Серповидно-клеточная анемия: сальмонелла — новая ведущая причина бактериальных инфекций

Серповидно-клеточная анемия относится к группе генетических нарушений, влияющих на гемоглобин. Заболевание может быть опасно для жизни, но существуют способы справиться с симптомами. Эритроциты содержат гемоглобин, который доставляет кислород в ткани организма. При серповидно-клеточной анемии эритроциты имеют С-образную форму (как серп) и липкие. В результате эритроциты могут блокировать сосуды и не способны эффективно доставлять кислород, проявляясь различными симптомами.

Согласно Справочнику
Genetics Home, серповидно-клеточная анемия непропорционально поражает «людей, чьи предки происходят из Африки; средиземноморских стран, таких как Греция, Турция и Италия; Аравийского полуострова; Индии и испаноязычных регионов Южной Америки, Центральной Америки и некоторых частей Карибского бассейна».

Типы

Существует несколько различных типов серповидно-клеточной анемии. К основным типам относятся:

• HbSS
  — Серповидно-клеточная анемия (гомозиготность по аномальному HbS): человек наследует два гена, по одному от каждого родителя, отвечающих за серповидно-клеточную анемию. У него будет серповидно-клеточная анемия, которая является самым тяжелым типом серповидноклеточной анемии.
• HbSC – двойное гетерозиготное (компаунд-гетозиготное) носительство двух аномальных гемоглобинов HbS и HbC
  : человек наследует серповидно-клеточный ген от одного из родителей. От другого родителя наследуют ген, который приводит к другому типу аномального гемоглобина. Данное заболевание, как правило, менее серьезно.
• Серповидно-клеточная бета-талассемия HbS
  : человек наследует серповидно-клеточный ген от одного родителя и ген бета-талассемии, другого типа анемии, от другого родителя.
• Носительство признака серповидно-клеточной анемии
  : если у человека есть только один ген, у него не будет серповидно-клеточной анемии, но он может передать этот ген своим детям.

Серповидно-клеточная анемия может поражать любого, но чаще встречается у чернокожих людей. Серповидно-клеточная анемия более вероятна в районах, где распространена малярия. Тем не менее, пациенты с серповидно-клеточной анемией имеют более низкий риск некоторых тяжелых видов малярии.

Причины

Причины этого тяжкого недуга кроются в физико-химических свойствах (растворимость, эритрофоретическая подвижность) гемоглобина, но не того, который признан нормальным (HbA), способным обеспечивать дыхание и питание тканей. Все дело в аномальном гемоглобине HbS, который образовался в результате мутации и присутствует у больных данным заболеванием вместо нормального – HbA. Кстати, гемоглобин S стал первым описанным и расшифрованным красным кровяным пигментом из всех дефектных гемоглобинов (есть и другие аномальные Hb, например, C, G Сан-Хосе, которые, впрочем, не дают такое тяжелое течение патологии).

аномальное строение аминокислотной цепи гемоглобина S

Коль заболевание наследуется от родителей детям, то естественно было предположить, что причиной подобного дефекта является какой-то ген, возникший в ходе патологической мутации. (мутации генов происходят постоянно – как полезные, так и вредные). Изучение на генетическом уровне показало, что это действительно так. Аномалия нашла себе место в структурном гене бета-цепи, из-за него происходит подмена в 6-ой аминокислоте одного основания на другое (аденин на тимин). Однако, чтобы читателю было легче разобраться, есть необходимость очень коротко объяснить некоторые термины, употребляемые генетиками, иначе причины появления такой тяжелой патологии так и останутся непонятными. Таким образом, последовательность аминокислот в белке (а гемоглобин, как известно, белок) кодируют 3 нуклеотида, которые контролируются определенными генами и называются кодирующими тринуклеотидами, кодонами или триплетами.

В данном случае получается, что:

• Не тронутый мутацией ген (триплет у людей здоровых – ГАГ), обеспечивает формирование нормального гемоглобина (HbA);
• У больных, в результате точечной мутации, появления патологического гена серповидноклеточной анемии происходит замена аденина на тимин и кодирующим тринуклеотидом является уже ГТГ.

По причине подобных изменений на генетическом уровне возникает такое нехорошее следствие, как:

1. Замещение отрицательно заряженной глютаминовой кислоты на нейтральный валин;
2. Изменение заряда молекулы HbS, а, стало быть, физико-химических свойств гемоглобина.

наследование серповидноклеточной анемии (по аутосомно-рецессивному типу с неполным доминированием)

Серповидноклеточная анемия — симптомы

Если клетки организма не получают достаточного количества кислорода, развиваются различные симптомы и осложнения. Это может произойти в любом возрасте, и симптомы будут различаться у разных людей. Серповидные клетки разрушаются легче, чем здоровые эритроциты. Это может привести к снижению уровня красных кровяных телец (эритроцитов), известному как анемия.

Ранние симптомы могут включать:

• желтуха, или пожелтение кожи и белков глаз
• усталость
• боль и отеки в руках и ногах

Дальнейшие симптомы и осложнения могут включать:

• эпизоды боли
• отеки в руках и ногах
• острый грудной синдром
• потеря зрения
• увеличенная селезенка
• язвы ног
• инсульт
• тромбоз глубоких вен
• повреждение печени, сердца или почек
• желчнокаменная недостаточность (у молодых людей)
• бесплодие (у мужчин)
• легочная гипертензия, которая представляет собой высокое кровяное давление в кровеносных сосудах, питающих легкие
• сердечная недостаточность
• повреждение костей и суставов, которое возникает из-за низкого кровоснабжения
• высокий риск инфекций, которые могут иметь тяжелые симптомы
• лихорадка

Основные симптомы и осложнения серповидно-клеточной анемии:

• Боль
  : во время болевого эпизода серповидные клетки закупоривают и препятствуют притоку крови к какой-либо части организма. Боль может варьироваться от легкой до сильной и может длиться в течение любого периода времени.
• Инфекции
  : люди с серповидно-клеточной анемией могут иметь высокий риск тяжелого течения COVID-19, независимо от возраста.
• Грудной синдром
  — включает боль в груди, кашель, лихорадку и затрудненное дыхание.
• Увеличенная селезенка
  : отмечается слабость, побледнение губ, учащенное дыхание и сердцебиение, жажда и боль в животе.

При появлении любого из перечисленных выше симптомов человек нуждается в неотложной медицинской помощи.

У младенцев

Поскольку человек наследует заболевание, симптомы серповидно-клеточной анемии наблюдаются еще до рождения. Обычный анализ крови при рождении покажет, присутствует ли это состояние. В тяжелых случаях у ребенка может развиться апластический криз, при котором костный мозг перестает вырабатывать эритроциты, что приводит к тяжелой анемии. Ребенок может иметь увеличенную селезенку. Симптомы включают плохой аппетит и вялость.

Клинический анализ крови

Подозревая абсолютно любые заболевания крови, врачи направляют пациентов, на клинический (общий) анализ крови.

Он помогает определить в нормальном ли состоянии органы, а также дает информацию об правильном кроветворении, и присутствии инфекционного заражения. Для такого вида анализа подходит как кровь из пальца, так и из вены.

При заборе крови из пальца, с подозрением на серповидноклеточную анемию, его перематывают жгутом, создавая условия нехватки кислорода. Это провоцирует большой приток красных серповидных телец к пальцу, что помогает легче поставить диагноз.

Отклонения, происходящие в крови, при СКА, отображены в таблице ниже (Табл.1):

Табл.1

Биохимия крови

Такой вид исследования крови помогает более обширно определить состояние организма, дает показатели почти по всем органам организма, и по количественному и качественному состоянию крови.

В биохимии также существуют нормальные показатели, отклонение от которых указывает на ту или иную патологию.

Исследование биохимии при СКА приведен ниже (Табл.2):

Табл.2

Серповидноклеточная анемия — диагностика

Скрининг новорожденных включает в себя простой анализ крови для выявления серповидно-клеточной анемии и носительства признака серповидно-клеточной анемии. Если анализы покажут, что у ребенка серповидно-клеточная анемия, врачи будут следить за ним в течение долгого времени. Анализы также доступны до родов, начиная с 8-10 недель беременности.

Если человек с наличием в семейном анамнезе серповидно-клеточной анемии планирует иметь детей, то может обратиться к генетическому консультанту и пройти генетическое тестирование, чтобы выяснить, имеется ли вероятность того, что его дети будут иметь это заболевание.

Серповидная анемия: диагностирование и лечение

Диагностировать и лечить серповидноклеточную патологию может только врач-гематолог. Диагноз не ставят только на основании внешней симптоматики, нужно собрать подробный семейный анамнез, уточнить время и обстоятельства, при которых признаки патологии проявились в первый раз. Но подтвердить диагноз можно только посредством специфических обследований:

Серповидноклеточная анемия в одной из популяций определяется по:

• Традиционному анализу крови.
• Биохимии крови.
• Результатам УЗИ, рентгенографии.

Эффективных средств лечения, дающих возможность полноценного избавления от этой болезни – не существует. Помочь больному можно только путем предотвращения увеличения количества видоизмененных эритроцитов. Кром того, нужно вовремя купировать внешние признаки болезни.

Принципиальное лечение этой анемии состоит из:

• Здорового образа жизни.
• Лекарств, повышающих показатели белка-гемоглобина и увеличивающих число недеформированных эритроцитов.
• Кислородотерапии.
• Купирования локальных болей.
• Устранения профицита железа.
• Профилактики вирусных инвазий.

Метод, позволяющий установить процентную вероятность наследования патологии – это ПЦР. Исследуется родительский генетический материал и выявляются мутировавшие участки генома. Результатом считается и их наличие/отсутствие, и определение типа и формы заболевания при его наличии – гомозиготная/гетерозиготная анемия.

Серповидноклеточная анемия — лечение

Медикаментозное лечение

Следующие препараты могут снизить риск осложнений:

• Гидроксимочевина
  (Гидреа): помогает обеспечить снабжение организма кислородом. Его небезопасно использовать во время беременности. Исследования не доказали преимущества этого препарата у детей младше 9 месяцев.
• L-глютамин пероральный порошок
  (Эндари): помогает уменьшить количество серповидных клеток и подходит с 5-летнего возраста.
• Вокселомотор
  (Оксбрита): повышает уровень здорового гемоглобина. Подходит с 12-летнего возраста.
• Кризанлизумаб-tmca
  (crizanlizumab-tmca): уменьшает боль, предотвращая прикрепление клеток крови к кровеносным сосудам. Подходит с 16-летнего возраста.

Профилактика инфекций

Врачи рекомендуют взрослым и детям принимать меры предосторожности, чтобы снизить риск инфицирования. К ним относятся:

• регулярное мытье рук
• держаться подальше от рептилий, таких как черепахи, так как они могут переносить сальмонеллу
• получать прививки от гриппа, пневмококковой инфекции и менингококковой инфекции

Врач может назначить пенициллин или другой антибиотик детям в возрасте до 5 лет.

Переливание крови и трансплантация стволовых клеток

Людям с тяжелыми симптомами может потребоваться переливание крови или пересадка стволовых клеток. Переливание крови может быть необходимо, если у пациента тяжелая анемия, увеличенная селезенка, инфекции или другие осложнения.

Трансплантация стволовых клеток с использованием клеток от здорового донора может вылечить серповидно-клеточную анемию, но может быть рискованно. Кроме того, стволовые клетки должны быть точно подобраны.

Что такое эритроциты и гемоглобин?

Формируются цепи глобина на генетическом уровне, и под контролем генов разных хромосом.

За перемещение по организму клеток кислорода, с доставлением их в органы отвечают красные тельца крови называемые эритроциты.

Они имеют диска и небольшие размеры (7,5-8,3 мкм), эритроцит имеет увеличенную толщину по краям и впалость в центре.

За счет такой формы, он может проходить даже через самые тонкие капилляры, размер прохода которых в два-три раза меньше диаметра красной клетки.

Пространство, находящееся внутри эритроцита, практически полностью наполнено гемоглобином. Который в свою очередь состоит из глобина (белка) и гема (элемента, содержащего железо).

В каждом отдельном эритроците концентрируется около 30 пг гемоглобина.

В результате соединения аминокислот (составляющих белка) формируются альфа и бета цепи белка глобина, по две каждой (а1 и а2 + b1 и b2).

Помимо формирования белковых цепей альфа и бета, в красных клетках могут формироваться и иные глобиновые цепи (сигма, гамма и дельта видов).

Комбинирование этих видов в цепях приводит к формированию разных видов гемоглобина, присущих для неких стадий развития человека.

Другие виды белковых цепочек могут быть:

• HbA. Форма нормального гемоглобина, составляет у взрослых больше 90%, и составляет две альфа и две бета белковые цепочки;
• HbA Меньшинство гемоглобинов, составляющее до 2% от всего количества гемоглобина человека. Содержит две альфа и две сигма белковых цепочек;
• HbF. Также называется фетальным гемоглобином, и содержит две альфа и две гамма цепи, и преимущественно содержится во время развития плода внутри утробы. Показатели этого белка в крови взрослого не поднимаются более 1,5%;
• HbU. Именуемый эмбриональным гемоглобином, формирующийся внутри красных клеток после 2 недель с момента зачатия плода и в полной мере заменяется HbF, после старта формирования крови в печени.

Образ жизни

Многие люди с серповидно-клеточной анемией могут жить полноценной и активной жизнью, особенно если принимают меры для уменьшения последствий данного состояния. Меры образа жизни, которые могут помочь, включают:

• регулярные медицинские осмотры
• выпивать от 8 до 10 стаканов воды в день
• не переохлаждаться и не перегреваться, так как это может спровоцировать кризис
• заниматься физической активностью, но и получать достаточный отдых
• соблюдение здоровой диеты.

Научная статья по теме: Генная терапия поможет вылечить серповидноклеточную анемию.