G-6-PD缺乏症基因型与临床表型(血液病学 葡萄糖-6-磷酸脱氢酶缺乏症)
G-6-PD缺乏症基因突变型
G-6-PD基因位于X染色体（Xq28），核酸长度2269，含有13个外显子，12个内含子，编码区长度1545，共18. 5kb碱基对，编码产物G-6-PD单体由515个氨基酸组成，约59kD，单体无催化活性，形成二聚体和四聚体形式后催化活性。在人红细胞，主要以二聚体存在。
1966年至1986年报告400种以上的G-6-PD生化变异型，分型依据源自异常改变的G-6-PD理化性质、酶代谢动力学、电泳行为等分析指标。1986年至今已鉴定出G-6-PD基因突变型在150种以上，一种基因突变可产生不同的生化变异型，如基因突变型G-6-PD G1160A有6种生化变异型（Iwate、Niigata、Yamaguchi、Beverly Hills、Genova、Worcester），这可能与该酶缺陷在不同人群中表现的多态性有关。G-6-PD基因突变绝大多数发生在编码区即外显子，点突变为主，少数为小片段缺失、终止密码突变、内含子剪接异常等。G-6-PD B是野生型等位基因，一般正常人为B型。
地区性大样本分析各基因型发病率的研究结果表明，G-6-PD基因突变和频率差异很大，基因型有地域性突变热点。在非洲人群，G-6-PD A+（电泳迁移率快于G-6-PD B）是正常黑种人中显现率很高的非洲人种特异性多态等位基因，酶活性基本正常，无溶血；而G-6-PD A-G202A、A376G可出现急性间歇性溶血。非洲裔美国人中G-6-PD A+（A376G）基因频率为11%，G-6-PD A-G202A基因频率为20%。在地中海地区，最常见变异型为G-6-PD Mediterranean （C563T）。在墨西哥，10余种变异型中G-6-PD Santamaria（A376G/A542T）变异型占82%。在西南太平洋地区，G-6-PD Union（C1360T）为常见变异型。在中国人群，突变型有21种以上，基因变异在各民族一致，但发病频率有不同。来自中国内地、中国香港、中国台湾及海外华人的研究数据一致表明，中国人最常见的变异型为G-6-PD Canton（G1376T）、G-6-PD Kaiping（G 1388A）和G-6-PD Gaohe（A95G）。
研究显示，G-6-PD基因突变型绝大多数遗传自非洲、中东和东南亚祖先，均可以追踪到患病家系。G-6-PD新生突变报道很少，仅见近期报告1例新生突变，即G-6-PD Buenos Aires（C 1465T，Pro489Ser，13号外显子），患儿母亲未见相同突变，提示在胚胎发生早期或在母体生殖细胞系发生新生突变。
G-6-PD缺乏症临床表型
最初根据溶血场所和发病急缓将G-6-PD缺乏症分为急性溶血类型和慢性溶血类型，随着对G-6-PD生化变异型和基因突变型的研究，WHO又将急性溶血型分为黑种人高发类型和地中海地区高发类型。1967年WHO根据G-6-PD残余酶活力的高低，将G-6-PD缺乏症分为四型多态性变异型，1989年再次细分为五型。临床为便于诊断，以溶血诱因和临床表现进行临床表型分型。多态性变异型和临床表型的重合与对应关系见下表。
G-6-PD缺乏症分型
一、G-6-PD缺乏症临床表型分型
根据溶血诱因和临床表现分为五种类型：慢性溶血性贫血（chronic haemolytic anaemia，CHA）、蚕豆病、新生儿溶血、药物性溶血和感染性溶血。其中CHA的临床表现同其他绝大多数红细胞酶病相似，以慢性血管外溶血为主，其余4型均表现为急性血管内溶血。
二、G-6-PD缺乏症多态性变异型分型（WHO分型）
- Ⅰ型：即CHA，表现为慢性溶血性贫血，G-6-PD活力多数低于正常值的10%，溶血严重程度从轻微溶血到依赖输血均见报道，以重度溶血者为多。Ⅰ型在G-6-PD缺乏症中较少见，散在发生。
- Ⅱ型：表现急性溶血，酶活力小于正常值的10%，症状严重。典型代表是G-6-PD Mediterranean，多见于地中海人群如意大利、希腊、西班牙、阿拉伯及犹太（库尔德）后裔，亚洲包括我国等东南亚国家也是高发地区。此型可以引起新生儿溶血、药物性溶血、感染性溶血和蚕豆病。
- Ⅲ型：表现急性溶血，酶活力为正常值的10%～60%，中等程度临床症状。典型代表是G-6-PD A-，非洲地区高发。该类型可以发生新生儿溶血、药物性溶血和感染性溶血，但是很少因食用蚕豆而溶血。
- Ⅳ型：临床症状轻微或无症状，酶活力为正常值的60%～150%，罕见。偶尔可受药物或感染诱导而发生溶血。
- Ⅴ型：有基因突变，无临床症状，酶活力增高，在正常值的150%以上，罕见。
G-6-PD缺乏症基因突变型与临床表型的关联
2000年获得人G-6-PD酶蛋白晶体，对一些突变型进行三维结构分析，利于理解基因型与临床表型的关系、了解G-6-PD缺乏的致病机制。
从酶蛋白高级结构看，每个无催化活性的亚基单体都有底物G6P结合位点和辅酶NADP+结合位点，单体聚合为二聚体和四聚体才具有酶的催化活性。若基因突变影响到酶蛋白底物结合位点、辅酶结合位点或二聚体结合界面的高级结构构象，即可使酶学性质改变而导致临床症状。一般而言，突变距离底物结合位点和辅酶结合位点越近，或突变点保守性越高，患者临床症状越严重。突变后替代氨基酸的电荷性质、极性、pK值等均为影响酶活力的因素。
在G-6-PD酶蛋白结构中，人与其他种属间30%的氨基酸序列同源，其中两个保守基序最具特点：氨基酸残基198～205（RIDHYLGK）为底物结合位点，42～48（GxxGDLx）为构成辅酶结合区域构象所必需的指纹残基。第72位精氨酸（G-6-PDArg72）与辅酶结合直接相关，是保守氨基酸，在23个生物种属保守性高度一致。G-6-PD Pro172保守片段EKPxG为顺式构象，是接近底物和辅酶的关键结构。G-6-PDArg459和Arg463维持NADP+结合区构象、保持酶活性。G-6-PDArg459至碳末端的序列为酶功能所必需。
150余种G-6-PD基因突变造成酶活力缺乏原因大致可分为4种：①mRNA剪接缺陷，直接影响酶蛋白表达量；②酶蛋白折叠缺陷，高级结构构象改变；③不能形成二聚体，而单体无活性；④酶蛋白不稳定。
Ⅰ型变异型即慢性溶血性贫血（CHA）突变几乎都发生在第10和第11外显子，相应于氨基酸序列380～430位，即NADP+结合位点或靠近二聚体界面，影响蛋白折叠，影响疏水性和离子键结合力，酶蛋白表现为热稳定性明显下降，提示NADP+结合对酶稳定性的重要性。
急性间歇性溶血（Ⅱ、Ⅲ型）和较少发生溶血（Ⅴ型）的变异型则散在发生于G-6-PD基因全长序列中，这些突变可影响酶蛋白构象、底物的结合及酶分子的稳定性。如G-6-PD A-型突变影响酶蛋白折叠，与野生型相比，在体外变性后复性时，重新折叠非常缓慢而且不完全，在体内酶的半衰期缩短。G-6-PD Canton（G1376T，Arg459Leu）突变点靠近结构性底物NADP+结合位点，引起严重酶缺陷。
广州中山大学对国内15. 5万人的流行病学调查数据显示，中国人群最常见的G-6-PD Candon （G1376T）中WHO分型Ⅱ型占70%、Ⅲ型占27%、Ⅳ型占3%，G-6-PD Kaiping（G1388A）中Ⅱ型占22%、Ⅲ型占76%、Ⅳ型占2%。
G-6-PD缺乏一般只影响红细胞功能，如G-6-PD A-型红细胞残余酶活力仅有10%，白细胞酶活力却100%。但是有一些突变同时影响有核细胞，均为Ⅰ型CHA，红细胞残余酶活力小于1%时，白细胞酶活力可降至33%以下，例如在C514T （Pro172Ser）突变，可导致白细胞G-6-PD活力仅为正常值的3%，患者G-6-PD严重缺乏、易反复感染。一例患者C269Y突变的等位基因在面颊细胞中也存在，表明出现嵌合现象。这些突变型可能对G-6-PD缺陷与其他疾病和症状相关性研究有提示意义。