โรคฮีโมโกลบิน
ชื่ออื่นๆ	โรคฮีโมโกลบิน
ภาพเม็ดเลือดแดงจากผู้ป่วยโรคโลหิตจางชนิดเคียว แสดงให้เห็นเม็ดเลือดแดงที่มีรูปร่างผิดปกติคล้ายเคียว ซึ่งเป็นลักษณะสำคัญของโรคนี้
ความเชี่ยวชาญ	โลหิตวิทยา
อาการ	โรคโลหิตจางเรื้อรัง
ภาวะแทรกซ้อน	ม้ามโต, ภาวะธาตุเหล็กเกิน, เสียชีวิต
เริ่มตามปกติ	ในระหว่างการพัฒนาของทารกในครรภ์หรือช่วงแรกเกิดของทารก
ประเภท	พบได้ค่อนข้างบ่อย: โรคโลหิตจางชนิดเคียว, ธาลัสซีเมียอัลฟา และธาลัสซีเมียเบตา
สาเหตุ	โดยทั่วไปมักสืบทอดทางกรรมพันธุ์
วิธีการวินิจฉัย	การตรวจเลือดด้วยกล้องจุลทรรศน์, การตรวจเฟอร์ริติน, การวิเคราะห์ฮีโมโกลบินด้วยวิธีอิเล็กโทรโฟเรซิส, การจัดลำดับดีเอ็นเอ
การวินิจฉัยแยกโรค	ภาวะโลหิตจางจากการขาดธาตุเหล็ก
การป้องกัน	การให้คำปรึกษาทางพันธุกรรมแก่พ่อแม่ในอนาคต การยุติการตั้งครรภ์
การรักษา	การถ่ายเลือด, การกำจัดธาตุเหล็ก, การปลูกถ่ายเซลล์ต้นกำเนิดเม็ดเลือด

โรคฮีโมโกลบินผิดปกติเป็นศัพท์ทางการแพทย์สำหรับกลุ่มโรคเลือด ที่ถ่ายทอดทางพันธุกรรม ซึ่งเกี่ยวข้องกับฮีโมโกลบินซึ่งเป็นโปรตีนหลักของเม็ดเลือดแดง^{[ 1 ]}โดยทั่วไปแล้วเป็นโรคที่เกิดจากยีนเดี่ยวและในกรณีส่วนใหญ่จะถ่ายทอดเป็นลักษณะด้อยแบบออโตโซม^{[ 2 ] [ 3 ]}

มีสองกลุ่มหลัก ได้แก่ ฮีโมโกลบินที่มีโครงสร้างผิดปกติซึ่งเกิดจากการกลายพันธุ์ในยีนฮีโมโกลบิน และธาลัสซีเมียซึ่งเกิดจากการผลิตโมเลกุลฮีโมโกลบินปกติที่ต่ำกว่าปกติ ฮีโมโกลบินที่มีโครงสร้างผิดปกติหลัก ได้แก่ HbS, HbE และ HbC ธาลัสซีเมียประเภทหลัก ได้แก่อัลฟาธาลัสซีเมียและเบตาธาลัสซีเมีย^{[ 4 ​​] [ 2 ]}

ฮีโมโกลบินเป็นโปรตีนที่มีธาตุเหล็กซึ่งช่วยในการขนส่งออกซิเจนในเม็ดเลือดแดง [ ^{5 ] ฮี}โมโกลบินในเลือดจะนำออกซิเจนจากปอดไปยังเนื้อเยื่ออื่นๆ ของร่างกาย ซึ่งจะปล่อยออกซิเจนออกมาเพื่อช่วยให้เกิดการหายใจแบบใช้ ออกซิเจน ซึ่งเป็นพลังงาน ในการเผา ผลาญระดับฮีโมโกลบินปกติจะแตกต่างกันไปตามเพศและอายุ โดยอยู่ในช่วง 9.5 ถึง 17.2 กรัมของฮีโมโกลบินในเลือดทุกๆ 1 เดซิลิตร^{[ 6 ]}

ฮีโมโกลบินยังขนส่งก๊าซอื่นๆ ด้วย โดยจะขนส่งคาร์บอนไดออกไซด์ จากการหายใจของร่างกายบางส่วน (ประมาณ 20–25% ของทั้งหมด) ^{[ 7 ]}ในรูปของคาร์บามิโนฮีโมโกลบินซึ่ง CO ₂จะจับกับโปรตีนฮีมโมเลกุลนี้ยังขนส่งโมเลกุลควบคุมที่สำคัญอย่างไนตริกออกไซด์ที่จับกับ กลุ่ม ไทออลในโปรตีนโกลบิน และปล่อยออกมาพร้อมกับออกซิเจนในเวลาเดียวกัน^{[ 8 ]}

ฮีโมโกลบินของมนุษย์ปกติเป็นโปรตีนเตตระเมอริกที่ประกอบด้วยสายโกลบินสองคู่ โดยแต่ละคู่ประกอบด้วยโกลบินคล้ายอัลฟา (α) หนึ่งตัวและโกลบินคล้ายเบตา (β) หนึ่งตัว สายโกลบินแต่ละสายจะเชื่อมโยงกับหมู่ฮีม ที่มีธาตุเหล็ก ตลอดช่วงชีวิต การสังเคราะห์สาย α และ β จะสมดุลกันเพื่อให้สัดส่วนของทั้งสองสายค่อนข้างคงที่และไม่มีสายใดสายหนึ่งมากเกินไป^{[ 9 ]}

โซ่ α และ β เฉพาะที่รวมอยู่ใน Hb จะถูกควบคุมอย่างเข้มงวดในระหว่างการพัฒนา: ^{[ 10 ]}

• ฮีโมโกลบินของตัวอ่อนจะแสดงออกตั้งแต่ช่วงสัปดาห์ที่สี่ถึงหกของการเกิดตัวอ่อนและจะหายไปในช่วงสัปดาห์ที่แปดของการตั้งครรภ์ เนื่องจากถูกแทนที่ด้วยฮีโมโกลบินของทารกในครรภ์ [ ^{11 ] [ 12 ] ฮี}โมโกลบินของตัวอ่อนประกอบด้วย:
  • Hb Gower-1 ประกอบด้วยโกลบิน ζ (ซีตา) สองตัวและโกลบิน ε (เอปไซลอน) สองตัว นั่นคือ ζ ₂ ε ₂
  • Hb Gower-2 ประกอบด้วย α โกลบิน 2 ตัว และ ε โกลบิน 2 ตัว (α ₂ ε ₂ )
  • Hb พอร์ตแลนด์ ประกอบด้วย ζ โกลบิน 2 ตัว และ γ (แกมมา) โกลบิน 2 ตัว (ζ ₂ γ ₂ )
• ฮีโมโกลบินของทารกในครรภ์ (HbF) ผลิตขึ้นตั้งแต่ประมาณ 8 สัปดาห์ของการตั้งครรภ์จนถึงการคลอด และคิดเป็นประมาณ 80 เปอร์เซ็นต์ของฮีโมโกลบินในทารกแรกเกิดครบกำหนด ปริมาณ HbF จะลดลงในช่วงสองสามเดือนแรกของชีวิต และในสภาวะปกติ จะคิดเป็น <1 เปอร์เซ็นต์ของฮีโมโกลบินทั้งหมดเมื่อเข้าสู่วัยเด็กตอนต้น HbF ประกอบด้วย α โกลบิน 2 ตัวและ γ โกลบิน 2 ตัว (α ₂ γ ₂ ) ^{[ 13 ]}
• ฮีโมโกลบินในผู้ใหญ่ (HbA) เป็นฮีโมโกลบินหลักในเด็กอายุตั้งแต่หกเดือนขึ้นไป โดยคิดเป็น 96-97% ของฮีโมโกลบินทั้งหมดในบุคคลที่ไม่มีความผิดปกติของฮีโมโกลบิน ประกอบด้วยอัลฟาโกลบิน 2 โมเลกุลและเบตาโกลบิน 2 โมเลกุล (α ₂ β ₂ ) ^{[ 14 ]}
• HbA2เป็นฮีโมโกลบินชนิดย่อยในผู้ใหญ่ ซึ่งโดยปกติจะคิดเป็นประมาณ 2.5–3.5% ของฮีโมโกลบินทั้งหมดตั้งแต่อายุหกเดือนขึ้นไป ประกอบด้วยอัลฟาโกลบิน 2 ตัวและเดลต้าโกลบิน 2 ตัว (α ₂ δ ₂ ) ^{[ 14 ]}

การเปลี่ยนแปลงโครงสร้างของฮีโมโกลบินแสดงให้เห็นถึงการเปลี่ยนแปลงในโครงสร้างของโมเลกุล Hb การเปลี่ยนแปลงของฮีโมโกลบินส่วนใหญ่ไม่ก่อให้เกิดโรค และมักถูกค้นพบโดยบังเอิญหรือผ่านการตรวจคัดกรองทารกแรกเกิด การเปลี่ยนแปลงของ Hb สามารถตรวจพบได้โดยทั่วไปด้วย วิธี การวิเคราะห์ โปรตีน เช่นอิเล็กโทรโฟเรซิส [ ^{15 ] ไอ}โซอิเล็กทริกโฟกัสซิง [ ^{16 ] หรือ}โค ร มาโทกราฟีของเหลวประสิทธิภาพสูง^{[ 17 ]}การวินิจฉัยมักได้รับการยืนยันโดยการลำดับดีเอ็นเอ^{[ 17 ]}

รูปแบบของฮีโมโกลบินสามารถจำแนกได้กว้างๆ ดังนี้: ^{[ 18 ]}

• โรคโลหิตจางชนิดเซลล์เคียวซึ่งเป็นรูปแบบที่พบได้บ่อยที่สุดของฮีโมโกลบินผิดปกติ ฮีโมโกลบินชนิดเซลล์เคียว (HbS) มีแนวโน้มที่จะเกิด พอลิเมอไรเซ ชันเมื่อขาดออกซิเจน ทำให้เกิดการตกตะกอนภายในเซลล์เม็ดเลือดแดง ซึ่งจะทำให้เยื่อหุ้มเซลล์เม็ดเลือดแดงเสียหาย ส่งผลให้เซลล์ถูกทำลายก่อนกำหนดและเกิดภาวะโลหิตจางตามมา ^{[ 19 ]}
• ฮีโมโกลบินชนิดไม่เสถียรเป็นการกลายพันธุ์ที่ทำให้โมเลกุลฮีโมโกลบินตกตะกอน ไม่ว่าจะเกิด ขึ้นเองหรือเมื่อเกิดความเครียดจากออกซิเดชันส่งผลให้เกิดภาวะโลหิตจางจากเม็ดเลือดแดงแตก ฮี โมโกลบิน ที่ตกตะกอนและเสียสภาพสามารถเกาะติดกับชั้นในของเยื่อหุ้มพลาสมาของเม็ดเลือดแดง (RBC) ก่อให้เกิดไฮนซ์บอดี้ซึ่งนำไปสู่การทำลายเม็ดเลือดแดงก่อนกำหนดและทำให้เกิดภาวะโลหิตจาง^{[ 20 ]}
• การเปลี่ยนแปลงความสัมพันธ์ของออกซิเจนโมเลกุลฮีโมโกลบินที่มีความสัมพันธ์ของออกซิเจนสูงหรือต่ำมีแนวโน้มที่จะอยู่ในสถานะผ่อนคลาย (R, oxy) หรือสถานะตึง (T, deoxy) มากกว่าปกติ ตามลำดับ ตัวแปรที่มีความสัมพันธ์ของออกซิเจนสูง (สถานะ R) ทำให้เกิดภาวะเม็ดเลือดแดงมากเกินไป (เช่น Hb Chesapeake, Hb Montefiore) ตัวแปรที่มีความสัมพันธ์ของออกซิเจนต่ำสามารถทำให้เกิดภาวะตัวเขียวได้ (เช่น Hb Kansas, Hb Beth Israel) ^{[ 21 ]}

ภาวะเมทฮีโมโกล บิน ในเลือดสูงเป็นภาวะที่เกิดจากระดับเมทฮีโมโกลบิน ในเลือดสูงขึ้น เมทฮีโมโกลบินเป็นฮีโมโกลบินชนิดหนึ่งที่มีธาตุเหล็กในรูป เฟอร์ริก [Fe ³⁺ ] แทนที่จะเป็น รูป เฟอร์รัส [Fe ²⁺ ] เมทฮีโมโกลบินไม่สามารถจับ กับ ออกซิเจนได้ ซึ่งหมายความว่ามันไม่สามารถนำออกซิเจนไปยังเนื้อเยื่อได้ ในเลือด ของมนุษย์ โดยปกติจะมีการผลิตเมทฮีโมโกลบินในปริมาณเล็กน้อยโดยธรรมชาติ เอนไซม์เมทฮีโมโกลบินรีดักเทสมีหน้าที่ในการเปลี่ยนเมทฮีโมโกลบินกลับไปเป็นฮีโมโกลบิน [ ^{22 ] [ 23 ] ภาวะ}เมทฮีโมโกลบินในเลือดสูงอาจเป็นกรรมพันธุ์ แต่โดยทั่วไปมักเกิดขึ้นเป็นผลข้างเคียงจากยาบางชนิดหรือจากการใช้ยาเสพติดในทางที่ผิด^{[ 24 ]}

ธาลัสซีเมียเป็นความบกพร่องเชิงปริมาณที่นำไปสู่ระดับของโกลบินชนิดหนึ่งที่ลดลง ทำให้เกิดความไม่สมดุลในอัตราส่วนของสายอัลฟาไลค์ต่อสายเบตาไลค์ อัตราส่วนนี้โดยปกติจะถูกควบคุมอย่างเข้มงวดเพื่อป้องกันไม่ให้โกลบินชนิดใดชนิดหนึ่งสะสมมากเกินไป สายโกลบินส่วนเกินที่ไม่สามารถรวมเข้ากับฮีโมโกลบินปกติได้อาจก่อตัวเป็นกลุ่มก้อนที่ไม่ทำงานและตกตะกอน ซึ่งอาจนำไปสู่การทำลายเม็ดเลือดแดงก่อนวัยอันควรในไขกระดูกและ/หรือในเลือดส่วนปลาย ธาลัสซีเมียชนิดย่อยที่มีความสำคัญทางคลินิก ได้แก่อัลฟาธาลัส ซีเมีย และเบตาธาลัสซีเมียชนิดย่อยที่สามคือเดลต้าธาลัสซีเมีย ส่งผลต่อการผลิต HBA2 และโดยทั่วไปไม่มีอาการ^{[ 25 ]}

ความรุนแรงของอัลฟาธาลัสซีเมียขึ้นอยู่กับจำนวนยีนทั้งสี่ที่เข้ารหัสอัลฟาโกลบินที่มีความผิดปกติ ในทารกในครรภ์ การขาดอัลฟาโกลบินส่งผลให้เกิดการสร้างฮีโมโกลบินบาร์ตส์ ซึ่งเป็น ฮีโมโกลบินที่ทำงานผิดปกติซึ่งประกอบด้วยแกมมาโกลบิน สี่ตัว ในสถานการณ์นี้ ทารกในครรภ์จะเกิดภาวะบวมน้ำในทารกในครรภ์และมักจะเสียชีวิตก่อนหรือหลังคลอดไม่นาน^{[ 26 ]}ในผู้ใหญ่ อัลฟาธาลัสซีเมียจะแสดงอาการเป็นโรค HbHในกรณีนี้เบต้าโกลบิน ส่วนเกิน จะก่อตัวเป็น β 4 -tetramers ซึ่งสะสมและตกตะกอนในเม็ดเลือดแดง ทำให้เยื่อหุ้มเซลล์เสียหาย เม็ดเลือดแดงที่เสียหายจะถูกกำจัดโดยม้ามส่งผลให้เกิดภาวะโลหิตจางระดับปานกลางถึงรุนแรง^{[ 27 ]}

ในโรคธาลัสซีเมียเบต้า การผลิตเบต้าโกลบินลดลง ร่วมกับการสังเคราะห์อัลฟาโกลบินปกติ ส่งผลให้มีการสะสมของอัลฟาโกลบินที่ไม่เข้าคู่กันมากเกินไป ซึ่งจะตกตะกอนในเซลล์ต้นกำเนิดเม็ดเลือดแดงในไขกระดูก ทำให้เกิดการทำลายก่อนกำหนด ภาวะโลหิตจางในโรคธาลัสซีเมียเบต้าเกิดจากการรวมกันของการผลิตเม็ดเลือดแดงที่ไม่มีประสิทธิภาพการแตกตัว ของเม็ดเลือดแดงที่ส่วนปลาย และการลดลงโดยรวมของการสังเคราะห์ฮีโมโกลบิน^{[ 28 ]}

ภาวะฮีโมโกลบินผิดปกติแบบผสมเกิดขึ้นเมื่อบุคคลได้รับยีนฮีโมโกลบินผิดปกติสองชนิดที่แตกต่างกัน หากเป็นยีนเดียวกันแต่มีรูปแบบต่างกัน โดยได้รับมาจากพ่อและแม่คนละข้าง จะเรียกว่าภาวะ เฮเทอโรไซโกซิ ตี แบบผสม

ธาลัสซีเมียอัลฟาและเบต้าสามารถเกิดขึ้นร่วมกับโรคฮีโมโกลบินผิดปกติชนิดอื่นได้ โดยทั่วไปแล้ว การรวมกันที่เกี่ยวข้องกับธาลัสซีเมียอัลฟาจะไม่เป็นอันตราย^{[ 29 ] [ 30 ]}

ตัวอย่างของกลุ่มอาการที่มีนัยสำคัญทางคลินิกที่เกี่ยวข้องกับโรคธาลัสซีเมียเบต้า ได้แก่:

• ฮีโมโกลบินซี /เบต้าธาลัสซีเมีย: พบได้ทั่วไปใน ประชากร แถบเมดิเตอร์เรเนียนและแอฟริกาโดยทั่วไปจะส่งผลให้เกิดภาวะโลหิตจางระดับปานกลางร่วมกับม้ามโต^{[ 31 ]}
• ฮีโมโกลบินดี / เบต้าธาลัสซีเมีย: พบได้ทั่วไปในภาคตะวันตกเฉียงเหนือของอินเดียและปากีสถาน ( ภูมิภาคปัญจาบ ) ^{[ 32 ]}
• ฮีโมโกลบินอี/เบต้าธาลัสซีเมีย : พบได้ทั่วไปในกัมพูชาไทยและบางส่วนของอินเดียมีลักษณะทางคลินิกคล้ายกับเบต้าธาลัสซีเมียชนิดรุนแรงหรือเบต้าธาลัสซีเมียชนิดปานกลาง^{[ 33 ]}
• ฮีโมโกลบิน S/เบต้าธาลัสซีเมีย : พบได้ทั่วไปใน ประชากร แอฟริกันและเมดิเตอร์เรเนียนมีลักษณะทางคลินิกคล้ายกับโรคโลหิตจางเคียว^{[ 34 ]}
• เดลต้า-เบตาธาลัสซีเมียเป็นธาลัสซีเมียชนิดหายากที่มีการผลิตโกลบินเดลต้าและเบตาลดลง โดยทั่วไปมักไม่มีอาการ^{[ 35 ]}

มีภาวะทางพันธุกรรมสองแบบที่มีความสำคัญทางคลินิกซึ่งเกี่ยวข้องกับยีนโลหิตจางชนิดเคียว:

• ฮีโมโกลบิน S/ เบต้าธาลัสซีเมีย : (ดูด้านบน) ^{[ 34 ]}
• โรค ฮีโมโกลบินเอส/ฮีโมโกลบินซี ( โรค ฮีโมโกลบินเอสซี ) เกิดขึ้นเมื่อบุคคลได้รับยีนหนึ่งสำหรับฮีโมโกลบินเอส (เซลล์เคียว) และยีนหนึ่งสำหรับฮีโมโกลบินซี อาการจะคล้ายคลึงกับโรคเซลล์เคียวมาก^{[ 36 ]}

ฮีโมโกลบินชนิดต่างๆ ไม่จำเป็นต้องเป็นพยาธิสภาพเสมอไป ตัวอย่างเช่น Hb Lepore-Boston และ G-Waimanalo เป็นฮีโมโกลบินสองชนิดที่ไม่ก่อให้เกิดพยาธิสภาพ^{[ 37 ]}มีฮีโมโกลบินชนิดต่างๆ ที่รู้จักกันมากกว่า 1,000 ชนิด^{[ 38 ]}มหาวิทยาลัยเพนน์สเตทดูแลฐานข้อมูลวิจัยเกี่ยวกับฮีโมโกลบินชนิดต่างๆ^{[ 39 ]}ตัวอย่างบางส่วนของฮีโมโกลบินชนิดต่างๆ เหล่านี้แสดงไว้ด้านล่าง

แหล่งที่มา: ^{[ 2 ]}

ตัวอ่อน

• HbE Gower 1 (ζ ₂ ε ₂ ) มีอยู่ในตัวอ่อนปกติ^{[ 40 ]}
• HbE Gower 2 (α ₂ ε ₂ ) มีอยู่ในตัวอ่อนปกติ^{[ 40 ]}
• HbE Portland I (ζ ₂ γ ₂ ) ที่พบในตัวอ่อนปกติ^{[ 40 ]}

ทารกในครรภ์

• HbF/Fetal (α ₂ γ ₂ ) มีบทบาทเด่นในช่วงตั้งครรภ์และลดลงจนเกือบเป็นศูนย์ภายในไม่กี่สัปดาห์หลังคลอด
• HbA (α ₂ β ₂ ) ฮีโมโกลบินในผู้ใหญ่ ซึ่งมีอยู่ในปริมาณเล็กน้อยระหว่างตั้งครรภ์

ผู้ใหญ่

• HbA (α ₂ β ₂ ) ประกอบด้วยฮีโมโกลบินประมาณ 97% ในผู้ใหญ่
• HbA2 ( _α2δ2 ) คิด เป็นประมาณ 3% ของฮีโมโกลบิน_{ในผู้ใหญ่}
• HbF/Fetal (α ₂ γ ₂ ) มีบทบาทเด่นในช่วงตั้งครรภ์และลดลงจนเกือบเป็นศูนย์หลังคลอด

แหล่งที่มา: ^{[ 2 ]}

• HbS (α ₂ β ^S ₂ ) ทำให้เกิดโรคโลหิตจางชนิดเคียว
• HbC (α ₂ β ^C ₂ ) ทำให้เกิดภาวะโลหิตจางเล็กน้อยหากเป็นโฮโมไซกัส
• HbE (α ₂ β ^E ₂ ) ทำให้เกิดภาวะโลหิตจางเล็กน้อยหากเป็นโฮโมไซกัส
• HbDทำให้เกิดภาวะโลหิตจางเล็กน้อยหากเป็นโฮโมไซกัส
• HbHเกิดจากเบต้าโกลบิน 4 โมเลกุลในผู้ป่วยธาลัสซีเมียอัลฟาชนิดรุนแรง ทำให้เกิดภาวะโลหิตจางอย่างรุนแรง

ดูเหมือนว่าโรคฮีโมโกลบินบางชนิดจะให้ประโยชน์ในเชิงวิวัฒนาการ โดยเฉพาะอย่างยิ่งกับเฮเทอโรไซโกตในพื้นที่ที่ มี โรคมาลาเรียระบาด ปรสิตมาลาเรียจะติดเชื้อในเซลล์เม็ดเลือดแดง แต่จะรบกวนการทำงานของเซลล์ตามปกติอย่างละเอียดอ่อนและทำลายการตอบสนองของระบบภูมิคุ้มกัน มีการเสนอหลายกลไกเพื่ออธิบายโอกาสในการอยู่รอดที่เพิ่มขึ้นของผู้ที่มียีนฮีโมโกลบินผิดปกติ^{[ 41 ]}