Серповидно-клеточные гемоглобинопатии - болезни крови у детей
ГЕМОГЛОБИНОПАТИИ
Молекулярные и биохимические характеристики гемоглобинов достаточно изучены. Было выяснено, что гены, контролирующие их полипептидные цепи, локализуются на хромосомах 11 и 16. Были изолированы реальные генные участки и определена молекулярная последовательность структуры ДНК этих генов. Альфа- и бета-цепи состоят примерно из 150 аминокислот. Выяснена их точная последовательность в структуре полипептидных цепей. В настоящее время есть возможность выявить и точно локализовать в любом положении замену одной аминокислоты на другую, что лежит в основе образования аномальных гемоглобинов.
Клинически значимые синдромы, связанные с аномальными гемоглобинами, обусловлены заменой одной аминокислоты на другую в структуре альфа- или бета-цепей взрослого типа гемоглобина. Известны разные варианты гемоглобинов, лишь немногие из них относительно широко распространены у человека. Обычно они идентифицируются с помощью электрофореза.
Серповидно-клеточные гемоглобинопатии
Серповидно-клеточные гемоглобинопатии представляют собой превосходную модель молекулярных болезней, причем на уровне как структуры генов и механизмов их действия, так и конечного клинического синдрома. Основной дефект заключается в присутствии мутантного аутосомного гена, вызывающего замену валина на глутаминовую кислоту в положении 6 бета-полипептидной цепи. Эта небольшая замена сопровождается глубокими физико-химическими процессами: дезоксигенация приводит к изменениям, способствующим откладыванию дезоксигенированных молекул серповидного гемоглобина в виде мононитей- последние в результате агрегации превращаются в кристаллы продолговатой формы, изменяя тем самым мембрану эритроцитов, что в конечном итоге приводит к формированию серповидных клеток.
В настоящее время серповидно-клеточную анемию возможно диагностировать уже у плода в возрасте 16—20 нед. С этой целью кровь, аспирированную из плаценты или полученную из вены плода, инкубируют с 14С-лейцином и оценивают синтез полипептидных цепей ретикулоцитами. Если у плода имеются гены серповидно-клеточной анемии, синтезируются только альфа-, гамма- и бета-полипептидные цепи. С помощью методов с использованием рекомбинантной ДНК и ферментов, ограничивающих эндонуклеазу, было показано, что сегмент ДНК, несущий ген HbS, часто отличается от сегмента, несущего ген НbA- этот признак позволяет диагностировать серповидно-клеточную анемию при исследовании фибробластов амниотической жидкости. При биопсии трофобласта можно получить достаточное количество ткани, чтобы поставить диагноз у плода в возрасте 10—12 нед. Возможности пренатальной диагностики помогают в генетическом консультировании по поводу гемоглобинопатий.
Носительство гена серповидно-клеточной анемии
Ген серповидно-клеточной анемии у гетерозигот обычно не проявляется клинически. Около 8% лиц негроидной популяции в США являются носителями гена, в некоторых районах Африки они встречаются значительно чаще. Типичные случаи встречаются и в других этнических группах средиземноморского бассейна и в районах Среднего и Ближнего Востока. Считается, что ген серповидноклеточной анемии обеспечивает определенную резистентность к малярии. В отдельных эритроцитах носителей гена содержится смесь гемоглобинов НbA и HbS. На долю HbS приходится 35—45%. При таком низком его уровне в физиологических условиях процесс «серпления» не наступает. В редких случаях тяжелая гипоксия, обусловленная шоком или гипооксигенацией (полет на большой высоте в разгерметизированном воздушном транспортном средстве), может привести к развитию феноменов, связанных с окклюзией сосудов. Кроме того, могут присоединиться спонтанная гематурия, обычно из левой почки, и умеренная гипостенурия- однако анемия, гемолиз и другие клинические признаки, как правило, не сопровождают неосложненное носительство гена серповидно-клеточной анемии. Вероятность его выявления и других состояний у лиц негроидной расы составляет 8%. Носительство не влияет на продолжительность жизни. В этом случае следует избегать ситуаций, которые могут сопровождаться гипоксией, другие изменения образа жизни не требуются.
Заболевание относится к тяжелой форме хронической гемолитической анемии у лиц, гомозиготных по серповидному гену. Его течение характеризуется болевыми приступами, связанными с окклюзией мельчайших кровеносных сосудов в результате спонтанного «серпления» эритроцитов. Традиционно эти приступы называют кризами. Различают несколько их вариантов, и, кроме того, само понятие «криз» не отражает специфики заболевания.
Клинические проявления. Признаки болезни обычно появляются к концу первого года жизни. Большое количество HbF в эритроцитах новорожденного препятствует выявлению небольших количеств нефетальных гемоглобинов. Для точной диагностики в ранние периоды жизни необходимо прибегать к помощи специальных методов исследования, например электрофореза на агаровом геле в кислой среде или хроматографии с использованием микроколонок. По мере снижения в постнатальном периоде уровня HbF повышается уровень HbS. Внутрисосудистое «серпление» и признаки гемолитического процесса определяются уже в возрасте 6—8 нед, однако клинические проявления отсутствуют до возраста 5—6 мес.
Болезненные вазоокклюзионные кризы, наиболее частый вариант заболевания, сопровождающиеся ишемией и инфарктами, могут быть спровоцированы инфекциями или появляются спонтанно в любом участке тела. Первым проявлением серповидно-клеточной анемии у ребенка раннего возраста может стать симметричный болезненный отек в области кистей и стоп (синдром кисть — стопа, или серповидно-клеточный дактилит). На рентгенограммах можно видеть деструкцию костной ткани, сопровождающуюся периостальной реакцией (рис. 18-4). У больных старшего возраста становятся болезненными и отечными крупные суставы и окружающие их ткани. Инфаркты органов брюшной полости могут сопровождаться болями, симулирующими острый живот. Серьезную опасность, хотя и не всегда приводящую к немедленному летальному исходу, представляют собой инсульты, связанные с окклюзией мозговых сосудов. При этом в качестве остаточных явлений могут сохраняться гемиплегии. Обширные инфаркты легочной ткани трудно отдифференцировать от пневмонии. Вазоокклюзионные кризы не сопровождаются выраженными изменениями состава крови.
К другому типу кризов, наблюдаемых только у больных молодого возраста, относится так называемый секвестрационн ы й. По непонятным причинам большие количества крови внезапно скапливаются в сосудах печени и селезенки. Последняя значительно увеличивается в размерах, быстро развиваются признаки циркуляторного коллапса. Если быстро начато поддерживающее лечение, заключающееся в гидратационных мероприятиях и гемотрансфузиях, большая часть секвестрированной крови ремобилизуется.
Рис. 18-4. Рентгенограмма костей руки ребенка с серповидно-клеточной анемией.
Следует обратить внимание на отсутствие изменений в костях в начале заболевания (а) и ее деструкцию и изменения в тканях периоста через 2 нед. (б).
Подобные эпизоды часто становятся причиной смерти детей раннего возраста с серповидно-клеточной анемией и наступают у больных старших возрастных групп с вариабельным течением болезни, у которых спленомегалия сохраняется в более поздние периоды жизни.
К наиболее изученным типам относятся апластические кризы, о которых уже упоминалось.
Гипергемолитические кризы встречаются редко и в основном у лиц, гомозиготных по серповидно-клеточному гену с недостаточностью Г-6-ФД. Криз развивается после употребления лекарственных средств, обладающих окислительными свойствами. Он может быть спровоцирован инфекцией.
Гемолитическая анемия и хронические вазоокклюзионные нарушения, помимо острых кризов, проявляются разнообразной симптоматикой. Прогрессирующее снижение функции печени сопровождается развитием желтухи. Встречаются больные, у которых желчнокаменная болезнь была зарегистрирована уже в возрасте 3 лет. Инфаркты разных отделов центральной нервной системы, проявляющиеся инсультами, отмечаются у 5—10% детей, иногда с необратимыми последствиями, например с гемиплегией.
Диффузный фиброз клубочкового и канальцевого аппарата почек приводит к прогрессирующему снижению их функции- в отдельных случаях могут некротизироваться почечные сосочки и развиться нефротический синдром.
Вначале селезенка значительно увеличена в размерах. Клинически увеличенная селезенка характеризуется заметным снижением фагоцитарной и ретикулоэндотелиальной функций, что приводит к функциональному гипоспленизму. В более поздние стадии болезни из-за повторных инфарктов селезенка уменьшается в размерах за счет фиброза, в связи с чем редко у больного в возрасте после 5—6 лет при пальпации обнаруживают увеличенную селезенку. Случаи тяжело протекающих процессов в легких (за счет инфарктов) встречаются как в сочетании с инфекцией, так и без таковой.
Больные с серповидно-клеточной анемией, а также перенесшие операцию спленэктомии, особенно в первые годы жизни, подвержены заболеванию пневмококковым менингитом и развитию септицемии. Почти у 30% детей с серповидно-клеточной анемией сепсис и менингит развиваются в первые 5 лет жизни- уровень смертности при этом достигает 25%. Повышенный риск инфекции обусловлен функциональной гипоспленией и недостаточностью в сыворотке опсонинов, направленных против пневмококков. Кроме того, больные подвержены развитию остеомиелита, вызванного сальмонеллами.
В конце периода детства большинство больных, особенно мальчиков, отличаются отставанием физического и полового развития. У подростков и юношей на ногах часто развиваются незаживающие язвы.
Данные лабораторных исследований. Уровень гемоглобина составляет 50—90 г/л. В мазках, приготовленных из периферической крови, обычно видны серповидной формы эритроциты (см. рис. 18-3, г). Спонтанное «серпление». эритроцитов капиллярной крови почти всегда свидетельствует о классической, гомозиготной, серповидно-клеточной болезни- этот феномен не встречается у носителей признака и редко встречается при вариантах серповидно-клеточных состояний. В мазках крови можно видеть мишеневидные клетки и пойкилоциты. Число ретикулоцитов колеблется от 5 до 15%, кроме того, обычно обнаруживаются нормобласты и тельца Хауэлла — Жолли. Общее число лейкоцитов достигает 12—20- 109/л с преобладанием нейтрофилов. Отмечается тромбоцитоз, СОЭ снижается. Из других изменений следует отметить аномальные печеночные пробы, гипербилирубинемию и диффузную гипергаммаглобулинемию. В костном мозге выражена гиперплазия с преобладанием эритроидного ростка. На рентгенограммах выявляют расширенные костномозговые пространства и остеопороз.
Для диагностики решающее значение имеют результаты исследования эритроцитов и гемоглобина. К простым и быстро выполненным пробам на присутствие HbS относится препарация серповидной клетки, когда эритроциты подвергают дезоксигенации или же воздействию восстановителей, таких как метабисульфит натрия. При этом в процесс «серпления» вовлекается практически 100% эритроцитов как при серповидно-клеточном заболевании, так и у носителей признака, однако в первом случае оно происходит более интенсивно и выражено в большей степени. Почти в 100% случаев «серпление» происходит после гемотрансфузии или в раннем возрасте. Для выявления HbS в эритроцитах доступны экспресс-пробы на растворимость, основанные на том, что восстановленная форма этого гемоглобина представляет собой нерастворимое вещество, преципитаты которого вызывают помутнение растворов. Пробы на «серпление» и растворимость нельзя рассматривать как достоверные с точки зрения генетики, так как при их выполнении могут быть получены как ложноположительные, так и ложноотрицательные результаты. Окончательный вывод о принадлежности гемоглобина можно сделать с помощью электрофоретического исследования. У детей, вышедших из младенческого возраста, в эритроцитах при серповидно-клеточной анемии содержится приблизительно 90% HbS, 2—10% HbF и не изменено количество НbA2, но отсутствует НbA. Каждый родитель больного ребенка обязательно является носителем либо серповидного признака, либо одного из серповидных вариантов, либо признака талассемии.
Дифференциальный диагноз. Серповидно-клеточная анемия может сопровождаться широким спектром клинических признаков и симптомов. Болезненность суставов в сочетании с шумами в сердце, обусловленными анемией, может вызвать подозрение на ревматизм или ревматоидный артрит. Иногда появляются трудности при дифференцировании серповидно-клеточной анемии с пневмонией, остеомиелитом и лейкозом. В связи с большой вариабельностью признаков и симптомов серповидно-клеточной анемии становится очевидной необходимость в проведении электрофоретических исследований, когда речь идет о больных негроидной расы.
Лечение. Требуют лечения лишь больные, находящиеся в остром периоде. Целесообразность назначения дополнительных доз витаминов или гематиновых средств не доказана, хотя в некоторых лечебных центрах принято назначать препараты фолиевой кислоты. Отсутствуют показания к лечению препаратами железа, за исключением больных с установленным железодефицитным состоянием. До сих пор не получены данные, свидетельствующие о безопасности и достоверной эффективности фармакологических методов лечения при болевых кризах, в том числе внутривенными инфузиями препаратов мочевины и приемом цианата. Для снятия чувства дискомфорта и болевого синдрома обычно с успехом могут быть использованы анальгетики, такие как кодеин и препараты группы фенотиазинов. Следует избегать регулярного применения наркотиков в связи с возможностью развития привыкания к ним. С помощью внутривенной инфузионной терапии следует интенсивно корригировать состояние дегидратации и ацидоза. При присоединении бактериальных инфекций необходимо проводить лечение соответствующими противобактериальными средствами. При обычных болевых кризах отсутствуют показания для гемотрансфузий, однако при длительных и крайне выраженных болях они могут быть показаны так же, как при обширном вовлечении в процесс легких или центральной нервной системы, подготовке больного к общей анестезии или женщине в конце III триместра беременности. Для разведения эритроцитов больного эритроцитами здорового человека переливают эритроцитную массу. При уменьшении после этого числа эритроцитов, несущих HbS, до 40% симптомы, связанные с окклюзией сосудов, обычно ликвидируются. Частичное заменное переливание крови позволяет быстро снизить уровень клеток, подвергшихся «серплению». Гемотрансфузии играют решающую роль при лечении больных с секвестрационными и апластическими кризами. Спленэктомия обычно не показана, за исключением больных с повторными секвестрационными кризами или гиперспленизмом.
