏形态无明显不同，可见红髓充血或淤血，脾窦受压，髓外造血及含铁血黄素沉着(图2—19)。
梗死也可发生在其它器官，并引起相应的症状，如下肢溃疡，骨坏死，血尿，肺出血坏死或
陈文杰陈辉树编著.造血系统疾病临床病理学.北京医科大学,1997年06月第1版.。
镰刀形细胞贫血症PPT
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根据临床表现特征的不同，可将镰状细胞 危象分为5型：
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疾病诊断
本病的诊断并不困难重要的是要考虑到本病的 可能性而不遗漏本病。根据种族和家族史镰变试验 阳性血红蛋白电泳显示主要成分为HbS，再结合临床 表现，即可明确诊断。
治疗思路
镰刀型贫血症无法治愈，但还是有治疗方法的， 包括抗癌药物hydroxyurea，输血，骨髓移植等。 Hydroxyurea广泛用于重新激活gamma球蛋白的产 生，替代血红蛋白中的失活组分――beta球蛋白。虽 然这种方法不能治愈这种疾病，却可以帮助减轻镰 疾病的症状。 注： hydroxyurea的解释是：羟基脲
精选版课件ppt
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下肢皮肤慢性溃疡
股骨头无菌性坏死
镰刀型细胞贫血症
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并发症
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。
精选版课件ppt
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。
镰 刀 血型 症细 胞 贫
疾病描述
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。
镰刀型细胞贫血症病例专家讲座
镰刀型细胞贫血症病例专家讲座
第11页
镰刀细胞性贫血分子基础是什么 （基因和蛋白质改变）？
• 其发病分子基础是：正常血红蛋白β链上第 6位谷氨酸被缬氨酸所替换；是因为编码谷 氨酸密码子GAG突变为编码缬氨酸GUG， 即GAG→GUG，实际上是决定β多肽链那 条DNA分子上一碱基发生了改变，即A→T。 从而造成异常血红蛋白生成，造成镰刀状 细胞贫血症。
——选自【血液病】黄晓军主编及生物化学教材
镰刀型细胞贫血症病例专家讲座
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异常血红蛋白病与地中海贫血异同点
镰刀型细胞贫血症病例专家讲座
第15页
治疗方案
就现在医学技术,修复缺点基因并非不可能,但有一定风险,现在应用基因转移技术 基因转移技术是基因治疗关键技术之一.基因转移路径有两类,一类是invivo（体 内）,即活体直接转移,是将带有遗传物质病毒,脂质体或裸露DNA直接注射到试验 个体内;另一类是exvivo（离体）,称为回体转移,是将试验对象细胞取出,在体外培 养并到入基因后,将这些经过遗传修饰细胞重新输回到试验个体体内.exvivo方法比 较经典,安全,效果轻易控制,但缺点是步骤多,技术复杂,难度大,不轻易推广;invivo方 法操作简便,轻易推广,缺点是方法还未成熟,存在疗效短,免疫排斥和安全性等问题, 但它是基因转移方向,只有invivo基因转移方法成熟了,基因治疗才能真正走向临床. 镰刀性细胞贫血症普通还是以保守治疗为主,以上疗法只是在理论阶段 。
第7页
镰刀细胞性贫血在世界范围内分布有何特点？
非洲和美洲黑人为主，杂合子状态者占非洲黑人20%，美国黑人群 8% ，另外也见于希腊、意大利、土耳其、中东、土著印第安人及 上述民族长久通婚人群。 杂合子之间通婚，其1/4 儿女为纯合子。 而在我国见于两广及香港、台湾。本病多见于非洲、美洲黑人，也 见于中东、希腊、土籍印第安人及与上述民族长久通婚人群。 1987年我国首次报道此病，但其亲代系非洲黑人。
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。
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。
镰刀型细胞贫血症遗传方式
镰刀型细胞贫血症遗传方式镰刀型细胞贫血症，听上去是不是有点复杂？其实这个病就是因为一种基因问题，让你的红细胞变得像镰刀一样弯曲，没错，不是普通的圆圆的，而是像个小镰刀，真是让人哭笑不得。
想象一下，原本应该在血液中流畅游动的细胞，结果却变得“拐弯抹角”，这可不是什么好消息。
正常情况下，红细胞就像小船一样，顺顺利利地在血管里游来游去。
但一旦你有了镰刀型细胞贫血，哎呀，这些小船就开始“撞墙”了，真的让人心烦。
这个病的遗传方式其实挺简单的。
如果你爸爸妈妈都是镰刀型细胞的携带者，那么你就有可能“继承”这一遗传。
可是你想啊，他们并不一定得病。
就像彩票一样，买了不一定中，很多人携带基因却生活得好好的。
所以，镰刀型细胞贫血症的遗传方式是一种常染色体隐性遗传，听起来有点儿高深，但说白了就是你得两个“坏基因”才能真正得病。
如果只得了一个，那你就成了“携带者”，但是身体没啥感觉。
这个病的症状嘛，通常就是感觉疲惫，容易感到疼痛，时不时还得去医院跑个几趟，医生一看就知道你是“镰刀户”。
还记得有个朋友，老是说自己“心累”，结果去医院检查，哎呀，被诊断出来镰刀型细胞贫血，真是让人哭笑不得。
不过，虽然这个病不容易，但现代医学的发展真是让人感到希望。
各种治疗手段层出不穷，有些人甚至可以通过骨髓移植获得新生，简直是“逆袭”人生。
说到这里，很多人可能会想：这病怎么治啊？治疗方法主要有几种。
比如说，药物治疗就是一个选择，医生会根据你的情况来开不同的药物，帮助你缓解症状，增加红细胞的数量。
还有就是定期输血，这就像是给身体加油，帮助它更好地运转。
保持健康的生活方式也很重要，多吃点绿色蔬菜，少熬夜，别让自己太累，免得病情加重。
就算生活再忙，也得给自己留点儿时间“充电”。
面对这种病，心理健康也不可忽视。
很多人因为这个病变得焦虑、抑郁，觉得生活失去了光彩。
跟朋友聊聊，参加一些支持小组，能够有效帮助你走出阴霾。
生活中要有乐趣，多做自己喜欢的事情，培养一些爱好，打打球、听听音乐，笑笑和朋友们聚会，别让自己一直沉浸在病痛中。
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3、为什么患者的红细胞会变成镰刀状？
HbS分子表面电荷改变，出现一个疏水
区域，导致溶解度下降，在氧分压低得 毛细血管中，溶解度低得HbS聚合形成 凝胶化的棒状结构，使红细胞变成镰刀 状。
4、患者产生症状（贫血、疼痛等）的病 理生理基础学是什么？
本病的病理变化表现为毛细血管的红细胞发 生镰变，其分子基础是含有大量的HbS分子， 使红细胞变成镰刀状。镰变细胞引起血粘性 增加，易使得微细血管栓塞，造成散发性的 组织局部缺氧、甚至坏死，产生肌肉骨骼疼 痛、腹痛等痛性危象。同时镰形细胞的变形 能力降低，通过狭窄的毛细血管时，不易变 形通过，挤压时易破裂，导致溶血性贫血。
2、镰刀细胞性贫血的分子基础是什么 （基因和蛋白质的改变）？用什么方法可 以诊断？
其发病的分子基础是：正常血红蛋白的β链
上的第6位谷氨酸被缬氨酸所替代；是由于编 码谷氨酸的密码子GAG突变为编码缬氨酸GUG， 即GAG→GUG，实际上是决定β多肽链那条DNA 分子上一碱基发生了改变，即A→T。从而造 成异常血红蛋白的生成，导致镰刀状细胞贫 血症。
5、镰刀细胞性贫血在世界范围内的分布有何特点？
本病主要分布在非洲，也散发于地中海地区，
在东非某些地区HbS基因频率高达40%，因此 镰状细胞贫血症成为世界范围内最严重的血 红蛋白病。 HbS基因的地形分布于疟疾的地形分布相似， 这与HbS携带者对疟疾有较强的抵抗力有关。
在疟原虫毁坏镰刀型贫血症携带者 （杂合子）的红细胞时，会导致患 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。
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。 迄今发现的分子病最主要的是血红蛋白病和 先无性代谢缺陷症。目前已能运用遗传工程 和基因工程的方法作血红蛋白病的诊断方法。
诊断：镰刀细胞 性贫血
1、血红蛋白的 -链和 -链的空间结构有何特 点？维持血红蛋白四级空间结构的力量包括哪 些化学键？ 血红蛋白的两条α链和β链在生理条件下会盘 绕折叠成球形，把血红素分子包绕其中。每 条肽链的螺旋结构形成一个疏水性的空间， 可保护血红素分子不与水相接触，二价铁不 被氧化。二价铁位于血红素卟啉环的中央， 与卟啉中四个吡咯环上的氮原子配位结合。 维持血红蛋白四级空间结构的力量有疏水键、 离子键、氢键、范德华力。
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;中国协和医科大学出
版社 6.郭亦寿.基础医学遗传学;山东大学出版社 பைடு நூலகம்7.张之南.血液病学;人民卫生出版社
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。
限制性内切核酸酶酶谱分析
限制酶MstⅡ识别的核苷酸序列为CCTGAGG，
基因组DNA被此酶消化并与-珠蛋白基因探针 进行杂交后，正常-珠蛋白基因CCTGAGGAG产 生1.15kb+0.20kb的片段，而HbS的-珠蛋白 基因（CCTGTGGAG）失去了MstⅡ识别序列， 从而产生了1.35kb的片段，据此可对HbS病做 出基因诊断。
地中海贫血主要是遗传 性珠蛋白基因缺陷导致 珠蛋白链缺如或合成不 足所引起的溶血性贫血 或病理状态.
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
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？
7、人血红蛋白有哪些肽链组成？这些肽 链在一级结构上有何差别？
血红蛋白分子是由两对单体组成的
球形四聚体，主要由两条肽链和两 条肽链组成. 链长度为141个氨基 酸， 链则由146个氨基酸组成。
8、如何界定异常血红蛋白与地中海贫血？
镰刀形病理生理分子基础是脱氧-HbS在红细胞中的溶解性降低
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低氧酸性中毒
S
－ O2 + O2 细胞内HbS聚集 溶血 导致不可逆性镰 刀化细胞 停滞血管 急性危象 慢性进行性器 官损伤
开始，细胞内聚合是可逆性的，但是在循环红细 胞中反复的聚合和解聚，细胞成不可逆性镰刀形 细胞，产生的两种主要作用，首先，镰刀化细胞 的机械变脆，血管内寿命缩短，引起慢性溶血性 贫血。其次，镰刀形红细胞不易变形，特别是在 微血管内，它们不正常在粘附于血管内皮细胞， 形成聚集，引起血管聚集，引起血管停滞，局部 低氧，进一步镰刀化，血管完全阻塞，以及组织 栓塞。