镰状细胞性贫血(SCD)

镰状细胞性贫血(镰状细胞病)是由遗传性异常血红蛋白(红细胞内的携氧蛋白)引起的血液紊乱。异常血红蛋白导致畸形(镰刀)红细胞。镰状红细胞脆弱,容易破裂。当红细胞数量因破裂(溶血)降低时,导贫血。这种情况被称为镰状细胞性贫血。不规则的镰状细胞也可以阻断组织和器官的血管导致损伤和疼痛。

镰状细胞贫血
镰状细胞贫血

镰状细胞性贫血的发病率

镰状细胞性贫血是最常见的遗传性血液贫血之一。这种疾病主要影响非洲人和非裔美国人。据估计,在美国,约有9万至10万美国人患有镰状细胞性贫血。总体而言,目前的估计是,美国500名非洲裔美国人中有一人出生时患有镰状细胞性贫血。

镰状细胞性贫血是如何遗传的

镰状细胞性贫血作为一种常染色体遗传隐性病症。这意味着这个基因可以从父母那里传给男性和女性的孩子。为了发生镰状细胞性贫血,必须从母亲和父亲遗传镰状细胞基因,这样孩子才有两个镰状细胞基因。

只有一个镰刀基因成为携带者,携带者不会导致镰状细胞性贫血,没有疾病症状,住院率和预期寿命与未受影响的人相同。当两个镰状细胞性伴侣携带者,他们的后代有一个四分之一的镰状细胞性贫血的机会。(在非洲的一些地区,五分之一的人是镰状细胞性状的载体。)

什么样的条件促进了镰状细胞性贫血中红细胞的镰刀畸变

镰状细胞性贫血患者的红细胞镰刀形状导致细胞形状异常和柔韧性降低。镰刀是由低氧水平,酸性增加或血液体积(脱水)低的条件促进的。这些情况可能是由于身体组织,脱水或麻醉造成的。

某些器官倾向于降低氧气水平或酸度,例如当血液缓慢通过脾脏,肝脏或肾脏时。此外,代谢率特别高的器官(孕妇的大脑,肌肉和胎盘)通过从血液中提取更多的氧气来促进镰状疱疹。这些条件使这些器官容易受到镰状细胞性贫血的伤害。

镰状细胞性贫血怎么诊断

当在显微镜下鉴别血液中异常的镰状细胞时,可发现细胞呈镰刀状。通常使用特殊的低氧制剂对血液进行测试。这被称为镰刀准备。其他的准备测试也可以用来检测异常血红蛋白S,包括在血液溶液管上进行溶解度测试。该疾病可以通过使用血红蛋白电泳特异性定量存在的血红蛋白的类型来确认。

镰状细胞性贫血的产前诊断(出生之前)可以使用羊膜穿刺术或绒毛膜绒毛取样。然后测试获得的样品的胎儿细胞的DNA分析。

血红蛋白电泳测试通过分离血液中的血红蛋白来精确地识别血红蛋白。血红蛋白各自在其蛋白质表面上具有独特的电荷,使得它们各自在电场中特征性地移动,可用电泳方法将其分离。

镰状细胞性贫血的症状和治疗方法是什么

几乎镰状细胞性贫血的所有主要症状都是异常形状的镰状红细胞阻断血液循环通过身体组织的直接结果。循环受损的组织因缺氧而受损。镰状细胞性贫血患者身体组织和器官的损害可导致严重残疾。患者根据器官受累的程度,忍受各种频率和严重程度的间歇性病痛。

镰状细胞性贫血的主要特征和症状包括:

  • 疲劳和贫血
  • 痛苦
  • 指关节炎(手和/或脚的肿胀和发炎)和关节炎
  • 细菌感染
  • 脾脏隔离症(脾脏中的血液突然聚集)和肝脏淤血
  • 肺和心脏损伤
  • 腿部溃疡
  • 无菌性坏死和骨骼梗塞(部分骨头死亡)
  • 眼睛损伤
  • 其他特性

镰状细胞性贫血的某些特征,如疲劳,贫血,疼痛危象和骨骼梗塞可以发生在任何年龄段。许多功能通常发生在某些年龄段。

镰状细胞贫血通常首先出现在生命的第一年。婴幼儿可能因发烧,腹痛,肺炎球菌感染,手足疼痛(指趾炎)以及脾脏隔离症而感染。青少年和年轻人更常见的是腿部溃疡,无菌性坏死和眼部损伤。成人中的症状通常是由于骨骼,肌肉或内部器官的损伤引起的间歇性疼痛发作。

受影响的婴儿在生命的头几个月不会出现症状,因为发育中的胎儿(胎儿血红蛋白)产生的血红蛋白保护红细胞免受镰状疱疹的侵害。这种胎儿血红蛋白在出生后产生的红细胞中是不存在的,因此在5个月大的时候,红细胞的镰刀形状突出,症状开始了。

镰状细胞性贫血的治疗针对目前疾病的个体特征。一般而言,治疗是针对急性表现的治疗和预防以及针对阻断红细胞堆积在一起的治疗。没有单一的补救措施来扭转贫血。因此,重要的是受影响的个人及其家属对疾病有最佳的理解,并保持与医生和医务人员的沟通。

  • 疲劳和贫血

疲劳是镰状细胞性贫血患者的常见症状。镰状细胞性贫血导致慢性贫血,可导致疲劳。镰状红细胞容易破裂(溶血),导致红细胞寿命缩短(红血球的正常寿命为120天)。这些镰状红细胞很容易通过显微镜检查载玻片上的血迹来检测。

通常情况下,红细胞生产(骨髓)的地点加班加点生产这些细胞,试图弥补其在流通中的破坏。有时,骨髓会突然停止产生红血球,引起非常严重的贫血症(再生障碍现象)。

镰状细胞性贫血的贫血倾向于稳定,没有特定的治疗。贫血的程度通过测量血液血红蛋白水平来定义。血红蛋白是红血球中的蛋白质分子,它将氧气从肺部传递到身体组织,并将二氧化碳从组织返回到肺部。镰状细胞性贫血患者的血红蛋白水平一般在6-8克/分升(正常水平在11克/分升以上)。有时,血红蛋白可能会严重下降,需要输血来纠正贫血症(如脾脏隔离患者)。输血通常保留给有其他并发症的患者,包括肺炎,肺梗塞,中风,严重的腿部溃疡或晚期妊娠。(输血的风险包括肝炎,感染,免疫反应,以及由铁超负荷引起的身体组织损伤)。还为患者提供输血准备进行手术。叶酸是补充。有时进行红血球交换。这个过程去除一些镰状血细胞,并用正常(非镰刀)血细胞代替它们。这是在镰状细胞危机如此严重以至于其他形式的治疗不起作用的情况下完成的。

  • 病痛

镰状细胞性贫血患者的疼痛危机是身体组织血液供应不足造成的间歇性疼痛。血液循环障碍是由红血球镰刀中的各种血管堵塞造成的。镰状红细胞减慢或完全阻碍正常的血液流过组织。疼痛通常是跳动的,可以从一个身体部位改变到另一个身体部位。骨头经常受到影响。腹部有压痛的疼痛很常见,可以模仿阑尾炎。

先前的脱水,感染,损伤,情绪压力或剧烈运动可以促进疼痛危机。作为预防措施,镰状细胞性贫血患者应避免高温和低温。

疼痛现象需要疼痛镇痛和增加液体摄入量。必须防止脱水,以避免对组织造成进一步伤害,并且可能需要静脉注射液体。随着液体克霉唑和镁经常给予。其他形式,如生物反馈,自我催眠,和/或电神经刺激可能是有帮助的。

羟基脲是一种药物,目前正在用于成人和儿童严重的镰状细胞性贫血的疼痛。对于反复中风和频繁输血的患者也是如此。这种药物通过增加血液中胎儿血红蛋白的数量来起作用(这种形式的血红蛋白对红细胞的镰刀形成有抵抗力)。对羟基脲的反应是可变的,不可预测的,从患者到患者。羟基脲可以抑制骨髓。

  • 指炎和关节炎

手和/或脚的肿胀和发炎通常是镰状细胞贫血的早期征兆。肿胀涉及整个手指和/或脚趾,被称为指趾炎。指(趾)炎是由于反复发作的不适当的血液循环而受伤的人的骨头受伤引起的。指趾炎一般发生在6个月至8岁的镰状细胞性贫血患儿中。

关节发炎(关节炎)与疼痛,肿胀,触痛,运动范围限制,可以伴随指炎。有时,不仅手脚的关节受到影响,而且膝盖或肘关节也会受到影响。

可以通过抗炎药物如布洛芬和阿司匹林来减少指趾炎和关节炎的炎症。

  • 细菌感染

肺部感染(肺炎)在镰状细胞性贫血患儿中极为常见,也是住院最常见的原因。肺炎可能对抗生素反应迟钝。经常引起肺炎的细菌类型被称为肺炎球菌。(这部分是由于当脾功能不良时对这种特定细菌的易感性增加)。通常建议接种针对肺炎球菌感染的疫苗。

患有镰状细胞性贫血的儿童也有感染大脑和脊髓液(脑膜炎)的风险。这种感染的常见原因包括肺炎球菌和嗜血杆菌。

此外,患有镰状细胞性贫血的儿童可能患有不寻常的骨感染(骨髓炎)。感染通常来自称为沙门氏菌的细菌。

镰状细胞性贫血患者的细菌感染可能是严重的,甚至是压倒性的。早期发现和抗生素治疗是减少并发症的关键。任何患有镰状细胞性贫血的儿童在出现发烧或其他感染迹象时(例如不明原因的疼痛或咳嗽),都必须由医疗专业人员进行评估。

随着时间的推移,脾脏可能会受损并停止工作,这会增加发生各种严重感染的风险。

  • 脾脏隔离

已经证实,肝脏,特别是脾脏,是从镰状细胞贫血症患者的循环中去除镰状红细胞非常活跃的器官。这个过程可以突然加速。脾脏中的血液突然汇集被称为脾脏隔离。

脾脏隔离会导致严重的贫血,甚至导致死亡。

在镰状细胞性贫血的小孩中,脾通常会扩大(脾肿大)。由于脾脏因血液供应受损而反复受伤,逐渐萎缩并留下疤痕。脾脏正常功能的损害增加了感染细菌的趋势。

脾脏中的血液突然汇集(脾脏隔离)会导致非常严重的贫血和死亡。这些患者可能会发生休克和失去意识。如果发生这种情况,血液和液体的输血可能是至关重要的。

肝肿大(肝肿大)也会发生,因为它也会与红细胞混淆。肝脏常常坚硬,可以变得柔软。肝功能受损可导致眼睛发黄(黄疸)。从肝脏排出胆汁的胆囊可以充满胆结石。胆囊炎(胆囊炎)会引起恶心和呕吐,需要将其清除。

  • 肺和心脏损伤

除了肺部感染(肺炎)之外,镰状细胞性贫血患儿的肺部也可能因血液循环不足而受伤,导致组织死亡。这种肺损伤很难与肺炎区分开来,被称为急性胸部综合征。这些肺组织损伤的局部区域被称为肺梗塞。肺梗塞通常需要使用注射到受影响部位(血管造影)的染料进行特殊的X射线检查以进行诊断。重复性肺梗死可导致镰状细胞性贫血儿童到达青春期时出现疤痕。

患有镰状细胞性贫血的儿童的心脏经常变大。快速的心率和杂音是常见的。当肌肉从破裂的红血细胞中泄漏时,心肌也会受到梗塞和铁沉积的伤害。随着时间的推移,心肌变弱,心脏血液越来越不好。 

根据损伤的具体类型和器官功能受损程度对肺部或心脏受伤进行治疗。补充氧气可能是必需的。肺部感染需要积极的抗生素。输血有时可以帮助防止进一步损害肺组织。心力衰竭可能需要药物来帮助心脏更有效地将血液泵送到身体。

  • 腿部溃疡

镰状细胞性贫血患者的腿部易受皮肤破坏和溃疡的影响。这似乎是镰状红细胞造成血液停滞的结果。对腿部或脚踝皮肤的伤害可以促进皮肤损伤和溃疡。

腿部溃疡最常见于成人,通常形成于小腿的脚踝和两侧。溃疡会变得严重,甚至包围腿部,容易感染。

腿部溃疡可能变得慢性并且对许多治疗具有抵抗力。经常使用口服抗生素和外用药膏。腿部的抬高,小心的换药和其他外用疗法可能会有所帮助。一些溃疡可以是如此抵抗,建议植皮,虽然这可能会受损伤愈合妥协。

  • 无菌性坏死和骨质梗塞

作为镰状细胞性贫血特征的血液循环不良也会导致骨组织死亡(骨骼梗塞)。无菌性坏死或局部骨质死亡是骨供氧不足的结果。无菌性坏死也被称为骨坏死。

虽然几乎任何骨头都会受到影响,但最常见的是大腿,腿和手臂的骨骼。结果可能会永久损伤或变形臀部,肩膀或膝盖。疼痛,压痛和残疾经常是无菌性坏死的征兆。疼痛的骨骼梗塞可以通过休息和止痛药物缓解。

无菌性坏死可能会永久损伤大关节(如臀部或肩部)。避免局部负重,可以缓解局部疼痛,防止病情加重。如果损伤更严重,则可能需要进行全关节置换才能恢复功能。

  • 眼睛损伤

通常感觉到光线的眼睛的关键区域被称为视网膜。视网膜位于眼睛的后面,由许多微小的血管滋养。红细胞镰状病毒循环受损导致视网膜损伤(视网膜病变)。结果可能是部分或完全失明。

眼内也可能出现出血(视网膜出血),导致视网膜脱离。视网膜脱离可导致失明。

一旦失明,通常是永久性的。如果早期检测到眼内出血和视网膜脱离,可以使用预防措施,如激光治疗。

  • 其他特性

镰状细胞性贫血的其他特征包括骨质疏松症,肾损伤和感染以及神经系统损伤。骨质疏松症可导致背部剧烈疼痛和脊柱塌陷(椎骨)畸形。肾脏损伤可导致肾功能不良,导致血钠和酸度不平衡以及出血进入尿液。肾脏感染可导致盆腔疼痛,需要住院治疗抗生素。神经系统损伤可能由脑膜炎或镰状细胞贫血症本身引起。脑部血液循环不畅可能会导致中风,惊厥和昏迷。

中风对大脑的损害可能会导致身体部位的功能永久丧失。静脉注射血液和液体可能是至关重要的。有时会增加用于减少癫痫发作机会的药物。如果中风导致功能的长期损害,物理治疗,语言治疗和职业治疗可能有帮助。

阴茎异常勃起,在没有性欲的阴茎异常勃起持久,可发生于患有镰状细胞性贫血的人。发酵剂会导致阳痿和受损组织受损。

镰状细胞性贫血患者的前景(预后)是什么

镰状细胞贫血患者的预期寿命缩短。然而,一些病人多年来可能没有症状,而另一些则在婴儿期或童年时期死亡。尽管如此,通过优化管理,患者现在可以在四十年后幸存下来。

大多数患者遭受间歇性疼痛,疲劳,细菌感染和进行性组织和器官损伤。生长发育受损是镰状细胞性贫血患儿身体和精神创伤的最终结果。

死亡原因包括细菌感染(最常见的原因),脑中风或出血以及肾,心脏或肝功能衰竭。三岁以后,细菌感染的风险会减少。尽管如此,细菌感染是任何年龄段最常见的死亡原因。因此,镰状细胞性贫血患者的任何感染迹象都必须由医生进行复查以防止损伤并挽救生命。

有趣的是,镰状细胞基因可保护免受疟疾感染。这使得那些镰状细胞特征(基因携带者)至少部分抵抗疟疾。此外,镰状细胞基因的地理分布与疟疾感染相似。镰状细胞贫血症是威胁生命的致命疾病。但是,如果这个人居住在疟疾非常普遍的世界地区,那么作为一个镰状细胞携带者(特征)可能会有选择性的优势。这点可以解释为何镰状细胞贫血即使是致命的也不会从世界上消失。

镰状细胞基因不是“黑色基因”。当携带镰状细胞基因的黑人患有非黑人的孩子时,孩子可以不分种族地继承镰状细胞基因。也有所有种族的人携带镰状细胞基因。

最近的研究正在研究进一步的方法来促进胎儿血红蛋白的发展,延缓新生儿镰状细胞的发育。骨髓移植用于患有同胞供者的严重镰状细胞性贫血患者。未来的治疗可能涉及基因工程,可能会达到治愈。

最后,遗传咨询可以有助于父母和家庭预防镰状细胞性贫血。镰状细胞性贫血是遗传性疾病。父母双方都必须是镰状细胞基因的携带者,以便患儿镰状细胞贫血。如果每个父母都是一个携带者,那么任何一个孩子都有一个机会,其中两个(50%)也是一个携带者,四分之一(25%)的机会继承父母的两个基因并且受到镰状细胞性贫血的影响。