中国桂北育龄女性及其配偶异常血红蛋白变异谱与分层筛查的临床分析：HbE高频分布及HbO-Arab与Hb Barcelona罕见变异鉴定

《Molecular Genetics and Metabolism Reports》：Clinical analysis of abnormal hemoglobin detection results in northern Guangxi, China

　　

• 本研究是近十年来针对当地育龄女性及其配偶异常血红蛋白病（abnormal hemoglobinopathies）的首个报告。
• 研究发现HbE是当地最常见的异常血红蛋白病。
• 本研究中鉴定出极罕见变异型HbO-Arab和Hb Barcelona。
• HbO-Arab/HbS复合杂合（compound heterozygosity）可能导致地中海贫血中间型（thalassemia intermedia, TI），需要充分的遗传咨询。

研究背景与目的：血红蛋白病（hemoglobinopathy）是由珠蛋白基因异常所致的一组遗传性单基因病，主要包括结构异常血红蛋白病和地中海贫血（thalassemia）；前者以异常血红蛋白功能为特征，后者由珠蛋白链合成不足所致，通常呈常染色体隐性遗传。异常血红蛋白变异体已报道超过1400种，数据库报告超过1550种，具有明显地区和民族差异，可导致Hb聚合、Hb不稳定、氧亲和力改变或携氧能力下降，也可无临床表现。广西桂林位于中国南方，人口流动性增加使特定地区异常血红蛋白类型多样化；全面遗传筛查对防治该病具有重要意义。常规毛细管电泳（capillary electrophoresis）对无电荷改变或电泳沉默的罕见变异易漏检，罕见变异表型及高危夫妇遗传咨询仍需分子确认。本研究分析桂林市人民医院育龄夫妇经毛细管电泳筛查的α-和β-珠蛋白变异，旨在初步调查桂北异常血红蛋白变异检出率及测序技术确认价值，为改善生殖健康和出生结局提供指导。

研究人员开展单中心回顾性研究，纳入2022年3月至2025年3月桂林市人民医院3890名育龄个体，包括孕妇产前筛查者及其配偶，男1826例、女2064例，年龄17～45岁；纳入复检毛细管电泳确认真实变异且无α-地中海贫血特征带者，排除α-地中海贫血特征带、孤立缺铁性贫血（血清铁蛋白<30 ng/mL）及临床资料不全者。研究检出44例异常血红蛋白，检出率1.13%，共9种，其中α-珠蛋白基因簇3种、β-珠蛋白基因簇6种；HbE携带率0.46%最高，Hb New York为0.33%次之，并鉴定HbO-Arab、Hb Barcelona等罕见变异。研究结论强调分层筛查可用于描述区域变异谱，电泳沉默变异需测序确认，部分异常血红蛋白病不伴微细胞低色素（microcytic hypochromic）改变，高危夫妇需遗传咨询和产前诊断；该研究为区域筛查和出生缺陷预防提供数据。

关键技术方法：研究队列来自2022年3月至2025年3月桂林市人民医院育龄孕妇产前筛查者及其配偶共3890例。采用全血细胞计数（complete blood count, CBC）、Sebia Capillarys 2 FlexPiercing毛细管电泳初筛并复检异常峰，化学发光法测血清铁蛋白（serum ferritin, SF）排除缺铁；HbE以反向斑点杂交聚合酶链反应（reverse dot blot hybridization polymerase chain reaction, RDB-PCR）确认，其他变异用Sanger测序，Sanger阴性或未明者用第三代测序（third-generation sequencing, TGS）确认。

研究结果：3.1 α-珠蛋白变异检测：经毛细管电泳初筛、复检及Sanger/TGS确认，检出2例-α4.2αQ-Thailand/αα（HBA1: c.223G>C，杂合）、1例-α4.2αQ-Thailand/-α3.7（同一位点杂合）和1例-α4.2αQ-Thailand/--SEA（同一位点杂合）；-α4.2αQ-Thailand/αα携带率为0.10%（4/3890）。另检出1例αα/αα Hb G-Honolulu（HBA2: c.91G>C，杂合）和1例αα/αα Hb Hekinan II（HBA1: c.84G>T，杂合）合并Gγ-158C>T、Aγ-158C>T（杂合），后两者检出率均为0.03%（1/3890）。前三者呈微细胞低色素；Hb G-Honolulu无贫血及微细胞低色素且HbA₂降低；Hb Hekinan II常规电泳未检出异常带，HbA₂降低、HbF升高，经TGS识别HBA1变异、Sanger识别HBG启动子变异。3.2 β-珠蛋白变异检测：检出HbE（HBB: c.79G>A，杂合）16例，另2例为HbE合并β-地中海贫血杂合，HbE携带率0.46%（18/3890）；其中1例βIVS-II-654/βE（β⁺/HbE）Hb 65 g/L、每40天输血，1例βCD41-42/βE（β⁰/HbE）Hb 48 g/L、每30天输血。Hb New York（HBB: c.341T>A，杂合）13例，检出率0.33%（13/3890）；Hb J-Bangkok（HBB: c.170G>A，杂合）4例，0.10%（4/3890）；Hb G-Taipei（HBB: c.68A>G，杂合）、HbO-Arab（HBB: c.364G>A，杂合）和Hb Barcelona（HBB: c.283G>C，杂合）各1例，检出率均0.03%（1/3890）。HbE呈微细胞低色素；Hb New York、Hb J-Bangkok、HbO-Arab和Hb Barcelona呈正细胞正色素，Hb G-Taipei无典型微细胞低色素；HbO-Arab异常峰与HbA₂峰重叠，合并定量39.1%。上述结果基于产前及妊娠筛查人群，不代表当地一般人群真实患病率。

讨论部分总结：4.1 α-珠蛋白链变异：HbQ-Thailand由α1珠蛋白基因第74位密码子GAC→CAC导致天冬氨酸变为组氨酸，常与-α4.2缺失连锁，可无症状并易误诊为单纯-α4.2缺失；与--SEA复合时形成HbH病，缺乏HbA，出现HbH和Hb Bart's异常带，本研究中-α4.2αQ-Thailand/--SEA孕妇Hb仅79 g/L，与Liang KL等报告一致。Hb G-Honolulu为α珠蛋白第31位密码子谷氨酰胺变为谷氨酸，可干扰阳离子交换HPLC的HbA1c测定；本研究中无贫血及微细胞低色素、HbA₂降低，与Lin等、Yang等、Luo等报告一致。Hb Hekinan II由α1珠蛋白第27位密码子GAG→GAT导致谷氨酸变为天冬氨酸，无净电荷改变，常规电泳不可见而阳离子交换HPLC可分离；本研究中电泳无异常带，HbA₂降低、HbF升高，Sanger检出Gγ-158C>T和Aγ-158C>T启动子区突变，TGS检出HBA1 c.84G>T，HbA₂降低归因于α1珠蛋白链合成减少，该复合型既往无文献。4.2 β-珠蛋白链变异：HbE由β珠蛋白第26位密码子GAG→AAG导致谷氨酸变为赖氨酸，外显子1形成异常剪接位点，呈β⁺地中海贫血；杂合者常无贫血但微细胞低色素，与β-地中海贫血复合呈HbE/β-地中海贫血，临床异质；本研究中β⁺/HbE与β⁰/HbE病例分别需每40天和每30天输血，提示HbE携带者若配偶为β-地中海贫血或HbE变异需遗传咨询、RDB-PCR确认及生殖指导。Hb New York为β113 Val→Glu，影响疏水性和稳定性，本研究中异常Hb 43.05±3.96%，与多研究一致。Hb J-Bangkok为β第56位密码子GGC→GAC（天冬氨酸→甘氨酸），本研究中异常Hb 50.98±0.76%，与多研究一致；与不同地中海贫血复合表型不同。Hb G-Taipei为β第22位密码子Glu→Gly，本研究中异常Hb 42.7%，无贫血且血液学正常，与多研究一致。HbO-Arab为β121 Glu→Lys，本地区极罕见，杂合者Hb通常正常，本研究中其异常峰与HbA₂重叠；纯合呈轻中度贫血，HbO/β-地中海贫血复合呈严重贫血，HbO-Arab/HbS复合可致溶血性贫血及严重镰状并发症，表型一般较前三者复杂且更重。Hb Barcelona为β94 Asp→His，极罕见，因破坏β94-Asp与β146-His盐桥而氧亲和力增高，携带者常红细胞增多而无贫血；本研究中异常Hb 34.8%，接近Phillips SE等报告的37%，为本地区首次检出。5 局限性：本研究为单中心回顾性研究，样本来自桂林市人民医院特定人群，1.13%检出率不代表桂北一般人群真实患病率；罕见变异如Hb Barcelona仅1例，需大样本多中心验证；Hb Hekinan II等电泳沉默变异在常规毛细管电泳筛查中易漏检，未来需扩大筛查并开展前瞻性队列研究。6 研究结论（翻译）：本研究首次在中国广西桂林建立并应用毛细管电泳联合Sanger测序和TGS的分层筛查策略，系统阐明该地区异常血红蛋白病的变异谱及血液学和表型特征。多数异常血红蛋白变异具有典型电泳特征，可通过毛细管电泳快速筛查；但Hb Hekinan II等电泳沉默的罕见变异易被常规电泳漏检。本研究挑战传统临床认识，表明异常血红蛋白病不一定伴随微细胞低色素改变，部分病例红细胞指数正常甚至升高，为与经典地中海贫血鉴别提供重要依据。研究结果强调，-α4.2αQ-Thailand/--SEA复合变异表现为典型HbH病表型，需要密切临床随访；HbE复合β-地中海贫血者需要临床干预。对高危携带者和高危夫妇，应加强遗传咨询和产前诊断，以有效预防严重血红蛋白病发生。本研究补充了中国桂北异常血红蛋白病的人群数据，为区域血红蛋白病筛查、临床鉴别诊断和出生缺陷预防提供可靠数据参考和实践证据。