Thalassemia (thal) và bệnh lý hemoglobin (Hb biến thể) là nhóm bệnh di truyền đơn gen phổ biến nhất trên thế giới [1], [2]. Bệnh gây ra do đột biến gen có vai trò kiểm soát quá trình tổng hợp chuỗi globin trong hồng cầu dẫn đến thiếu máu do tan máu bẩm sinh [3], [4]. Trên thế giới, tỉ lệ mang gen ước tính khoảng 7%. Hàng năm, có khoảng 300.000 - 400.000 trẻ thal thể nặng được sinh ra [5], và khoảng 50.000 - 100.000 trẻ mắc bệnh tử vong [6]. Mặc dù được phát hiện ở khắp nơi, bệnh mang tính chất dân tộc và địa dư một cách rõ rệt [4], [7].
Đông Nam châu Á là một ‘vùng dịch tễ’ thalassemia và bệnh lý Hb với 4 thể phổ biến là -thal, -thal, HbE và Hb Constant Spring (HbCS). Theo một số nghiên cứu, tỉ lệ mang gen -thal trong khu vực thay đổi từ 4,5% - 40%; -thal từ 1 - 9%; HbCS từ 1 - 8%. Bệnh HbE có thể được xem là ‘nét đặc trưng’ của vùng Đông Nam Á, là Hb bất thường phổ biến nhất trong số những người nói tiếng Môn-Khmer, Lào, Ấn Độ, Bangladesh, Sri Lanka với tỉ lệ mang gen ở một số vùng có thể lên đến 50 - 60% [8]. Hiện nay, có hơn 200 đột biến gây -thal [9], [10] và hơn 150 đột biến gây -thal [11], sự phối hợp giữa các đột biến này gây ra hơn 60 hội chứng thal khác nhau, làm cho Đông Nam Á trở thành khu vực có kiểu gen thal phức tạp nhất trên thế giới [8].
202 trang |
Chia sẻ: thientruc20 | Lượt xem: 487 | Lượt tải: 2
Bạn đang xem trước 20 trang tài liệu Luận án Nghiên cứu tần suất, đặc điểm thalassemia và các bệnh hemoglobin trong cộng đồng dân tộc Khmer ở đồng bằng sông Cửu Long, để xem tài liệu hoàn chỉnh bạn click vào nút DOWNLOAD ở trên
BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO BỘ Y TẾ
TRƯỜNG ĐẠI HỌC Y HÀ NỘI
LÊ THỊ HOÀNG MỸ
Nghiªn cøu tÇn suÊt, ®Æc ®iÓm thalassemia
vµ c¸c bÖnh hemoglobin trong céng ®ång d©n téc Khmer ë ®ång b»ng s«ng Cöu Long
LUẬN ÁN TIẾN SĨ Y HỌC
HÀ NỘI - 2018
BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO BỘ Y TẾ
TRƯỜNG ĐẠI HỌC Y HÀ NỘI
LÊ THỊ HOÀNG MỸ
Nghiªn cøu tÇn suÊt, ®Æc ®iÓm thalassemia
vµ c¸c bÖnh hemoglobin trong céng ®ång d©n téc Khmer ë ®ång b»ng s«ng Cöu Long
Chuyên ngành : Huyết học và Truyền máu
Mã số : 62720151
LUẬN ÁN TIẾN SĨ Y HỌC
Người hướng dẫn khoa học:
GS. TS. Phạm Quang Vinh
PGS. TS. Huỳnh Nghĩa
HÀ NỘI - 2018
LỜI CẢM ƠN
Hoàn thành luận án, cho phép tôi bày tỏ lòng biết ơn và lời cảm ơn chân thành nhất tới:
Đảng ủy, Ban Giám hiệu, Phòng Quản lý Đào tạo Sau đại học, Bộ môn Huyết học và Truyền máu - Trường Đại học Y Hà Nội đã tạo điều kiện, giúp đỡ tôi hoàn thành luận án Tiến sĩ.
Đảng ủy, Ban Giám Hiệu Trường Đại học Y Dược Cần Thơ, Bệnh viện Trường Đại học Y Dược Cần Thơ, đã ủng hộ và tạo mọi điều kiện tốt nhất cho tôi trong quá trình học tập và thực hiện đề tài nghiên cứu.
Với lòng kính trọng và biết ơn sâu sắc, tôi xin được bày tỏ lòng biết ơn của mình tới:
GS.TS. Phạm Quang Vinh – Chủ nhiệm Bộ môn Huyết học và Truyền máu, Trường Đại học Y Hà Nội;
PGS.TS. Huỳnh Nghĩa – Phó chủ nhiệm Bộ môn Huyết học, Đại học Y Dược Thành phố Hồ Chí Minh;
TS. Dương Bá Trực – Nguyên Trưởng khoa Huyết học lâm sàng, Bệnh viện Nhi Trung Ương;
Prof. Suthat Fucharoen – Trung tâm nghiên cứu Thalassemia, Viện Nghiên cứu Sinh học phân tử, Đại học Mahidol, Thái Lan; - những người Thầy đã luôn dành hết tâm sức hướng dẫn, truyền đạt cho tôi những kiến thức, phương pháp nghiên cứu khoa học vô cùng quý giá; động viên và tạo điều kiện tốt nhất cho tôi trong suốt quá trình thực hiện luận án.
Xin cho tôi được gửi lời tri ân đến Thầy – Cố PGS.TS. Bùi Văn Viên, người Thầy đã luôn nhiệt tâm hướng dẫn, động viên tôi trong quá trình thực hiện luận án, ngay cả khi Thầy nằm trên giường bệnh.
Tôi xin chân thành cảm ơn Ban Lãnh đạo Trung tâm Chẩn đoán Y khoa Medic, thành phố Hồ Chí Minh; tập thể Trung tâm nghiên cứu Thalassemia, Viện nghiên cứu Sinh học Phân tử, Đại học Mahidol, Thái Lan; đơn vị dịch vụ Thalassemia, Trường Đại học Khon Khaen, Thái Lan; Sở Khoa học và công nghệ tỉnh Sóc Trăng, Sở Y tế, trung tâm Y tế, các trạm y tế xã, phường các tỉnh Sóc Trăng, Trà Vinh, Bạc Liêu, Hậu Giang đã giúp đỡ và tạo điều kiện cho tôi trong quá trình thu thập số liệu và thực hiện nghiên cứu.
Tôi xin bày tỏ lòng biết ơn sâu sắc đến gia đình, anh chị em đồng nghiệp tại Trường Đại học Y Dược Cần Thơ, và bạn bè đã luôn dành cho tôi những tình cảm quý mến, những lời động viên, chia sẻ, giúp tôi có thêm động lực để hoàn thành luận án này.
Hà Nội, ngày tháng năm 2018
Lê Thị Hoàng Mỹ
LỜI CAM ĐOAN
Tôi là Lê Thị Hoàng Mỹ, nghiên cứu sinh khóa 29 trường Đại học Y Hà Nội, chuyên ngành Huyết học và Truyền máu, xin cam đoan:
Đây là luận án do bản thân tôi trực tiếp thực hiện dưới sự hướng dẫn của GS.TS. Phạm Quang Vinh và PGS.TS. Huỳnh Nghĩa.
Công trình này không trùng lặp với bất kỳ nghiên cứu nào khác đã được công bố tại Việt Nam.
Các số liệu và thông tin trong nghiên cứu là hoàn toàn chính xác, trung thực và khách quan, đã được xác nhận và chấp thuận của cơ sở nơi nghiên cứu.
Tôi xin hoàn toàn chịu trách nhiệm trước pháp luật về những cam kết này.
Hà Nội, ngày tháng năm 2018
Người viết
Lê Thị Hoàng Mỹ
Lê Thị Hoàng Mỹ
CÁC CHỮ VIẾT TẮT TRONG LUẬN ÁN
Viết tắt
Ý nghĩa
-α3.7
-α4.2
--SEA
--THAI
--/αa
-a/aa
đột biến xóa đoạn 3,7 kb α+-thalassemia
đột biến xóa đoạn 4,2 kb α+-thalassemia
đột biến xóa đoạn α0-thalassemia South East Asia
đột biến xóa đoạn α0-thalassemia Thailand
α0-thalassemia
α+-thalassemia
αCSα
đột biến điểm gen globin α2 tạo Hb Constant Spring
αQSα
đột biến điểm gen globin α2 tạo Hb Quong Sze
αTα
đột biến điểm gen globin α2
ααT
đột biến điểm gen globin α1
α+-thal
α-thal do các đột biến gây mất 1 gen globin-α
α0-thal
α-thal do các đột biến gây mất 2 gen globin-α
AEBart’s
Bệnh lý hemoglobin E dị hợp tử kết hợp đột biến gây tổn thương 3 gen globin α do xóa đoạn hoặc không xóa đoạn
ARMS
amplification refractory mutation system: hệ thống khuếch đại đột biến có tính chất trơ
ASO
Allele specific oligonucleotide, mẫu dò đặc hiệu alen
β
gen globin-β, alen gen globin-β bình thường
β0
đột biến gen β0-thalassemia không tổng hợp chuỗi globin-β
β+
đột biến gen β+-thalassemia giảm tổng hợp chuỗi globin-β
βE
đột biến gen globin-β tạo HbE (codon 26 GAG>AAG)
β/βE, βE/βE
Bệnh lý hemoglobin E dị hợp tử, hemoglobin E đồng hợp tử
βthal
đột biến β-thalassemia giảm hoặc không tổng hợp chuỗi globin β, không bao gồm đột biến βE
(δβ)thal
đột biến mất đoạn DNA chứa gen β và δ
CE
Capillary Electrophoresis, điện di mao quản
ĐB
đột biến
ĐBSCL
Đồng bằng sông Cửu Long
DCIP
Dichlorophenolindophenol
ddNTP
dioxynucleotide triphosphat
DGGE
Denaturing gradient gel electrophoresis, Điện di gradient biến tính
DHT
Dị hợp tử
ĐHT
Đồng hợp tử
ĐLC
Độ lệch chuẩn
DNA
Deoxynucleotide acid
dNTP
Deoxynucleotide triphosphate
GTLN
Giá trị lớn nhất
GTNN
Giá trị nhỏ nhất
Hb
Hemoglobin: huyết sắc tố
HbCS
Hemoglobin Constant Spring
HC
Hồng cầu
HCT
Hematocrit, thể tích khối hồng cầu
HGB
Nồng độ hemoglobin
HPFH
Heriditary persistence of fetal hemoglobin, tồn lưu hemoglobin bào thai
HPLC
High Performance Liquid Chromatography, Sắc ký lỏng hiệu năng cao
HRM
High resolution melting, đường cong nóng chảy có độ phân giải cao
HS
Hypersensitive site: vị trí rất nhạy cảm
IVS
Intervening sequence: trình tự đoạn chèn hay intron
KKU
Khon Khaen University, Đại học Khon Khaen Thái Lan
MAS-PCR
Multiplex allele specific Polymerase chain reaction
MCH
Mean Corpuscular Hemoglobin, lượng hemoglobin trung bình trong hồng cầu
MCHC
Mean Corpuscular Hemoglobin Concentration, nồng độ hemoglobin trung bình trong hồng cầu
MCV
Mean Corpuscular Volume, thể tích trung bình hồng cầu
MLPA
multiplex ligation-dependent probe amplification, khuếch đại đa đoạn dò phụ thuộc phản ứng nối
NST
Nhiễm sắc thể
OF test
osmotic fragility: xét nghiệm sức bền thẩm thấu
PCR
polymerase chain reaction: phản ứng chuỗi trùng hợp
RDB
Reverse dot blot: kỹ thuật lai điểm ngược
RDW
Red cell distribution width, Độ rộng dải phân bố kích thước hồng cầu
RE
Ristriction enzyme, enzyme giới hạn
rpm
round per minute
RT-PCR
Realtime – PCR: phản ứng chuỗi trùng hợp ở thời gian thực
SLHC
Red Blood cell count - số lượng hồng cầu
TB
Giá trị trung bình
TPTTBMNV
Tổng phân tích tế bào máu ngoại vi
WHO
World Health Organisation, Tổ Chức Y Tế Thế giới
γ, ζ, ε
gen globin gamma, zeta, epsilon
δ
gen globin-delta
δβ
alen gen globin-delta beta bình thường
MỤC LỤC
CÔNG TRÌNH ĐÃ CÔNG BỐ LIÊN QUAN ĐẾN LUẬN ÁN
TÀI LIỆU THAM KHẢO
PHỤ LỤC
DANH MỤC BẢNG
Bảng 1.1. Phân loại bệnh hemoglobin 5
Bảng 1.2. Ưu và nhược điểm của các phương pháp phân tích đột biến đã biết trên gen globin 24
Bảng 1.3. Các phương pháp phân tích DNA chẩn đoán bệnh hemoglobin 27
Bảng 1.4. Tỉ lệ mang gen bệnh hemoglobin ở một số dân tộc Việt Nam 29
Bảng 1.5. Tỉ lệ mang gen thal và Hb E ở một số cộng đồng Châu Á 32
Bảng 2.1. Tiêu chuẩn chẩn đoán thiếu máu của WHO 40
Bảng 2.2. Mức độ thiếu máu phân loại theo WHO 40
Bảng 2.3. Trình tự các đoạn mồi trong phản ứng Gap-PCR 49
Bảng 2.4. Chu trình nhiệt của phản ứng Gap-PCR 50
Bảng 2.5. Thành phần phản ứng PCR khuếch đại gen globin-β trong kỹ thuật RDB 53
Bảng 2.6. Thành phần phản ứng HRM 56
Bảng 2.7. Trình tự mồi cho phản ứng HRM 56
Bảng 2.8. Chu trình nhiệt cho phản ứng HRM 57
Bảng 3.1. Đặc điểm chung của đối tượng nghiên cứu 61
Bảng 3.2. Tỉ lệ các thể thalassemia và bệnh Hb trong nhóm có mang ĐB 64
Bảng 3.3. Tỉ lệ mang gen thalassemia và HbE theo nơi cư trú 64
Bảng 3.4. Tỉ lệ các kiểu gen globin-α trong nhóm có mang đột biến gen globin-α và trong cộng đồng 65
Bảng 3.5. Tỉ lệ các kiểu ĐBG globin-α trong cộng đồng 66
Bảng 3.6. Tỉ lệ kiểu gen và kiểu ĐB gen globin-β trong nhóm và trong
cộng đồng 67
Bảng 3.7. Tỉ lệ các kiểu gen Hb E trong nhóm và trong cộng đồng 68
Bảng 3.8. Đặc điểm lâm sàng 69
Bảng 3.9. Chỉ số hồng cầu trong các thể a-thal đơn độc 70
Bảng 3.10. Chỉ số hồng cầu trong các thể b-thal đơn độc 71
Bảng 3.11. Chỉ số hồng cầu trong các thể HbE đơn độc và kết hợp ở trẻ em 72
Bảng 3.12. Chỉ số hồng cầu trong các thể HbE đơn độc và kết hợp ở người lớn 73
Bảng 3.13. Đặc điểm hồng cầu trong các thể α-thal 74
Bảng 3.14. Đặc điểm hồng cầu trong các kiểu gen β-thal 75
Bảng 3.15. Đặc điểm hồng cầu của các kiểu gen HbE kết hợp α -thal 76
Bảng 3.16. Thành phần Hb của các thể α-thal 77
Bảng 3.17. Thành phần Hb của các thể β-thal 78
Bảng 3.18. Thành phần Hb của các thể HbE kết hợp α-thal 79
Bảng 3.19. Các chỉ số hồng cầu và thành phần Hb của các đối tượng nghiên cứu trong 2 phả hệ 73
Bảng 3.20. Độ nhạy, độ đặc hiệu, giá trị tiên đoán dương và giá trị tiên đoán âm của các chỉ số MCV <85 fL, MCH <27 pg riêng biệt và kết hợp trong sàng lọc thal và HbE 86
Bảng 3.21. Độ nhạy, độ đặc hiệu, giá trị tiên đoán dương và giá trị tiên đoán âm của OF test, DCIP test riêng biệt và kết hợp trong sàng lọc thalassemia và HbE 87
Bảng 3.22. Độ nhạy, độ đặc hiệu, giá trị tiên đoán dương và giá trị tiên đoán âm của DCIP test trong sàng lọc HbE 88
Bảng 3.23. Giá trị của chỉ số MCV <85fL và/hoặc MCH <27pg và kết hợp MCV <85fL và/hoặc MCH <27pg và/hoặc DCIP (+) trong sàng lọc thalassemia và HbE 88
Bảng 4.1. Các kiểu đột biến gen globin-β trong các nghiên cứu 99
DANH MỤC BIỂU ĐỒ
Biểu đồ 3.1. Phân bố các thể thalassemia và bệnh Hb trong cộng đồng dân tộc Khmer ĐBSCL 62
Biểu đồ 3.2. Tỉ lệ mang gen thalasemia và bệnh hemoglobin trong cộng đồng dân tộc Khmer ĐBSCL 63
Biểu đồ 3.3. Đường cong ROC của chỉ số MCV và MCH trong sàng lọc thalassemia và bệnh lý Hb 84
Biểu đồ 3.4. Đường cong ROC của các chỉ số MCHC, SLHC, HCT và RDW trong sàng lọc thalassemia và HbE 85
Biểu đồ 4.1. Biến thiên SLHC trong các dạng mang đột biến gen HbE và không mang đột biến ở người lớn 108
Biểu đồ 4.2. Biến thiên MCV và MCH trong các dạng mang đột biến gen HbE và không mang đột biến ở người lớn 110
Biểu đồ 4.3. Sự biến thiên của chỉ số MCV ở nhóm không mang ĐBG và các nhóm có mang ĐBG 112
Biểu đồ 4.4. Sự biến thiên của chỉ số MCH ở nhóm không mang đột biến và các nhóm có mang đột biến 113
Biểu đồ 4.5. Sự biến thiên của HbA2 trên điện di giữa nhóm không mang ĐBG và các nhóm có mang ĐBG 119
Biểu đồ 4.6. Sự biến thiên của HbE trên điện di ở các nhóm mang đột biến gen HbE 120
DANH MỤC HÌNH
Hình 1.1: Cơ chế bệnh sinh thalassemia 8
Hình 1.2. Hình ảnh hồng cầu bệnh nhân HbH trên tiêu bản máu ngoại vi và nhuộm BCB 13
Hình 1.3. Thay đổi hình thái hồng cầu trên tiêu bản máu ngoại vi 16
Hình 1.4. Kết quả DCIP test trong các trường hợp (1) Hồng cầu người bình thường (2) HbE dị hợp tử (3) HbE/β-thalassemia và (4) HbE đồng hợp tử 17
Hình 1.5. Nguyên lý hoạt động của hệ thống điện di mao quản 19
Hình 1.6. Nguyên lý của kỹ thuật lai điểm ngược 21
Hình 1.7. Nguyên lý kỹ thuật MLPA 26
Hình 1.8. Bản đồ hành chính khu vực ĐBSCL 33
Hình 2.1. Các mất đoạn α-thalassemia và các đoạn mồi trong kỹ thuật multiplex-gap PCR 50
Hình 2.2. Kết quả mất đoạn được phát hiện bởi điện di 51
Hình 2.3. Kết quả RDB âm tính 54
Hình 2.4. Kết quả RDB dương tính với mẫu dị hợp tử 54
Hình 2.5. Kết quả RDB với đột biến đồng hợp tử 55
Hình 2.6. Kết quả RDB với đột biến dị hợp tử kép 55
Hình 2.7. Kết quả RDB dương tính giả 55
Hình 2.8. Kết quả phân tích đường cong HRM 58
DANH MỤC SƠ ĐỒ
Sơ đồ 2.1. Các bước tiến hành nghiên cứu 60
Sơ đồ 3.1. Phả hệ gia đình đối tượng mang gen Hb Tak thứ nhất 80
Sơ đồ 3.2. Phả hệ gia đình đối tượng mang gen Hb Tak thứ hai 81
ĐẶT VẤN ĐỀ
Thalassemia (thal) và bệnh lý hemoglobin (Hb biến thể) là nhóm bệnh di truyền đơn gen phổ biến nhất trên thế giới [1], [2]. Bệnh gây ra do đột biến gen có vai trò kiểm soát quá trình tổng hợp chuỗi globin trong hồng cầu dẫn đến thiếu máu do tan máu bẩm sinh [3], [4]. Trên thế giới, tỉ lệ mang gen ước tính khoảng 7%. Hàng năm, có khoảng 300.000 - 400.000 trẻ thal thể nặng được sinh ra [5], và khoảng 50.000 - 100.000 trẻ mắc bệnh tử vong [6]. Mặc dù được phát hiện ở khắp nơi, bệnh mang tính chất dân tộc và địa dư một cách rõ rệt [4], [7].
Đông Nam châu Á là một ‘vùng dịch tễ’ thalassemia và bệnh lý Hb với 4 thể phổ biến là a-thal, b-thal, HbE và Hb Constant Spring (HbCS). Theo một số nghiên cứu, tỉ lệ mang gen a-thal trong khu vực thay đổi từ 4,5% - 40%; b-thal từ 1 - 9%; HbCS từ 1 - 8%. Bệnh HbE có thể được xem là ‘nét đặc trưng’ của vùng Đông Nam Á, là Hb bất thường phổ biến nhất trong số những người nói tiếng Môn-Khmer, Lào, Ấn Độ, Bangladesh, Sri Lanka với tỉ lệ mang gen ở một số vùng có thể lên đến 50 - 60% [8]. Hiện nay, có hơn 200 đột biến gây b-thal [9], [10] và hơn 150 đột biến gây a-thal [11], sự phối hợp giữa các đột biến này gây ra hơn 60 hội chứng thal khác nhau, làm cho Đông Nam Á trở thành khu vực có kiểu gen thal phức tạp nhất trên thế giới [8].
Biểu hiện lâm sàng của các hội chứng thal rất thay đổi, từ dạng không có triệu chứng đến phụ thuộc truyền máu, thậm chí tử vong trong bào thai như thể đồng hợp tử a0-thal. Điều trị các thể bệnh nặng hiện nay chủ yếu là truyền máu và thải sắt định kỳ, suốt đời, đã tạo ra gánh nặng cho gia đình bệnh nhân và xã hội.
Dự phòng sinh ra các thể bệnh nặng với các chương trình sàng lọc người mang gen trong cộng đồng, tham vấn di truyền và chẩn đoán trước sinh là các bước can thiệp quan trọng nhất nhằm giảm gánh nặng do bệnh gây ra [12]. Để làm được điều này, cần phải có các dữ kiện về tần suất mang gen bệnh, sự phân bố các kiểu đột biến gen và đặc điểm lâm sàng, huyết học các thể bệnh trong cộng đồng.
Tại Việt Nam, các nghiên cứu trước đaay cho thấy tần suất mang gen
β-thal thay đổi từ 1,5 - 25% và HbE từ . trong cộng đồng các dân tộc ít người, tăng dần khi đi từ bắc vào nam [13]. Dân tộc Khmer là một trong các dân tộc ít người có dân số cao nhất nước với khoảng gần 1,3 triệu người, sinh sống tập trung ở một số tỉnh vùng đồng bằng sông Cửu Long [14]. Theo y văn, tỉ lệ mang gen HbE ở người Khmer từ 20% - 30% [15]; và tỉ lệ mang gen β-thal khoảng 1,56 - 1,7% [16], do đó sẽ có nhiều nguy cơ xuất hiện những thể bệnh phối hợp. Nhằm góp phần cung cấp một số dữ kiện về thalassemia và bệnh hemoglobin trong cộng đồng người Khmer, chúng tôi tiến hành đề tài “Nghiên cứu tần suất, đặc điểm thalassemia và các bệnh hemoglobin trong cộng đồng dân tộc Khmer ở đồng bằng sông Cửu Long” với các mục tiêu sau:
Xác định tần suất các thể thalassemia và bệnh hemoglobin, tỉ lệ các kiểu đột biến gen globin trong cộng đồng dân tộc Khmer ở đồng bằng sông Cửu Long.
Mô tả một số đặc điểm lâm sàng và huyết học các thể thalassemia và bệnh hemoglobin trong cộng đồng dân tộc Khmer ở đồng bằng sông Cửu Long.
Chương 1
TỔNG QUAN TÀI LIỆU
1.1. Đại cương về cấu trúc và chức năng của hemoglobin
Hemoglobin là một sắc tố chứa trong hồng cầu với chức năng vận chuyển oxy - thành phần thiết yếu cho đời sống con người. Hb là một tetramer gồm 4 tiểu đơn vị, mỗi tiểu đơn vị gồm một chuỗi polypeptide (chuỗi globin) và một vòng porphyrin chứa sắt gọi là hem. Các chuỗi globin trong Hb giống nhau từng đôi một [15].
Trong quá trình phát triển, 6 loại chuỗi globin-α, -ζ (thuộc nhóm globin-α), -ε, -γ, -β, và -δ (thuộc nhóm globin-không α) kết hợp với nhau để tạo thành 6 loại Hb khác nhau.
Ở người trưởng thành, Hb chủ yếu là HbA (α2β2) chiếm 97 – 98%; HbA2 (α2δ2) khoảng 2 – 3%, Hb chủ yếu trong thai kỳ là Hb F (α2γ2), chỉ còn vết sau 2 tuổi. Ngoài ra, trong thời kỳ phôi có 3 loại Hb phôi là Hb Gower 1 (ζ2ε2), Gower 2 (α2ε2) và Hb Porland (ζ2γ2). Sự sản xuất các loại Hb khác nhau phản ánh các thay đổi sinh lý để đáp ứng nhu cầu oxy trong các giai đoạn phát triển khác nhau của cá thể.
Trong tetramer Hb A, sự tương tác giữa các chuỗi globin-α và globin-β tạo điều kiện thuận lợi cho việc hình thành hai cấu trúc có vai trò trong quá trình vận chuyển khí oxy của Hb: trạng thái kết hợp oxy (còn gọi là trạng thái giãn), ký hiệu là (R), và trạng thái nhả oxy (còn gọi là trạng thái căng), ký hiệu là (T).
Ngoài ra, ái lực của Hb với oxy còn bị tác động bởi những phân tử nhỏ như 2,3 – diphosphoglycerate (2,3 – DPG) gắn vào phân tử Hb, thay đổi pH và nồng độ ion Clor trong tế bào.
1.2. Phân loại bệnh hemoglobin và cơ chế bệnh sinh
1.2.1. Phân loại bệnh hemoglobin
Bệnh Hb là nhóm bệnh được đặc trưng bởi sự khiếm khuyết trong tổng hợp chuỗi globin về mặt số lượng hoặc chất lượng. Do đó, bệnh Hb có thể được phân loại chung thành 2 nhóm lớn [17], [1]:
1.2.1.1. Hội chứng thalassemia
Hội chứng thal gồm các bệnh lý di truyền được đặc trưng bởi giảm hoặc không tổng hợp các chuỗi globin bình thường. Các bệnh thal, được gọi là α-, β-, γ-, δ-, δβ-, hoặc εγδβ-thal tùy thuộc chuỗi globin bị khiếm khuyết. Trên lâm sàng, loại thal thường gây các biểu hiện đáng kể là α- và β-thal, do giảm tổng hợp một trong 2 loại chuỗi globin-α hoặc -β, thành phần tạo nên phân tử Hb chủ yếu ở người trưởng thành bình thường (HbA, α2β2).
Hầu hết các bệnh thal do đột biến di truyền lặn, tuy nhiên cũng có một số ít di truyền trội, mắc phải, hoặc mới mắc (de novo). Ngoài ra, còn có HPFH là hội chứng tồn lưu HbF di truyền do bất thường trong quá trình chuyển đổi từ HbF sang HbA [17].
1.2.1.2. Hemoglobin biến thể
Trong nhóm các bệnh lý có khiếm khuyết về cấu trúc chuỗi globin, 1 hay 2 acid amin trong chuỗi bị thay thế bằng acid amin khác. Tùy theo vai trò, chức năng của acid amin bị thay thế sẽ gây ra biến đổi bệnh lý nặng hay nhẹ, tạo ra một Hb biến thể. Cho đến nay, đã có trên 700 loại Hb bất thường về cấu trúc đã được xác định.
Ở nhiều quần thể đa chủng tộc, các dạng hội chứng thal có thể kết hợp với nhau và kết hợp với Hb biến thể tạo nên nhiều kiểu hình đa dạng trên lâm sàng.
Bảng 1.1. Phân loại bệnh hemoglobin [1], [17]
1. Hội chứng thalassemia
1.1. β-thalassemia
Phân loại về lâm sàng
β-thal thể nhẹ hoặc thể ẩn
β-thal thể trung bình
β-thal thể nặng
β-thal kết hợp các biến thể khác
HbS/ β – thal, HbE/ β-thal
Khác
Phân loại về di truyền
β0-thal: không sản xuất chuỗi β
β+-thal: giảm sản xuất chuỗi β
d-thal, g-thal, db-thal, egdb-thal
Gen hỗn hợp Lepore
HPFH - tồn lưu HbF di truyền
b-thal di truyền trội
1.2. α-thalassemia
α-thal do xóa đoạn gen
Mất 1 gen globin-α (-α/αα): DHT α+-thal
Mất 2 gen globin-α: in cis (--/αα) - DHT α0-thal; in trans (-α/-α) - ĐHT α+-thal
Mất 3 gen globin- α (--/-a): bệnh lý HbH
Mất 4 gen globin-α (--/--): bệnh lý Hb Bart’s
α-thal không xóa đoạn
Hb Constant Spring
Các loại Hb khác: Hb Quong Sze, Hb Paksé,
1.3. α-thal mới mắc và mắc phải
α-thal với hội chứng chậm phát triển tâm thần
Mất đoạn lớn trên NST số 16 bao gồm các gen globin-α
Đột biến của yếu tố sao mã ATRX trên NST X
α-thal kết hợp hội chứng loạn sản tủy
Do đột biến của gen ATRX
2. Bệnh lý thay đổi cấu trúc chuỗi globin
2.1. Bệnh lý hồng cầu hình liềm
2.2. Hb kém bền: Hb Köln, Hb Zürich [18]
2.3. Methemoglobin: MetHb bẩm sinh, mắc phải
2.4. Hb có ái lực với oxy thay đổi
Tăng ái lực với oxy
Đột biến trên gen α: Hb Chesapeake [18], Hb Koya, Hb Icara
Đột biến trên gen β: Hb Tak, Hb Hekinan, Hb Helsinki
Giảm ái lực với oxy
Hb Kansas, Hb Beth Israel, Hb Bologna, Hb Bruxelles [18]
1.2.2. Cơ chế bệnh sinh
Cơ chế bệnh sinh của các loại thal cơ bản giống nhau, đặc trưng bởi sự mất cân bằng trong tổng hợp chuỗi globin-a và không-a gây giảm tổng hợp Hb và giảm đời sống hồng cầu [10]. Tuy nhiên, hậu quả của việc sản xuất chuỗi globin-α và -β dư thừa trong α- và β-thal khác nhau.
1.2.2.1. Beta thalassemia
Trong β-thal, giảm tổng hợp chuỗi globin-β dẫn đến dư thừa chuỗi globin-a. Mặc dù tổng hợp HbF(a2g2) còn tồn tại sau sinh với mức độ khác nhau trong các thể b-thal nặng, toàn bộ những sản phẩm được tạo ra không đủ bù c