遺傳性高鐵血紅蛋白血癥

(一)發(fā)病原因
遺傳性高鐵血紅蛋白血癥是由于缺乏細(xì)胞色素b5還原酶(b5R)。b5R是一種黃素蛋白。有膜結(jié)合型及可溶性兩種。兩種b5R是同一基因的表達(dá)產(chǎn)物。該基因位于22號(hào)染色體，長(zhǎng)度31kb?，F(xiàn)已發(fā)現(xiàn)b5R至少有11種變異，此外還發(fā)現(xiàn)5種b5R變異，其電泳行為異常，但酶活性正常，屬于酶的多態(tài)性。
本病為常染色體隱性遺傳，分為2型：
Ⅰ型：又稱單純紅細(xì)胞型。患者自出生后即有發(fā)紺，血中MetHb含量占Hb總量的8%～50%。
Ⅱ型：又稱全身型。全身各種細(xì)胞都缺乏b5R的活性，包括膜結(jié)合型及可溶性型，約占10%。此型b5R的異常與脂肪酸的破壞和延伸、膽固醇的合成及某些藥物的代謝有關(guān)。
另有些病例為b5R缺乏的雜合子，其血中MetHb不增加，但當(dāng)接觸產(chǎn)生MetHb的藥物時(shí)則生成比正常人高得多的MetHb。
(二)發(fā)病機(jī)制
遺傳性代謝缺陷病的發(fā)病機(jī)制與其他分子病(如血紅蛋白病)一樣，主要是由于：
①點(diǎn)突變使其編碼合成的蛋白質(zhì)(酶)一級(jí)結(jié)構(gòu)改變，空間結(jié)構(gòu)不穩(wěn)定，易降解而導(dǎo)致的含量減少;
②酶空間結(jié)構(gòu)改變不僅影響了酶的穩(wěn)定性，進(jìn)而使酶活性改變或喪失;
③由于點(diǎn)突變導(dǎo)致轉(zhuǎn)錄、拼接等錯(cuò)誤，不能合成或合成了有較大片段缺失的酶蛋白。
蛋白質(zhì)(酶)的一級(jí)結(jié)構(gòu)中某個(gè)氨基酸被置換，將會(huì)影響其二級(jí)和三級(jí)結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性。實(shí)驗(yàn)證明，上表所列幾種Ⅰ型b5R變異，都表現(xiàn)出熱穩(wěn)定性降低，于成熟紅細(xì)胞已經(jīng)失去了細(xì)胞核與細(xì)胞器，與其他組織細(xì)胞不同，不能再重新合成所需要的酶。因此，如果主要缺陷只是穩(wěn)定性降低，則僅僅突出地表現(xiàn)在紅細(xì)胞內(nèi)b5R減少及活性減低，臨床上表現(xiàn)為Ⅰ型MetHb血癥。若將其血液離心，就會(huì)發(fā)現(xiàn)底層紅細(xì)胞(老年紅細(xì)胞)比上層年幼紅細(xì)胞中b5R活性更低，MetHb含量也較高。
若b5R分子中某些關(guān)鍵部位的氨基酸被置換，不僅影響到酶的穩(wěn)定性，而且影響其生物活性，如與底物NADH的親和力明顯減低(Km值增大)，結(jié)果就會(huì)嚴(yán)重地影響其催化效率，合成的是喪失了活性的酶。這樣，不僅會(huì)累及紅細(xì)胞，而且使各種組織細(xì)胞內(nèi)的b5R活性喪失，影響了重要的物質(zhì)代謝。如神經(jīng)髓鞘中腦苷脂和神經(jīng)節(jié)苷脂的生物合成障礙，會(huì)造成神經(jīng)系統(tǒng)發(fā)育不良。此類變異臨床表現(xiàn)為Ⅱ型MetHb血癥。利用基因工程和定點(diǎn)突變技術(shù)，可以在實(shí)驗(yàn)室中人工合成各種突變的酶，對(duì)其生物化學(xué)特性的研究也證實(shí)凡能導(dǎo)致Ⅱ型MetHb血癥的突變酶，催化效率都有嚴(yán)重喪失。
另外，如表中所列，基因突變?nèi)粲绊懥苏_地表達(dá)，如mRNA拼接錯(cuò)誤、提前終止、大片段遺漏等，也會(huì)表現(xiàn)為Ⅱ型MHb血癥。