Talassemier og hemoglobinvarianter

Bakgrunn

Hemoglobinopatier (talassemier og hemoglobinvarianter) er en gruppe arvelige sykdommer som skyldes defekter i syntesen av globinkjeder i hemoglobinmolekylet. Hemoglobinopatier er sjeldne hos etnisk norske personer, men vanlig forekommende i tropiske og subtropiske områder som Afrika, Asia og Middelhavslandene. Innvandring til Norge fra disse områdene har medført at diagnostikk av hemoglobinopatier har blitt mer aktuelt også i Norge.

Et hemoglobinmolekyl er sammensatt av fire globinkjeder, hver med sin hem-gruppe. Normalt hemoglobin hos voksne og barn over ett års alder utgjøres hovedsakelig av HbA (adult hemoglobin). HbA består av to alfa-kjeder og to beta-kjeder og utgjør vanligvis >96 % av hemoglobinet. I tillegg foreligger små mengder (2,2–3,2 %) HbA2, som består av to alfa-kjeder og to delta-kjeder. I fosterlivet utgjør HbF (føtalt hemoglobin) det meste av hemoglobinet. HbF er bygget opp av to alfa-kjeder og to gamma-kjeder. Ved fødsel utgjør HbF fremdeles mesteparten av hemoglobinet, men i løpet av spedbarnsalderen blir HbF gradvis erstattet med HbA.

Hemoglobinopatiene deles inn i hemoglobinvarianter og talassemier. Hemoglobinvarianter skyldes genetiske varianter, det vil si permanente endringer i DNA-sekvensen til et gen (tidligere kalt mutasjoner), som medfører endring i en eller flere aminosyrer i en av globinkjedene og dermed gir hemoglobinet en unormal struktur. De vanligste hemoglobinvariantene på verdensbasis (HbS, HbC, HbE og HbD–Punjab) skyldes aminosyreendringer i beta-globinkjeden. Talassemier skyldes genetiske varianter som reduserer eller opphever produksjonen av normale globinkjeder.

Talassemier

Talassemier skyldes genetiske varianter i globin-genene eller i områder som regulerer uttrykket av disse genene, som medfører redusert eller opphevet produksjon av den globinkjeden genet koder for. Dette fører til et relativt overskudd av andre typer globinkjeder, noe som kan føre til ineffektiv erytropoiese og/eller for tidlig destruksjon av røde blodceller i sirkulasjonen. Pasientene får mikrocytose, økt antall erytrocytter og eventuelt også anemi, avhengig av tilstandens alvorlighetsgrad. De hematologiske endringene ved talassemi ligner på dem man ser ved jernmangelanemi.

Talassemi betegnes alfa- eller beta-talassemi avhengig av hvilken type globinkjede som er rammet. Mennesker har fire alfa- og to beta-globingener, og alvorlighetsgraden avhenger av hvor mange gener som er affisert og hvorvidt de rammede genene har restaktivitet. Dersom kun ett beta-globingen eller ett til to alfa-globingener er berørt, ses vanligvis ingen eller kun mild anemi, nedsatt MCH og MCV samt økt antall erytrocytter. Klinisk brukes ofte betegnelsen talassemia minor. Alfa-talassemi med bortfall av ett av fire alfa-globingener kalles mild alfa-talassemi.

Beta-talassemia major kalles også transfusjonskrevende beta-talassemi og skyldes mutasjon i begge beta-globingenene som reduserer eller opphever produksjonen av beta-globinkjeder. Det oppstår et relativt overskudd av alfa-globinkjeder. Pasienten får en alvorlig, transfusjonskrevende anemi forårsaket av en kombinasjon av ineffektiv erytropoiese og hemolyse. Symptomene oppstår vanligvis i løpet av det første leveåret, ettersom den synkende produksjonen av HbF ikke blir erstattet av HbA. Beta-talassemia major debuterer som regel med alvorlig, mikrocytær anemi, lett ikterus og hepatosplenomegali. De affiserte spedbarna viser manglende trivsel og blir gradvis bleke. Det kan også forekomme problemer med å spise, irritabilitet, gjentatte feberepisoder eller interkurrente infeksjoner, samt gradvis økende abdominal distensjon på grunn av forstørret milt og lever. Ved manglende oppstart av behandling vil symptombildet utvikles ytterligere.

Beta-talassemia intermedia kalles også ikke-transfusjonskrevende beta-talassemi. Tilstanden skyldes ofte ulike kombinasjoner av beta-globinmutasjoner som gir et mer alvorlig fenotypisk uttrykk enn beta-talassemia minor, men mindre alvorlig enn beta-talassemia major.

Når tre av fire alfa-globingener er inaktivert, utvikler pasienten HbH-sykdom. Som følge av overskudd av beta-globinkjeder dannes det tetramerer av disse, kjent som HbH. HbH kan påvises som en ekstra topp på elektroferogrammet. Klinisk karakteriseres HbH-sykdom av en kronisk, hemolytisk, mikrocytær anemi med varierende alvorlighetsgrad. Alvorlighetsgraden henger ofte sammen med typen mutasjon som forårsaker alfa-talassemien, og symptomene er som regel mer uttalt enn forventet ut fra hemoglobinverdi. Splenomegali er vanlig, og ikterus kan forekomme. Hos barn kan det også foreligge vekstretardasjon. Hemolytiske kriser kan oppstå, f.eks. utløst av infeksjon eller medikamenter. Klinisk signifikant jernavleiring er uvanlig, men kan forekomme hos enkelte. Selv om HbH-sykdom vanligvis skyldes inaktivering av tre av fire alfa-globingener, kan tilstanden også ses ved homozygot eller kombinert heterozygot ikke-delesjonsbetinget alfa-talassemi som affiserer HBA2-genene.

Tap av alle fire alfa-globingener fører til Hb Barts hydrops fetalis. Ubehandlet medfører Hb Barts til intrauterin død eller død rett etter fødselen.

Pasienter med beta-talassemia major, beta-talassemia intermedia eller HbH-sykdom skal henvises til spesialisthelsetjenesten.

Noen pasienter har både alfa-talassemi og beta-talassemi samtidig. Dette fører til mindre ubalanse i produksjonen av alfa- og beta-globinkjeder, og kan gi en mildere fenotype.

Hemoglobinvarianter

Hemoglobinvarianter er forårsaket av genetiske varianter i et gen som koder for hemoglobinets globinkjeder og som medfører endring i hemoglobinets struktur. Det finnes over 1000 ulike hemoglobinvarianter. De vanligste hemoglobinvariantene på verdensbasis er HbS, HbC, HbD-Punjab og HbE. Disse kan forekomme i heterozygot (bærer) eller homozygot form. Det forekommer også at en person er heterozygot for to ulike hemoglobinvarianter, dette kaller vi kombinert heterozygoti. Heterozygote former av hemoglobinvarianter har ofte få eller ingen kliniske konsekvenser for pasienten, men kan ha betydning for eventuelle barn, dersom partner også har en hemoglobinopati (hemoglobinvariant eller talassemi). Hvis det er risiko for at et par kan få barn med alvorlig hemoglobinopati, anbefales henvisning til Avdeling for medisinsk genetikk. Ved homozygote tilstander eller kombinasjoner av ulike hemoglobinvarianter er symptomer og alvorlighetsgrad avhengig av hvilken type eller kombinasjon som foreligger.

Under følger en kort beskrivelse av de vanligste hemoglobinvariantene. Teksten er ikke uttømmende.

HbS

HbS skyldes en mutasjon i beta-globingenet. Heterozygot HbS (bærertilstand for sigdcelleanemi) gir vanligvis ingen endringer i erytrocyttparametrene, og kan derfor ikke utelukkes ved å måle hemoglobin, MCH eller MCV. Heterozygot HbS er symptomfri hos de fleste. Dannelse av sigdceller ved heterozygot HbS har imidlertid blitt observert ved betydelig hypoksi. Ved behov for kirurgi bør derfor kirurg/sykehus informeres om at pasienten er bærer av HbS.

Pasienter med sigdcelleanemi er homozygote for HbS. Når oksygennivået er lavt (og hemoglobinet deoksygenert) kan HbS klumpe seg sammen i erytrocytten og gi deformering av cellen, såkalt sigdcelle. Den reduserte elastisiteten i erytrocyttene skaper vanskeligheter i mikrosirkulasjonen og gir økt infarktrisiko i ulike organer (for eksempel hjerne, milt, lunge, øye, hjerte, nyrer, muskulatur og ben). I tillegg har de røde blodcellene en betydelig redusert levetid (hemolyse). Ved såkalte sigdcellekriser oppstår multiple småinfarkter ledsaget av moderat anemi og splenomegali.

Også HbS i kombinasjon med beta-talassemi, delta-beta-talassemi, HbC, HbD-Punjab, HbE, HbO-Arab eller enkelte andre sjeldne mutasjoner gir sigdcellesykdom. Personer med sigdcelleanemi eller annen form for sigdcellesykdom skal henvises til spesialisthelsetjenesten.

HbE

HbE skyldes en mutasjon i beta-globingenet. Varianten er vanlig i Sørøst-Asia, men forekommer også hos personer med etnisk opprinnelse fra andre asiatiske land. HbE-betaglobin produseres langsommere enn normalt HbA. Hemoglobinvarianten HbE anses derfor som en hemoglobinvariant med talassemilignede egenskaper.

Heterozygot HbE gir en mild beta-talassemisk fenotype med lett mikrocytose og eventuelt lett anemi. Heterozygot HbE gir vanligvis ingen kliniske symptomer.

De hematologiske forandringene man ser ved homozygot HbE ligner dem man ser ved beta-talassemia minor. Mikrocytosen er mer uttalt enn den man ser ved heterozygot HbE og antallet erytrocytter er vanligvis økt. Hb kan være normal, eller pasienten kan ha lett anemi. Splenomegali kan forekomme.

Kombinert HbE og beta-talassemi gir et klinisk bilde som varierer fra talassemia minor til talassemia major. Pasienter med kombinert HbE og beta-talassemi skal håndteres av spesialisthelsetjenesten.

HbD-Punjab

HbD-Punjab skyldes en mutasjon i beta-globingenet. Heterozygot HbD-Punjab gir ingen hematologiske forandringer og pasientene er asymptomatiske. Selv om heterozygoti for HbD-Punjab ikke gir sykdom, er det viktig å være klar over tilstanden med tanke på arv. Dersom HbD-Punjab arves i kombinasjon med HbS fra den andre forelderen, får barnet sigdcellesykdom.

Homozygot HbD-Punjab er forbundet med en mild klinisk tilstand. Det kan forekomme mild hemolyse, eventuelt også mild hemolytisk anemi. Splenomegali kan forekomme.

Kombinert HbD-Punjab og beta-talassemi gir vanligvis et klinisk bilde som ligner beta-talassemia minor, men enkelte får en mer alvorlig klinikk tilsvarende beta-talassemia intermedia. Tilstanden gir mikrocytose, men hemoglobin kan variere fra normal til anemi. Splenomegali kan forekomme. Selv om kombinert HbD-Punjab og beta-talassemi vanligvis er en mild tilstand, anbefaler vi vurdering av hematolog da enkelte kan få en mer moderat alvorlig tilstand (intermedia) som bør følges av spesialist.

HbC

Også HbC skyldes en mutasjon i beta-globingenet. HbC forekommer særlig hos personer med etnisk opprinnelse fra Vest-Afrika. Heterozygot HbC gir vanligvis ingen symptomer og gir ikke anemi.

Homozygot HbC gir kronisk hemolytisk anemi. På grunn av den kroniske hemolysen kan det forekomme komplikasjoner som økt risiko for gallestein og splenomegali.

Dersom HbC arves i kombinasjon med HbS, får pasienten sigdcellesykdom.

HbC i kombinasjon med beta-talassemi gir hemolytisk anemi med splenomegali og noen ganger hypersplenisme. Ved beta-talassemi mutasjoner som gir mer uttalt talassemi kan det kliniske bildet ligne talassemia intermedia.

Homozygote eller kombinert heterozygote hemoglobinopatier

Homozygot hemoglobinopati innebærer at samme genetiske variant foreligger på begge de to genene som koder for samme globinkjede. Kombinert heterozygot hemoglobinopati innebærer at det foreligger genetiske varianter i begge de to genene som koder for samme globinkjede, men at disse er ulike. Kombinasjonen av mutasjoner er avgjørende for tilstandens alvorlighetsgrad.

Hemoglobinopatier er arvelig og en vurdering av risikoen for alvorlig sykdom hos barn er derfor aktuelt. Slike utredninger av symptomfrie pasienter skal i henhold til lovverket alltid foretas sammen med genetisk veiledning.

Tabellen nedenfor gir en veiledende oversikt over hvilke tilstander barnet har risiko for å arve ved ulike kombinasjoner av hemoglobinopati hos foreldrene. Kun de vanligste hemoglobinopatiene er oppgitt i tabellen. Andre sjeldne former for hemoglobinopati kan også være forbundet med risiko for å arve alvorlig sykdom. Dersom et par har risiko for å få et barn med alvorlig sykdom bør paret tilbys henvisning til genetisk veiledning ved Avd. for medisinsk genetikk.

*HbS/δβ-thalassemi: gir sigdcellesykdom og skal henvises hematolog. Kombinasjonen er sjelden og derfor lite beskrevet i litteraturen. Kombinasjonen gir sigdcellesykdom, men er i litteraturen beskrevet å kunne gi noe mildere form for sigdcellesykdom grunnet økt mengde HbF.

Referanser til arvelighetstabellene:

• Rapport fra Arbeidsgruppe for utredning av hemoglobinopatier ved medisinsk biokjemiske laboratorier
• Sharon A. Singh et al. Hb Adana (HBA2 or HBA1: c.179G>A) and alpha thalassemia: Genotype-phenotype correlation, Pediatr Blood Cancer, 2018;65:e27220
• Barbara J. Bain, Haemoglobinopathy Diagnosis, Third Edition
• EMQN Best Practice Guidelines, European, Journal of Human Genetics, 2015;23,426-537
• Significant Haemoglobinopathies: A guideline for screening and diagnosis, A British Society for Haematology Guideline, Br J Haematol.2023;201:1047-1065

Utredning og analyser

Ved hemoglobinopatiutredning utføres både analysering av vanlige erytrocyttparametre (Hb, erytrocytter, MCV og MCH), kapillærelektroforese og alfa-talassemi gentest for syv vanlige delesjoner som gir alfa-talassemi. I tillegg analyseres alltid CRP og ferritin for å kunne vurdere jernstatus. I enkelte tilfeller vil det også bli utført DNA-sekvensering av betaglobingenet. Ved behov for ytterligere analyser blir prøven videresendt Oslo universitetssykehus. Ved manglende funn og jernmangel vil rekvirenten bli bedt om å sende ny prøve etter at jernmangelen er utredet og behandlet. Dette kommer av at både jernmangel og talassemi gir mikrocytose, og at det derfor er vanskelig å utelukke sjelden type alfa-talassemi ved samtidig jernmangel. Vår test for alfa-talassemi påviser kun 90 % av alle alfa-talassemier. Ved mistanke om sjelden type alfa-talassemi, må det derfor utføres mer avanserte DNA-undersøkelser. Jernmangel kan også påvirke kapillærelektroforesen slik at denne kan feiltolkes (HbA2 blir lavere ved jernmangel).

Hemoglobinopatiutredningen besvares med en samlet vurdering av lege. I tillegg til funn ved de gjennomførte analysene baserer vurderingen seg på informasjon om genetisk opprinnelse og andre kliniske opplysninger. Det er derfor viktig at det ved rekvirering

opplyses om pasientens genetiske opprinnelse, om det foreligger kjent hemoglobinopati i familien og om pasienten har mottatt blodtransfusjoner siste 2-3 måneder. For å sikre best mulig utredning bør det ved partnerutredning informeres om at prøven er tatt som ledd i partnerutredning/barneønske samt detaljert informasjon om hvilken type talassemi ellerhemoglobinvariant som foreligger hos partner.

Den skriftlige vurderingen av hemoglobinopatiutredningen vil i tillegg til diagnose/funn inneholde informasjon om hvorvidt funnet kan forklare eventuelle hematologiske avvik på blodprøvene, informasjon om risiko når det gjelder arv/reproduksjon og ved alvorlige funn råd om henvisning til spesialist.

Alfa-talassemi gentest

Alfa-talassemi forårsakes oftest av store DNA-delesjoner i området hvor alfa-globingenene ligger (på hvert kromosom 16 ligger to alfa-globingener tett inntil hverandre). Testen Fürst bruker er PCR-basert og kan påvise ca. 90% av alle pasienter med alfa-talassemi. En normal alfa-talassemi gentest kan derfor ikke fullstendig utelukke alfa-talassemi, men forekomsten er mindre sannsynlig. Ved mikrocytose uten funn på hemoglobintyping og normale jernlagre vil prøven bli videresendt til Oslo universitetssykehus for videre utredning med tanke på sjelden type talassemi/hemoglobinopati som ikke oppdages med vår metode. Dersom partner har alfa-talassemi, og paret har barneønske, er det viktig å informere om alfa-talassemi hos partner. Laboratoriet vil da ha lavere terskel for å videresende prøven til utvidet testing for sjelden type talassemi som ikke oppdages med vår metode.

Kapillærelektroforese

Hemoglobintyping utføres vha. høyoppløselig kapillærelektroforese hvor hemoglobinfraksjonene separeres og kvantiteres. HbA utgjør hovedandelen (>96 %) av hemoglobinet hos friske voksne. I tillegg påvises en mindre del HbA2 (2,2-3.2 %) og av og til HbF (normalt <0,5 %). HbF utgjør en større andel av det totale hemoglobinet hos barn < 12 måneder (opptil 50-95% rett etter fødselen) og faller til voksne verdier i løpet av de første 6-12 levemånedene. HbA2 øker i løpet av de første leveår til voksne verdier. Hos barn under 1 år kan derfor ikke diagnosen beta-talassemia minor utelukkes basert på HbA2-verdien, siden denne normalt er lavere hos spedbarn. Analysen må eventuelt gjentas etter 1-års alder ved fortsatt mistanke om beta-talassemia minor.