醫學遺傳學/葡萄糖-6-磷酸脫氫酶缺乏症
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葡萄糖-6-磷酸脫氫酶(glucose-6-phosphate dehydrogenase,G6PD)缺乏症是一種主要表現為溶血性貧血的遺傳病,一般平時無症状,但在吃蠶豆或伯氨喹啉類藥物後出現血紅蛋白尿、黃疸、貧血等急性溶血反應。
眾所周知,紅細胞中糖代謝主要是通過無氧糖酵解進行,但也有10%通過戊糖代謝旁路(圖8-2)。G6PD活性正常是,可以生成足量NAKPH,從而保證了紅細胞中GSH含量。GSH通過下列反應可消除機體在氧化還原過程中(特別是氣體性藥物作用下)生成的H2O2的毒性作用。
不難看出,若G6PD缺乏,NADPH生成不足,則紅細胞GSH含量減少,H2O2可迅速將GSH破壞,過多的H2O2氧化Hbβ鏈表面半胱氨酸的SH基。表面SH氧化後,Hb的4條肽連結觸面不穩定而散開,Hb內部的SH也被氧化,導致Hb變性。變性的珠蛋白附著於紅細胞膜上,在顯微鏡下可觀察到,即變性珠蛋白小體(Heinz小體)。此外,H2O2還可氧化紅細胞膜上的SH基,故這種紅細胞易在血中破壞。最近研究表明,NADPH的減少本身,也降低了紅細胞對H2O2的抵抗作用。由於以上原因,紅細胞變形性降低,不易通過脾(或肝)竇而遭阻留破壞,引起血管內和血管外溶血。
圖8-2 紅細胞的戊糖代謝旁路
基因突變所產生G6PD生化變異型已報告400種以上。中國人中已發現30多種。根據臨床表現可分為二類:①酶活性嚴重缺乏(酶活性測不出)伴有非代償性慢性溶血(屬非球形溶血性貧血);②酶活性嚴重缺乏(活性<10%)或中度缺乏(10%-60%),僅在有誘因作用後才溶血,我國多為後一類。也有酶活性輕度降低、正常(60%-150%)或升高(>150%)的變異型,一般無溶血現象。
圖8-3 G6PD缺乏症女性雜合子的外周血片示嵌合體,細箭頭示正常紅細胞;粗箭頭示G6PD缺乏紅細胞
G6PD基因定位於Xq28,由13個外顯子組成,全長18kb,編碼515個胺基酸。G6PD缺乏症呈X連鎖不完全顯性遺傳,男性半合子呈顯著缺乏,女性雜合子酶活性變異範圍大,可接近正常亦可顯著缺乏。根據Lyon假說,女性雜合子實際上應是含有G6PD缺乏紅細胞和正常紅細胞的嵌合體,這已從形態學上證實(圖8-3),兩種細胞系的細胞嵌合數量不同直接影響女性(G6PD)缺乏雜合子的酶活性水平,故在臨床上具有不同的表現度。
由於生化變異型已報告太多,靠酸蛋白的生化學特點(如電泳速率,熱穩定性等)來區分出新的變異型已很困難。自1986年克隆了此基因,特別是1991年發表了此基因的DNA全順序後,就已從DNA水平鑒定G6PD基因的突變類型。目前已知,G6PD基因的主要突變形式是點突變。國際上報告了50多種點突變和1種1個密碼子缺失的缺失型突變,其中中國人已報告11種點突變(表8-1)。不同生化變異型可以具有相同的點突變;也有不同點突變具有同一生化異型。有的突變只產生多態性而與酶活性降低無關。
表8-1 中國G6PD缺乏者中的11種點突變
類型 | 順序(cDNA) | 鹼基改變 | 胺基酸置換 |
Ch1 | 1376 | G→T | 精→亮 |
Ch2 | 1388 | G→T | 精→組 |
Ch3 | 1311 | G→T | 無 |
Ch4 | 392 | G→T | 甘→纈 |
Ch5 | 1024 | G→T | 亮→苯丙 |
Ch6 | 95 | A→G | 精→組 |
Ch7 | 592 | C→T | 精→半胱 |
″Chinese1″ | 835 | A→T | 蘇→絲 |
″Chinese2″ | 1360 | C→T | 精→半胱 |
″Chinese3″ | 493 | A→G | 冬醯→天冬 |
CT2 | 487 | G→A | 甘→絲 |
註:Ch3的內含子Ⅺ93位有C→T突變。Ch3突變為為一種同義突變,具有多態特點
G6PD缺乏症呈世界性分布,但比較集中於亞熱帶地區。據估計全球G6PD缺乏症患者達2億人。我國主要分布於黃河流域以南各省,尤以廣東、廣西、海南、貴州、雲南、四川發生率高,約4%-20%。
G6PD缺乏症是某些常見藥物性溶血的遺傳基礎。已知能引起G6PD缺乏者溶血的藥物和化學製劑有數十種之多,有不少是常用藥物(圖8-2)。故G6PD缺乏症患者因治療必須使用表8-2中某些藥物時,應在醫生嚴密監護下使用。G6PD缺乏症尚是蠶豆病、新生兒黃疸、某些感染性溶血(如病毒性肝炎、流感、大葉性肺炎、傷寒、腮腺炎等)發生的遺傳背景,其中新生兒黃疸引起核黃疸可導致患兒智力低下,甚至死亡。
表8-2 G6PD缺乏者應禁用或慎用的藥和、化學製劑及食物
抗瘧藥:伯氨喹啉,撲瘧母星,氯喹 |
磺胺藥:磺胺,乙醯橫胺,橫胺吡啶,TMP-SMZ等 |
碸類藥:氨苯碸,普洛明 |
止痛藥:阿司匹林,非那西丁 |
殺蟲藥:β萘酚,銻波芬,來銳達唑(nitridazole) |
抗菌藥:硝基呋喃類,氯黴素,對氨水楊酸 |
共它:蠶豆,丙橫舒,BAL,大量維生素K等 |
異煙肼慢滅活 | 血卟啉症 |
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