Coinheritance of HbD-Punjab/β+-thalassemia (IVSI+5 G-C) in patient with Gilbert's syndrome
- Authors: PETRENKO AA1, PIVNIK AV1,2, KIM PP2, DEMIDOVA EY.3, SURIN VL3, ABDULLAEV AO3, SUDARIKOV AB3, PETROVA NA3, MARYINA SA3
-
Affiliations:
- Peoples’ Friendship University of Russia (RUDN University)
- AS Loginov Moscow Clinical Scientific Center
- National Research Center for Hematology
- Issue: Vol 90, No 7 (2018)
- Pages: 105-109
- Section: Editorial
- Submitted: 11.04.2020
- Published: 15.07.2018
- URL: https://ter-arkhiv.ru/0040-3660/article/view/32809
- DOI: https://doi.org/10.26442/terarkh2018907105-109
- ID: 32809
Cite item
Full Text
Abstract
Full Text
АД - артериальное давление ЧСС - частота сердечных сокращений Glu - глутаминовая кислота Gln - глутамин Hb - гемоглобин HbA - гемоглобин взрослого человека HbE - эмбриональный гемоглобин HbF - фетальный гемоглобин Талассемия и качественная гемоглобинопатия являются наследственными нарушениями гемоглобина (Hb), которые приводят к образованию аномального белка или уменьшению синтеза структурно нормального белка, а следовательно, к патологии эритрона. Известно свыше 1000 различных вариантов Hb, большая часть которых обусловлена миссенс-мутациями в генах альфа- и бета-глобиновых цепей [1]. Замена одного основания на другое в гене, кодирующем один из глобинов, может привести не только к замене аминокислоты в цепи, но и к значительным конформационным изменениям в ее структуре и Hb в целом. Подобные мутации могут не иметь последствий для организма, но в большинстве случаев аномальные варианты Hb нестабильны или имеют измененное сродство к кислороду и даже в гетерозиготной форме связаны с клинико-гематологическими проявлениями (гипохромная микроцитарная анемия, гемолитическая анемия, эритроцитоз) [2]. Патогенез, обусловленный мутациями в генах глобинов, представлен на схеме. HbD-Punjab [β121 (GH4) Glu → Gln; HBB: C.364G>C] представляет собой вариант Hb, несущий аминокислотную замену в 121-м положении цепи β-глобина [3]. HbD впервые описан H.A. Itano в 1951 г. [4]. В исследовании, проведенном в 1962 г., C. Baglioni проанализировал молекулярную структуру пяти аномальных гемоглобинов: HbD-Chicago, HbD-North Carolina, HbD-Punjab, HbD-Portugal и HbD-Oak Ridge и установил, что все они идентичны обнаруженному ранее HbD-Los Angeles [3]. Наиболее частыми наименованиями этого мутантного Hb, встречающимися в литературе, являются HbD-Los Angeles или HbD-Punjab [5]. HbD-Punjab широко распространен в Пакистане, на северо-западе Индии, в Китае, странах Ближнего Востока, а также во многих других частях мира с общей частотой 0,2-3,0% [6-8]. У этнических жителей Таджикистана HbD-Punjab не описан. HbD-Punjab обладает нормальной растворимостью, поэтому в восстановленном состоянии не вызывает серповидности эритроцитов, хотя и схож по своим электрофоретическим свойствам с HbS. В гетерозиготном варианте HbD-Punjab не дает клинико-гематологических проявлений. Гомозиготный вариант HbDD встречается крайне редко и обычно не связан с симптоматическими случаями, но иногда у людей с этим вариантом может развиться слабая или умеренная гемолитическая анемия и спленомегалия [9, 10]. При обоих вариантах в мазках крови могут выявляться мишеневидные эритроциты [11]. Есть несколько сообщений, описывающих конаследование HbD-Punjab с β+-талассемической мутацией IVSI+5 G-C [11-14]. Во всех публикациях у пациентов с таким сочетанием наблюдались типичные талассемические показатели с гипохромным микроцитозом и при электрофорезе выявлялся HbD-Punjab от 37 до 94%. Гепатоспленомегалию выявили лишь в одном случае [12]. Публикаций, описывающих сочетание мутаций HbD-Punjab/β+-талассемия (IVSI+5 G-C) или других талассемических мутаций с синдромом Жильбера, - нет. В одной работе упоминается о мексиканской семье, в которой мать оказалась носителем следующих мутаций: гетерозигота по HbD-Punjab, гомозигота по HFE H63D и гетерозигота UGT1A1*28 по синдрому Жильбера [15]. Клинический случай Качественную и количественную характеристику образцов Hb пациента и его прямых родственников осуществляли на автоматическом анализаторе для капиллярного электрофореза Minicap c использованием набора Capillarys Hemoglobin(E) (фирма Sebia, Франция). ДНК выделяли из ядерных клеток периферической крови по стандартной методике, включающей лизис додецилсульфатом натрия в присутствии протеиназы К с последующей депротеинизацией фенолом и хлороформом. Секвенирование по методу Сэнгера всех функционально важных участков гена бета-глобина и промоторной области гена уридиндифосфатглюкуронозил трансферазы (UGT1A1) проводили с помощью набора реактивов BigDye Terminator v.3.1 (Applied Biosystems, США) с последующим анализом продуктов реакции на автоматическом секвенаторе ABI PRISM 3100Avant (Applied Biosystems, США). Пациент 22 лет, родом из Таджикистана, поступил в клинику хирургии печени МКНЦ им. А.С. Логинова в декабре 2017 г. для проведения спленэктомии по поводу кисты селезенки. Из анамнеза пациента известно, что с детства отмечалась иктеричность склер, спленомегалия, повышение уровня непрямого билирубина до 400 мкмоль/л без выраженной анемии. Ранее установлен диагноз: синдром Жильбера. В 2015 г. выявлена киста селезенки до 9 см в диаметре, при длиннике органа до 18 см (рис. 1, 2 и см. таблицу). При физикальном осмотре: пациент активен, спокоен, адекватен. Масса тела 60 кг при росте 174 см. Иктеричность кожных покровов и склер. Физическое и интеллектуальное развитие соответствует возрасту. Форма черепа и лицевой скелет не изменены. Легкие и сердце без патологии. Частота сердечных сокращений (ЧСС) 82 в 1 мин. Артериальное давление (АД) 120/70 мм рт. ст. Живот мягкий. Пальпируется увеличенная селезенка, выступающая из-под реберного края на 5 см с выбуханием нижнего полюса. Печень выступает из-под края реберной дуги на 2 см (см. рис. 1, 2). Больной проконсультирован гематологом. Обращено внимание на несоответствие спленомегалии синдрому Жильбера и низкие эритроцитарные индексы. Это послужило основанием к проведению электрофореза Hb. Последующее секвенирование гена β-глобина и промоторной области гена UGT1A1 позволило определить характер глобиновой аномалии и генетически верифицировать диагноз гомозиготной формы синдрома Жильбера. После обследования пациента выполнен электрофорез Hb его прямых родственников без секвенирования. Электрофорез Hb При электрофорезе Hb пациента выявлены количественные и качественные изменения. Гемоглобинопатия характеризовалась наличием фракции HbD-Punjab 88,9%, HbA 3,4%, HbА2 5,8% и HbF 1,9% (рис. 3, 4). Электрофорез Hb прямых родственников: отца, 54 года, старшей сестры, 34 года, младшей сестры, 18 лет, и племянника, 4 года (сын старшей сестры), также выявил фракцию HbD-Punjab (рис. 5). Гемоглобинопатия прямых родственников характеризовалась: отец - HbD-Punjab 41,1%, HbA 56,1%, HbА2 2,8%; старшая сестра - HbD-Punjab 41,7%, HbA 55,5%, HbА2 2,8%; младшая сестра - HbD-Punjab 41,8%, HbA 55,2%, HbА2 3,0%; племянник (сын старшей сестры) - HbD-Punjab 41,3%, HbA 52,0%, HbF или другой вариант Hb 5,2%. Секвенирование ДНК ДНК-диагностика, проведенная при помощи определения первичной структуры всех функционально важных фрагментов гена бета-глобина, включающих промоторную область, кодирующие участки, экзон-интронные сочленения и сигнал полиаденилирования, показала, что пациент является гетерозиготным носителем двух нарушений (компаунд) - замены CD121 GAA-CAA (Glu121Gln), приводящей к образованию аномального гемоглобина HbD-Punjab, и β+-талассемической мутации IVSI+5 G-C. Секвенирование промоторной области гена UGT1A1 показало, что пациент является гомозиготой по аллелю (ТА)7, ассоциирующемуся с синдромом Жильбера. Норме соответствует аллель, содержащийся в микросателлитном участке промотора шесть ТА блоков (рис. 6, cм. на цветной вклейке). В январе 2018 г. проведена успешная лапароскопическая спленэктомия. При ревизии: печень слегка увеличена, нормального цвета и консистенции. Селезенка выступает из-под края реберной дуги на 5 см. В нижнем полюсе обнаружено округлое образование размером до 6 см - киста. Фрагменты селезенки извлечены через дополнительный 5-сантиметровый разрез в брюшной стенке. Гистологически структура селезенки сохранена, выявлен фиброз стромы. По результатам лабораторных исследований видно, что у пациента имеется гипохромная микроцитарная анемия и высокие цифры непрямого билирубина как проявление талассемии и синдрома Жильбера (рис. 7, cм. на цветной вклейке, см. таблицу). Обсуждение Конаследование HbD-Punjab/β+-талассемии (IVSI+5 G-C) является крайне редким событием. Мы впервые описываем такое сочетание мутаций в гене β-глобина у пациента с гомозиготным генотипом синдрома Жильбера. Так как наследование HbD-Punjab у больного носило гетерозиготный характер и эритроциты содержали как HbD-Punjab (до 88,9%), так и HbA (до 3,4%), то клинического проявления эта мутация не имела. Это связано с тем, что восстановленный HbD обладает нормальной растворимостью и не приводит к изменению формы эритроцитов. В отличие от миссенс-мутации β+-талассемическая мутация сплайсинга IVSI+5 G-C значительно снижает уровень синтеза нормальной β-цепи и обусловливает наличие гемолитической микроцитарной анемии у больного, что осложняет течение синдрома Жильбера. Как результат, с детства количество непрямого билирубина постоянно находилось на уровне 150-200 мкмоль/л с максимумом до 400 мкмоль/л. Через 2 нед после спленэктомии содержание Hb увеличилось до 123 г/л, непрямой билирубин снизился со 160 до 49,5 мкмоль/л. Количество тромбоцитов повысилось до 1,2 млн. Прием препарата тромборедуктина в дозе 1,5 мг в сутки привел к снижению количества тромбоцитов до 250 тыс. Однако еще через 2 нед концентрация непрямого билирубина вновь повысилась до 107 мкмоль/л. Такое повышение в большей степени обусловлено синдромом Жильбера, так как гемолитическая анемия носит компенсированный характер. В подобных случаях крайне важным является выполнение электрофореза Hb и генетического анализа Hb родственников. Исследованы прямые родственники: отец, старшая сестра, младшая сестра и племянник (сын старшей сестры). Мать пациента умерла в возрасте 53 лет от острой коронарной недостаточности. Результаты электрофореза Hb выявили фракцию HbD-Punjab у всех исследуемых от 41,1 до 41,8%. Заключение Впервые описан пациент, этнический житель Таджикистана, с редким сочетанием HbD-Punjab/β+-талассемии (IVSI+5 G-C) и гомозиготной формой синдрома Жильбера. Показано, что спленэктомия привела к кратковременному снижению количества непрямого билирубина в 3 раза. Сочетание таких генетических нарушений требует детального обследования не только исследуемого, но и всех его близких родственников. Электрофорез Hb прямых родственников выявил у них фракцию HbD-Punjab. Авторы заявляют об отсутствии конфликта интересов.About the authors
A A PETRENKO
Peoples’ Friendship University of Russia (RUDN University)
A V PIVNIK
Peoples’ Friendship University of Russia (RUDN University); AS Loginov Moscow Clinical Scientific Center
Email: pivnikav@gmail.com
P P KIM
AS Loginov Moscow Clinical Scientific Center
E Yu DEMIDOVA
National Research Center for Hematology
V L SURIN
National Research Center for Hematology
A O ABDULLAEV
National Research Center for Hematology
A B SUDARIKOV
National Research Center for Hematology
N A PETROVA
National Research Center for Hematology
S A MARYINA
National Research Center for Hematology
References
- Giardine B, Borg J, Viennas E et al. Updates of the HbVar database of human hemoglobin variants and thalassemia mutations. Nucleic Acids Res. 2014; 42:D1063-D1069
- Panyasai S, Sakkhachornphop S, Pornprasert S. Diagnosis of Compound Heterozygous Hb Tak/β-Thalassemia and HbD-Punjab/β-Thalassemia by HbA2 Levels on Capillary Electrophoresis. Indian J Hematol Blood Transfus. 2018 Jan;34(1):110-114. Epub 2017 Apr 4. PMID: 29398808. PMCID: PMC5786607 [Available on 2019-01-01]. doi: 10.1007/s12288-017-0810-3
- Baglioni C. Abnormal human haemoglobins. VII. Chemical studies on haemoglobin D. Biochim Biophys Acta. 1962 May 21;59:437-449. doi.org/10.1016/0006-3002(62)90194-4
- Itano H.A. A Third Abnormal Hemoglobin Associated with Hereditary Hemolytic Anemia. Proc Natl Acad Sci USA. 1951 Dec;37(12):775-84. PMID: 16589027 PMCID: PMC1063470
- Lidiane de Souza Torres, Jéssika Viviani Okumura, Danilo Grünig Humberto da Silva, and Claudia Regina Bonini-Domingos Hemoglobin D-Punjab: origin, distribution and laboratory diagnosis. Rev Bras Hematol Hemoter. 2015 Mar-Apr; 37(2):120-126. Published online 2015 Feb 23. doi: 10.1016/j.bjhh.2015.02.007
- Das S, Mashon R.S. Coinheritance of Hb D-Punjab and β-thalassemia: Diagnosis and implications in prenatal diagnosis. Hemoglobin. 2015;39:138-40.
- Torres Lde S, Okumura J.V, Silva D.G, Bonini-Domingos C.R. Hemoglobin D-Punjab: Origin, distribution and laboratory diagnosis. Rev Bras Hematol Hemoter. 2015;37:120-6.
- Worthington S, Lehmann H. The first observation of Hb D Punjab beta zero thalassaemia in an English family with 22 cases of unsuspected beta zero thalassaemia minor among its members. J Med Genet. 1985;22:377-81.
- Adekile A, Muah-AlI A, Akar N.A. Does elevated hemoglobin Fmodulate the phenotype in Hb SD-Los Angeles? Acta Haematol. 2010;123(3):135-9.26.
- Taghavi Basmanj M, Karimipoor M, Amirian A, Jafarinejad M, Katouzian L, Valaei A, Bayat F, Kordafshari A, Zeinali S. Co - inheritance of hemoglobin D and β - thalassemia traits in three families: clinical relevance. Arch Iran Med. 2011;14(1):61-3.27
- Pandey S, Ranjan R, Mishra R.M, Pandey S, Saxena R. Interaction of - α 3.7, ß Thalassemia Mutation IVS 1-5 and HbD Punjab in a Family: A Case Report. Indian J Clin Biochem. 2012 Jul;27(3):314-7. doi: 10.1007/s12291-012-0189-8. Epub 2012 Mar 24.
- Das S, Mashon R.S. Coinheritance of Hb D-Punjab and β - thalassemia: diagnosis and implications in prenatal diagnosis. Hemoglobin. 2015;39(2):138-40. doi: 10.3109/03630269.2015.1004335. Epub 2015 Feb 10.
- Belhoul K.M, Bakir M.L, Abdulrahman M. Misdiagnosis of Hb D-Punjab/β - thalassemia is a potential pitfall in hemoglobinopathy screening programs: a case report. Hemoglobin. 2013;37(2):119-23. doi: 10.3109/03630269.2013.769174. Epub 2013 Feb 20.
- Taghavi Basmanj M, Karimipoor M, Amirian A, Jafarinejad M, Katouzian L, Valaei A, Bayat F, Kordafshari A, Zeinali S. Co - inheritance of hemoglobin D and β - thalassemia traits in three Iranian families: clinical relevance. Arch Iran Med. 2011 Jan;14(1):61-3. doi: 011141/AIM.0014.
- Bouchán-Valencia P, Coeto-Barona G, Rosenfeld-Mann F, Trueba-Gómez R, Baptista-González H, Rivera-Echegoyén M, Rodríguez-Terán G, Martínez-Villegas O. Molecular identification of Hemoglobin D Punjab in cases detected in two families. Rev Med Inst Mex Seguro Soc. 2016 Nov-Dec; 54(6):793-800.