异常血红蛋白(abnormal1hemoglobin)是指由于珠蛋白基因突变导致珠蛋白肽链结构异常的血红蛋白，l如有临床表现者称为异常血红蛋白病。至今全世界已发现异常血红蛋白500余种，l但仅约20％的异常血红蛋白对人体有不同程度的生理功能改变。异常血红蛋白病为常染色体显性遗传病，l其分子结构异常主要包括一个或几个氨基酸被置换、i缺失，l肽链末端缩短或延长，l以及珠蛋白链的杂交或多聚化等，l从而不同程度地影响红细胞的寿命、i形态、i变形性、i携氧功能及Hb的稳定性，l导致溶血性贫血、i代偿性红细胞增多症等的发生。异常血红蛋白病种类繁多，l临床症状多样化，l根据其结构及功能的异常，l大致分为五类见下表。
一、i血红蛋白S病
(一)疾病概述
【病因及发病机制】
血红蛋白S病是常染色体显性遗传性疾病。是由于β珠蛋白链第6位谷氨酸被缬氨酸替代，l在低氧和低pH情况下，lHbS分子问相互作用，l结合成溶解度比氧合HbS低5倍的螺旋形多聚体。这些细丝状长条与细胞膜紧密接触，l形成红细胞镰状构型的细胞骨架。红细胞镰形变是可逆的，l但是红细胞遭受多次或长时间地镰形变后.细胞膜将不可逆性地被破坏，l不能恢复正常状态。由于镰状细胞机械脆性高，l大量异常红细胞淤滞于脾及其他单核一巨噬系统内被吞噬被坏，l发生溶血性贫血.引起骨髓代偿性红系增生。镰状细胞还可增加血液黏滞度，l引起血管栓塞。根据血红蛋白S病基因型的不同，l可分为三种临床类型：i①纯合子状态：i镰状细胞贫血或SS病；②杂合子状态：i镰状细胞特征；③混合杂合子状态：i镰状细胞贫血的变型如SC病、iS-珠蛋白生成障碍性贫血等。下面重点介绍镰形细胞贫血。
【临床表现】
HbS是属慢性血管外溶血性贫血，l在病程过程中也可发生溶血危象。本病主要见于非洲黑人，l我国较罕见。主要发生于儿童，l在婴儿出生时多表现正常，l但几个月后随着体内HbF被HbS替代，l症状逐渐出现。患者有贫血、i黄疸及脾大，l并有生长发育滞后、i生殖能力低、i四肢细长、i抵抗力差。当低氧情况下易引起微血管栓塞，l受累器官最常见的是脾、i肺，l肾、i骨、i神经系统和生殖泌尿系统等。牌淤滞时常因脾大消耗大量的血容量，l造成低血容量性休克及猝死。下肢慢性皮肤溃疡和骨髓炎也是本病特殊症状之一。
【诊断与鉴别诊断】
镰状细胞贫血的主要诊断要点详见下表。镰状细胞贫血的要注意与镰状细胞特征、i.血红蛋白D、iHbS、i珠蛋白生成障碍性贫血等进行鉴别。
(二)检验诊断
首先要做一系列检查(详见本章第一节)以确定患者是否存在溶血性贫血，l检查结果显示本病的溶血虽以血管外溶血为主，l但也存在着血管内溶血。至于是否为镰状细胞贫血，l还要进行下列病因方面的一系列检查。
【外周血涂片检查】
血片中的红细胞大小不一，l可见多染性红细胞、i嗜碱性点彩红细胞增多，l有核红细胞增多，l靶形红细胞、i异形红细胞、iHowell-Jolly小体等，l镰状红细胞有时可见。若发现镰状红细胞则有助于镰状细胞贫血的诊断。
【红细胞渗透脆性试验】
红细胞渗透脆性显著降低，l该试验是诊断镰状细胞贫血的筛选试验，l特异性不高。
【血红蛋白电泳】
血红蛋白电泳是诊断镰状细胞贫血的主要依据之一。正常成人HbA(α2/β2)约占97％，lHbA2(α2/δ2)约占2％～3％，lHbF(α2/γ2)约占1％。而镰状细胞贫血患者HbS占80％以上，lHbF增多至2％～15％，lHbA2正常，l而HbA缺如。
【镰状细胞溶解度试验】
镰状细胞溶解度试验用以辅助诊断镰状细胞贫血。因为氧合HbS和HbA的溶解度相同，l而低氧分压状态下溶解度下降是HbS的特性。另外，l单纯溶解度降低也不足以诊断血红蛋白S(HbCHarlem、iHb-Trais等溶解度也可出现下降)；而且临床上多种情况下可出现假阴性和假阳性，l如近期大量输血、i新生儿及6个月以下婴儿标本可出现假阴性，l高脂血症、i冷球蛋白血症、i多发性骨髓瘤等标本试验结果可出现假阳性。所以必须结合其他检查来确诊HbS病。
【红细胞镶变试验】
本试验是对HbS病的过筛试验。若在输血后作此检查，l结果可呈现假阴性。镰状细胞出现的多步、i快慢与HbS的含量有关，l一般HbS>7％即可出现镰状细胞。本试验不能对杂合子和纯合子进行区别，l若要确诊，l需进一步做其他试验，l如肽链分析等，l最好是分子生物学的检查。
【基因分析】
镰状细胞贫血是世界上最早发现的分子疾病?由此开创了疾病分子生物学。通过分子生物学的技术明确了HbS病的分子病理是，lβ珠蛋白链第6位谷氨酸被缬氨酸替代，l导致分子电荷和外形改变。根据基因型的不同，l将其分为纯合子状态、i杂合子状态、i混合杂合子状态(如HbC病、iHbS-珠蛋白生成障碍性贫血等)。基因分析是对HbS病的确诊试验。
上述外周血涂片检查、i红细胞渗透脆性试验、i血红蛋白电泳、i红细胞镰变试验、i镰状细胞溶解度试验等是以表型的改变作为判断依据的，l但仅仅依据表型改变进行诊断存在局限性，l经常出现非特异性的结果，l导致有时无法确诊。基因诊断学，l克服了血清学榆查的缺点，l可以对镰状细胞贫血进行分子水平的诊断。所以有条件的实验室，l应进行分子生物学的测定。镰状细胞贫血的实验室检查简单流程见图10-11。
二、i不稳定血红蛋白病
(一)疾病概述
【病因及发病机制】
不稳定血红蛋白病(unstable1hemo1globinpathies)是由于维持Hb肽链稳定性有关的氨基酸被取代或缺失，l使其稳定下降而易发生变性和沉淀。最常见的突变是在血红素的空间结构或α-β二聚体结合处的氨基酸突变，l其次是插入极性氨基酸破坏血红蛋白的螺旋结构。这些最终造成受累珠蛋白与血红素结合障碍，l未结合的血红素经代谢从尿中排出，l而珠蛋白链在细胞内沉淀形成Heinz小体。Heinz小体粘附在红细胞膜上，l导致了离子通透性增加；另外，l由于受累红细胞变得僵硬，l变形性降低.当红细胞通过微循环时，l红细胞被阻留破坏，l导致血管内、i外溶血。
【临床表现】
本病一般为慢性血管外溶血，l在某些诱因存在下可发生急性溶血。不稳定Hb病的临床表现轻重不一，l主要取决于Hb的不稳定程度、i不稳定Hb的氧亲和力大小以及产生高铁血红蛋白的多少。轻者仅在服用磺胺等药物或有感染时溶血急性发作；重者需反复输血才能维持生命。主要表现有间歇性黄疸、i肝脾大、i发绀、i深褐色二吡咯色素尿、i发育不良、i下肢溃疡、i还可并发胆结石等。
【诊断与鉴别诊断】
不稳定血红蛋白病的诊断标准详见下表，l并要注意与葡萄糖-6-磷酸脱氢酶缺乏症、i丙酮酸激酶缺乏症等加以鉴别。
(二)检验诊断
首先要做一系列检查(详见本章第一节)以确定患者是否存在溶血性贫血，l检查结果显示本病的溶血虽以血管外溶血为主，l但也存在着血管内溶血。诊断不稳定血红蛋白病，l还应进行下列实验室检查。
【变性珠蛋白小体形成试验】
含有不稳定血红蛋白的患者阳性细胞往往大于30％。HbH病、iG6PD缺陷、i重型β珠蛋白生成障碍性贫血以及苯类化学药物中毒者也可见增高。可见该试验特异性不高，l只能作为诊断不稳定血红蛋白病的筛选项目。
【热变性试验】
是对不稳定血红蛋白的筛检试验。正常人<5％，l本试验阳性(>5％)见于不稳定血红蛋白病和HbH、iHbE等患者。该试验敏感性较高，l但不能区分是何种血红蛋白，l且易出现假阳性，l需做正常对照。
【异丙醇沉淀试验】
是对不稳定血红蛋白的筛检试验。本试验是测定不稳定血红蛋白的敏感试验，l但特异性不高。正常人为阴性，l本试验阳性提示存在不稳定血红蛋白，lHbH，lHbF、iHbE可出现假阳性，l多为弱阳性。
【肽链分析】
有异常血红蛋白，l则出现异常的肽链区带。该试验可对血红蛋白肽链异常作出诊断。有条件的单位还可进一步进行血红蛋白一级结构的分析以及基因的测定，l以明确血红蛋白分子异常的具体位置。
【珠蛋白的氨基酸组成及基因分析】
诊断血红蛋白病的最理想方法是做蛋白质的结构分析，l测定氨基酸的变异性质及位置。随着DNA研究技术的发展，l对此病的研究也可采用人工合成的寡核苷酸探针及基因扩增等相关技术，l并已经发现许多基因的缺陷、i碱基替换及缺失、i氨基酸替换等导致异常血红蛋白的出现或血红蛋白的稳定性降低。至1993年，l全世界已经发现不稳定血红蛋白l70余种，l我国至少已发现10多种。
【其他检查】
氧解离曲线检查可以检查uHb的氧亲和力是否异常；亚甲蓝还原试验，l氧亲和力增高的血红蛋白不变色等。
不稳定血红蛋白病根据上述变性珠蛋白小体形成试验、i异丙醇沉淀试验、i热变性试验、i氧解离曲线检查、i亚甲蓝还原试验等，l加上部分患者的阳性家族史，l可以做表型诊断。若要了解不稳定血红蛋白的异常所在，l需作有关珠蛋白链的氢基酸组成分析。所以有条件的实验室，l应进行分子生物学的测定。不稳定血红蛋白病的实验室检查简单流程见图1O12。
三、i血红蛋白M病
(一)疾病概述
【病因及发病机制】
临床特征相同的高铁血红蛋白有三种截然不同的机制：i①珠蛋白氨基酸突变；②高铁血红蛋白还原酶缺乏；③获得性高铁血红蛋白。血红蛋白M则专指珠蛋白链上与血红素中铁原子结合的氨基酸变异的高铁血红蛋白。目前已知的血红蛋白M有五种，l其中四种变异均发生在α链或β链的近端或远端的组氨酸被酪氨酸替代。酪氨酸的酚侧链上的羟基与铁形成酚酸铁复合物，l阻碍了红细胞内的还原系统，l因此使异常亚单位上的二价铁稳定于三价铁状态。并且此种异常的氧化血红素对高铁血红蛋白还原酶的敏感性减低，l从而影响了正常的携氧功能.使组织供氧不足，l导致临床上出现发绀和继发性红细胞增多。
【临床表现】
本病主要表现为发绀，l无呼吸困难、i杵状指及其他症状体征。通常自幼发绀，l但无先天性心脏病病史，l且与劳累无关，l溶血多不明显。α链异常的HbM患者出生时便有发绀而无其他症状；β链异常的HbM患者直到3～6个月后才出现发绀，l可有轻度慢性溶血性贫血、i脾大、i黄疸、i发育不良等。服用磺胺类药物可加重溶血和贫血。
【诊断与鉴别诊断】
血红蛋白M病的诊断标准详见下表。同时要注意与发绀性先天性心脏病、i遗传性高铁血红蛋白皿症、i中毒性高铁血红蛋白血症、i某些不稳定血红蛋白病等疾病进行鉴别。
(二)检验诊断
本病主要表现为发绀，l溶血多不明显，l所以关于溶血的实验室检查结果大多正常，l部分患者可以有轻度胆红素增高，l若外因诱发溶血加重，l则可有Hb降低、iFHb增高，l间接胆红素明显升高等。对血红蛋白M病的诊断比较有特异性的试验包括以下几个。
【高铁血红蛋白测定】
遗传性高铁血红蛋白还原酶缺乏症，l血红蛋白M(HbM)病和某些遗传性不稳定血红蛋白病，l均可出现Hi血症。利用该试验还可以鉴别Hi、iHbS两种血红蛋白(详见第二章第六节)，l有助于临床对这两种疾病的诊断。
【血红蛋白电泳】
pH7.0的磷酸缓冲液作淀粉凝胶电泳可将血红蛋白M和HbA分开。
血红蛋白M病诊断的最主要依据就是高铁血红蛋白的光谱分析，l加上阳性家族史即可明确诊断。
四、i氧亲和力异常的血红蛋白病
(一)疾病概述
【病因及发病机制】
氧亲和力异常的血红蛋白病是珠蛋白异常影响血红蛋白分子的四级结构，l引起血红蛋白氧亲和力的改变，l表现为氧亲和力增高的异常血红蛋白病和氧亲和力减低的异常血红蛋白病。氧亲和力异常的血红蛋白主要有两种变异位点：i①在α链和β链接口处或在能影响血红素与氧原子作用的结构区域上的含羟基、i疏水基或盐键的氨基酸置换；②与2.3-二磷酸甘油结合的氨基酸突变。异常血红蛋白对氧亲和力增高或减低，l均导致组织缺氧。
【临床表现】
氧亲和力增高的血红蛋白病：i轻者无症状，l重者主要表现为红细胞增多症引起的多血症面容，l头痛、i头晕、i结膜充血等，l脾无肿大。氧亲和力减低的血红蛋白病：i主要表现为贫血，l偶发紫绀，l脾无肿大。
【诊断与鉴别诊断】
氧亲和力异常的血红蛋白病的诊断标准详见下表。氧亲和力增高的血红蛋白病需与真性红细胞增多症区别。
(二)检验诊断
氧亲和力异常的血红蛋白病实验室检查结果因血红蛋白对氧的亲和力不同而不同。氧亲和力增高的血红蛋白病患者，l其Hb浓度甚至可以高达238g／L，lHCT达0.42～o.70。白细胞和血小板计数多正常。血红蛋白电泳显示部分氧亲和力增高的血红蛋白与HbA的泳动速度不同，l出现一异常的区带.另有部分异常的Hb可以用pH6.2的缓冲液或等电聚焦电泳的方法将其与HbA区分开。氧亲和力(P50值)的测定是诊断氧亲和力异常的血红蛋白病的另一个主要依据。某些氧亲和力增高的Hb与氧的亲和力可以比正常高4～6倍。观察氧解离曲线可以发现，l氧亲和力增高的血红蛋白其曲线左移；氧亲和力减低的血红蛋白其氧解离曲线右移。当血红蛋白电泳发现异常区带以及氧亲和力测定异常时，l氧亲和力异常的血红蛋白病的诊断即可肯定。如果要明确其分子改变，l则需要进行珠蛋白氨基酸组成分析或基因分析。
五、i血红蛋白E、iC、iD病
1.血红蛋白E病多发于东南亚，l是我国最常见的异常血红蛋白病。血红蛋白E是β链上第26位谷氨酸被赖氨酸替代的异常血红蛋白。血红蛋白E病是血红蛋白E基因的纯台子，l主要表现为轻度小细胞低色素性贫血.生长发育不受影响，l脾无肿大，l无明显症状极易漏诊。感染后可加重贫血。外周血涂片见靶形细胞达25％～75％，l红细胞渗透脆性减低，lHb电泳示HbE可高达90％而无HbA。热变性试验轻度阳性，l异丙醇试验多阳性，l部分Heinz小体生成率高。
2.血红蛋白C病是口链上第6位谷氨酸被赖氨酸替代的异常血红蛋白。血红蛋白C病是血红蛋白C基因的纯合子状态，l表现为慢性溶血性贫血，l脾大，l间歇性腹痛，l可有黄疽。实验室检查示轻度贫血，l血红蛋白(80～12)μg／L，l红细胞寿命短15～20天，l渗透脆性明显减低，l网织红细胞升高，l骨髓红系显著增生。外周血涂片中见低色素性贫血，l大量靶形细胞。Hb电泳用pH6.25磷酸盐或枸橼酸盐缓冲剂琼脂凝胶电泳可见HbC而无HbA。
3.血红蛋白D病 包括多种性质的血红蛋白，l以血红蛋白D1Punjab最多见(β链上第121位谷氨酸被谷胺氨酸替代所致)。纯合子极少见，l一般无症状，l也可有轻度贫血。Hb电泳发现HbD约占35％～50％。外周血涂片见靶形细胞和环形细胞。HbD杂合子常无症状，l并无血液学异常发现。