Гемолитическая анемия, обусловленная дефицитом фермента глюкозо-6-фосфатдегидрогеназы
Голубев Михаил Аркадьевич
Описание
Гемолитическая анемия, обусловленная дефицитом фермента глюкозо-6-фосфатдегидрогеназы (G6PD) – наследственное/ генетическое заболевание с Х-сцепленным (с половой хромосомой) рецессивным механизмом передачи.
Непосредственной причиной болезни является мутация в гене G6PD, в котором распложена генетическая информация о белковой структуре фермента - глюкозо-6-фосфатдегидрогеназы. Данный фермент находится во многих клетках. Большое значение он имеет в эритроцитах, обеспечивая нормальную работу пентозофосфатного цикла, в котором производятся вещества необходимые для устойчивости мембран эритроцитов.
Гемолитические анемии представляет собой большую группу анемий, обусловленных повышенным разрушением эритроцитов и укорочением срока жизни клетки. Первое сообщение о гемолитической анемии было сделано в 1871 году, а термин «гемолитическая анемия» был предложен в 1901 году.
Выделяют две основные группы гемолитических анемий - наследственные и приобретенные. Гемолитическая анемия, обусловленная дефицитом фермента глюкозо-6-фосфатдегидрогеназы, относится к первой группе. К этой группе относят также анемии, возникающие из-за дефицита и других ферментов эритроцитов, например, пируваткиназы.
Наследственные гемолитические анемии обычно диагностируются в детском или в юношеском возрасте. В России чаще встречаются наследственный микросфероцитоз и дефицит глюкозо-6-фосфатдегидрогеназы. Частота встречаемости дефекта глюкозо-6-фосфатдегидрогеназы довольно высока. Полагают, что дефекты фермента/различные виды мутаций можно выявить у 2% населения. По другим данным дефицит Г-6-ФДГ выявляется в среднем у 1–2% населения, а у жителей Дагестана частота достигает 15–20%.
Мутации в гене глюкозо-6-фосфатдегидрогеназы, которых насчитывают более нескольких сотен, приводят к снижению активности этого фермента и других его свойств, что сопровождается снижением устойчивости эритроцитов к воздействию активных форм кислорода, ацидоза, а также после употребления в пищу конских бобов. Последняя причина носит название фавизм - вид острой гемолитической анемии различной степени, развивающейся после употребления в пищу конских бобов (Vicia faba) и вдыхания их пыльцы.
Впервые форма гемолитической анемии, связанная с нарушением синтеза глюкозо-6-фосфатдегидрогеназы, описана в 1956 году. Полагают, что во всей популяции людей около 400 миллионов человек имеют снижение активности этого фермента. Частота выявления дефектного фермента и его дефицит коррелируют с частотой возникновения малярии, В тоже время обнаружено, что наличие измененного фермента осуществляет, своего рода, частичную защиту от тропической малярии и поэтому недостаточность фермента выявляется обычно в регионах, эндемичных по малярии. Это объяснят тем, что для нормального существования возбудителя малярии - плазмодиев Plasmodium falciparum, как и для нормальной структуры эритроцита нужен хорошо работающий пентозный цикл(цикл превращения ряда углеводов). Врожденное нарушение первого фермента этого цикла – глюкозо-6-фосфатдегидрогеназы и отсутствие достаточного количества другого вещества - глутатиона приводит к нарушению рост плазмодиев, защищая, таким образом, от малярии.
У людей имеющих мутации в данном ферменте признаки гемолитической анемии могут протекать не выражено. Но, после применения противомалярийных препаратов - хинина и сульфаниламидных препаратов такие больные склонны к развитию гемолитического криза. К таким лекарственным препаратам, вызывающим гемолиз эритроцитов при дефиците Г-6-ФДГ относят - нитрофураны, анальгетики, ряд химических веществ (метиленовый синий, нафталин, фенилгидразин, тринитротолуол и др.). Острый гемолиз возникает уже на второй день приема медикаментов. Начиная с 1926 года, когда стали применять противомалярийный препарат памахин заметили, что большинство пациентов переносили его хорошо, но у части больных после приема препарата через несколько дней развивалась желтуха, моча была темного цвета, значительно снижалось содержание гемоглобина т.е. очевидные признаки гемолиза.
Симптомы
Как правило, при недостаточности глюкозо-6-фосфатдегидрогеназы эритроцитов клиническая симптоматика отсутствует. Пациенты с дефицитом Г-6-ФДГ практически здоровы на протяжении всей жизни. Признаки хронической гемолитической анемии в большинстве случаев выражены умеренно и мало влияет на обычную жизнь. Но, если люди с дефицитом фермента начинают употреблять противомалярийные препараты, сульфаниламиды, некоторые анальгетики, препараты нитрофуранового ряда или употребляют в пищу бобовые, то может быть спровоцирован гемолитический криз, наступающий обычно через 2 для после приема данных веществ. У больных повышается температура тела, больные предъявляют жалобы на боли в животе и области поясницы, неоднократную рвоту, резкую слабость. Возможно развитие коллапса. В результате развития внутрисосудистого гемолиза и выраженной гемоглобинурии (кровь в моче) моча приобретает темный, практически черный цвет. При выраженной гемоглобинурии возможно развитие острой почечной недостаточности, особенно это опасно на фоне существующих болезней почек. Анемия обычно выражена умеренно, но может быть крайне тяжелой и опасной для жизни.
Выделяют несколько клинических форм течения анемии при дефиците глююклзо-6-фосфатдегидрогненазы: острая гемолитическая анемия, врожденная несфероцитарная гемолитическая анемия, неонатальная гипербилирубинемия, фавизм.
- Острая гемолитическая анемия развивается при воздействии провоцирующих агентов - наличие инфекции, прием «оксидантных» медикаментов, диабетический кетоацидоз. Тогда как вне криза состояние больных удовлетворительное и данные общего анализа крови в пределах нормы. При развитии гемолитического криза и массивного разрушения эритроцитов у больных появляется желтушность кожи и оболочки глаз, моча темного цвета. Возможно развитие острой почечной недостаточности, анемия чаще носит умеренный характер, в зависимости от степени гемолиза может представлять опасность для жизни.
- Врожденная несфероцитарная гемолитическая анемия редкая форма течения болезни. Она проявляется умеренной гемолитической анемией с первых месяцев или лет жизни. При воздействии провоцирующих агентов развивается типичный гемолитический криз с внутрисосудистым гемолизом.
- Неонатальная гипербилирубинемия проявляется сразу после рождения и клинически не отличается от гемолитической болезни новорожденных, обусловленной несовместимостью по системам АВО или резус-фактору. Данная форма может быть спровоцирована использованием антисептиков при перевязке пуповины или приемом матерью или при введении ребенку витамина К. У новорожденных с дефицитом фермента Г-6-ФДГ может развиться ядерная желтуха с поражением головного мозга, что возникает из-за повышенного образования неконъюгированного билирубина. Неонатальная желтуха часто сопровождается низкой массой тела, резус-конфликтом.
- Фавизм – острая гемолитическая анемия различной степени, развивающаяся после употребления в пищу конских бобов (Vicia fava).
Формы
Выделяют африканский, средиземноморский и редкие формы тяжелого дефицита Г-6-ФДГ.
Выделяют две нормальных формы глюкозо-6-фосфатдегидрогеназы – тип А и тип В, различающихся незначительно по аминокислотному строению. Вариант А чаще выявляется у выходцев из Африки. Его мутантная форма регистрируется у 11 % африканцев, активность фермента снижена почти в 10 раз. Гемолиз/криз у таких людей возникает только после приема ряда препаратов с окислительным действием. В периоды отсутствия кризов дефицит глюкозо-6-фосфатдегидрогеназы никак не проявляется. Вариант В наиболее распространен в странах средиземноморья, на Ближнем Востоке и азиатского региона. Заболевание протекает более тяжело, поскольку кроме гемолитических кризов гемолиз происходит постоянно. Среди стран СНГ болезнь наиболее распространена в Азербайджане, где в отдельных селах зарегистрировано до 38% гемизиготных мужчин.
Классификация клинических проявлений этой энзимопатии основана на степени гемолиза и дефицита фермента. Исходя из клинического течения гемолитической анемии, вызванной недостатком Г-6-ФДГ, выделяют 4 клинические формы:
- острая гемолитическая анемия;
- врожденная несфероцитарная гемолитическая анемия;
- неонатальная гипербилирубинемия;
- фавизм.
По степени дефицита глюкозо-6-фосфатдегидрогеназы выделяют 5 вариантов течения болезни – с 1 по 5-й. При первом варианте активность фермента снижена в 10 раз и болезнь протекает тяжело, при 2-ом варианте активность также резко снижена, но клинические симптомы менее выражены, при 3-ем варианте активность превышает 10% от нормы, а признаки обычно возникают при влиянии триггерных факторов (например, после приема лекарств), при 4-5-ом вариантах патология не имеет клинического значения.
Причины
Непосредственной причиной развития гемолитической анемии, возникающей из-за дефицита фермента глюкозо-6-фосфатдегидрогеназы эритроцитов, являются мутации в гене G6PD, в котором закодирована аминокислотная последовательность фермента.
Развитие ферментного дефицита обусловлено точечными мутациями гена, расположенного на Х-хромосоме (половой хромосоме). Поэтому болеют в основном лица мужского пола. Девочки-гомозиготы болеют, а гетерозиготы имеют 50 % активности ферментов и не болеют.
Сначала, в 1956 году была раскрыт механизм влияния ряда лекарственных препаратов, которые провоцировали у некоторых людей признаки «лекарственной гемолитической анемии». Было показано, что это связано со снижением активности фермента глюкозо-6-фосфатдегидрогеназы эритроцитов. Но, молекулярные механизмы (мутации в гене этого фермента) были открыты позже. Большинство мутаций – миссенс-мутации, когда происходит изменение в одном кодоне ДНК, что приводит к замене одной аминокислоты на другую в белке.
Фермент глюкозо-6-фосфатдегидрогеназа – первый фермент пентозофосфатного пути окисления глюкозы, который протекает во всех клетках организма, но особое значение он имеет в гепатоцитах, клетках коры надпочечников, нейтрофилах и эритроцитах. Дефект в гене фермента, приводящий к снижению его активности в эритроцитах приводит к снижению количества НАДФН (никотинамидадениндинуклеотидфосфат восстановленный), необходимого для работы системы антиоксидантной защиты клеток. Эта защита работает, когда образуется достаточное количество НАДФН в эритроцитах. Потому что, главная роль этого соединения состоит в образовании восстановленной формы вещества – глутатиона, который защищает эритроциты от действия активных форм кислорода. Глутатион, вступая в реакцию с перекисями, оказывающих разрушительное действие на клетки и эритроциты, предотвращает разрушительное влияние активных форм кислорода. Глутатион необходим также для поддержания нормальной структуры эритроцитов, стабильности белков эритроцитов, для сохранения гемоглобина в ферроформе. Полагают, что при недостаточности глутатиона, вызванного нарушением работы пентозного цикла из-за дефекта глюкозо-6-фосфатдегидрогеназы ряд лекарственных препаратов вызывают изменения на мембране эритроцитов, приводя к ее нестабильности, что повышает их преждевременное разрушение.
Методы диагностики
Диагностика гемолитической анемии, вызванной недостаточностью фермента глюкозо-6-фосфатдегидрогеназы, проводится врачом-гематологом, педиатром, терапевтом и осуществляется на основании данных анамнеза, сбора жалоб, клинического осмотра, обязательного выполнения лабораторных.
Из данных анамнеза можно выяснить: появление признаков гемолиза/гемолитического криза (иктеричность/желтушность, снижение содержания гемоглобина) после действия триггерных факторов – прием антималярийных лекарств, сульфаниламидов, симптомы фавизма, у младенцев определялись признаки ядерной желтухи.
В общем анализе крови вне криза показатели периферической крови обычно в пределах нормы. При развитии гемолитического криза выявляется анемия, при которой при тяжелом гемолизе содержание гемоглобина снижается менее 30 г/л, определяется ретикулоцитоз и лейкоцитоз. В эритроцитах обнаруживаются тельца Гейнца – денатурированный гемоглобин в виде темно-фиолетовых включений неправильной формы.
Моча темного цвета, характерно наличие гемосидерина. Следует учитывать, что эти тельца могут выявляться и при болезнях, протекающих с образованием нестабильного гемоглобина, например при талассемии.
В ряде случаев в целях дифференциальной диагностики назначают исследование клеточного состава костного мозга (миелограмму). В костном мозге выявляется резкое раздражение эритроидного ростка.
Наиболее значимым биохимическим признаком дефицита глюкозо-6-фосфатдегидрогеназы является снижение активности фермента в эритроцитах вне гемолитического криза. В сыворотке крови возможно увеличение активности ЛДГ. При выраженном дефиците глюкозо-6-фосфатдегидрогеназы в результате гемолиза развивается гипербилирубинемия. В крови обнаруживается повышение свободного гемоглобина в плазме, а также увеличение уровня билирубина за счет свободной фракции. Во время приступов определяется снижение содержания гаптоглобина.
Генетическая основа болезни подтверждается выявлением мутаций в гене G-6-PD.
Основные используемые лабораторные исследования
- Общий/клинический анализ крови.
- Определение свободного гемоглобина (сыворотка крови).
- Определение активности глюкозо-6-фосфатдегидрогеназы эритроцитов.
- Выявление мутаций в гене G-6-PD (глюкозо-6-фосфатдегидрогеназа).
- Определение фракций билирубина (кровь).
- Определение активности ЛДГ (кровь).
- Общий анализ мочи.
- Биохимический анализ мочи (уробилин, гемоглобин, гемосидерин).
- Гемоглобин в моче.
- Гаптоглобин.
Дополнительные лабораторные исследования
- Миелограмма.
Основные используемые инструментальные исследования
- УЗИ селезенки и печени.
Лечение
При гемолитическом кризе, возникшем вследствие дефицита глюкозо-6-фосфатдегидрогеназы, в первую очередь необходимо определить провоцирующий препарат и отменить его. К таким веществам чаще относятся - антималярийные препараты, сульфаниламиды, ацетилсалициловая кислота, из рациона нужно исключить бобы. Лечение в основном носит поддерживающий характер. Для купирования/профилактики острой почечной недостаточности назначают плазмаферез, при необходимости проводят гемодиализ.
При хронической гемолитической анемии показан постоянный прием фолиевой кислоты. Редко, при хроническом гемолизе с выраженной спленомегалией (увеличением селезенки) показано удаление селезенки.
Осложнения
При определенных вариантах течения гемолитической анемии, вызванной дефицитом глюкозо-6-фосфатдегидрогеназы, анемия протекает тяжело. В период кризов значительный гемолиз приводит к резкому снижению гемоглобина и нарушению снабжения тканей кислородом. При массивном гемолизе из-за закупорки почечных канальцев увеличивается риск развития почечной недостаточности.
Полагают, что при недостаточности активности пентозофосфатного цикла, вызванного нарушением активности глюкозо-6-фосфатдегидрогеназы и образовавшегося дефицита НАДФ, необходимого для нормальной работы нейтрофилов развивается иммнунодефицит, что нарушает защитную реакцию от инфекций. Поэтому инфекции могут быть частой причиной развития острого гемолиза у Г6ФД-дефицитных пациентов.
Профилактика
Поскольку заболевание генетическое, то профилактики от этого вида гемолитической анемии не существует. Профилактика гемолитических кризов заключается в идентификации триггеров, провоцирующих их возникновение.