系血红蛋白合成障碍而引起的一种溶血性贫血。本病分两大类：一类为正常血红蛋白被异常血红蛋白所代替，如镰形细胞性贫血及血红蛋白C、D、E病等；另一类为正常血红蛋白形成受到抑制，而原较少的正常成分大量增加，临床称为地中海性贫血。
血红蛋白病
正常血红蛋白系由珠蛋白和血红素构成，每一珠蛋白包含一对α肽链和另一对非α肽链(主要是β肽链和少量δ和γ肽链),α肽链与β、δ、γ三肽链相应结合，形成人体三种血红蛋白，即
❶HbA (α2β2)是成人的主要血红蛋白 (约占95～98%);
❷HbA2(α2δ2)是次要血红蛋白，约占2～3%;
❸HbF(α2γ2)又称胎儿血红蛋白，约占1～1.5%(新生儿和婴儿约占80～5%)。于遗传基因的控制下，α肽链分子结构由141个氨基酸构成；β、δ、γ肽链各由146个氨基酸构成。各多肽链的氨基酸形成一定排列次序。由于遗传基因突变的影响，任何肽链固有的一个或多个氨基酸被其他氨基酸替代或缺如，导致珠蛋白分子结构异常，称异常血红蛋白，由此而致的疾病称异常血红蛋白综合征。另外若珠蛋白分子结构中，多肽链的氨基酸次序未见变异，因合成速率异常而形成量的改变，称地中海贫血综合征 (Thalassemia syndrome)。以上二种综合征总称血红蛋白病。目前全世界已发现300多种血红蛋白病。多数无症状，少数症状明显。根据世界卫生组织估计，全世界约有一亿多人携带血红蛋白病的遗传基因。我国各民族已发现有不同的血红蛋白病基因，以α和β地中海贫血、血红蛋白E为多见，另外尚有血红蛋白M病以及十多种已确定的血红蛋白病。
镰状细胞贫血 为异常血红蛋白S(HbS)所引起的血红蛋白病。多见于黑人，我国已报道一例，系与非洲民族混血的后代。血红蛋白S是β肽链第6位的谷氨酸(Glutaminiec Acid) 被缬氨酸(Valine) 所替代(α2β62Gl→Val)，于缺氧条件下，其溶解度降低致使红细胞凝缩变形如镰刀状，细胞变为僵硬，失去原有变形性和柔韧性，无法通过微循环，而引起局部缺氧，血粘稠度增加，导致小血管淤滞栓塞。
患儿出生半岁后易有手和足疼痛肿胀 (“手足”病征)，年长儿诉腹痛、关节和骨胳痛等均因小血管栓塞所致。婴儿有苍白、黄疸和肝脾肿大。年龄增长后有慢性贫血。脾脏由于梗塞后纤维化而转向缩小。年长儿体格可呈四肢过长，躯干短，颅形突起的所谓“镰状细胞贫血体形”。易有下腿溃疡，叶酸缺乏性贫血等合并症，并易感染而引起死亡。本病的杂合子患者称血红蛋白S特征，无症状，于高空飞行或缺氧条件下，可出现红细胞镰变，并表现小血管栓塞所致的症状。
血红蛋白S基因与血红蛋白C或β地中海贫血基因可同时存在而形成双重杂合子，表现较轻的症状。
病人血液用Romanowsky染色血片，可发现镰刀形细胞。血红蛋白S杂合子则无此特征，如应用重亚硫酸钠(Sodium metabisulfite)作镰变试验，可现镰变细胞。溶解度试验见降低。血红蛋白电泳，纯合子患者HbS高达95%以上。杂合子患者为HbS+HbA。
镰状细胞贫血可用叶酸治疗，注意防止感染，严重发作时应供氧和补液。仅于血红蛋白降低至危急状态时才给输血。近代试用尿素和氰制剂以图控制镰变，但效果未能确定。
血红蛋白E病 系血红蛋白E纯合子疾患。血红蛋白E是β肽链第26位谷氨酸被赖氨酸 (Lycine)所替代(α2β226谷→赖)。这一氨基酸的替代并不影响血红蛋白正常生理功能，故无明显临床表现。血红蛋白E多见于东南亚地区，我国广东、广西、湖南、湖北、四川等地亦有较多的报道。
血红蛋白E病的症状轻，病人易疲乏，脾脏轻度肿大。血红蛋白偏低，红细胞不减少，有小细胞低色素贫血的特点。靶形细胞较多见，平均15～20%。血红蛋白电泳可检查出HbE，高达95～98%，抗碱血红蛋白可高达5%。
血红蛋白E杂合子无症状，血液学检查也无异常，血红蛋白电泳检查有HbE+HbA。
血红蛋白E与β地中海贫血基因的双重杂合子，又称血红蛋白E复合地中海贫血，类似β地中海贫血(见“β地中海贫血”条，257页)，应加以鉴别。血红蛋白E又可与α地中海贫血基因结合，成为血红蛋白E与α1 (或α2) 地中海贫血基因结合等双重杂合子，后一种应注意与血红蛋白H病α1+α2鉴别(见“α地中海贫血”条，257页)。
血红蛋白E病和血红蛋白E杂合子患者不需治疗，血红蛋白E复合地中海贫血和血红蛋白E与α1和α2地中海贫血的双重杂合子，作脾脏摘除治疗效果尚好(见α1和β地中海贫血)。
不稳定血红蛋白病 于血红蛋白分子结构中，每一条多肽链与一个血红素相连，构成完整的血红蛋白单体，血红素埋藏于多肽链摺叠所形成疏水性非极化性的袋中，称血红素袋，使血红素与血红素袋外肽链的非极化氨基酸接连，形成许多接触点，使血红蛋白分子结构保持稳定性。如血红素与肽链接连部位的氨基酸被其他氨基酸所替代或缺如，血红蛋白分子的稳定性即改变，血红蛋白易被氧化而丢失血红素，因而形成珠蛋白变性小体，促使红细胞膜变硬而易溶血。临床多见于本病杂合子，纯合子不能存活。
临床表现为间歇出现轻度甚至严重的溶血性贫血，并有血红蛋白尿。部分病例与G-6-PD缺陷类似，可因服用氧化剂药物而加重(如血红蛋白Sabin Wien,Kohn)；另一部分病例可无症状。实验室检查，热不稳定试验和异丙醇试验(Isopropanol test)阳性。于溶血期或脾摘除后可发现珠蛋白变性小体。血红蛋白电泳检查： 部分可见特殊区带，另一部分不易检出，须作较复杂的肽链分析才可确诊。治疗应注意避免氧化性药物，重症可作脾摘除，但部分病例疗效不明显。
遗传性持续性胎儿血红蛋白病 (Hereditary persis-tence of high fetal hemoglobin HPFH)为地中海贫血综合征的一个亚型，患者的胎儿血红蛋白(HbF) 持续增高。正常胎儿血红蛋白(α2γ2)的γ肽链随年龄增长而减低，β和δ肽链相应增加，因而胎儿血红蛋白减少至1～1.5%，血红蛋白A和A2增多，这一生理性转变受转换基因(Switch gene)所操纵。本病因转换基因突变使β和δ肽链不能产生，而γ肽链持续存在，使胎儿血红蛋白维持于高水平上但无其他异常，血红蛋白的生理功能仍无改变。本病多见于黑人和希腊民族. 临床无症状。纯合子仅见胎儿血红蛋白而无血红蛋白A和A2。（杂合子胎儿血红蛋白值比正常增高）。血液学检查，无贫血，偶见靶形细胞或红细胞形态改变。本病若合并其他贫血病，易与β地中海贫血或其他胎儿血红蛋白增加的疾病混淆（如再生障碍性贫血）。鉴别可作Apt酸洗脱法试验，本病的红细胞可见胎儿血红蛋白密集均匀，其他疾病所见的红细胞，胎儿血红蛋白分布不均。