Диагностика анемий
Электрофорез гемоглобина для диагностики гемоглобинопатий
Краткое описание
Электрофорез гемоглобина в щелочном геле позволяет определить процентное содержание основных изоформ гемоглобина и провести скрининг гемоглобинопатий. В норме в крови взрослого человека не менее 96,5% гемоглобина представлено изоформой HbA, которая состоит из двух пар полипептидных цепей (глобинов): 2α и 2β, каждая из которых связана с гемом. HbA обеспечивает адекватный газообмен и тканевую оксигенацию. Фракция HbA2 является второстепенной формой гемоглобина и имеет формулу 2α2δ. Также у взрослого допустимо наличие следовых количеств фетального гемоглобина HbF (2α2γ), который является преобладающей фракцией в течение внутриутробного периода. В течение первых 6 месяцев жизни HbF замещается HbA.
Нарушения структуры гемоглобина обычно разделяют на две группы: гемоглобинопатии и талассемии, хотя талассемии являются формой гемоглобинопатии. Талассемии представляют собой нарушения синтеза α-, β- или обеих цепей гемоглобина. Также могут отмечаться нарушения синтеза δ-, γ- цепей. Большинство вариантов α- и β- талассемий сопровождается изменением уровня HbF и HbA2, поэтому определение этих изоформ может быть использовано для скрининга этих состояний.
Остальные гемоглобинопатии связаны с наличием аномального варианта гемоглобина. Наиболее распространёнными и клинически-значимыми аномальными вариантами гемоглобина являются S, D, E, C. Варианты HbS и HbD являются патологическими формами гемоглобина, которые обладают идентичной миграцией в щелочном геле и являются результатом точечных мутаций гена, кодирующего β-глобин. Варианты Е и С при данном методе мигрируют в составе фракции HbA2, при их наличии фракция HbA2 достигает более 25%. Наибольшее клиническое значение представляет HbS вариант, который приводит к серповидно-клеточной анемии.
Электрофорез гемоглобина в щелочном геле позволяет проводить скрининг состояний, связанных со структурными аномалиями гемоглобина:
- гемоглобинопатии - нарушение структуры молекулы гемоглобина (дефект генов синтеза гемоглобина). Примерном клинически-значимой гемоглобинопатии является серповидно-клеточная анемия.
- талассемии - нарушение синтеза цепей нормального гемоглобина (дефект регуляторных генов). Различают α-, β-, δβ-талессемии, наследственную персистенцию фетального гемоглобина и другие формы. Проявления талессемии, в зависимости от числа дефектов, могут быть минимальными, выраженными умеренно или тяжёлыми и приводить к внутриутробной гибели плода
Преимущества данного исследования:
Электрофорез является недорогим и доступным методом, позволяющим исключить гемоглобинопатии либо определить тактику дальнейшего обследования для установления точного диагноза заболевания. Метод характеризуется высокой внутрипостановочной (SD<0,4; CV<7,7) и межпостановочной воспроизводимостью (SD<0,6; CV<9,9).
Методика исследования:
Метод исследования представляет собой электрофорез на буферизованном агарозном геле с PH 8,5±0,5 в полуавтоматическом электрофоретическом анализаторе Hydrasis-2 (Sebia). Для выделения гемоглобина из образца цельной крови эритроциты отмываются и подвергаются гемолизу. После разделения гемоглобина на фракции производится окрашивание зон миграции с помощью красителя AmidoBlack, обесцвечивание и высушивание геля. Затем проводится денситометрическое сканирование и обработка результатов с помощью программы Hydrasis(Sebia).
Врачи каких специальностей назначают это исследование
Гематолог, терапевт, врач общей практики
Правила подготовки пациента к исследованию
Специальной подготовки не требуется.
Показания
Скрининг гемоглобинопатий;
Наличие семейного анамнеза гемоглобинопатий, планирование семьи;
Микроцитарная анемия, не связанная с дефицитом железа;
Гемолитическая анемия неустановленной этиологии
Обнаружение изменённых эритроцитов (серповидная деформация) при микроскопическом исследовании крови
Референсные значения
|
Гемоглобин A |
≥96,5% - длявзрослых 25% - дляноворожденных |
|
Гемоглобин A2 |
<3,5% - длявзрослых <1% - дляноворожденных |
|
Гемоглобин F |
<2,0% - длявзрослых 75% - дляноворожденных |
|
Гемоглобин S/D |
Ниже предела обнаружения методом электрофореза |
Интерпретация результатов
Гемоглобин А
· Норма: Выявление HbA в пределах нормальных значений значительно снижает вероятность гемоглобинопатии. В норме в эритроцитах взрослого человека в крови преобладает HbA, который представляет собой тетрамер из двух пар полипептидных цепей (глобинов): 2α и 2β, каждая из которых связана с гемом. HbA обеспечивает адекватный газообмен и тканевую оксигенацию. Уменьшение фракции HbA является физиологическим в младенческом возрасте, у взрослых может быть следствием талассемии или другой гемоглобинопатии.
· Патология (снижение): Снижение фракции HbA может указывать на некоторое варианты гемоглобинопатий: α- и β-талассемии, умеренная или гетерозиготная персистенция HbF, гетерозиготное сочетание с аномальным гемоглобином и тп. Уменьшение фракции HbA является физиологическим в младенческом возрасте (до 6 мес), может наблюдаться при беременности и метаболических состояниях, приводящих к вторичному повышению HbF. В норме у взрослого человека HbA преобладает в эритроцитах. Вариант HbA представляет собой тетрамер из двух пар полипептидных цепей (глобинов): 2α и 2β, каждая из которых связана с гемом. HbA обеспечивает адекватный газообмен и тканевую оксигенацию. Как правило, гемоглобинопатии с сохранным HbA обычно протекают бессимптомно, либо с субклиническими проявлениями.
· Патология (отсутствие): Отсутствие фракции HbA характерно для некоторых форм гемоглобинопатии: гомозиготная персистенция фетального гемоглобина, гомозиготное или гетерозиготное сочетание двух патологических форм гемоглобина и др. В норме HbA преобладает в эритроцитах взрослого человека. Вариант HbA представляет собой тетрамер из двух пар полипептидных цепей (глобинов): 2α и 2β, каждая из которых связана с гемом. HbA обеспечивает адекватный газообмен и тканевую оксигенацию. При гемоглобинопатии с отсутствием HbA тяжесть клинических проявлений зависит от варианта замещающего аномального гемоглобина, наличия дополнительных генетических дефектов и сопутствующей патологии.
Гемоглобин А2
· Норма: Содержание фракции HbA2 в пределах нормы с большой вероятностью исключает наличие двух распространённых патологических вариантов гемоглобина: HbE и HbC. HbA2 является второстепенной формой гемоглобина взрослого человека, которая имеет формулу 2α2δ. Снижение HbA2 физиологично в раннем детском возрасте, у взрослого может быть следствием α- или δ-талассемии или железодефицита. Увеличение фракции HbA2 может наблюдаться при β-талассемии, мегалобластной анемии, серповидно-клеточной анемии или наличии аномального гемоглобина C/E.
· Патология (повышение до 25%): Обнаружено повышение фракции HbA2, которое может наблюдаться при разных клинических состояниях: дефицит железа/витамина B12/фолиевой кислоты, β-талассемии, δ-талассемии, гомозиготное или гетерозиготное сочетание двух патологических форм гемоглобина (HbA отсутствует) и др. HbA2 является второстепенной формой гемоглобина взрослого человека, которая имеет формулу 2α2δ. Если повышение при щелочном электрофорезе превышает 25%, то оно может указывать на наличие одной из форм патологического гемоглобина: HbE или HbC. Варианты HbE и HbC невозможно отличить друг от друга при электрофорезе в щелочном геле, для уточнения диагноза рекомендовано выполнение электрофореза гемоглобина в кислом геле или изоэлектрофокусирование гемоглобина.
· Патология (повышение более 25%): Обнаружено повышение фракции HbA2, которое может наблюдаться при разных клинических состояниях: дефицит железа/витамина B12/фолиевой кислоты, β-талассемии, δ-талассемии, гомозиготное или гетерозиготное сочетание двух патологических форм гемоглобина (HbA отсутствует) и др. HbA2 является второстепенной формой гемоглобина взрослого человека, которая имеет формулу 2α2δ. Если повышение при щелочном электрофорезе превышает 25%, то оно с большой вероятностью может указывать на наличие одной из форм патологического гемоглобина, которые являются результатом точечных мутаций в гене синтеза β-глобина: HbE или HbC. Гемоглобин Е является относительно благоприятным вариантом аномального гемоглобина, при отсутствии других генетических дефектов может вызвать микроцитоз, но не приводит к клиническим проявлениям анемии. Гемоглобин С является клинически-значимым патологическим вариантом гемоглобина, распространённость среди афроамериканцев составляет около 3%. В гомозиготном состоянии HbС вызывает гемолитическую анемию без серповидных клеток, в гетерозиготной форме наиболее неблагоприятным является сочетание с гемоглобином S (HbS), при котором возникает серповидно-клеточная анемия. Варианты HbE и HbC невозможно отличить друг от друга при электрофорезе в щелочном геле, для уточнения диагноза рекомендовано выполнение электрофореза гемоглобина в кислом геле или изоэлектрофокусирование гемоглобина.
Гемоглобин F
· Норма: Отсутствие фракции фетального гемоглобина (HbF), или её следовые количества с большой вероятностью исключает наследственную персистенцию фетального гемоглобина и уменьшает клиническую вероятность β-талассемии. Фетальный гемоглобин имеет формулу 2α2γ и является преобладающей фракцией в течение внутриутробного периода и характеризуется повышенным сродством к кислороду, что необходимо для нормального развития плода. В течение первых 6 месяцев жизни HbF замещается HbA. Повышение HbF у взрослого может указывать на одно из таких клинических состояний, как β-талассемия, βγ-талассемия, наследственная персистенция HbF, а также диабет, беременность, гипертиреоз, дизэритропоэз или анемический шок.
· Патология: Обнаружено повышение фракции фетального гемоглобина F (HbF). Фетальный гемоглобин имеет формулу 2α2γ и является преобладающей фракцией в течение внутриутробного периода и характеризуется повышенным сродством к кислороду, что необходимо для нормального развития плода. В течение первых 6 месяцев жизни HbF замещается HbA. Во взрослом возрасте небольшое повышение HbF (<5%) может наблюдаться при умеренной наследственной персистенции HbF, а также диабете, гипертиреозе, дизэритропоэзе, анемическом шоке или у пациентов, получающих химиотреапию. Повышение HbF в пределах 5-35% у взрослого встречается при гетерозиготной βγ-талассемии и гетерозиготной наследственной персистенции HbF. Значительное повышение HbF (35-100%) является физиологическим для новорожденного, у взрослого может наблюдаться при следующих заболеваниях: гомозиготная наследственная персистенция HbF, гомозиготная βγ-талассемия, большая или промежуточная β-талассемия, смешанная гетерозиготная наследственная персистенция HbF/β –талассемия, смешанная гетерозиготная β -талассемия/βγ-талассемия.
Гемоглобин S/D
· Норма: Отсутствие фракции гемоглобина S/D уменьшает клиническую вероятность серповидно-клеточной анемии. Варианты HbS и HbD являются патологическими формами гемоглобина, которые обладают идентичной миграцией в щелочном геле и являются результатом точечных мутаций гена, кодирующего β-глобин. Выявление HbS в гомозиготной форме (HbS>50%, HbA отсутствует) обычно сопровождается серповидно-клеточной анемией. При гетерозиготном носительстве HbS клинические проявления зависят от наличия и характера дополнительных мутаций. HbD является редким вариантом гемоглобина, который в сочетании с β-талассемией или HbS может приводить к серповидно-клеточной анемии.
· Патология: Обнаружение фракции гемоглобина S/D наблюдается при наличии одной из двух дополнительных форм гемоглобина, которые увеличивают клиническую вероятность серповидно-клеточной анемии. Варианты HbS и HbD невозможно отличить друг от друга при электрофорезе в щелочном геле, для уточнения диагноза рекомендовано выполнение электрофореза гемоглобина в кислом геле или изоэлектрофокусирование гемоглобина. HbS является распространённым патологическим вариантом гемоглобина, который характеризуется специфическим изменением структуры, приводящей к серповидной деформации эритроцитов. Гомозиготное носительство HbS (HbS>50%, HbA отсутствует) приводит к серповидно-клеточной анемии, клинические проявления которой включают астено-вегетативные симптомы, суставной синдром, рецидивидующие бактериальные инфекции, тромбозы и трофические нарушения. При гетерозиготном носительстве HbS клинические проявления зависят от наличия и характера дополнительных мутаций. HbD является редким вариантом гемоглобина, который в сочетании с β-талассемией или HbS может приводить к серповидно-клеточной анемии.
Достоверность теста при постановке диагноза
Тест обладает высокой достоверностью при скрининге β-талассемий, вариантов, приводящих к серповидно-клеточной анемии и синдромов персистенции фетального гемоглобина. При использовании данного метода может быть затруднена индентификация α+-талассемии (талассемия с одной мутацией)
Дополнительные исследования
Исследование рекомендуется сочетать с клиническим анализом крови и с исследованием показателей обмена железа