先天性红细胞生成障碍贫血I型的超微结构特征
【摘要】 本研究探讨Ⅰ型先天性红细胞生成不良性贫血（CDA?Ⅰ型）的超微病理特点和电镜诊断要点。用透射显微镜分析2例儿童患者骨髓有核红细胞的超微结构。结果表明：2例CDA?Ⅰ型患者骨髓幼红细胞比例增加，各阶段细胞存在不同程度巨幼样变；原红细胞核不规则，早幼或中幼红细胞可见奶酪核，约半数晚幼红细胞有核溶解和破碎现象，晚幼红细胞核损伤有时伴胞质溶解，细胞间染色质桥少见；各阶段红细胞核膜和内质网同时出现不同程度溶解。结论：CDA?Ⅰ型的主要超微结构特点为幼红细胞巨幼样增生,其次是中幼阶段核膜损伤和晚幼阶段的核溶解和核碎裂，生物膜系统广泛破坏是CDA?Ⅰ型主病理机制。
【关键词】 贫血 先天性红细胞生成障碍性贫血Ⅰ型 成红细胞 超微结构
Ultrastructural Characteristics of Congenital Dyserythropoietic Anemia? type I
Abstract The study was aimed to investigate the ultranstructural feature and diagnostic criteria of congenital dyserythropoietic anemia? type I (CDA? type Ⅰ) . Nucleated red cells in bone marrow from two patients with CDA?type Ⅰ were analyzed by transmission electron microscopy (TEM). The results indicated that the erythropoietic/granulopoietic ratio was markedly increased with megaloblastic morphology in all stage of erythrocyte. Most proerythroblast showed of irregular nuclei, while the Swiss?cheese?appearance of the heterochromatin was usually found in basophilic and polychromatic erythroblast. About half of orthochromatic erythroblast illustrated karyolysis and karyorrhexis. Some orthochromatic erythroblast exhibited karyolysis and plasmolysis simultaneously. The inter?nuclear chromatin bridge between separated erythroblasts was seldom found by TEM. The nuclear membrane and rough endoplasmic reticulum were destructed at all stage of erythrocytes in different degree. In conclusion, the megaloblastic erythrosis was the main characteristic of CDA? type Ⅰ, and then nuclear membrane disruption in polychromatic erythroblast and karyolysis or karyorrhexis in orthochromatic erythroblast. The universal breakdown of cytoplasm membranous system was fundamental pathogenesis of CDA?type Ⅰ.
Key words anemia; congenital dyserythropoietic anemia?type Ⅰ； erythroblast; ultrastructure
先天性红细胞生成障碍性贫血(congenital dys? erythropoietic anemias， CDA)是一组以红系无效造血和生成异常为特征的遗传性疾病。无效造血表现为骨髓内有核红细胞增生活跃、 幼红细胞溶解、 破裂， 向外周围血循环释放减少； 生成异常主要指有核红细胞出现多核、 核轮廓不规则及幼红细胞巨幼变等异常形态，粒系细胞和巨核细胞很少出现病态改变。国内对 CDA?Ⅰ 型的超微病理的解释很少。现根据 2 例 CDA?Ⅰ 型患者的电镜观察结果,结合国外讨论 CDA?Ⅰ 型的细胞超微结构和病意义。 材料和方法
临床资料
2例患者在2005年以不明原因贫血在我院就诊, 四肢骨骼发育无异常，无家族性遗传病，其中例1父母近亲结婚（姑表亲），一般情况如表1。2例患者血清铁和铁蛋白升高，总铁结合力在正常范围。骨髓检查红系显著增生，粒/红比例(G∶E)升高，有核红细胞巨幼变明显， 少数细胞出现核损伤现象。 临床诊断为CDA?Ⅰ型。
取骨髓穿刺液3-5 ml（视外周血白细胞多少决定取材量），肝素或枸橼酸钠抗凝，淋巴细胞分离液分离有核细胞，2.5%的戊二醛固定，然后用锇酸后固定，按透射电镜常规进行脱水、浸透、包埋、切片之后，铀染液染10分钟，铅染液染5-6分钟。日立H?600透射电子显微镜观察。
结 果
骨髓各阶段幼红细胞百分比和平均直径及电镜下粒红比例如表2。各阶段幼红细胞体积不同程度增大，巨幼变明显。原红和早幼红细胞的核明显不规则，有深浅不一的凹陷、切迹及折叠，少数似单核细胞结构，有时可见双核；胞质内有长短不一的内质网（rER），较长rER平行分布于细胞膜内侧；溶酶体成堆分布在核凹陷一侧，线粒体明显肿大（图1）。部分早幼和中幼红细胞的核孔增宽，核膜缺失,胞质与核质连通电子密度接近；染色质不均匀凝固，网眼样低密度孔散在分布于高密度区，呈瑞士奶酪或海绵外观（图2）。
在染色质凝集严重的幼红细胞中，可见长短不等的低密度裂隙或空白线，位置分布与轮廓结构和rER对应，较长的空白线使细胞核呈双层膜外观（图3）。幼红细胞核损伤广泛，包括核膜节段性缺失、核碎裂、核溶解,部分细胞核无低密度孔，呈均质性凝固，少数细胞同时出现胞质溶解（图4）。大部分中晚幼红细胞外形不规则，有丰富突起，胞体切迹较宽，使外周胞浆形成手指样、锯齿样或菊花样外观，胞质内可见空泡，线粒体不同程度肿胀和空泡变。部分中、晚幼红细胞胞质密度降低，呈溶解外观。2例患者骨髓中都可见铁粒幼红细胞，部分幼红细胞内有铁蛋白沉积颗粒。
在2位患者的超微病理中，巨幼红细胞增生最为明显，中晚幼红细胞核破裂和核溶解广泛。胞质异常包括边缘不整、手指样突起和胞质溶解。瑞士奶酪样细胞核比例和患者个体及穿刺部位有关，以胸骨部位为多；电镜下未发现典型核间染色质桥。其它超微病理改变包括线粒体肿胀扩张、铁粒幼红细胞和胞浆铁沉积，以及胞浆内长短不等的空白线或双层膜现象。
讨 T论
根据形态和血清学检查，CDA目前主要分Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ 3型，Ⅱ型占总发病率的2/3，Ⅰ型较少见，目前全世界共报道150例，以欧洲和阿拉伯地区为多，有明显遗传特点；印度和日本有个别案例报道［1］，国内报道较少［2］。CDA?Ⅰ型为常染色体隐性遗传性疾病，初步认为致病基因CDAN1位于15号染色体（15q15.1-15.3.）。CDA?Ⅰ型患者从初生到中年均可发病，大部分在儿童和青年时期确诊，个别病例在出生前确诊。大部分患者血红蛋白在6-11 g/ml之间，部分患者持续轻度贫血，仅表现巨红细胞症；少数患者病情严重，出生即需要输血，儿童和青春期需定期输血，常伴脾大和黄疸，偶有骨骼畸形，酸性溶血实验阴性；婴幼儿患者血红蛋白更低，溶血严重，常死于铁色素沉积引起的器官衰竭［3］。CDA?Ⅰ型病理机制目前不完全清楚，一些研究显示组蛋白合成异常可以导致有核红细胞有丝分裂障碍，从而引起红细胞生成减少［4］；也有人认为CDA?Ⅰ型与核膜缺陷有关［5］。
CDA?Ⅰ型主要根据光学显微镜和显微镜观察细胞形态确诊。光学显微镜下细胞形态主要表现为大细胞性贫血，可以发现红细胞大小不等、双核红细胞、核碎裂和核溶解、点彩及Cabot环红细胞，巨幼红细胞显著增多，有时发现红细胞间染色质桥。电子显微镜下典型表现包括染色质不均匀聚集形成海面样结构或瑞士奶酪样外观，核孔增宽，细胞核低密度区与胞质相通，看似细胞浆进入核内［6］。实验室检查包括血胆红素、乳酸脱氢酶升高，酸性溶血实验阴性。
国内CDA?Ⅰ型报告例数少，可能有如下原因。一是发病率低，使临床医生对CDA?Ⅰ型疏忽；二是过分强调奶酪样核和染色质桥结构的诊断作用，但前者在光学显微镜下难以确认，后者在电子显微镜下少见，忽略了其它基本特点。电子显微镜诊断CDA?Ⅰ型的主要条件首先是幼红细胞巨幼增生，细胞核不规则；其次是包括核破裂、核溶解在内的广泛细胞核损伤；第三才是奶酪样细胞核。核间染色质桥由于空间构形问题电镜不易发现，难以作为电镜诊断指标。本组2位患者幼红细胞的超微病理特点大部分和与国外研究一致，只是典型的粗网状或瑞士奶酪样细胞核所占幼红细胞比例较低，需要反复观察才能发现，低于国外报告［7］。
国外研究认为，CDA?Ⅰ型的主要病理机制为核膜缺陷，导致细胞核损伤［8］。我们发现2位患儿除幼稚红细胞核膜广泛损伤外，细胞内溶酶体明显多于正常细胞，线粒体水肿和空泡改变明显，存在严重病理损伤。在一些细胞核损伤严重的幼红细胞中，同时有大量长短不一的空白线在胞浆中散在分布，部分沿细胞膜内侧走行，形成“双层膜”外观。这些空白线的宽窄和走形与幼稚红细胞的rER对应，而这些细胞内正常rER很少，说明这些空白线或“双层膜”结构可能是rER破坏后的残留痕迹，提示CDA?Ⅰ型的病理机制不仅是核膜的完整性损坏，也可能包括内质网在内整个膜系统损伤。质膜(plasma membrane)不仅是包裹细胞的表面膜结构，也包括各种细胞器的膜。质膜广泛损伤可以使细胞核、内质网、线粒体，甚至溶酶体多种细胞器参与CDA?Ⅰ型的病理过程，导致幼红细胞破坏和异常增殖。
【文献】
1Wickramasinghe N, Wood WG. Advances in the understanding of the congenital dyserythropoietic anaemias. Br J Haematol, 2005; 131: 431-446
2杨彩云, 林影, 王慧欣. 围生期新生儿贫血110例. 实用儿科临床杂志, 2004; 19: 762-763
3Heimpel H. Congenital dyserythropoietic anemias: epidemiology, clinical significance, and progress in understanding their pathogenesis. Ann Hematol, 2004; 83:613-621
4Wickramasinghe SN, Pippard MJ. Studies of erythroblast function in congenital dyserythropoietic anemia, type I: evidence of impaired DNA, RNA, and protein synthesis and unbalanced globin chain synthesis in ultrastructurally abnormal cells. J Clin Pathol, 1986; 39: 881-890
5Dgany O, Avidan N, Delaunay J, et al. Congenital dyserythropoietic anemia type I is caused by mutations in codanin?1. Am J Hum Genet, 2002;71:1467-1474
6Heimpel H, Forteza?Vila J, Queisser W, et al. Electron and light microscopic study of the erythropoiesis of patients with congenital dyserythropoietic anemia. Blood. 1971; 37:299-310
7Delaunay J, Iolascon A. The congenital dyserythropoietic anaemias. Baillieres Best Pract Res Clin Haematol, 1999; 12:691-705
8Delaunay J. Red cell membrane and erythropoiesis genetic defects. Hematol J, 2003; 4:225-232??
