Генетическая диагностика бета-талассемии и гемоглобинопатий (мутации в гене HBB)

Бета-талассемия и гемоглобинопатии представляют собой наследственные состояния, связанные с нарушением функции и структуры гемоглобина, которые вызываются мутациями в гене HBB. Бета-талассемия представляет собой аутосомно-рецессивно наследуемое заболевание, характеризующееся сниженной продукцией бета-цепей глобина. Гемоглобинопатии – группа аутосомно-рецессивных заболеваний, характеризующихся структурными изменениями бета-цепей глобина и появлением патологических форм гемоглобина, таких как HbS – серповидно-клеточная анемия (СКА), HbE, HbC, HbD и других.

Носительство мутаций в гене HBB, вызывающих различные клинические формы бета-талассемии, составляет 5% от всей мировой популяции. Каждый год рождается более 300,000 детей с заболеваниями группы наследуемых расстройств гемоглобина.

Мутации в гене НВВ вызывают либо снижение продукции, либо структурные изменения бета-цепей глобина, входящих в состав HbA – основного гемоглобина взрослого человека (состоит из двух альфа и двух бета-цепей), и приводят к развитию бета-талассемии и гемоглобинопатий, соответственно. Для бета-талассемии в большей степени характерны точечные мутации в некодирующих областях гена (интроны, промоутер), вызывающие нарушение сплайсинга и синтеза гемоглобина, и небольшие индели в гене HBB. В связи со сниженной продукцией бета-цепей глобина происходит компенсаторная гиперпродукция альфа-цепей глобина с образованием преципитатов, которые повреждают эритроциты, что ведет к неэффективному эритропоэзу в костном мозге и гемолизу. Для бета-талассемии характерна гипохромная микроцитарная анемия с сниженным MCH и MCV показателями, с повышенными уровнями HbA2 и/или HbF при электрофорезе гемоглобина. Клинически выделяют три формы бета-талассемии: большую, промежуточную и малую – в зависимости от количества синтезирующихся бета-цепей (гомозиготная мутация/гетерозиготная мутация/компаундная гетерозигота), тяжести анемии и соотношения количества HbA, HbA2, HbF.

В большинстве случаев большая форма является трансфузионно-зависимой, проявляется в течение первого года жизни. Лабораторно она характеризуется анемией с уровнем Hb < 70 г/л, уровнем MCH 12-20 пг и MCV 50-70 фл.

Промежуточная форма характеризуется следующими лабораторными показателями: Hb 70-100 г/л, MCH 16-24 пг, MCV 50-80 фл. Помимо анемии, общими клиническими проявлениями промежуточной и большой форм являются спленомегалия и желтуха как компоненты гемолиза, перегрузка железом и развитие очагов экстрамедуллярного гемопоэза.

Малой форме бета-талассемии соответствуют фенотипически гетерозиготные мутации. Малая форма подразумевает или отсутствие симптомов, или легкую гемолитическую анемию: снижение MCV <80 фл, MCH < 27 пг с нормальным/субнормальным уровнем Hb.

При  гемоглобинопатиях обнаруживаются мутации, вызывающие аминоксилотные замены. Так, для серповидно-клеточной анемии (СКА), самой распространенной формы гемоглобинопатии, характерна замена глутаминовой кислоты в 6 положении на валин, что ведет к образованию HbS.

В основе патогенеза СКА лежит нарушение работы деоксигенированного патогенного гемоглобина HbS, что приводит к образованию полимеров, изменению целостности мемебраны эритроцитов, а также нарушению NO-гомеостаза, что приводит к гемолитическим и тромботическим осложнениям.

Клиническая и лабораторная картина гемоглобинопатий проявляется у гомозигот или компанудных гетерозигот. СКА характеризуется нормо/макроцитарная анемией (MCV 85-95 фл/или более 100 фл) с пониженным уровнем гемоглобина (Hb 70-80 г/л) и признаками гемолиза, в периферическом мазке обнаруживаются серповидные клетки – эритроциты, тельца Жолли, полихромазия. Клиника СКА включает в себя приступы острых болей (загрудинные боли, боли в костях), вазоокклюзивные состояния (инфаркты головного мозга, сердца, селезенки, сетчатки, язвы), гемолитическую анемию, легочную гипертензию, остеонекрозы и другие симптомы. Другие гемоглобинопатии характеризуются гемолитической анемией различной степени тяжести, возможным наличием желтухи и спленомегалии (в большей степени характерно для компаундных гетерозигот). Лабораторно при электрофорезе обнаруживаются патологические формы гемоглобинов в высоких концентрациях. Носители гетерзиготных мутаций, характерных для гемоглобинопатий, обычно здоровы и не имеют клинических проявлений.

Интерпретация 

• Норма  –  не было выявлено аберраций в промоутере, 1,2,3 экзонах и 2-ух интронах гена HBB – позволяет исключить бета-талассемию и гемоглобинопатию в большинстве случаев.
• Обнаружена мутация в гене HBB, характерная для бета-талассемии –  свидетельствует о наличии у пациента бета-талассемии.
• Обнаружена  гомозиготная мутация в гене HBB, характерная для серповидно-клеточной анемии –  свидетельствует о наличии у пациента серповидно-клеточной анемии.
• Обнаружена гетерозиготная мутация в гене HBB, характерная для серповидно-клеточной анемии – пациент является носителем заболевания, клинические проявления отсутствуют в большинстве случаев, при капиллярном электрофорезе может определяться HbS.  
• Обнаружена гомозиготная мутация в гене HBB, характерная для HbE гемоглобинопатии –  свидетельствует о наличии у пациента HbE-гемоглобинопатии.
• Обнаружена гетерозиготная мутация в гене HBB, характерная для HbE гемоглобинопатии – пациент является носителем заболевания, клинические  проявления отсутствуют при изолированной мутации, возможно определение HbE при капиллярном электрофорезе.
• Обнаружена гомозиготная мутация в гене HBB, характерная для HbC гемоглобинопатии –  свидетельствует о наличии у пациента HbC-гемоглобинопатии.
• Обнаружена гетерозиготная мутация в гене HBB, характерная для HbС гемоглобинопатии – пациент является носителем заболевания, клинические проявления отсутствуют при изолированной мутации, при капиллярном электрофорезе определяется HbE.
• Обнаружена мутация в гене HBB, характерная для гемоглобинопатии – свидетельствует о наличии у пациента варианта гемоглобинопатии, не упомянутого в других рубриках, а именно: гемоглобинопатии HbD, Hb O-Arab, Hb-Lepore, с гемоглобинами с измененной (повышенной/пониженной) аффинностью к кислороду, с нестабильными гемоглобинами, HbM.

1. Сафарова К.Н., Дорогойкина К.Д., Федотов Э.А., Ребров А.П. Растворимые рецепторы трансферрина и ферритиновый индекс в диагностике железодефицита у пациентов со спондилоартритами и анемией. Терапевтический архив. 2021 93 (5): 594–598.
2. Bass G.F., Tuscano E.T. Diagnosis and classification of autoimmune hemolytic anemia. Autoimmune Rev. 2014 13:560—564.
3. Кузьминова Ж.А., Сметанина Н.С. Аутоиммунная гемолитическая анемия: современная диагностика и терапия. Вопросы гематологии/онкологии и иммунопатологии в педиатрии. 2016 15(3): 5–11.
4. Antonis Kattamis, Janet L. Kwiatkowski, Yesim Aydinok. Thalassaemia. The Lancet, Volume 399, Issue 10343, p.2310-2324, June 18, 2022.