血色病
(一)發(fā)病原因
自1865年Trousseau首先報道一例血色病后,過去認為本病是由于飲酒過多或飲食等外界原因而引起的。以后經(jīng)過檢測HLA類型,并經(jīng)統(tǒng)計學處理證明本病的發(fā)生是與第6號染色體上短臂HLAⅠ類復合物緊密相關(guān)。主要是HLA-A3-B14,HLA-A3-B7,其頻率比正常人明顯為多,1989年發(fā)現(xiàn)HLA-A2及A11是第二個常見等位基因,也有報道HLA-A1-B3及HLA-A3-B15異?;?,經(jīng)家系調(diào)查及HLA類型調(diào)查證明是常染色體隱性遺傳性疾病。
在同一家族中與HLA的h(血色病)等位基因及HLA-H位點抗原相互傳遞,而形成純合子或雜合子。有任何一個異常h的單倍型(Hh)為雜合子;沒有異常單倍型,有二個正常單倍型(HH)者為正常。按孟德爾常染色體隱性遺傳模式遺傳。
近年來,由于人類全部染色體圖形已弄清。很多學者對第6號染色體短臂用小衛(wèi)星DNA標志測序,Southern印跡,家系分析等,結(jié)果發(fā)現(xiàn)血色病基因與D6S105很近(Jazwinska等,1993)。D6S105離HLA-A遺傳距離約2cm(Centi Morgan,厘摩根),與血色病高度相關(guān)。1996年Feder等通過基因測序、晶體蛋白分析證實本病是由于HPE基因突變,最常見的是在第845個核苷G→A使第282個氨基酸部位的胱氨酸→酪氨酸即845A(或C282Y,C代表胱氨酸,Y代表酪氨酸);另一常見的突變是第187個核苷C→G第63個部位的氨基酸組氨酸→天冬氨酸即187G;H63D(H代表組氨酸,D代表天冬氨酸),第三個HFE基因突變是193T(S65C)第65個部位絲氨酸S→胱氨酸C等,其他尚有少數(shù)HFE突變基因特殊類型的報道。
在世界上已證明C282Y是本病的主要基因突變類型,先證者純合子中約占80%~90%(在英國約90%,北美為83%),在非C282Y基因突變中的21%~43%為H63DC282Y/H63D復合,占7%。Mura等曾檢測先證者711例中C282Y占86.8%,H63D占75%;也有報道S65C占7.8%,后者大多為輕型患者。
(二)發(fā)病機制
HHC的發(fā)病機制還不明確,研究較多的是HFE相關(guān)HHC。HFE相關(guān)HHC的病理生理機制包括:HHC的基因缺陷;血漿鐵離子增加;鐵離子導致組織損害。
1.遺傳因素 目前已發(fā)現(xiàn)的HHC致病基因有4種,研究較多的是HFE基因;美國83%的經(jīng)典HHC病例與HFE蛋白282位的半胱氨酸→酪氨酸替換(C282Y)相關(guān)(G→A)。該突變在北歐血統(tǒng)人群中可發(fā)現(xiàn)于85%~100%的HHC患者,但在地中海人群(如意大利南部)中卻僅發(fā)現(xiàn)于60%的患者。在63位有第二個突變,組氨酸→天冬氨酸(H63D),但這似乎不會造成鐵負荷過多,除非是雜合H63D和雜合C282Y的個體(復合雜合性)。少見的突變是在65位的突變,半胱氨酸→絲氨酸(S65C);與H63D或者C282Y形成的雜合子少見,并且有爭論。青少年HHC由hemojuvelin、HAMP基因所致;TfR2-相關(guān)HHC由TfR2所致。
2.鐵含量增加 體內(nèi)鐵分為功能狀態(tài)鐵和儲存鐵:功能狀態(tài)鐵包括血紅蛋白鐵(超過體內(nèi)鐵的2/3)、肌紅蛋白鐵(10%~15%的鐵)、轉(zhuǎn)鐵蛋白(3~4mg)、酶和輔助因子等;儲存鐵包括鐵蛋白和含鐵血黃素。鐵的代謝平衡主要靠十二指腸對鐵的吸收來調(diào)節(jié)。通常每天食物中含有鐵10~15mg,小腸黏膜鐵的吸收與丟失維持平衡;在平衡狀態(tài),每天吸收和丟失1~2mg;HHC患者腸黏膜的鐵吸收的數(shù)量達3~6mg/天或更多,而機體不能利用或者排除過多的鐵,超過機體的需要量;正常人體內(nèi)鐵量為3~5g;HHC體內(nèi)鐵總量一般超過15~40g,最高可達50g以上,HHC多吸收鐵lg/年,因此需要30年以上來集聚20~40g鐵。隨著年齡的增加,鐵沉積增多,血漿鐵濃度增加,其后肝臟鐵濃度增加,組織損傷、最終引起器官損傷。
致病基因?qū)е妈F負荷過多的機制目前還不完全清楚(見表1)。鐵沉積過多導致組織損害的機制有以下幾點:
(1)鐵原子可破壞細胞溶酶體膜的穩(wěn)定性,使其中的水解酶進入胞漿而導致細胞破壞(滿載鐵的溶酶體破裂)。
(2)細胞內(nèi)過量的鐵原子可自動氧化而形成過多的脂溶性鐵氧化合物,它可使高活性的氧自由基及脂質(zhì)過氧化增多,后兩種物質(zhì)可破壞線粒體、微粒體和細胞膜、蛋白、DNA等,引起細胞損傷、死亡。
(3)鐵原子可直接刺激組織細胞間膠原纖維的合成,從而導致器官纖維化,激活的星形細胞刺激膠原合成。
HHC是否發(fā)病還受月經(jīng)、妊娠、獻血、消化道出血、酒精等的影響。較為重要的是飲食習慣與酗酒。長期進含鐵量豐富飲食、酗酒及以肉食為主的人群,HC發(fā)生率明顯高于低鐵飲食與素食的人群。
3.鐵沉積導致組織損害 HHC特點是過多的鐵(鐵蛋白、含鐵血黃索)沉積在許多臟器的實質(zhì)細胞,尤其是在肝臟、心臟、內(nèi)分泌腺體;胰腺、胃腸道、脾臟、肺、關(guān)節(jié)及血管壁等處均有不同程度的鐵質(zhì)沉著。
肝臟:通常是最先受累的器官,最主要的病理變化是肝纖維化、肝硬化。肝臟是鐵沉積最多、最常見的器官;鐵通常分布于門靜脈周圍肝細胞,很少分布于枯否氏細胞;病人肝含鐵量增高時鐵呈現(xiàn)泛小葉分布。早期可腫大,外觀呈褐紅色,鐵沉積于門靜脈周圍的肝細胞、小膽管上皮細胞、枯否氏細胞及匯管區(qū)內(nèi)均可見大量鐵質(zhì)和色素沉著,部分肝細胞壞死、肝竇閉塞;在疾病的后期隨著鐵負荷的增加,盡管沒有明顯的壞死性炎癥反應,也會從纖維化發(fā)展到肝硬化(大結(jié)節(jié)性、大小結(jié)節(jié)混合性)。
胰腺外觀色澤可與肝臟相似。胰小島及胰腺腺泡細胞內(nèi)均有大量含鐵血黃素沉著,細胞有萎縮,有的胰管閉塞,數(shù)量減少,而纖維組織增生,使胰腺質(zhì)地變硬。
肌纖維細胞內(nèi)常見明顯的含鐵血黃素沉著,冠狀動脈血管壁也可有含鐵血黃素沉積。心肌纖維量減少、變性,可出現(xiàn)灶性壞死。心臟明顯肥大,冠狀動脈硬化并不少見。
皮膚之含鐵血黃素和黑色素主要沉積在真皮層、基底細胞和汗腺內(nèi)。表皮毛囊及皮脂腺均有不同程度的萎縮與破壞,皮下脂肪數(shù)量減少,毛發(fā)脫落且不能再生。
在內(nèi)分泌腺中的程度較輕:皮膚的表皮變薄,基底層細胞中黑色素增加:關(guān)節(jié)滑膜襯里細胞周圍可見鐵沉積。
以輸血或鐵制劑的方式通過胃腸外給予鐵劑,主要導致網(wǎng)狀內(nèi)皮細胞的鐵負荷過重,這種方式導致的組織損傷似乎輕于實質(zhì)細胞中的鐵沉積。