115年:(醫檢)血液(1)

下列何種血色素蛋白表現的切換是發生在出生後3~6個月?

Aζ切換成α
Bε切換成γ
Cε切換成β
Dγ切換成β

詳細解析

本題觀念:

本題考查的核心觀念是血色素(血紅蛋白)的轉換(Hemoglobin Switching),特別是不同發育階段(胚胎期、胎兒期、出生後)所對應的血紅素球蛋白鏈(Globin chains)表現變化。

人類血色素的發育過程可分為三個主要階段,每個階段由不同的球蛋白基因主導:

  1. 胚胎期 (Embryonic stage):卵黃囊 (Yolk sac) 製造。主要為 ζ\zeta (zeta) 和 ϵ\epsilon (epsilon) 鏈。
  2. 胎兒期 (Fetal stage):肝臟 (Liver) 與脾臟製造。主要為 α\alpha (alpha) 和 γ\gamma (gamma) 鏈,形成胎兒血色素 HbF (α2γ2\alpha_2\gamma_2)。
  3. 成人期 (Adult stage):骨髓 (Bone marrow) 製造。主要為 α\alpha (alpha) 和 β\beta (beta) 鏈,形成成人血色素 HbA (α2β2\alpha_2\beta_2)。

選項分析:

  • A. ζ\zeta 切換成 α\alpha錯誤
    • 這是胚胎期到胎兒期的轉換。ζ\zeta 鏈是胚胎期的 α\alpha-like 鏈,大約在妊娠 6~8 週時就會被 α\alpha 鏈取代。此過程發生在出生前很久。
  • B. ϵ\epsilon 切換成 γ\gamma錯誤
    • 這是胚胎期到胎兒期的轉換。ϵ\epsilon 鏈是胚胎期的 β\beta-like 鏈,同樣大約在妊娠 6~8 週時被 γ\gamma 鏈取代,形成 HbF。此過程發生在出生前。
  • C. ϵ\epsilon 切換成 β\beta錯誤
    • 生理上 ϵ\epsilon 鏈會先轉換成 γ\gamma 鏈(胎兒期),再由 γ\gamma 鏈轉換成 β\beta 鏈(成人期)。並沒有在出生後 3~6 個月直接由 ϵ\epsilon 切換成 β\beta 的機制,且 ϵ\epsilon 在出生時早已偵測不到。
  • D. γ\gamma 切換成 β\beta正確
    • 這是胎兒期到成人期的轉換(Fetal-to-Adult switch)。
    • 出生時,新生兒的血色素仍以 HbF (α2γ2\alpha_2\gamma_2) 為主(約佔 60-80%)。
    • 出生後,γ\gamma 鏈的合成迅速下降,而 β\beta 鏈的合成逐漸增加,形成 HbA (α2β2\alpha_2\beta_2)。
    • 這個 γβ\gamma \to \beta 的切換過程通常在出生後 3~6 個月完成主要的轉換,至 6 個月大時 HbA 會成為主要的血色素類型,HbF 降至極低水平(成人通常 <1%)。

答案解析:

本題詢問的是發生在「出生後 3~6 個月」的切換。

  • 出生前(胚胎至胎兒):發生 ζα\zeta \to \alphaϵγ\epsilon \to \gamma 的轉換。
  • 出生後(胎兒至成人):發生 γβ\gamma \to \beta 的轉換,使 HbF 被 HbA 取代。
  • 因此,符合題目時間點的選項為 (D) γ\gamma 切換成 β\beta

核心知識點:

考生應熟記各階段血色素的組成與轉換時間軸:

  1. 血色素類型與組成

    • Hb Gower 1: ζ2ϵ2\zeta_2\epsilon_2 (胚胎期)
    • Hb Gower 2: α2ϵ2\alpha_2\epsilon_2 (胚胎期)
    • Hb Portland: ζ2γ2\zeta_2\gamma_2 (胚胎期)
    • Hb F (Fetal): α2γ2\alpha_2\gamma_2 (胎兒期主要,出生時仍高)
    • Hb A (Adult): α2β2\alpha_2\beta_2 (出生後 6 個月變成主要,成人 >95%)
    • Hb A2: α2δ2\alpha_2\delta_2 (成人約 1.5-3.5%)
  2. 轉換時間點

    • ζα\zeta \to \alphaϵγ\epsilon \to \gamma:妊娠第一孕期(約 6-10 週)。
    • γβ\gamma \to \beta:出生前後開始,於出生後 6 個月完成主要替代。

臨床重要性:

此轉換時間點解釋了為何 β\beta-地中海型貧血 (Beta-Thalassemia)鐮刀型貧血 (Sickle Cell Anemia) 的患兒,在剛出生時通常沒有症狀。因為出生時體內仍有高量的 HbF (α2γ2\alpha_2\gamma_2) 可以行使攜氧功能,直到出生後 3-6 個月 γ\gamma 鏈減少、β\beta 鏈(或是病變的 β\beta 鏈)應該接手時,貧血症狀才會開始顯現。

參考資料

  1. Sankaran, V. G., & Orkin, S. H. (2013). The Switch from Fetal to Adult Hemoglobin. Cold Spring Harbor perspectives in medicine.
  2. JustInTimeMedicine. Key Concept: Hemoglobin normally switches types early in life.
  3. UpToDate: Structure and function of normal hemoglobins.