Генетически детерминированное снижение или полное подавление синтеза той или иной цепи гемоглобина обусловливает ряд разнообразных патологических состояний, известных под общим названием «талассе-мии». Это слово происходит от греческого «Таласса» - Средиземное море, первоначально оно отражало средиземноморское про-исхождение большинства индивидов - носи-телей генов, ответственных за талассемию. Хотя с точки зрения географии или этно-графии этот термин нельзя считать пра-вильным, он используется достаточно ши-роко. Все случаи талассемии можно под-разделить на а- и |3-талассемии. Талассе-мии различаются по этиологии, поскольку показано, что ослабление синтеза цепей гемоглобина может быть обусловлено не-сколькими генетическими механизмами [1037].

Успехи в исследовании талассемий на молекулярном уровне привели к тому, что мутационные повреждения, характерные для этой группы заболеваний, изучены в настоящее время гораздо полнее любых других мутаций у млекопитающих. Изучение различных генов, ответственных за та-лассемию, позволило многое узнать о структуре, функции и организации глобино-вых генов в норме. Выяснилось, что мутации, затрагивающие различные этапы синтеза гемоглобина, могут ослаблять синтез гемоглобина ф+-талассемий) или даже полностью его предотвращать (|30-талассе-мии) [972; 1253; 1238; 4341] (табл. 4.17, 4.18).

Транскрипционные или промоторные мута-ции. Мутации, которые вызывают талассе-мию и затрагивают 5-некодирующую область гена НЬр, можно рассматривать как регуляторые мутации, влияющие на транс-крипцию. Такие мутации обнаружены в константном регуляторном элементе с по-следовательностью PuCPuCCC и внутри ТАТА-последовательности (табл. 4.17). Эти мутации ослабляют синтез гемоглобина и проявляются как относительно легкие формы талассемий. Мутации, затрагивающие СААТ-сайт, в настоящее время не обна-ружены.

Мутации в сайте полиаденилирования РНК. У негров часто обнаруживается одиночная мутационная замена ААТААА -> ААСААА в З-фланкирующей области гена НЬр, при-водящая к (3+-талассемий; таким образом, мутации в 3 -некодирующей области также могут влиять на эффективность транскрип-ции. Относительно слабое проявление р-та-лассемий в этой расовой группе объясняется явным преобладанием мутаций, затрагивающих ТАТА-последовательность (см. выше) и сайт полиаденилирования (табл. 4.17).

Нонсенс-мутации и мутации со сдвигом рамки считывания. Как уже указывалось ранее, мутации, приводящие к возникнове-нию терминирующего кодона внутри экзо-на гена гемоглобина, обусловливают синтез укороченной, неактивной цепи и вызывают поэтому р°-талассемию. Выявлены три такие мутации, одна из них характерна для уроженцев Средиземноморья (|339С—Т). Обнаружена рестриктаза (Mael), узнающая
указывают сайты, которые изменяются при мутациях, вызывающих талассемию.этот сайт, благодаря чему стала возможной пренатальная диагностика р39-талассемии [1328а].

Делеций и инсерции, длина которых не кратна трем нуклеотидам, нарушают нор-мальное считывание генетической инфор-мации, в результате чего синтезируются нефункциональные цепи глобина. В различных популяциях обнаружено семь подобных мутаций, вызывающих р°-талассемию (табл. 4.17).

Мутации, нарушающие процессинг РНК. Процессинг РНК заключается в вырезании интронов и сплайсинге (сращивании) экзо-нов с образованием функциональной мРНК (рис. 4.40, 4.52). Описано много различных мутаций, нарушающих этот процесс. Например, известна целая группа мутаций, изменяющих динуклеотид GT (или AG) в донорном (или акцепторном) участке сплайсинга. Эти динуклеотиды входят в состав так называемых канонических (обобщенных) последовательностей, которые включают еще несколько нуклеотидов и играют центральную роль в нормальном сплай-синге. В результате одиночных замен в этих сайтах сплайсинг нарушается, что приводит к р°- или р+-талассемии. В некоторых случаях мутации активируют так называемые криптические сайты с динуклеотидами GT и AG. В норме, вероятно, эти сайты в сплайсинге не участвуют. В результате образование нормальной мРНК нарушается. Мутации в интронах могут генерировать новые сайты сплайсинга в интронах, которые конкурируют с нормальными сайтами, замедляя процессинг, и в конечном счете приводят к талассемии. Мутации другого класса усиливают уже существующие криптические сайты. Часто встречающаяся мутация такого типа НЬЕ активирует такой сайт. Это приводит к ослаблению синтеза гемоглобина НЬ(3Е и, следовательно, к талассемии. Различные мутации, нарушаю-щие сплайсинг, перечислены в табл. 4.17. Все точковые мутации в гене (3-глобина, которые вызывают Р-талассемию, показа-ны на рис. 4.53.

Делеций в $-глобиновом кластере генов и наследственная персистенция фетального гемоглобина. В отличие от а-талассемии Р-талассемия обычно обусловлена не делениями генов. Однако из этого правила есть много исключений. Более трети случаев Р-талассемии у индийцев оказывается связанной с делецией длиной 619 п. н., которая начинается во втором интроне и заканчивается за З-концом некодирующей области гена Hbp (рис. 4.54, табл. 4.18). Различные редкие делеций в этом гене описаны у негров США, известен один случай среди датчан. Обнаружено также несколько других, более крупных делеций в у-8-р-локусе. Их локализация и протяженность показаны на рис. 4.54. Методами цитогенетики эти делеций обнаружить не удается: они слиш-ком малы для микроскопического изуче-ния.

Мутации «гемоглобин Lepore» и «гемо-глобин Kenya» представляют собой деле-ций, при которых сохраняются части функ-циональных генов и возникают их слияния: 8-Р (гемоглобин Lepore) и у-Р (гемоглобин Kenya). Известно несколько делеций, при которых происходит утрата всего или поч-ти всего кластера, при этом у-, 6- и р-цепи не синтезируются. Принято различать делеций, приводящие к талассемическому фенотипу анемии, например S-р-талассемия, и делеций, при которых отсутствие 5- и р-локусов компенсируется синтезом фетального гемоглобина (наследственная персистенция фетального гемоглобина, НПФГ). Это отличие не является абсолютным, поскольку при НПФГ компенсация благодаря синтезу у-цепи не бывает полной. Остается Р-талассемию в гене Hbp. Различные мутациинеясным, почему некоторые делеции акти-вируют ген фетального гемоглобина. В на-стоящее время этот вопрос интенсивно изучается.

Наследственная персистенция фетального гемоглобина может быть вызвана мутациями неделеционной природы. В случае греческой разновидности НПФГ обнаружена точковая мутация в 5-фланкирующей области Ау гена в положении —117 [1040]. Другая точковая мутация в положении 202 5-фланкирующей области гена HbGy найдена у негров с неделеционной НПФГ [1093]. Считается, что последовательности, которые изменяются под действием этих мутаций, в норме играют ключевую роль в остановке синтеза у-цепи в постнатальный период.
Изучение генетического контроля синтеза гемоглобина имеет большое значение для лечения талассемии и серповиднокле-точной анемии, так как усиленный синтез гемоглобина HbF при этих заболеваниях мог бы обеспечить значительный терапев-тический эффект.

Гетероклеточная наследственная персис-тенция фетального гемоглобина [222]. Группа гетерогенных генетических состояний ха рактеризуется некоторым усилением синте за фетального гемоглобина (2-3%, иногд; более) и явно неравномерным распределе нием в популяции эритроцитов. Этим и объясняется название состояния-гетеро-клеточная НПФГ. Оно не сопровождается анемией. Если ген, определяющий гетеро-клет очную НПФГ, сочетается в генотипе с геном HbS или с геном Р-талассемии, уровень фетального гемоглобина может превышать обычные 2 3%. В частности, при серповидноклеточной анемии повышенный уровень гемоглобина HbF приводит к смягчению клинической картины заболевания. Гетероклеточная НПФГ наследуется как доминантный аутосомный признак и, судя по рестрикционному картированию, не связана с заметными делениями в Р-глобино-вом кластере. Молекулярные основы гете-роклеточной НПФГ неизвестны, но некоторые данные свидетельствуют о том, что геи, ответственный за повышенный уровень гемоглобина F, не сцеплен с у-5-р-класте-ром [1012].

Значение в клинике. Р-Талассемии широко распространены в тропических и субтропи-ческих областях, поскольку больные, как оказалось, имеют некоторое селективное преимущество перед здоровыми в отношении тропической малярии [1227] (разд. 6.2.1.6). У гетерозигот по Р-талассемии наблюдается небольшая анемия (табл. 4.19), несколько повышено количество гемоглобина А2(а282). Их эритроциты мельче и содержат меньше гемоглобина (показатели МСН и MCV снижены) [31; 222]. Гетерози-готы обычно не нуждаются в медицинском наблюдении или лечении. Внешний вид эритроцитов показан на рис. 4.55.

Гомозиготные больные с Р-талассемией страдают сильной анемией и нуждаются в переливаниях крови. У гомозигот по р-та-лассемии гемоглобин А полностью отсут-ствует, при р+-талассемии его уровень сильно снижен. Большая часть гемоглобина-это гемоглобин фетального типа. Заболевание характеризуется задержкой роста и приводит к летальному исходу в детстве или юности. Гомозиготы и гетеро-зиготы-компаунды по Р+/р°-талассемии страдают тяжелой гемоглобинопатией. Показано, что одновременное поражение а-та-лассемией смягчает клиническую картину у гомозигот по р-талассемии.

Сочетание гемоглобина S с р+-талассемией характерно для негритянских популя-ций и по симптоматике напоминает серпо-видноклеточную анемию. Сочетание гемоглобина Е с р-талассемией часто встречается в Юго-Восточной Азии и, подобно р-талассемии, вызывает тяжелую анемию. Это связано с тем, что мутация гемоглобина Е сама по себе приводит к легкой талассемии (см. выше).

К настоящему времени идентифициро-вано более 30 различных точковых мутаций, обусловливающих р-талассемию (рис. 4.53, табл. 4.17). Из них 33% нонсенс-мутации и мутации со сдвигом рамки считывания - препятствуют трансляции мРНК, 47% нарушают сплайсинг, 16% -транскрипцию и 1 % механизм полиаденилирования. По-видимому, известна лишь небольшая часть мутаций, вызывающих талассемию.
Удивительная гетерогенность мутаций в Р-глобиновом локусе проявляется и в высо-кой частоте гетерозигот-компаундов по р-талассемии. Такие пациенты несут сразу две мутации, обусловливающие р-талассемию, и наследуют их от обоих родителей. В изолированных популяциях гетерозиготы-компаунды встречаются несколько реже, поскольку большинство случаев заболевания в таких изолятах бывает связано с единичными, распространившимися мутациями. Например, нонсенс-мутация р39 составляет приблизительно 27% всех мута-ций, вызывающих Р-талассемию в среднем по Средиземноморью (табл. 4.18), и в то же время составляет абсолютное большинство на острове Сардиния. Поскольку нарушения у гомозигот могут быть самыми разными (от едва заметных до полного отсутствия синтеза глобина) и гетерозиготы-компаунды встречаются часто, тяжесть заболевания сильно варьирует. В табл. 4.19 приведены сведения о наиболее важных с клинической точки зрения гемоглобинопа-тиях.

а-Талассемии делеционной природы [1122, 1156а, 2322]. Большинство случаев а-талас-семии связано с делециями генов. В ходе эволюции происходили конверсия генов (разд. 2.3.4) и множественные акты реком-бинации («согласованная эволюция»), что привело к высокой степени гомологии в структурных и фланкирующих областях нормальных генов а-глобинов. Гомология последовательностей в этих областях за-ставляет хромосомы неправильно спари-ваться, и при рекомбинации неидентичных спаренных хромосом возникают дупликации и делеции (рис. 4.56). Обнаружены хро-мосомы, содержащие только один ген (а) или три гена (ааа). Селекция на устойчивость к малярии привела к увеличению в тропических и субтропических популяциях частоты гена НЬа ( — а). Это один из наи-более часто встречающихся типов талассе-мии. Хромосомы с утроенным локусом (ааа), по-видимому, практически не вызывают отрицательных эффектов у их носителей и встречаются в этих популяциях гораздо реже