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案例一位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。但她最近感觉疲乏和小便时尿道经常有烧灼感。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。患者结膜和口腔粘膜稍微苍白，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。而其血红蛋白含量降低，为71g/L。尿液分析显示有大量的白细胞。
讨论病例概念病例症状判断血红蛋白的介绍镰刀细胞性贫血形成原因,分布及特点镰刀细胞性贫血的诊断镰刀细胞性贫血与其他分子病的区别
症状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乏和小便时尿道经常有烧灼感结膜和口腔粘膜稍微苍白，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。而其血红蛋白含量降低，为71g/L。尿液分析显示有大量的白细胞。
布洛芬（IBUPROFEN，化学名称：2-甲基-4-(2-甲基丙基)苯乙酸），又名异丁苯丙酸，异丁洛芬等，是解热镇痛药，为OTC用药。主要用于扭挫伤、劳损、头疼、腰疼、术后疼痛等止痛消炎的作用。布洛芬是有效的PG合成酶抑制剂，具有解热镇痛及抗炎作用。用于扭伤、劳损、下腰疼痛、肩周炎、滑囊炎、肌腱及腱鞘炎。牙痛和术后疼痛、类风湿性关节炎、骨关节炎以及其他血清阴性(非类风湿性)关节疾病。用于减轻中度疼痛，如关节痛、肌肉痛、偏头痛、头痛、牙痛、痛经、神经痛，也可用于减轻普通感冒或流行性感冒引起的发热。 尿道有灼烧感：镰刀形的红细胞会引起炎症反应，发生在尿道时，导致尿道疼痛，尿液流出时，导致灼烧感。体温正常：炎症发生，通常会导致体温上升，然而贫血患者通常伴有低热，约为37.2-38.2℃，综合作用，即体温正常。
结膜和口腔黏膜稍微苍白：结膜为衬贴于眼睑内面和眼球表面的一层柔软、光滑而透明的薄膜。在正常活体上，结膜红润，透过可观察到其深面的毛细血管。结膜和口腔黏膜稍微苍白，是贫血最突出的体征。温度、情绪、皮肤色素等多种因素可影响皮肤和口唇色调。如周围环境的温度好情绪状态可影响皮肤毛细血管的收缩好舒张而影响其颜色皮肤好口唇色素多者易掩盖出现的苍白，结膜和口腔黏膜的苍白无法被掩盖，有性状表现。
白细胞计数升高：正常值4/mm3，炎症反应导致其升高。是机体防御系统的重要组成部分。 成人：（4.0～10.0）×10^9/L （4000～10000/mm3） 新生儿：（15.0～20.0）×10^9/L （15000～20000/mm3） 婴儿：（15.0～20.0）×10^9/L 儿童：（5.0～12.0）×10^9/L
血红蛋白含量降低：红细胞发生镰变，携带氧气的能力降低，血红蛋白可携带氧气，股血红蛋白含量降低。尿液中有大量白细胞：镰刀形细胞难以通过微循环，加上凝胶化结构使血液粘滞性增加，阻塞了微循环，根据血管闭塞的部位不同，导致不同器官的病变。肾损伤导致尿液的滤过异常，血液中大量白细胞进入尿液，随尿排出。
血红蛋白血红蛋白是高等生物体内负责运载氧的一种蛋白质。分子结构：每一血红蛋白分子由一分子的珠蛋白和四分子亚铁血红素组成，珠蛋白约占96％，血红素占4％。成年男性：120～160g/L 成年女性：110～150g/L 新生儿：170～200g/L 儿童：110～160g/L
有多种类型：血红蛋白A(HbA)，α2β2，占成人血红蛋白的98％血红蛋白A2(HbA2)，α2δ2，占成人血红蛋白的2％；血红蛋白F(HbF)，α2γ2，仅存在于胎儿血中；血红蛋白H(HbH)，β4，四个相同β链组成的四聚体血红蛋白；血红蛋白C(HbC)，β链中Lys被Glu取代的血红蛋白；血红蛋白S(HbS)，镰刀状细胞红蛋白；血红蛋白O2(HbO2，HHbO2)，氧合血红蛋白；血红蛋白CO(HbCO)
人体内的血红蛋白由四个亚基构成，分为两个α亚基和两个β亚基在与人体环境相似的电解质溶液中血红蛋白的四个亚基可以自动组装成α2β2的形态血红蛋白的每个亚基由一条肽链和一个血红素分子构成，肽链在生理条件下会盘绕折叠成球形，把血红素分子包在里面，这条肽链盘绕成的球形结构又被称为珠蛋白血红素分子是一个具有卟啉结构的小分子，在卟啉分子中心，由卟啉中四个吡咯环上的氮原子与一个亚铁离子配位结合，珠蛋白肽链中第8位的一个组氨酸残基中的吲哚侧链上的氮原子从卟啉分子平面的上方与亚铁离子配位结合，当血红蛋白不与氧结合的时候，有一个水分子从卟啉环下方与亚铁离子配位结合，而当血红蛋白载氧的时候，就由氧分子顶替水的位置。维持血红蛋白四级空间结构的力量有疏水键、离子键、氢键、范德华力
镰刀细胞性贫血产生的原因产生镰型细胞贫血症的原因： 单个碱基的突变--氨基酸的改变--蛋白质性质发生变化--直接产生性状变化--正常双凹圆盘状红细胞转变为镰刀形红细胞-- 缺氧时表现贫血症。
为什么变为镰刀型谷氨酸是一个亲水氨基酸，氨基酸位点位于血红蛋白分子外部，易与水结合。但是缬氨酸是一个疏水氨基酸，这样的氨基酸分子暴露在血红蛋白分子外部是不利的。由于这样的疏水作用，血红蛋白分子的这个位点不易与水结合，水溶性降低，众多的血红蛋白分子相互聚集沉淀，形成纤维状的纤维沉淀。这样的结果是使得红细胞的形态结构发生变化，红细胞特有的圆饼状结构消失，变成扁平细长的镰刀型细胞。
开始，细胞内聚合是可逆性的 循环红细胞中反复的聚合和解聚，细胞成不可逆性镰刀形细胞，产生的两种主要作用 首先，镰刀化细胞的机械变脆，血管内寿命缩短，引起慢性溶血性贫血。 其次，镰刀形红细胞不易变形，特别是在微血管内，它们不正常在粘附于血管内皮细胞，形成聚集，引起血管聚集，引起血管停滞，局部低氧，进一步镰刀化，血管完全阻塞，以及组织栓塞。
分布及特点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。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
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。同时在疟原虫毁坏镰刀型贫血症携带者 杂合子的红细胞时，会导致患者缺氧，这样就会让原来正常的红 细胞变成镰刀型的，容易形成血栓，人体自身免疫系统 会提前结束这些阻碍血流畅通的红 细胞的生命有害的突变基因可以转化为有利。
诊断纯合子(SS)患者是由于形成异常的血红蛋白HbS引起溶血、贫血或其它后果；而杂合子(AS)是可以形成足够的血红蛋白HbA足以满足身体需要，很少出现并发症。迄今发现的分子病最主要的是血红蛋白病和先无性代谢缺陷症。目前已能运用遗传工程和基因工程的方法作血红蛋白病的诊断方法。1. 基因诊断 2. 血红蛋白电泳筛查为主。全自动琼脂凝胶电泳系统通过与正常人的血红蛋白图谱进行 比较 ,可发现异常血红蛋白区带如：HbH，HbE，HbBart’s，HbS，HbD和 HbC等异常血红蛋白。
限制性内切核酸酶酶谱分析限制酶MstⅡ识别的核苷酸序列CCTGAGG，基因组DNA被此酶消化并与-珠蛋白基因探针进行杂交后，正常-珠蛋白基因CCTGAGGAG产生1.15kb+0.20kb的片段，而HbS的-珠蛋白基因（CCTGTGGAG）失去了MstⅡ识别序列，从而产生了1.35kb的片段，据此可对HbS病做出基因诊断。
如何界定异常血红蛋白与地中海贫血？地中海贫血主要是遗传性珠蛋白基因缺陷导致珠蛋白链缺如或合成不足所引起的溶血性贫血或病理状态.异常血红蛋白病是遗传性血红蛋白基因突变导致珠蛋白链氨基酸组成异常引起.其珠蛋白链并不缺乏,但氨基酸构成变化可引起珠蛋白的理化性质改变而导致疾病.
电泳区别镰刀细胞性贫血患者的血红蛋白分子的结构与正常人的不同。1965年，英格拉姆等人用胰蛋白酶把正常人的血红蛋白和镰刀细胞性贫血患者的血红蛋白（HbS）在相同条件下切成肽段，通过对比二者的滤纸电泳双向层析谱，发现有一个肽段的位置不同。这是β链N末端的一段肽链，也就是说，HbS和HbA的α链是完全相同的，不同的是链上从N末端开始的第6位氨基酸残基，在正常HBA分子中是谷氨酸，在HBS分子中是缬氨酸。