一、發病原因
本病溶血的主要原因是先天性紅細胞膜蛋白基因突變導致的紅細胞膜異常，HS的分子遺傳學異常主要包括錨蛋白和膜收縮蛋白聯合缺乏，帶3蛋白缺乏，單純膜收縮蛋白部分缺乏和4。2蛋白缺乏，以錨蛋白和膜收縮蛋白聯合缺乏最常見，上述膜蛋白異常可導致膜骨架與膜之間的垂直方向相互作用減弱，從而使膜脂質雙層變得不穩定，部分脂質以出芽形式形成囊泡而丟失，紅細胞膜表麵積減少，最終使紅細胞形成小球形，另外，HS紅細胞（特別是經過脾髒的紅細胞）都有一定程度的脫水和對單價離子通透性異常，這可能也與膜骨架缺陷有關，由於球形細胞內容積儲備很低，其變形性能因而降低，難於通過直徑比其本身小得多的脾微循環而阻留於脾髓內被吞噬和清除，在脾髒，還可能由於紅細胞被阻留於脾髓內的時間長，紅細胞ATP生成不足，pH值下降，使紅細胞更易變為球形，此外，由於本病紅細胞內的ATP相對缺乏，使紅細胞的除鈣作用減弱，鈣沉積於細胞膜上而使膜變硬，因而在脾內更易於破碎，未破壞的紅細胞多次經過脾循環後，其脆性進一步增加，球形更明顯，在脾內易於破壞，實驗證明，脾切除後貧血的糾正程度與紅細胞膜收縮蛋白的原有缺乏程度有關，收縮蛋白〉正常70％者，術後貧血可完全糾正；為正常40％～70％者，可得到代償；〈正常40％者術後仍有貧血，所幸〈40％的病例常為隱性遺傳患者，臨床少見。
二、發病機製
1、病理生理
（1）陽離子含量的改變與滲透性：紅細胞內外物質交換需要通過細胞膜，紅細胞內外無機離子，糖等的濃度差別很大，它們的轉運都有各自的機製，正常紅細胞通過Na/K泵維持細胞內Na/K正常比例，Na/K泵每作用1次即有3個Na泵出細胞外，2個K泵入細胞內，使紅細胞內呈高鉀低鈉狀態，而HS紅細胞，特別是從脾髒收集的紅細胞存在脫水異常和對單價離子的通透性異常，推測是骨架蛋白缺乏的結果，鉀和水選擇性丟失的途徑被激活引起細胞的脫水異常，如脾髒的相對低pH值和氧化作用的損傷以及紅細胞在脾髒與巨噬細胞接觸產生氧自由基可刺激K/Cl-聯合輸送器，此外，在HS紅細胞，調節細胞內鈉和鉀含量的Na/K泵的活動是亢進的，因為每2個原子的鉀轉運進入細胞內，3個鈉原子從細胞內被擠出，泵的功能亢進將導致紅細胞脫水以免紅細胞腫脹，破壞，蛋白4.2缺乏的HS紅細胞有陰離子輸送增加，而血影蛋白，錨蛋白或帶3缺乏的HS紅細胞陰離子輸送正常或輸送減少。
（2）非變形性球形紅細胞在脾髒的滯留：脾髒在HS發病中病理生理機製的重要性眾所周知，脾髒選擇性破壞HS紅細胞有兩個因素：一是HS紅細胞變形性不良，二是脾髒血管係統的獨特解剖構造充當“微循環過濾器”的作用，由於表麵物質缺失引起紅細胞表麵積與體積的比值減少，從而導致紅細胞變形性差是發病中的主要因素，正常的盤狀細胞具有豐富的表麵，允許紅細胞變形並通過狹窄的微循環信道，而HS紅細胞缺少這部分可變形的額外表麵，變形性不良可由於細胞的脫水更進一步加重，紅細胞在脾髒滯留的主要部位是脾髒竇孔的壁，來自脾髒紅髓脾索的血液進入靜脈循環，在大鼠的脾髒，孔的長與寬分別為2～3μm和0.2～0.5μm，約為紅細胞直徑的一半，脾標本的電子纖維照片顯示隻有非常少量的HS紅細胞穿過此部位，因此，在切除的脾髒可以觀察到解剖部位的非變形性球形紅細胞堆積於紅髓，使紅髓充血變粗。
（3）脾髒對紅細胞的調節與破壞：HS紅細胞由於表麵區域缺失和細胞密度的增加，一旦經脾髒扣留將經受附加的損傷，在脾切除時有紅細胞移出脾髒就是證據，這些經脾髒處理過的紅細胞重返血液循環，可以通過滲透脆性檢測出這部分細胞群，脾切除後，這些紅細胞群消失，早期通過模擬脾髒條件（包括低pH值，隔離的紅細胞可以與網狀內皮係統接觸等）進行HS紅細胞的體外培養研究顯示，糖缺失和接踵而來的細胞內ATP的缺乏並非HS紅細胞在脾髒破壞的原因，脾髒條件的影響顯示出的是累積的損傷，HS紅細胞在脾索停留的時間平均為10～100min，隻有1％～10％流經脾髒的血液是暫時滯留於脾髒並充滿脾索，其餘的90％血液迅速流入靜脈循環，雖然HS紅細胞主要在脾髒扣留和破壞，但HS細胞也在其他外周的器官被破壞，HS紅細胞表麵改變觸發網狀內皮係統吞噬作用的機製尚不清楚，一個途徑可能是脂質雙分子層結構內磷脂的破壞，導致磷脂酰絲氨酸外側暴露，促進紅細胞附著於網狀內皮係統，使其在脾髒以外的其他器官被吞噬破壞，雖然磷脂在兩個脂質雙層內的分布在絕大多數HS患者是正常的，但在一些嚴重的HS患者有磷脂分布的異常改變，還有一種猜測，經脾髒處理過的末期HS紅細胞具有磷脂不均勻的發生。
2、分子機製
正常紅細胞的膜是有非酯化膽固醇和糖脂插入的不對稱性磷脂雙層結構，膜的外層為膽堿磷脂（磷脂酰膽堿也稱卵磷脂和鞘磷脂），內層為氨基酸磷脂（磷脂酰氨基乙醇和磷脂酰絲氨酸），紅細胞膜也含有不對稱的蛋白成分，所有的糖蛋白暴露於膜的外側表麵，具有紅細胞抗原和受體或轉運蛋白，這個整體的膜蛋白穿透或跨越脂質雙層，與疏水脂質的核心部位相互作用並且緊緊地束縛紅細胞膜，一個獨立的蛋白網絡與整體膜蛋白和脂質雙層形成垂直和水平相互作用的膜骨架，膜骨架包括血影蛋白（或稱收縮蛋白，又分為α和βspectrin），錨蛋白（ankyrin），蛋白4.1，蛋白4.2和肌動蛋白，HS被分為以下5種亞型：單一血影蛋白部分缺乏，血影蛋白與錨蛋白連接部分缺乏，帶3部分缺乏，蛋白4.2缺乏和其他少見的共同缺乏。
3、表麵區域缺乏的分子
基礎遺傳性球形紅細胞固有的特性是不穩定，如在三磷腺苷（ATP）缺乏或細胞應急切變暴露於體外變化條件下釋放脂質，膜物質的丟失通過0.2～0.5μm的含有血影蛋白的膜內在蛋白質的小囊泡釋放，通過體外培養實驗中滲透脆性增加可以證實，膜物質的丟失是膜表麵區域缺乏至一定程度所致的結果，在單一血影蛋白缺乏或血影蛋白與錨蛋白聯合缺陷的病例，表麵區域缺乏包含來自骨架蛋白下的脂質雙層膜不匹配，正常紅細胞的骨架蛋白形成一個接近單分子的亞膜層，占據一半以上的膜表麵，因此，血影蛋白缺乏導致這個網絡密度減低，結果，從細胞內以微囊泡形式釋放的骨架蛋白不直接支持脂質雙層膜的區域，在帶3蛋白缺乏的HS病例，兩個假設的途徑可能導致表麵區域的丟失，一個機製包括帶3蛋白從細胞丟失，由於帶3蛋白跨越脂質雙層膜許多倍，可能“邊界”脂質的實質總量與帶3蛋白一同釋放，因此，導致表麵區域缺乏，另外一種可能的機製是在膜內存在無帶3的區域形成，進而形成膜大泡，以微囊泡的形式從細胞內釋放，這個假設基於發現了殘影細胞膜內顆粒的集簇性（帶3蛋白的主要組成）導致膜脂質大泡而非微囊泡的顆粒去除區域形成，近年的證據來自帶3敲除鼠的模型，缺乏帶3的紅細胞本能地脫出囊泡，導致嚴重的球形紅細胞增多和溶血。
4、HS與非紅係臨床表現
在大多數HS病例，臨床表現被限定為單一的紅細胞係統，可能由於紅細胞膜蛋白（如血影蛋白和骨架蛋白）的非紅係副本被獨立基因編碼或是由某些蛋白（如蛋白4.1，β-血影蛋白和骨架蛋白）從屬於組織特有的選擇性剪切，但也有例外，報道個別HS家族有脊髓變性性改變的聯合神經分離或肌肉異常，心肌病或記憶力減退，紅細胞骨架蛋白和β-血影蛋白在肌肉腦組織及脊髓也同樣存在，提高了這些病例缺乏其中某種蛋白的可能性，這個假說將進一步通過nb突變鼠的HS模型來證實，純合子nb/nb鼠具有與血影蛋白和基本分子缺陷骨架蛋白缺乏有關的嚴重HS，病情進展可成為與小腦Purkinje細胞變性性改變相吻合的神經綜合征，Purkinje細胞通常表達紅細胞骨架蛋白，而在nb/nb鼠的表達是減低的，帶3缺乏在常染色體顯性遺傳的遠端腎小管性酸中毒的患者中也得到證實，雜合子帶3基因突變的病例具有正常的腎酸化作用和異常的紅細胞，兩個帶3突變，即R589H和S613F，與腎髒的酸化作用減低和正常的紅細胞有關，有報道證實由於帶3mRNA加工突變導致兩個Hs家族出現並發腎髒酸化作用減弱的病例，帶3Pribram和帶3Okinawqa，在這些病例中，腎小管性酸中毒的確切發病機製尚不清楚。
5、遺傳性
基於HS的非單一性分子基礎，推測HS的基因可分為幾種染色體的改變，目前發現的染色體異常有1，8，14，15及17的異常，與α-血影蛋白相關的為1號染色體，與錨蛋白相關的為8號染色體，與β-血影蛋白相關的為14號染色體，與蛋白3相關的為17號染色體，與蛋白4。2相關的為15號染色體，在絕大多數的HS患者（約75％），屬常染色體顯性遺傳，少部分患者為非顯性遺傳，這部分病例可歸屬於基因突變，突變的位置在CpG二核苷酸，造成該部位小的缺失或插入，這也可能形成常染色體隱性遺傳，有報道證明，部分隱性遺傳的HS患者伴發嚴重的溶血性貧血，這部分患者主要傾向於紅細胞血影蛋白的缺乏，推測主要為α-血影蛋白的缺乏，另外一部分隱性遺傳的患者為蛋白4.2缺乏，表現為輕度溶血，紅細胞形態為口形和卵圓形，極少病例為純合子，表現為嚴重的溶血性貧血，有的患者溶血發生後可能是致死性的，他們的雙親症狀很輕或無症狀，HS可以以家族的形式發病，但臨床上這樣的情況並不多見，下述幾點可以解釋這些現象。
在疾病的任何階段均可能發生貧血危象：
1、溶血危象勞累，急性感染，受冷等因素可誘發急性溶血而發生“溶血危象”，多與吞噬細胞功能一過性增強有關，常呈自限性，
2、再生障礙危象較少見，症狀重，可危及生命，常需要輸血，主要由細小病毒B19感染引起，此病毒可侵入紅係祖細胞而抑製其增殖和分化，少數年長兒患者可並發膽石症（10歲以下的發生率約5％），重者可並發陣發性膽絞痛和阻塞性黃疸，還有少數患兒可並發下肢複發性潰瘍，這可能與紅細胞變形性降低，局部血流淤滯有關。
1、臨床表現有顯著異質性，起病年齡和病情輕重差異很大，HS多見於幼兒或兒童期，從無症狀到危及生命的貧血，重者於新生兒或嬰兒期起病，北京兒童醫院收治的170例中，5歲以內發病139例，占82％，其中一半在1歲以內發病，不同家族之間，臨床表現的輕重可有很大差別，同一家族的不同患者，病情輕重常較一致，根據臨床表現，可將HS分為4型：無症狀攜帶者，輕型HS，典型HS和重型HS，多數患兒為顯性遺傳，臨床表現為輕中度貧血；極少數患兒為隱性遺傳的純合子或等位基因都發生突變，臨床表現為重型HS，貧血，黃疸和肝脾腫大是HS最常見的臨床表現，三者或同時存在，或單獨發生，北京兒童醫院收治的170例HS中，貧血169例（99％），黃疸133例（78％），肝大155例（91％），脾大168例（99％），構成本病的四大表現，大多數HS有輕中度貧血，中度脾腫大和間歇性黃疸，少數（約25％）HS症狀輕微，雖然有溶血，但由於骨髓紅係代償性增生。
2、一般無貧血，無或僅有輕微黃疸，無或有輕度脾腫大，這類病人隻在進行家族調查或某種誘因導致紅細胞破壞加重時才被發現，最常見的誘因是感染，劇烈體力活動也可加重溶血，極少數HS可發生危及生命的溶血，需要定期輸血，生長發育也可受到影響，長期明顯貧血者，由於骨髓增生，骨髓腔變寬，使額骨和顳骨突起，新生兒期起病者，黃疸的發生率約50％，常於出生後48h內出現，並可因高膽紅素血症而發生膽紅素腦病，新生兒期後，黃疸大多很輕，呈間歇性發作，勞累，感染均可誘發或加重黃疸。
小兒遺傳性球形紅細胞增多症應該如何預防：
本病屬常染色體顯性遺傳性疾病，預防措施同遺傳性疾病，預防應從孕前貫穿至產前，婚前體檢在預防出生缺陷中起到積極的作用，作用大小取決於檢查項目和內容，主要包括血清學檢查（如乙肝病毒，梅毒螺旋體，艾滋病病毒），生殖係統檢查（如篩查宮頸炎症），普通體檢（如血壓，心電圖）以及詢問疾病家族史，個人既往病史等，做好遺傳病谘詢工作，孕婦盡可能避免危害因素，包括遠離煙霧，酒精，藥物，輻射，農藥，噪音，揮發性有害氣體，有毒有害重金屬等，在妊娠期產前保健的過程中需要進行係統的出生缺陷篩查，包括定期的超聲檢查，血清學篩查等，必要時還要進行染色體檢查，一旦出現異常結果，需要明確是否可治療，預後如何等等，采取切實可行的診治措施
1、血象
輕、中度或重度貧血均可發生，也可無貧血。網織紅細胞增高，為5％～20％，最低2％，也有高過20％者。白細胞數正常或稍增，在溶血危象時可增高。血小板數正常。再生障礙危象時，貧血加重，甚至全血細胞減少，網織紅細胞也減少。紅細胞形態：血塗片鏡檢可見小球形紅細胞，這些細胞數目多少不一，一般占紅細胞的20％～30％，亦有僅占1％～2％者。其特征是細胞直徑小（6.2～7.01μm），厚度增大，為2.2～3.4μm（正常為1.9～2.0μm），胞體小而染色深，無中央淡染區及雙凹盤狀。小球形紅細胞僅限於成熟紅細胞，有核紅細胞和網織紅細胞形態正常。在重型HS，血塗片除可見到大量小球形紅細胞外，還可見到許多棘形紅細胞。MCV僅輕度減小，MCHC增高。
2、紅細胞形態
血塗片鏡檢可見小球形紅細胞，這些細胞數目多少不一，一般占紅細胞的20％~30％，也有僅占1％~2％者。其特征是細胞直徑小（6.2~7.0μm），厚度增大，為2.2~3.4μm（正常為1.9~2.0μm），胞體小而染色深，無中央淡染區及雙凹盤狀。小球形紅細胞僅限於成熟紅細胞，有核紅細胞和網織紅細胞形態正常。在重型HS，血塗片除可見到大量小球形紅細胞外，還可見到許多棘形紅細胞。
3、骨髓象
增生旺盛以中、晚幼紅細胞增生為主。再障危象時增生不良，可見巨大早幼紅細胞，脾切除術是治療小兒遺傳性球形紅細胞增多症的一種安全有效的方法。手術年齡以-歲為宜，過早切脾可能影響機體移植免疫功能，易患嚴重感染，但如果貧血嚴重，以致影響患兒的生長發育，或常發生“再生障礙危象”者，則可考慮較早手術。脾切除後，黃疸和網織紅細胞增多可迅速消失，血紅收白可達正常範圍，也可防止膽石的形成，並根除了發生“再生危象”的威脅，但球形紅細胞增多可使紅細胞滲透脆性增高更明顯。術後有發熱等感染可能時，應及時用抗生素治療。
4、紅細胞滲透脆性試驗
是確診本症的主要方法。絕大多數病例紅細胞滲透脆性增高，增高的程度與球形細胞的數量成正比。球形紅細胞數量很少者，紅細胞滲透脆性試驗也可以正常，須將紅細胞在37℃孵育24h後才能發現其滲透脆性增高。紅細胞機械脆性增高。再生障礙危象和合並鐵缺乏時，紅細胞滲透脆性可相應降低。
5、紅細胞自身溶血及自溶糾正試驗
48h的溶血度明顯增加，可以達到10％～50％（正常5％），加入葡萄糖或ATP可不完全糾正。
6、酸化甘油溶解試驗（AGLT50）
正常人紅細胞AGLT50約為1800s，重症HS患者AGLT50可在150s內。該法操作簡單，適用於診斷和篩查。
7、紅細胞膜蛋白定性分析
可采用SDS-PAGE對膜蛋白定性分析，80％以上的HS可發現異常，結合免疫印跡法，可提高可信性。還可采用放射免疫法或ELISA法直接對每個紅細胞的膜蛋白進行定量分析。
8、其他
血清未結合膽紅素增高，尿膽原正常或增高，糞膽原增高。51Cr標記測定紅細胞壽命縮短，其半衰期（T1/2）為8～18天。血清結合珠蛋白下降，乳酸脫氫酶增高。Coombs試驗陰性。血清葉酸水平一般降低。
飲食方麵要做到規律、合理，即以高蛋白、高維生素食物為主。選擇營養價值高的植物或動物蛋白，如牛奶、蛋類、魚類、瘦肉、各種豆製品等。
一、治療
血紅蛋白〈70g/L時，應適當輸注紅細胞，以改善貧血，脾切除是治療本症的根本辦法，凡確診者都應進行脾切除術治療，極輕症患者，可將手術時間推遲，並追蹤觀察病情變化，以決定是否需行手術，年幼兒因免疫功能尚未完善，術後患暴發性感染，特別是肺炎雙球菌，大腸埃希杆菌的感染機會較多，因此小兒手術年齡以5歲以上為宜，對重症患兒，如頻繁發作溶血或再障危象，手術年齡亦可適當提前，但應禁忌在1歲以內進行，小年齡手術者術後應以苄星青黴素（長效青黴素）注射半年到1年，脾切除後紅細胞膜缺陷和球形紅細胞依然存在，但由於除去了主要破壞血細胞的場所，紅細胞壽命得以延長，使貧血獲得糾正，黃疸迅速消退，脾切除術過程中應注意尋找副脾，特別注意脾門，脾韌帶，大網膜等好發部位，如有副脾，應一並切除，為了降低脾切除術後並發症的發生率，國外正嚐試改進手術方式（包括進行部分脾切除術），但療效及優越性有待進一步確定，部分脾動脈栓塞術和骨髓移植治療HS尚在研究中，如發生貧血危象，應予輸血，補液和控製感染，本病在溶血過程中，對葉酸的需要量增加，應注意補充，新生兒期發病者，主要針對高膽紅素血症進行治療。
二、預後
在新生兒或嬰兒期起病者，因溶血危象發作較頻，其預後較差，可因嚴重貧血並發心力衰竭而死亡，起病較晚者因慢性貧血可致發育遲緩，輕症或無症狀者不影響生長發育，預後一般較好，極少數可以死於貧血危象或脾切除後並發症。