生物化学病例教学法镰刀型红细胞贫血
镰刀细胞型贫血ppt课件
前列腺素或其他递质的合成而起作用， 由于白细胞活动及溶酶体酶释放被抑制， 使组织局部的痛觉冲动减少，痛觉受体 的敏感性降低。 • 返回
• 红细胞计数（RCB）正常值：
• 男：4.0～5.5 ×10的12次方/L(400万-550 万个/mm3)。
• 女：3.5～5.0 ×10的12次方/L(350万-500 万个/mm3)。
• 为什么患者的红细胞会变成镰刀状？
• 谷氨酸为带负电荷的极性亲水氨基酸， 而缬氨酸为不带电荷的非极性疏水氨基 酸，这种位于血红蛋白表面的氨基酸的 电荷改变，可使血红蛋白的溶解度大大 降低，当氧分压低时(如血液流至毛细血 管处)，HbS会形成棒状凝胶结构，使红 细胞扭曲成镰刀状。
• 患者产生症状（贫血疼痛）的病理生理 学基础是什么？
血红蛋白α链， α螺旋结构。
三级结构 四级结构
• 维持血红蛋白四级结构主要是 疏水键，氢键，离子键，范德 华力还有亚基间的二硫键也参 与维持四级结构。
• 分子基础：β链基因的一个碱基对GAG(A)变为 GTG(A)，致使血红蛋白的β链N端第6位的谷氨 酸被缬氨酸取代形成HbS。 检测方法：限制性内切酶法、寡核苷酸探针分子 杂交法、斑点杂交法和PCR技术。高效液相色 谱法。
• 新生儿：6.0~7.0 ×10的12次方/L(600万700万个/mm3)。
• 白细胞计数（WBC）正常值：
成人：4～10 ×10的9次方/L(400010000/mm3)。
新生儿：15～20 ×10的9次方/L(1500020000/mm3)。
• 贫血的主要特征，这是由于单位容积血 液内红细胞和血红蛋白含量减少，使皮 肤、黏膜颜色变淡，另外，也于与贫血 时机体通过神经体液调节进行有效血容 量重新分布，相对次要器官如皮肤、黏 膜则供血减少所致。此外，由于神经系 统及肌肉缺氧，常出现疲倦、乏力。
《镰刀细胞型贫血》课件
基因治疗与干细胞移植
基因治疗
通过基因工程技术将正常基因导 入患者体内，以替代或修复缺陷
基因，从根本上治疗疾病。
干细胞移植
通过移植正常干细胞来替代患者体 内的异常细胞，以达到治疗目的。
治疗效果
基因治疗和干细胞移植是目前治疗 镰刀细胞型贫血最有前景的方法， 但仍胞型贫血的病例分享
主要包括贫血、黄疸、脾肿大、骨痛 和发育障碍等。根据病情轻重，可分 为轻度、中度、重度三种类型。
诊断
通过血液检查发现镰状细胞贫血特征 ，如红细胞镰变、贫血和脾肿大等。 基因检测可确诊并分型。
02
镰刀细胞型贫血的遗传学基 础
基因突变与遗传方式
基因突变
是指基因序列的突然、可遗传的变异现象。
遗传方式
镰刀细胞型贫血是一种常染色体隐性遗传病，这意味着患者从父母双方各继承一 个异常基因。
优化基因治疗方案
针对不同患者的基因突变情况，制定个性化的治疗方案，提高治疗效果。
预防策略的制定与实践
要点一
预防策略的制定
制定针对镰刀细胞型贫血的预防策略，降低疾病的发生率 。
要点二
提高公众意识
加强公众对镰刀细胞型贫血的认识，提高预防意识和自我 保护能力。
THANKS
靶向治疗药物
针对特定基因突变的药物 ，如Givosiran和 Voxelotor等，正在研发 中。
输血治疗
输血目的
输血可以改善镰状细胞引 起的缺氧和贫血症状，提 高生活质量。
输血原则
输血应遵循个体化原则， 根据患者的病情和年龄等 因素制定输血方案。
输血风险
输血可能带来一些风险， 如过敏反应、感染等，应 严格控制输血适应症。
病例一：临床表现与诊断
生物化学案例
答：克-雅病是蛋白质构象变化引起的疾病，造成治病的病毒为朊病毒，它是一类只有蛋白质无核酸的病体，正常PrPc富含a-螺旋在未知蛋白的作用下变成β-折叠的PrPsc，对蛋白酶不敏感，水溶性低热稳定性增高，形成淀粉样沉淀（此病在死后才能确诊）
三、有机酸试剂对酶的不可逆抑制
案例分析患者：女性，45岁，已婚，汉族，农民。自服“敌百虫”（有机磷农药）约100mL。表现：头晕、恶心、呕吐。神志不清、刺激反应差。体格检查：体温37.1度，脉搏85次/分，呼吸30次/分，血压115/65mmHg，，神智模糊，急性病容，光敏，唇无发绀，呼吸急促，口吐白沫，双肺湿性罗音，腹平软。治疗方法：催吐洗胃，硫酸镁导泻，阿托品和解磷定静注。
十一、自毁容貌综合症—嘌呤核苷酸的补救合成
答：所需关键酶：HGPRT（次黄嘌呤—鸟嘌呤磷酸核糖转移酶）由于SEUE缺陷而缺乏的患者，是一种遗传代谢病。患儿发作性的用牙齿咬伤自己的指尖和口唇，或将自己的脚插入车轮的辐条之间，患儿知觉正常，一边疼痛一边悲叫，一边继续自残行为。HGPRT缺陷使次黄嘌呤，鸟嘌呤转化受阻，在体内堆积特别是在神经系统中的堆积，进而发病，
答：糖尿病：Ⅰ。胰岛素分泌不足：胰岛BC破坏严重，多见青少年，不伴随肥胖10%
Ⅱ、胰岛素分泌正常，主要是受体缺陷导致靶C对受体抵抗造成。
G不能产生大量ATP，因善饥而多食故体征肥胖90%
十七、案例分析：患者，男性45岁，因腹痛，腹胀。发热4天就诊。体检：体温39℃，皮肤巩膜明显黄染。实验室检查：血清总胆红素780umol/L，未结合胆红素5.1umol/L，粪便呈灰白色，尿液颜色深黄，粪胆素原和尿胆素原均阴性，血常规检查除白细胞升高外，其余均正常。初步诊断：胆总管阻塞
答：1、组织黄染，组红素是金黄色物质，含量过高，可扩散入T器官黄染。
国开电大医学生物化学形考任务三参考答案
C.细胞膜
D.核蛋白体
E.细胞核
【答案】：细胞核
题目6.DNA复制时，子链DNA合成方式是（）
A.两条链均为3'到5'方向合成
B.两条链均为5'到3'方向合成
C.两条链均为不对称转录合成
D.两条链均为不连续合成
E.一条链5'到3'方向，另一条链3'到5'方向合成
【答案】：氨基残基侧链的修饰
题目13.翻译的产物是（）
A.一个启动序列和数个调节基因
B.蛋白质
C. rRNA
D. tRNA
E.数个启动序列
【答案】：蛋白质
题目14.关于密码子，正确的叙述是（）
A.三个相邻核苷酸决定一种密码子
B.有三种起始密码子
C.有一种终止密码子
D.密码子的阅读方向为3'到5'
E.一种氨基酸只有一种密码子
B.核酸酶参与终止
C.在DNA模板上终止部位有特殊碱基序列
D. d因子识别DNA上的终止信号
E. e因子识别DNA的终止信号
【答案】：在DNA模板上终止部位有特殊碱基序列
题目10.比较RNA转录和复制，正确的是（）
A.合成产物均需剪接加工
B.与模板链的碱基配对均为G-A
C.都在细胞内进行
D.原料都是dNTP
题目1.合成DNA的原料是（）
A. dNMP
B. NTP
C. NMP
D. dNTP
E. dNDP
【答案】：dNTP
题目2.镰刀型红细胞性贫血其β链有关的突变是（）
A.断裂
B.插入
C.缺失
D.点突变
E.以上都不对
生物化学病例教学法镰刀型红细胞贫血
镰刀型红细胞贫血2011-1-4 21:15:42病例：一位15岁的美籍非洲妇女到急诊室就诊，主诉双侧大腿和臀部疼痛一天，并且不断加重，服用布洛芬不能解除其疼痛症状。
患者否认最近有外伤和剧烈运动史。
但她最近感觉疲劳和小便时尿道经常有灼烧感。
患者既往有症状，有时需要住院。
检查发现，体温正常，没有急性疼痛。
其家族其他成员没有类似的表现。
患者结膜和口腔稍微苍白，双侧大腿外观正常，但有非特异性的大腿前部疼痛，其他体征正常。
患者的白细胞计数升高，为17,000/mm3，而其血红蛋白含量低，为71/L。
尿液分析显示有大量的白细胞。
•15岁的美籍非洲妇女•双侧大腿和臀部疼痛一天•布洛芬不能解除其疼痛症状•感觉疲劳和小便时尿道经常有灼烧感•结膜和口腔稍微苍白，双侧大腿外观正常，但有非特异性的大腿前部疼痛，其他体征正常•白细胞计数升高，为17,000/mm3，而其血红蛋白含量低，为71/L。
尿液分析显示有大量的白细胞•初步诊断：镰刀细胞性贫血分析：是一种常染色体隐性等位基因出现突变的遗传病。
患病者的血液红细胞表现为镰刀状，其携带氧的功能只有正常红细胞的一半。
，不能产生正常血红蛋白的遗传疾病。
它在非洲和美洲黑人中甚为普遍。
这种疾病名称的由来是由于患者的血红细胞变成镰刀形及出现贫血现象。
1.蛋白质一级结构是空间构象的基础2.重要蛋白质的氨基酸序列改变即可引起疾病正常人的血红蛋白β亚基的第6位氨基酸是谷氨酸，而镰刀形贫血患者的血红蛋白中，谷氨酸变成了缬氨酸即酸性氨基酸被中性氨基酸替代，仅此一个氨基酸之差，原是水溶性的血红蛋白，就聚集成丝，相互黏着，导致红细胞变形成镰刀状而极易破碎，产生贫血。
分子基础：单碱基替代，缺失、插入。
血红蛋白中一个谷氨酸被缬氨酸替代，导致血红蛋白在低氧条件下发生折叠，红细胞形态发生改变成镰刀型。
症状：1.劳累、有贫血、黄疸和肝、脾大2.心、肺功能常受损，可发生充血性心力衰竭。
3. 渗尿血尿、多尿4.下肢皮肤慢性溃疡是常见的体征。
镰刀型细胞贫血症及其发病机理
镰刀型细胞贫血症及其发病机理人类的贫血症是由于身体无法制造足够的血红蛋白造成的，人类的贫血症有许多种。
其中，镰刀型细胞贫血症属于分子病，是指基因突变使蛋白质的分子结构或合成的量异常直接引起机体功能障碍的一类疾病。
人类几种常见贫血症镰刀型细胞贫血症是一类遗传性疾病，由于异常血红蛋白S（HbS）所致的血液病，因红细胞呈镰刀状而得名。
该病属于常染色体显性遗传性疾病，是1949年世界上最早发现的第一个分子病，由此开创了疾病分子生物学。
该病主要见于非洲黑种人，最初见于非洲恶性疟疾流行区的黑种人中。
HbS杂合子对恶性疟疾具有保护性，单核吞噬系统将镰状细胞连同疟原虫一起清除，疟疾不治自愈，使HbS杂合子患者得以生存。
人教版教材人教版教材认为，正常的GAG突变为GTG（A→T）；但浙科版教材认为，正常的GAA突变为GTA（A→T）。
查找一些资料两种情况都有，其中，大多数情况是支持前者，但也有的资料同时说明了两种方式的存在。
另外，除了异常血红蛋白S（HbS），即第6位氨基酸由正常的谷氨酸变成了缬氨酸，形成HbS，还有一种是异常血红蛋白C（HbC），即第6位氨基酸由正常的谷氨酸变成了赖氨酸，形成HbC。
如下所示：发病机理：正常成人血红蛋白是由两条α链和两条β链相互结合成的四聚体，α链和β链分别由141和146个氨基酸顺序连接构成。
镰状细胞贫血的发生是由于β珠蛋白基因的第6位密码子由正常的GAG突变为GTG（A→T），使其编码的β珠蛋白N端第6位氨基酸由正常的谷氨酸变成了缬氨酸，形成HbS。
镰状细胞贫血患者因β链第6位上的谷氨酸被缬氨酸替代形成HbS，HbS在脱氧状态下相互聚集，形成多聚体。
这种多聚体由于其HbS的β链与邻近的β链通过疏水键连接而非常稳定，水溶性较氧合HbS低5倍以上。
纤维状多聚体排列方向与细胞膜平行，并与细胞膜紧密接触，故当有足够的多聚体形成时，红细胞即由正常的双凹形盘状变为镰刀形，此过程称为“镰变”。
镰刀形红细胞贫血的生化机制
镰刀形红细胞贫血的生化机制镰刀形红细胞贫血，听起来有点吓人，其实它就是咱们的红血球变得像镰刀一样，真是让人哭笑不得。
想象一下，正常的红细胞就像一个个小圆饼，轻轻松松地在血液中畅游，带着氧气去喂养全身的细胞。
但这镰刀形的家伙，哎呀，完全变了个样，变得硬邦邦，样子就像个不怎么好吃的弯曲面条。
它们一旦进入血管，就会跟正常的细胞打架，造成血液流动不畅，真是麻烦透顶。
为什么会发生这样的事情呢？其实啊，镰刀形红细胞贫血跟遗传有很大关系。
像个顽皮的小孩，咱们的基因就会传递一些不太靠谱的指令，导致红细胞在制造的时候出错。
换句话说，就是我们身体里的“工厂”出了问题。
那些工厂原本应该造出圆圆的细胞，却偏偏做出了这种难看的镰刀形，简直是给我们身体制造了不少困扰。
要知道，这种贫血可不是闹着玩的，常常让人感到疲惫不堪，甚至出现疼痛，仿佛身上背着个大石头一样，动都动不了。
更有意思的是，这种病在某些地方尤其常见，像非洲、地中海地区，简直是个“流行病”。
许多家长常常无奈地看着孩子，心里想着：哎，怎么就偏偏撞上了这样的运气呢？再加上，镰刀形红细胞在一些特定的情况下，比如缺氧或者脱水，表现得特别“活跃”，像是在血管里搞事情，惹得周围的细胞也跟着慌张。
就像是在一场热闹的舞会上，有人忽然跌倒，大家都跟着乱了阵脚，场面一度失控。
生活中，这种贫血可不是小事，真的是影响了一大堆事情。
咱们常常听到有人说，身体是革命的本钱，这话可真不假。
镰刀形红细胞贫血让很多人无法正常生活，工作、学习都受到影响，心情也跟着跌到了谷底。
有人可能会觉得这只是小病，实则不然，长时间的贫血，身体的各个器官都可能受到影响，真是捡了芝麻，丢了西瓜。
在治疗上，医生通常会采取一些手段来改善病情。
有些人需要定期输血，给身体补充正常的红细胞，像给植物浇水一样，才能让它们恢复活力。
还得服用一些药物来促进红细胞的生成，真的是无微不至，生怕出一点岔子。
再加上，饮食上也要讲究，富含叶酸和铁的食物绝对是我们的好朋友，像菠菜、红肉，都是补血的好帮手。
红细胞镰刀型贫血课件
THANK YOU
SUCCESS
2019/9/12
1.镰状红细胞贫血患者的细胞 学特征
由于珠蛋白的β基因发生单一碱基突变,正常β基因的第6位密 码子为GAG,编码谷氨酸,突变后为GTG,编码缬氨酸,使成为HbS. 这个疏水氨基酸正好适合另一血红蛋白分子β链EF角上的“口 袋”，这使两条血红蛋白链互相“锁”在一起，在脱氧状态下 聚集成多聚体,因形成的多聚体排列方向与膜平行,与细胞膜的 接触又非常紧密,所以当多聚体达到一定量时, 形成一个不溶 的长柱形螺旋纤维束，细胞膜便由正常的双凹圆盘状变成镰刀 形.该细胞僵硬,变形性差,易破而溶血。
患者呈现明显的贫血症状（红细胞缺乏）、严重感染以及 重要器官损伤。
诊断：镰状红细胞贫血。
正常生理指标： 1.血红蛋白: 男：120--160g/L 女：110--150g/L 2.白细胞数:4—10*10^9/L
镰刀形红细胞贫血症
左为正常红细胞;右为镰刀形红细胞
镰刀形红细胞贫血症（Sickle Cell Anemia）是一种常染色 体隐性基因遗传病。患病者的 血液红细胞表现为镰刀状，其 携带氧的功能只有正常红细胞 的一半。现在医生可以用 regular blood transfusion 避开伤害患者的大脑来阻止这 类疾病的发病，但是，迄今为 止还没有能真正治愈的药物。
3 一氧化氮或可减轻镰刀形红细胞贫血症患者痛感
吸入一氧化氮（NO）气体，也许能减轻镰刀形红细胞 贫血症患者的痛感。这是美国科学家最新研究成果， 但仍需进一步人体临床试验。
谢谢观看。
THANK YOU
SUCCESS
2019/9/12
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
3.HbS结构的变化对其功能的影响
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
镰刀型红细胞贫血
2011-1-4 21:15:42
病例：一位15岁的美籍非洲妇女到急诊室就诊，主诉双侧大腿和臀部疼痛一天，并且不断加重，服用布洛芬不能解除其疼痛症状。
患者否认最近有外伤和剧烈运动史。
但她最近感觉疲劳和小便时尿道经常有灼烧感。
患者既往有症状，有时需要住院。
检查发现，体温正常，没有急性疼痛。
其家族其他成员没有类似的表现。
患者结膜和口腔稍微苍白，双侧大腿外观正常，但有非特异性的大腿前部疼痛，其他体征正常。
患者的白细胞计数升高，为17,000/mm3，而其血红蛋白含量低，为71/L。
尿液分析显示有大量的白细胞。
•15岁的美籍非洲妇女
•双侧大腿和臀部疼痛一天
•布洛芬不能解除其疼痛症状
•感觉疲劳和小便时尿道经常有灼烧感
•结膜和口腔稍微苍白，双侧大腿外观正常，但有非特异性的大腿前部疼痛，其他体征正常
•白细胞计数升高，为17,000/mm3，而其血红蛋白含量低，为71/L。
尿液分析显示有大量的白细胞•初步诊断：镰刀细胞性贫血
分析：是一种常染色体隐性等位基因出现突变的遗传病。
患病者的血液红细胞表现为镰刀状，其携带氧的功能只有正常红细胞的一半。
，不能产生正常血红蛋白的遗传疾病。
它在非洲和美洲黑人中甚为普遍。
这种疾病名称的由来是由于患者的血红细胞变成镰刀形及出现贫血现象。
1.蛋白质一级结构是空间构象的基础
2.重要蛋白质的氨基酸序列改变即可引起疾病
正常人的血红蛋白β亚基的第6位氨基酸是谷氨酸，而镰刀形贫血患者的血红蛋白中，谷氨酸变成了缬氨酸即酸性氨基酸被中性氨基酸替代，仅此一个氨基酸之差，原是水溶性的血红蛋白，就聚集成丝，相互黏着，导致红细胞变形成镰刀状而极易破碎，产生贫血。
分子基础：单碱基替代，缺失、插入。
血红蛋白中一个谷氨酸被缬氨酸替代，导致血红蛋白在低氧条件下发生折叠，红细胞形态发生改变成镰刀型。
症状：
1.劳累、有贫血、黄疸和肝、脾大
2.心、肺功能常受损，可发生充血性心力衰竭。
3. 渗尿血尿、多尿
4.下肢皮肤慢性溃疡是常见的体征。
5.有时也会出现肾脏、脾脏或脑部供血不足的情况，从而造成这些器官受损
镰刀型细胞贫血症主要发生在黑色人种中,在非洲黑人中的发病率最高。
人们在非洲疟疾流行的地区，发现镰刀型细胞杂合基因型个体对疟疾的感染率，比正常人低得多。
这是因为镰刀型细胞杂合基因型在人体本身并不表现明显的临床贫血症状，而对寄生在红血球里的疟原虫却是致死的，红血球内轻微缺氧就足以中断疟原虫形成分生孢子，终归于死亡。
因此，在疟疾流行的地区，不利的镰刀型细胞基因突变可转变为有利于防止疟疾的流行。
这一实例，也说明基因突变的有害性是相对的，在一定外界条件下，有害的突变基因可以转化为有利。
此外，镰刀形细胞贫血症在意大利、希腊等地中海沿岸国家和印度等地,发病人数也不少,在我国的南方地区也发现有这类病例。
血红蛋白是由2个a亚基和2个β亚基组成的四聚体，a亚基和β亚基分别含有141个和146个氨基酸。
两种亚基的三级结构相似，且每个亚基都可结合一个血红素辅基。
4个亚基通过8个离子键相连，形成血红蛋白四聚体，具有运输O2和CO2的功能。
但每一个亚基单独存在时，虽可结合氧亲和力增强，但在体内组织中难以释放氧，失去了血红蛋白原有的运输氧的作用。