什么是镰刀型细胞贫血症？

镰刀型细胞贫血症是一种遗传性疾病，其特征是血红蛋白分子发生遗传缺陷，导致患者的大部分红细胞呈镰刀状。这种病症属于隐性遗传性贫血症，患者的红细胞在缺氧时变成镰刀形（正常红细胞为圆盘形），从而失去正常输送氧气的功能。此外，许多红细胞会因此破裂，导致严重贫血，甚至可能危及生命。

分子机制与遗传基础

镰刀型细胞贫血症的分子机制最早由英国学者英格兰姆（Ingram）于1957年阐明。正常成人血红蛋白是由两条α链和两条β链组成的四聚体蛋白，其中α链和β链分别由141和146个氨基酸构成。镰刀型细胞贫血症的关键在于β链第六个氨基酸的突变：正常情况下为谷氨酸（Glu），而在患者中，这一位置被缬氨酸（Val）取代。

这一突变源于遗传物质DNA中一个碱基的变化：正常DNA序列中的“CTT”被突变为“CAT”，即碱基“T”被替换为“A”。这种单点突变会导致血红蛋白分子的结构和功能发生改变，使其在缺氧条件下聚集成纤维状，导致红细胞变形。

临床表现与症状

镰刀型细胞贫血症患者常表现出以下症状：

• 严重而剧烈的骨骼、关节和腹部疼痛。
• 慢性贫血，导致疲劳、虚弱和免疫力下降。
• 红细胞破裂引发的黄疸和脾脏功能异常。

地理分布与疟疾的关联

镰刀型细胞贫血症主要见于非洲和美洲的黑人群体。研究发现，在非洲疟疾流行地区，镰刀型细胞杂合基因型个体（携带一个正常基因和一个突变基因）的疟疾感染率显著低于正常人。这是因为镰刀型红细胞在轻微缺氧条件下会抑制疟原虫的繁殖，从而对疟疾产生一定的保护作用。

这一现象表明，虽然镰刀型细胞基因突变在某些情况下是有害的，但在疟疾流行的环境中，这种突变反而具有适应性优势，能够减少疟疾的传播。

科学研究与历史进展

镰刀型细胞贫血症的突变基因最早于1949年被确定。随着分子遗传学的发展，科学家逐步揭示了其分子机制。英格兰姆的研究是分子病学的里程碑，为后续的基因治疗和分子医学研究奠定了基础。

结论

镰刀型细胞贫血症不仅是一种遗传性疾病，也是分子病学研究的重要案例。它的研究揭示了基因突变的双重性：在特定环境下，有害突变可能转化为有利特性，为人类适应环境提供了新的视角。

参考文献

• 《镰刀型细胞贫血症的分子机制》，来源：科学网，链接：https://www.sciencenet.cn
• 《遗传病与分子医学》，来源：中国知网，链接：https://www.cnki.net