ฮีโมโกลบินดี ( HbD ) เป็นฮีโมโกลบินชนิด หนึ่ง ซึ่งเป็นโปรตีนเชิงซ้อนที่เป็นส่วนประกอบของเซลล์เม็ดเลือดแดงโดยขึ้นอยู่กับสถานที่ที่มีการค้นพบครั้งแรก ฮีโมโกลบินดีจึงมีชื่อเรียกหลายชื่อ เช่นฮีโมโกลบินดี-ลอสแอนเจ ลิส ฮีโมโกลบินดี-ปัญจาบ [ ^{1 ] ดี} -นอร์ทแคโรไลนาดี- โปรตุเกสดี-โอ๊คริดจ์และดี-ชิคาโก^{[ 2 ]}ฮีโมโกลบินดี-ลอสแอนเจลิสเป็นชนิดแรกที่ถูกค้นพบโดยฮาร์วีย์ อิตาโนในปี 1951 และต่อมาได้มีการค้นพบว่าฮีโมโกลบินดี-ปัญจาบเป็นชนิดที่พบมากที่สุดและพบได้ทั่วไปในชาวซิกข์ในปัญจาบ (ทั้งในปากีสถานและอินเดีย) และในคุชราต^{[ 3 ]}

แตกต่างจากฮีโมโกลบินของมนุษย์ผู้ใหญ่ปกติ ( HbA ) ซึ่งมีกรดกลูตามิกอยู่ที่ตำแหน่งกรดอะมิโนที่ 121 แต่กลับมีกลูตามีนแทน^{[ 4 ]}การแทนที่กรดอะมิโนเพียงตัวเดียวสามารถทำให้เกิดโรคเลือด ต่างๆ ได้ ตั้งแต่โรคโลหิตจางทางพันธุกรรมที่ร้ายแรงไปจนถึงโรคโลหิตจางฮีโมไลติก ที่ไม่รุนแรง ซึ่งเป็นการทำลายเม็ดเลือดแดงที่ผิดปกติ^{[ 5 ]}ขึ้นอยู่กับชนิดของการถ่ายทอดทางพันธุกรรม มันสามารถทำให้เกิดสภาวะที่แตกต่างกันได้ 4 แบบ: ^{[ 4 ]}ลักษณะ HbD แบบเฮเทอโรไซกัส (ได้รับสืบทอดมาในโครโมโซม 11 เพียงโครโมโซมเดียว), โรคธาลัสซีเมีย HbD , โรค HbS-D ( เซลล์เคียว ) และที่พบได้น้อยมากคือ โรค HbD แบบโฮโมไซกัส (ได้รับสืบทอดมาในโครโมโซม 11 ทั้งสองข้าง) ^{[ 6 ]}เป็นฮีโมโกลบินชนิดที่สี่ที่ค้นพบหลังจาก HbA, HbC และ HbS; ^{[ 1 ]}เป็นฮีโมโกลบินชนิดที่สามที่ระบุได้หลังจาก HbC และ HbS; ^{[ 2 ]}และเป็นฮีโมโกลบินชนิดที่พบมากเป็นอันดับสี่รองจาก HbC, HbS และ HbO ^{[ 5 ]}

ฮีโมโกลบินถูกค้นพบว่าเป็นผลึกชนิดหนึ่งที่เกิดจากของเหลวในร่างกายของไส้เดือนและเลือดสัตว์โดยนักชีวเคมีชาวเยอรมัน ฟรีดริช ลุดวิก ฮือเนอเฟลด์ ที่มหาวิทยาลัยไลป์ซิกในปี 1840 ^{[ 7 ] [ 8 ]}เมื่อมีการพิสูจน์ลักษณะโปรตีนแล้วเฟลิกซ์ ฮอปเป-เซย์เลอร์ ชาวเยอรมันอีกคนหนึ่ง จึงตั้งชื่อว่าฮีโมโกลบิน (แปลตรงตัวว่า "โปรตีนในเลือด") ในปี 1864 ^{[ 9 ] [ 10 ]}บทบาทของมันในฐานะผู้ขนส่งออกซิเจนได้รับการพิสูจน์ในภายหลัง^{[ 1 ]}ในขณะที่ศึกษาโรคโลหิตจาง ชนิด เคียวไลนัส พอลลิงและฮาร์วีย์ อิตาโนที่สถาบันเทคโนโลยีแคลิฟอร์เนียค้นพบในปี 1949 ว่าโรคนี้เกิดจากฮีโมโกลบินที่ผิดปกติ ซึ่งต่อมาเรียกว่าฮีโมโกลบินเอส (HbS) ^{[ 11 ] [ 12 ]}ในปี 1950 อิตาโนและเจมส์ วี. นีล ค้นพบกรณีที่แตกต่างออกไปเล็กน้อย ซึ่งบุคคลนั้นมีเซลล์เม็ดเลือดแดงรูปเคียวแต่ไม่ได้เป็นโรคโลหิตจาง^{[ 13 ] [ 14 ]}ฮีโมโกลบินถูกตั้งชื่อว่าฮีโมโกลบิน III ^{[ 15 ]}แต่ต่อมาเป็นที่รู้จักกันในชื่อฮีโมโกลบิน C (HbC) ^{[ 16 ] [ 17 ]}

ในปี พ.ศ. 2477 Jean V. Cooke และ J. Keller Mack กุมารแพทย์ที่เซนต์หลุยส์ สหรัฐอเมริกา รายงานกรณีของครอบครัวชาวอเมริกันผิวขาวที่มีสมาชิกบางคนป่วยเป็นโรคโลหิตจางชนิดเซลล์เคียว^{[ 18 ] [ 19 ]}ในบรรดาพี่น้อง 6 คน มีเด็ก 2 คนที่เป็นโรคโลหิตจาง ในขณะที่คนอื่นๆ รวมถึงพ่อแม่ของพวกเขามีสุขภาพแข็งแรง การตรวจเลือดบ่งชี้ว่าเด็กทั้งสองคนมีเซลล์เม็ดเลือดแดงรูปเคียว แต่กระบวนการเกิดรูปเคียวนั้นช้าผิดปกติ พ่อซึ่งไม่มีโรคใดๆ ก็พบว่ามีเซลล์เม็ดเลือดแดงรูปเคียวเช่นกัน^{[ 18 ]}ด้วยเทคนิคใหม่ในการระบุฮีโมโกลบินชนิดต่างๆ Itano ได้ทำการตรวจสอบครอบครัวนี้และพบว่าเช่นเดียวกับพ่อของพวกเขา เด็กอีก 3 คนมีฮีโมโกลบินที่ผิดปกติ แต่ไม่มีโรคหรือเซลล์รูปเคียว ฮีโมโกลบินของพวกเขามีความคล่องตัวเหมือนกัน (ในอิเล็กโทรโฟเรซิส ) แต่มีความสามารถในการละลายที่แตกต่างจากเซลล์รูปเคียว เขาบันทึกไว้ในปี พ.ศ. 2494 ว่า:

รายงานล่าสุดนี้กล่าวถึงการระบุฮีโมโกลบินของมนุษย์อีกรูปแบบหนึ่งในสมาชิกห้าคนของครอบครัวหนึ่ง ซึ่งภาพทางพันธุกรรมไม่เป็นไปตามแบบฉบับของโรคโลหิตจางเซลล์เคียว แม้ว่าสมาชิกสองคนจะเคยได้รับการวินิจฉัยว่าเป็นโรคโลหิตจางเซลล์เคียวมาก่อนก็ตาม การศึกษาก่อนหน้านี้ของครอบครัวนี้เปิดเผยว่าเด็กสองคนที่เป็นโรคโลหิตจางและบิดาซึ่งไม่ได้เป็นโรคโลหิตจาง มีเม็ดเลือดแดงรูปเคียว ในขณะที่มารดา พี่สาวสองคน และพี่ชายสองคนของเด็กที่เป็นโรคโลหิตจาง มีเม็ดเลือดแดงที่ไม่เป็นรูปเคียวและไม่ได้เป็นโรคโลหิตจาง^{[ 20 ]}

ในบทความที่ตีพิมพ์ในวารสารProceedings of the National Academy of Sciences of the United States of Americaอิตาโนได้นำเสนอความจำเป็นในการกำหนดชื่อเรียกสำหรับฮีโมโกลบินชนิดต่างๆ และแนะนำระบบการเข้ารหัสด้วยตัวอักษร เช่น ฮีโมโกลบินa (สำหรับชนิดปกติในผู้ใหญ่), b (ชนิดเซลล์เคียว), c (ชนิดที่เกี่ยวข้องกับเซลล์เคียว) และd (สำหรับชนิดใหม่) ดังที่เขาอธิบายไว้ว่า:

เพื่ออำนวยความสะดวกในการอภิปรายในเอกสารฉบับนี้และเพื่อหลีกเลี่ยงความสับสนในงานในอนาคต ดูเหมือนว่าในขณะนี้ควรจัดตั้งระบบสัญลักษณ์เพื่อระบุรูปแบบต่างๆ ของฮีโมโกลบินของมนุษย์ผู้ใหญ่... ฮีโมโกลบินปกติ ฮีโมโกลบินเซลล์เคียว ฮีโมโกลบินผิดปกติที่รายงานโดย Itano และ Neel และฮีโมโกลบินผิดปกติที่รายงานในเอกสารฉบับนี้จะถูกกำหนดให้เป็นฮีโมโกลบินของมนุษย์ผู้ใหญ่ a, b, c และ d ตามลำดับ หรือเรียกสั้นๆ ว่าฮีโมโกลบิน a, b, c และ d ^{[ 20 ]}

การค้นพบฮีโมโกลบิน D และการสร้างระบบการตั้งชื่อฮีโมโกลบิน^{[ 3 ]}ในปี พ.ศ. 2496 Amoz Immanuel Chernoff ที่ Washington University School of Medicine, St. Louis ได้แนะนำการกำหนดตัวอักษรตัวใหญ่ เช่น A (สำหรับชนิดผู้ใหญ่ปกติ), C (ชนิดผิดปกติที่สอง), D (ชนิดผิดปกติที่สาม), S (ชนิดเซลล์เคียว) และ F (รูปแบบทารกในครรภ์) ^{[ 21 ]}แม้ว่าระบบการตั้งชื่อจะกลายเป็นแบบแผน แต่ฮีโมโกลบิน D โดยเฉพาะอย่างยิ่ง เป็นที่รู้จักกันในชื่อต่างๆ ซึ่งโดยทั่วไปขึ้นอยู่กับแหล่งกำเนิดของการระบุ เช่น ฮีโมโกลบิน D-Los Angeles สำหรับการค้นพบครั้งแรก^{[ 19 ]}ฮีโมโกลบิน D-Punjab ^{[ 1 ]} D-North Carolina, D-Portugal, D-Oak Ridge และ D-Chicago ^{[ 2 ]}ในปี พ.ศ. 2504 เป็นที่ทราบกันว่าความแตกต่างทางโครงสร้างของ HbD จาก HbA อยู่ที่โซ่ β ^{[ 22 ]}ในเวลาเดียวกันนั้น Corrado Baglioni จากสถาบันเทคโนโลยีแมสซาชูเซตส์ได้ระบุความผิดปกติที่แน่นอนซึ่งการแทนที่กรดกลูตามิกด้วยกลูตามีนที่ตำแหน่ง 121 ในสายโซ่ β เป็นพื้นฐานของ HbD ซึ่งเขาได้รายงานการค้นพบนี้ในปี 1962 ^{[ 23 ]}

ฮีโมโกลบินดีมีโครงสร้างและองค์ประกอบพื้นฐานเหมือนกับฮีโมโกลบินปกติในผู้ใหญ่ เป็นโปรตีนทรงกลมที่มี กลุ่ม โปรสเตติก (ไม่ใช่โปรตีน) ที่เรียกว่าฮีม ประกอบด้วยสายเปปไทด์สี่สาย ได้แก่ ซับยูนิตอัลฟา 2 หน่วยและซับยูนิตเบตา 2 หน่วย แต่ละหน่วยประกอบด้วยกรดอะมิโน 141 และ 146 หน่วย ตามลำดับ ฮีมหนึ่งหน่วยจะเชื่อมโยงกับแต่ละสายและทำหน้าที่จับออกซิเจนอิสระในเลือด ดังนั้น HbD หนึ่งโมเลกุลจึงเป็นเตตระเมอร์ (ประกอบด้วยโมเลกุลสี่โมเลกุล) ซึ่งแสดงเป็น α ₂ β ₂ ^{[ 24 ]}แต่ละซับยูนิตมีน้ำหนักโมเลกุลประมาณ 16,000 ดาลตัน ทำให้เตตระเมอร์ มีขนาดประมาณ 64,000 ดาลตัน (64,458 กรัม/โมล) ^{[ 25 ]} HbD แตกต่างจาก HbA เฉพาะที่ซับยูนิต β เท่านั้น โดยกรดอะมิโนกลูตามิกที่ตำแหน่ง 121 ถูกแทนที่ด้วยกลูตามีน (α ₂ β ₂ ^121Glu→Gln ) ^{[ 4 ]}มีลักษณะทางเคมีเหมือนกับ HbS (ฮีโมโกลบินของลักษณะเซลล์เคียว) โดยมีประจุลบน้อยกว่า HbA หนึ่งประจุที่ค่า pH เป็นด่าง อย่างไรก็ตาม ต่างจาก HbS ตรงที่มันไม่สร้างเม็ดเลือดแดงรูปเคียวขึ้นเองภายใต้ระดับออกซิเจนต่ำ^{[ 4 ]}

ฮีโมโกลบิน D ถูกสังเคราะห์ขึ้นเนื่องจากการกลายพันธุ์ในHBBซึ่งเป็นยีนที่สร้างหน่วยย่อย β ของฮีโมโกลบินและอยู่บนโครโมโซม 11 ของมนุษย์ การกลายพันธุ์แบบจุดในเบสแรกของโคดอน 121 ซึ่งปกติจะมีลำดับ GAA สำหรับฮีโมโกลบินปกติจะเปลี่ยนเป็น CAA ^{[ 26 ] [ 27 ]} GAA เป็นรหัสสำหรับกรดกลูตามิก ในขณะที่ CAA เป็นรหัสสำหรับกลูตามีน^{[ 28 ]}การกลายพันธุ์ของยีนนี้ทำให้เกิด HbD ซึ่งอาจนำไปสู่สภาวะทางพันธุกรรมและโรคต่างๆ ได้ การกลายพันธุ์เฉพาะอาจเกิดขึ้นที่ตำแหน่งต่างๆ ของยีน ตามฐานข้อมูล Globin Gene Server มี HbD ประเภทอื่นๆ เช่น HbD-Agri ( HBB :c.29C→A;364G→C), HbD-Bushman ( HBB :c.49G→C), HbD-Ouled Rabah ( HBB :c.60C→A หรือ 60C→G), HbD-Iran ( HBB :c.67G→C), HbD-Granada ( HBB :c.68A→T), HbD-Ibadan ( HBB :c.263C→A) และ HbD-Neath ( HBB :c.365A→C) ^{[ 1 ]}

ขึ้นอยู่กับลักษณะการถ่ายทอดทางพันธุกรรมของการกลายพันธุ์ของ HbD จะมีสี่เงื่อนไข ซึ่งบางเงื่อนไขอาจเป็นโรคร้ายแรงถึงตายได้: ^{[ 6 ]}

1. ลักษณะเฮเทอโรไซกัส HbD/HbA ซึ่งไม่มีผลกระทบต่อบุคคล
2. ภาวะพาหะ HbD-thalassemia ซึ่งทำให้เกิดอาการของธาลัสซีเมียโดยทั่วไปร่วมกับภาวะโลหิตจางเล็กน้อย
3. ภาวะเฮเทอโรไซกัส HbS-D ทำให้เกิดโรคโลหิตจางชนิดเคียว แต่โดยทั่วไปจะมีอาการไม่รุนแรงและค่อยเป็นค่อยไป
4. ภาวะโฮโมไซกัส HbD/HbD ซึ่งเป็นรูปแบบที่หายากที่สุด แต่มีความเกี่ยวข้องกับโรค HbD

ฮีโมโกลบินร่วมกับฮีโมโกลบินปกติ (เฮเทอโรไซกัส HBD/HbA) จะไม่แสดงอาการใดๆ และไม่ก่อให้เกิดผลใดๆ บุคคลจะมีระดับฮีโมโกลบินปกติและเม็ดเลือดแดงมีโครงสร้างทรงกลมปกติ^{[ 29 ]} โฮโมไซกัส HbD/HbD ทำให้เกิดภาวะโลหิตจางจาก เม็ดเลือดแดงแตก เล็กน้อยและ ม้ามโตเรื้อรังที่ไม่ลุกลาม^{[ 4 ]}เฮเทอโรไซกัส HbD/HbS ทำให้เกิดโรคโลหิตจางเคียว อย่างไรก็ตาม กรณีส่วนใหญ่ของโรคนี้มักไม่รุนแรงเท่ากับภาวะ HbS/HbS ทั่วไป ภาวะแทรกซ้อนที่ร้ายแรงที่สุดที่พบคือโรคหลอดเลือดสมอง HbD-ธาลัสซีเมียทำให้เกิดภาวะโลหิตจางเม็ดเลือดแดงขนาดเล็ก ซึ่งโดยทั่วไปแล้วจะไม่รุนแรงเท่ากับธาลัสซีเมียทั่วไป^{[ 29 ]}

เนื่องจากฮีโมโกลบินสามารถถ่ายทอดทางพันธุกรรมได้ในหลายสภาวะ จึงไม่มีการทดสอบวินิจฉัยใดที่สามารถยืนยันโปรตีนเฉพาะได้อย่างสมบูรณ์ การอิเล็กโทรโฟเรซิสเป็นหนึ่งในวิธีการที่ใช้กันทั่วไปและต้องมีการระบุลำดับร่วมกับฮีโมโกลบินอื่นๆ ฮีโมโกลบินทั้งหมดสามารถแยกได้ในเซลลูโลสอะซิเตตที่ pH 8.6 และในเจลอะกาโรสที่ pH 6.2 ในตัวกลางที่เป็นด่างของเซลลูโลสอะซิเตต HbD จะเคลื่อนที่ช้ากว่าและสามารถระบุได้ในระยะทางที่สั้นกว่า HbA แต่จะเคลื่อนที่ได้เหมือนกับ HbS สามารถแยกความแตกต่างจาก HbS ได้ในเจลอะกาโรสที่เป็นกรด ซึ่ง HbD จะเคลื่อนที่เร็วกว่าและไกลกว่า HbS แต่จะอยู่ในระดับเดียวกับ HbA ^{[ 30 ] [ 31 ]}โครมาโทกราฟีของเหลวประสิทธิภาพสูง (HPLC) สามารถตรวจจับโปรตีนได้โดยตรง แต่การระบุ HbD จากฮีโมโกลบินอื่นๆ อาจไม่ชัดเจน^{[ 32 ]} HPLC ร่วมกับแมสสเปกโทรเมตรี (HPLC-ESI-MS/MS) สามารถตรวจจับโปรตีนได้อย่างแม่นยำ แต่ขั้นตอนมีราคาแพงและใช้เวลานาน^{[ 33 ]}การตรวจคัดกรองทางพันธุกรรมสามารถทำได้ด้วยปฏิกิริยาลูกโซ่พอลิเมอเรสซึ่งสามารถระบุ HbS จากฮีโมโกลบินชนิดอื่นได้^{[ 34 ]}

ภาวะฮีโมโกลบินดี เช่น โฮโมไซกัสและเฮเทอโรไซกัส HbD/HbA ไม่จำเป็นต้องได้รับการรักษาทางการแพทย์ ภาวะ HbD/HbS และ HbD-ธาลัสซีเมียได้รับการจัดการเช่นเดียวกับกรณีทั่วไปของโรคโลหิตจางเคียวและธาลัสซีเมีย^{[ 29 ]}ในกรณีของโรคโลหิตจางเคียว แนะนำให้รักษาด้วยเพนิซิลลิน ทุกวัน จนถึงอายุ 5 ปี^{[ 35 ]}องค์การอนามัยโลกแนะนำให้เสริมกรดโฟลิกใน อาหาร ^{[ 36 ]}ในปี 2019 Crizanlizumabซึ่งเป็นแอนติบอดีโมโนโคลนอลได้รับการอนุมัติจากองค์การอาหารและยาของสหรัฐอเมริกาสำหรับการลดความถี่ของการอุดตันของหลอดเลือดในบุคคลที่มีอายุ 16 ปีขึ้นไป^{[ 37 ]} สำหรับธาลัสซีเมีย การถ่ายเลือดเป็นประจำตลอดชีวิตเป็นการรักษาตามปกติการปลูกถ่ายไขกระดูก สามารถรักษา ให้หายขาดได้ในเด็กบางคน^{[ 38 ]}ยาเช่นdeferoxamine , deferiproneและluspatercept ^{[ 39 ]}การบำบัดด้วยยีน exagamglogene autotemcelได้รับการอนุมัติให้ใช้ทางการแพทย์ในสหราชอาณาจักรตั้งแต่เดือนพฤศจิกายน พ.ศ. 2566 ^{[ 40 ] [ 41 ]}

ฮีโมโกลบินดีพบมากที่สุดในกลุ่มชาวซิกข์ โดยพบร้อยละ 2 ในปัญจาบและร้อยละ 1 ในคุชราต นอกจากนี้ยังพบในบุคคลจำนวนน้อยในกลุ่มชาวแอฟริกัน อเมริกัน และยุโรป ซึ่งมักมีเชื้อชาติใกล้ชิดกับชาวอินเดียในอดีต^{[ 5 ]}พบได้ต่ำกว่าร้อยละ 2 ในกลุ่มชาวแอฟริกัน-อเมริกัน^{[ 4 ]}การรวมกันของเบต้าธาลัสซีเมียและ HbS เป็นที่รู้จักในภาคใต้และภาคตะวันออกของอินเดีย โดยแบบแรกส่งผลให้เกิดธาลัสซีเมีย และแบบหลังส่งผลให้เกิดโรคโลหิตจางเซลล์เคียว^{[ 5 ]}

นอกจากนี้ยังพบได้บ่อยในประเทศจีน โดยมีอัตราการแพร่ระบาด 12.5% ​​ในฉงชิง [ ^{42 ] มี}การบันทึกเป็นครั้งคราวในประชากรชาวตุรกี แอลจีเรีย แอฟริกาตะวันตก ซาอุดีอาระเบีย ชนพื้นเมืองอเมริกัน อังกฤษ และไอร์แลนด์^{[ 29 ]}สภาวะที่หายาก เช่น HbD/HbJ ^{[ 43 ]} HbD/HbQ ^{[ 44 ]}และ HbD/Hb Fontainebleau ^{[ 45 ]}ก็พบได้ในอินเดียเช่นกัน มีรายงานกรณีหายากของ HbS/HbD จากปากีสถาน ซึ่งผู้ป่วยได้รับการวินิจฉัยว่าเป็นโรคติดเชื้อในกระดูก (โรคกระดูกอักเสบ ) ^{[ 31 ]}มีการบันทึกสภาวะ HbD/HbC ที่แยกเดี่ยวในสหรัฐอเมริกา^{[ 46 ]}

• ข้อมูลเกี่ยวกับโรคในสารานุกรมบริแทนนิกา
• เอกสารข้อมูล