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Pediatría - Vol. 43 No. 4 - 2011

Tamización neonatal

por cromatografía de alta resolución para el diagnóstico de anemia de células falciformes y otras hemoglobinopatías en Medellín, Colombia Fabio Restrepo1 Natalia Loaiza2 Marcela Arrubla3 Sandra Patricia Cossio4 Jaime Ordóñez5

Resumen

Abstract

Antecedentes. Las hemoglobinopatías son el defecto hereditario más común en humanos. Se han descrito prevalencias entre 7 y 20% en países con gran presencia de la raza negra y sus mezclas. La búsqueda de estas enfermedades se realiza de manera universal en estos países.

Background. Hemoglobin diseases are the most common hereditary disorder in humans. Their prevalence ranges between 7 and 20 %, and is higher in countries with high presence of individuals whith African ancestors. The search for these diseases is universal in these countries.

Objetivo. Estimar la prevalencia de la anemia falciforme y de otras hemoglobinopatías mediante el análisis de muestras para la tamización de tirotropina (TSH) neonatal en Medellín, departamento de Antioquia, Colombia.

Objective. To estimate the prevalence of sickle cell anemia and other hemoglobinopathies by analyzing samples for TSH neonatal screening in Medellín, Antioquia, Colombia.

Métodos. En un periodo de seis meses se adelantó la tamización por cromatografía líquida de alta resolución (High-Pressure Liquid Chromatography, HPLC) de 2.637 muestras de sangre seca de cordón umbilical.

Methods. Screening by high-pressure liquid chromatography (HPLC) was completed in 2,637 dry cordblood samples in a six month period. This technique allowed separating hemoglobin variants. If the resut was positive the analysis was repeated using the same filter paper sample. Positive cases were located to obtain a blood sample, which was subject to confirmatory testing using alkaline hemoglobin electrophoresis.

Se separaron las variantes de hemoglobina mediante HPLC. En los casos positivos, se repitió el análisis en la misma muestra del papel de filtro. Si el resultado era nuevamente po-

1 Médico, microbiólogo laboratorista, gerente en Salud Pública; Laboratorio Clínico Prolab, Medellín, Colombia. 2 Médico, magíster en Microbiología; Master universitaria en microbiologìa, Universidad Autonoma de Barcelona, España.

3 Bacterióloga, magíster en Epidemiología; Laboratorio Clínico Prolab, Medellín, Colombia. 4 Bacterióloga, Área de Inmunología; Laboratorio Clínico Prolab, Medellín, Colombia. 5 Médico, Ph.D. en Epidemiología; Universidad CES, Medellín, Colombia.

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sitivo, se localizaba al neonato para obtener una muestra en sangre con la cual se realizaba la prueba confirmatoria mediante electroforesis alcalina de hemoglobina.

Results. Ninety-three samples were positive for different forms of hemoglobin disease (HbS, 54 cases; HbC, 38 cases; HbD, 1 case), with a final prevalence of 3.5%.

Resultados. Se detectaron 93 muestras positivas para alguna hemoglobinopatía (hemoglobina S: 54 casos; hemoglobina C: 38 casos; hemoglobina D: 1 caso), con una prevalencia final de 3,5%.

Conclusions. The findings confirm the high prevalence of these diseases in our setting, with a percentage similar to that in other countries of the region. They also show that HPLC using umbilical cordblood sample obtained for neonatal TSH screening is an inexpensive method to search for hemoglobin diseases in our country.

Conclusiones. Se confirma la alta prevalencia de este grupo de enfermedades en nuestro medio, con porcentajes similares a los de los países de la región, y que el método de HPLC es de bajo costo para establecer la pesquisa de hemoglobinopatías en nuestro país, utilizando la misma muestra de sangre de cordón umbilical tomada para la TSH neonatal.

Key words. hemoglobin, hemoglobin disease, sickle cell anemia, neonatal screening.

Palabras clave. hemoglobina, hemoglobinopatía, anemia de células falciformes, tamización neonatal.

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Introducción

menos periférica del aminoácido sustituido en relación con la conformación de la molécula de hemoglobina, ésta puede sufrir o no cambios que afecten su movilidad electroforética, su afinidad por el oxígeno, su estabilidad química o la capacidad para mantener el hierro en estado reducido.

La hemoglobina es una heteroproteína de la sangre, con peso molecular de 68.000 kilodalton (68 kDa), de color rojo característico, que transporta el oxígeno desde los órganos respiratorios hasta los tejidos. La forman cuatro cadenas de polipéptidos (globinas), y a cada una de ellas se une un grupo heme, cuyo átomo de hierro es capaz de unirse de forma reversible al oxígeno1,2.

El presente estudio se basa en el análisis de hemoglobinas con alteración de la movilidad electroforética (hemoglobinas S, C, J, D y E), que incluye todas las alteraciones de importancia clínica3,4.

La hemoglobina A, o HbA, es llamada también hemoglobina del adulto o hemoglobina normal, y representa, aproximadamente, 97% de la hemoglobina del adulto; está formada por dos globinas alfa y dos globinas beta. La hemoglobina A2, formada por dos globinas alfa y dos globinas delta, representa menos de 2,5 % de la hemoglobina después del nacimiento y aumenta de forma importante en la betatalasemia, en la que no se pueden sintetizar globinas beta. La hemoglobina S está presente en la anemia de células falciformes que afecta, predominantemente, a la población afroamericana y amerindia. La hemoglobina F es la hemoglobina normal del feto y, en su mayor parte, se degrada en los primeros días de vida al ser sustituida por la hemoglobina A. En adultos, su porcentaje es menor del 2%. También, hay hemoglobinas de los tipos Gower 1, Gower 2 y Portland, que sólo están presentes en el embrión.

La anemia falciforme es la hemoglobinopatía más frecuente y es causada por un tipo anormal de hemoglobina llamada hemoglobina S, que distorsiona la forma de los glóbulos rojos –denominados drepanocitos–, que entregan menos oxígeno a los tejidos corporales y se pueden romper en fragmentos que interrumpen el flujo sanguíneo. Estos hematíes falciformes aumentan la viscosidad sanguínea y bloquean la circulación capilar en diferentes áreas del organismo, produciendo microinfartos. Los síntomas y signos de la enfermedad se relacionan con la anemia hemolítica y con la isquemia tisular causada por oclusión vascular. Los niños son normales al nacer y los síntomas son poco frecuentes antes de los tres a cuatro meses de edad, ya que las concentraciones elevadas de hemoglobina F inhiben la formación falciforme.

Se denomina hemoglobinopatía al defecto hereditario que tiene como consecuencia una estructura anormal en una de las globinas de la hemoglobina, secundaria a la sustitución de uno de los aminoácidos de la proteína por otro. Las hemoglobinopatías por afectación de la cadena beta son algo más frecuentes que las de la alfa. Dependiendo de la situación más o

Otra hemoglobinopatía de menor frecuencia es la de la hemoglobina C, en la cual se sustituye el ácido glutámico de la posición 6 de la cadena beta por lisina. Es una hemoglobinopatía propia del África occidental, que también puede encontrarse en España. El estado homocigoto (CC) se caracteriza por una anemia hemolítica crónica ligera con esplenomegalia.

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Aunque la hemoglobina C tiende a cristalizarse en condiciones de hipoxia, no hay crisis de oclusión vascular como las de la hemoglobina S. Otras hemoglobinopatías importantes son la hemoglobina D y la E, que es la tercera más prevalente en el mundo (después de la A y la S), principalmente en el sudeste asiático (más de 15%) y en poblaciones negras.

na en 230 sujetos, se encontró una frecuencia de hemoglobinopatías de 10%12. Esta cifra fue mayor que la reportada por Restrepo (7,7 %) en una población de 1.184 individuos9. Bernal et al., en un estudio realizado en 544 individuos (443 en San Andrés y 101 en Providencia), reportaron prevalencias de hemoglobinopatía de 12,8% y de 20,8% para San Andrés y para Providencia, respectivamente13. Finalmente, en el estudio de Espinel en 1.043 individuos de Chocó, se informó una frecuencia de 3,8% para la población negra14. El diagnóstico de las hemoglobinopatías se basa en la sospecha clínica, en los datos del hemograma, en la observación de hematíes falciformes en sangre periférica (en el caso de la anemia falciforme), en las pruebas de solubilidad de la hemoglobina y en pruebas bioquímicas o de análisis del ADN5,7,15,16.

La frecuencia de las hemoglobinopatías y su distribución geográfica son muy variables. Se estima que alrededor de 250 millones de personas en el mundo (4,5%) son portadoras de un gen potencialmente patológico de una hemoglobina5 y que cada año nacen unos 300.000 niños afectados. Cerca de 60 a 70% de todos los nacimientos de niños con alguna alteración grave de la hemoglobina se producen en África, siendo la región subsahariana la más afectada. En la actualidad, se conocen más de 700 hemoglobinopatías, aunque no todas producen problemas clínicos. Las hemoglobinopatías son mucho más comunes en ciertos grupos étnicos y afectan, aproximadamente, a 1 de cada 500 personas de raza negra1,2,6,7.

Desde hace varios años se han generalizado los programas de tamización neonatal de las hemoglobinopatías en Estados Unidos, casi toda Europa, Brasil y Méjico, entre otros, que han demostrado ser costo-efectivos en el diagnóstico y en la prevención de la enfermedad drepanocítica 6,11,15,17,18. Probablemente, estos programas se deban realizar con carácter universal en zonas con un riesgo de hemoglobinopatías superior a 5% de prevalencia.

La enfermedad de células falciformes constituye alrededor de 70% de las alteraciones de la hemoglobina en el mundo. Estas anemias hereditarias originalmente estaban limitadas a las regiones tropicales y subtropicales, pero, debido al aumento de los fenómenos migratorios, están apareciendo con mayor frecuencia en zonas no endémicas. La prevalencia mundial de las hemoglobinopatías varía entre 1 y 20%, según el área geográfica y la presencia de la raza negra en cada región8-11.

El método que se ha generalizado, por garantizar una mayor cobertura y por su simplicidad, es el de la toma de la muestra en sangre capilar fresca, usualmente obtenida del talón, cuando los niños tienen entre cuatro y siete días de vida extrauterina6,16. La Organización Mundial de la Salud (OMS) ha adoptado dos resoluciones sobre las hemoglobinopatías: la resolución de la 59ª Asam-

En Colombia se han adelantado varios estudios al respecto. En uno realizado en Cartage-

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blea Mundial de la Salud sobre la anemia falciforme y la resolución de la 118ª reunión del Consejo Ejecutivo de la OMS sobre la talasemia. En ellas se insta a los países afectados y a la Secretaría de la OMS a fortalecer su respuesta a estos trastornos, se dan pautas para las tamizaciones, y se ofrece el apoyo de la OMS para el control y el estudio mundial de las hemoglobinopatías6,18,19.

Como método inicial de tamización, se separaron las variantes de hemoglobina mediante HPLC, utilizando el sistema automático Variant Ii Hemoglobin Testing System (BioRad), especialmente diseñado para separar variantes de hemoglobina, B talasemia y glucohemoglobina en especímenes de sangre total. Éste maneja una columna de intercambio catiónico y un gradiente preprogramado que va incrementando la fuerza iónica de la fase móvil, siendo capaz de separar las variantes de hemoglobina existentes. Aquéllas más fuertemente unidas a la columna, eluyen más tardíamente.

El objetivo de este estudio fue conocer la prevalencia de la anemia falciforme y de otras hemoglobinopatías, como la C, la D y la E, en recién nacidos del área metropolitana de Medellín, Colombia.

El tiempo de retención, característico de cada variante de hemoglobina, es el tiempo que transcurre desde que se inyecta la muestra hasta que se obtiene el punto máximo de cada pico. La detección se hace con un espectrofotómetro a dos longitudes de onda, una inicial a 415 nm y una final de 690 nm. Los cambios de absorbancia producida con respecto al tiempo de retención, dan lugar al cromatograma. El tiempo total de esta cromatografía es de 6 minutos.

Metodología Se diseñó un estudio prospectivo que se adelantó en el período comprendido entre febrero y agosto de 2009. Se determinó el tamaño de la muestra mediante EpiInfo; con una prevalencia esperada de 7%, un poder estadístico de 80% y un intervalo de confianza del 95%, se requerían 520 muestras. Dada la facilidad para obtener especímenes para análisis, la muestra del estudio se elevó a 2.637 sujetos. Con una población estimada de 13.000 neonatos para Medellín en el mismo periodo (Secretaría de Salud de Medellín), el poder estadístico aumentó casi a 100% y los errores de tipo 1 y 2 se redujeron al mínimo. Las muestras para la medición de la TSH neonatal se obtuvieron al momento del nacimiento en centros hospitalarios del área metropolitana donde se atienden partos, empleando papel de filtro Schleicher y Schuell Nº 2992, de acuerdo con los protocolos establecidos por el Ministerio de la Protección Social. Los papeles de filtro con las muestras fueron remitidos al laboratorio Clínico Prolab para su análisis.

Este método es capaz de separar e identificar las siguientes variantes de hemoglobina: fetal (F), glucohemoglobina (A1c), adulto (A), A2/E, falciforme (S), C y D. En cada corrida, o serie analítica, se procesaron dos controles de calidad interna, con distintas variantes de hemoglobina: el control 1 (C1) constituido por hemoglobinas F, A, A2/, E y S, y el control 2 (C2), por hemoglobina F, A, D y C. Ante la presencia de una hemoglobina anormal, o variante, se procedió a repetir el análisis en la misma muestra del papel de filtro. Si el resultado era nuevamente positivo, se procedía a localizar al neonato para obtener

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una nueva muestra en sangre líquida total con ácido etilen-diamino-tetraacético (EDTA), con la cual se realizaba la prueba confirmatoria mediante electroforesis alcalina de hemoglobina en un equipo marca Sebia. Para garantizar la calidad de los resultados durante el estudio, se enviaron cinco muestras positivas y cinco negativas, seleccionadas de manera aleatoria, a un segundo laboratorio externo donde se procesaron como muestras ciegas.

encontró asociación de hemoglobina SC, descrita en otros estudios. Se encontraron 66 muestras más con cromatogramas con presencia de bandas en la posición de alguna o varias de las hemoglobinas anormales, pero con un valor porcentual inferior a 1% para el total de hemoglobinas anormales. Algunos de estos casos fueron evaluados con electroforesis ácida en una segunda muestra de sangre total, sin que se encontraran hemoglobinas anormales. Esto permite confirmar que el punto de corte más adecuado para catalogar la presencia o no de una hemoglobina anormal presente al momento del nacimiento, es 1% del total de la hemoglobina.

Resultados Durante el periodo de estudio se recolectaron 2.637 muestras de papel de filtro. Diez se descartaron de acuerdo con los criterios establecidos. De las 2.627 restantes, 133 se clasificaron como positivas por la presencia de bandas en la posición de corrida de cualquiera de las hemoglobinas anormales (5,1% del total de muestras analizadas). Infortunadamente, no se logró obtener una muestra de sangre para confirmación en 40 de los casos sospechosos. Los 93 restantes correspondieron a hemoglobina S (54 casos), C (38 casos) y D (1 caso).

Discusión Como se mencionó anteriormente, las anomalías de la hemoglobina tienen una alta prevalencia en el mundo, especialmente en regiones con una frecuencia mayor de la raza negra. Este también es el caso para la población de este estudio. Si bien la prevalencia encontrada (3,5%, o un caso por cada 29 neonatos) es ligeramente menor que la descrita para otras regiones, sigue siendo muy importante, superando la de otras afecciones congénitas del recién nacido de tipo genético, como el hipotiroidismo neonatal (un caso por cada 2.600 a 7.500 neonatos), la fenilcetonuria (un caso por cada 10.000 a 20.000 neonatos), la galactosemia (un caso por cada 55.000 recién nacidos vivos) y la deficiencia de glucosa 6 fosfatodeshidrogenasa (1,5 a 4 %). La única enfermedad congénita del neonato con una presentación igual o ligeramente mayor, es la deficiencia de glucosa 6 fosfato deshidrogenasa, pero su presentación clínica, sin ser menos importante, conlleva menor morbilidad y mortalidad que las hemoglobinopatías.

Todos los 93 casos positivos se confirmaron por electroforesis de hemoglobina en medio alcalino o ácido, según el tipo encontrado de hemoglobina, con una concordancia del 100% con la tamización por cromatografía. El empleo de esta cifra de casos confirmados para estimar la frecuencia de hemoglobinopatías representaría una prevalencia de 3,5%. No se encontraron casos con hemoglobina A2 en porcentajes mayores de 3,5%, el máximo esperado en un recién nacido. Los porcentajes superiores se asocian con la presencia de betatalasemia, que se ubica en el área de la HbA2, lo que conllevaba a considerarla como positiva para hemoglobinopatía y a confirmarla con pruebas para betatalasemia. Tampoco se

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ficos de seguimiento, en los que la profilaxis antibiótica y el uso de vacunas específicas, la información a los familiares y la asesoría genética están garantizados, lo cual reduce la morbimortalidad.

Aunque la población de Medellín tiene una proporción alta de mezcla de la raza negra, proveniente del occidente colombiano, es predominantemente una zona en la que la población aria que migró del viejo continente y colonizó estas tierras ha permanecido con poca mezcla. Estos dos fenómenos pueden influir para determinar la presencia de las hemoglobinopatías y explicar que el porcentaje sea menor en relación con el de Cartagena (12% de prevalencia), donde hay un más claro predominio de la raza negra, o a las cifras de Brasil y de las islas del Caribe (7 a 20%).

El porcentaje de mortalidad que se produce en niños con anemia falciforme menores de cinco años es del orden de 25 a 30%. La mayoría de las muertes en este grupo se producen de forma secundaria a infecciones fatales, secuestro esplénico o crisis aplásicas. Por ello, los National Institutes of Health de los Estados Unidos recomendó hacer la tamización neonatal de anemia falciforme y otras hemoglobinopatías de forma universal, sin tener en cuenta el origen étnico. La experiencia de algunos grupos de trabajo demuestra la ineficacia de la tamización dirigida frente a la tamización universal15,20, ya que existe un porcentaje elevado de niños con anemia falciforme que quedan sin diagnosticar.

La hemoglobinopatía más frecuente en este estudio fue la hemoglobina S, igual lo es en todas las regiones donde se ha estudiado la prevalencia de las hemoglobinopatías. Por otra parte, en la población estudiada no encontramos casos de hemoglobina SC, SD o CD, como se describe en otros estudios, como los de Brasil, Curaçao o Cartagena. Todas las hemoglobinopatías encontradas fueron de un solo isotipo.

El método de HPLC elegido para la tamización inicial es sencillo, rápido y reproducible, con una imprecisión entre los análisis y en los análisis para cada variante estudiada menor de 5%. Es un sistema totalmente automático controlado por una estación de trabajo, capaz de conectarse al sistema de información del laboratorio y de practicar una gran cantidad de pruebas simultáneamente, por lo que sería una metodología para recomendar como de elección en cualquier programa de tamización de hemoglobinopatías. Ha demostrado sus fortalezas en otros estudios y es utilizado como método de rutina para el diagnóstico dirigido de hemoglobinopatías en países como España, Méjico y Brasil, y en Colombia, en Cali y Medellín.

Esta prevalencia de anemia falciforme (hemoglobina S) es superior a la encontrada para otras enfermedades incluidas en el programa de detección precoz de la comunidad, lo que refleja la necesidad actual de adelantar la tamización neonatal de hemoglobinopatías en nuestra población. La efectividad de estos programas se ha demostrado2,3. El costo humano y material de la toma de muestras se reduce al mínimo en nuestro país, debido a que está ya incluido en los costos de la toma de muestra para TSH neonatal. La detección precoz permite incluir a los recién nacidos afectados en programas especí-

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Conclusiones

Agradecimientos

La prevalencia para hemoglobinopatías encontrada en el área geográfica de estudio fue menor que la descrita en estudios similares. Sin embargo, continúa siendo de gran importancia, superando las cifras para hipotiroidismo neonatal, para el cual hay tamización universal en nuestro país desde hace 11 años. Una prevalencia de 3,5%, con una tasa de morbimortalidad de 30% para los afectados, sugiere que estas enfermedades deberían ser tamizadas de manera universal y sistemática, más aún si se considera que no se requiere implementación ni logística adicional a la ya existente para la tamización de hipotiroidismo neonatal. La experiencia de múltiples países desarrollados y en desarrollo con los programas de tamización para hemoglobinopatías, son referencia para desarrollar este programa.

Al laboratorio clínico PROLAB, sus directivas y a todo su gran equipo profesional, por su apoyo incondicional y decisión en el desarrollo de la investigación. A la casa comercial Quik, por facilitar logística a la investigación, así como a la Universidad CES, por su asesoría en el diseño epidemiológico y desarrollo de la investigación.

Conflictos de interés En el presente estudio no se considera que haya conflictos de intereses, porque se realizó de manera autónoma, sin presiones por lazos comerciales o laborales entre los investigadores. No se utilizó consentimiento informado porque según el Decreto 8430 de 1993, sobre normas científicas, técnicas y administrativas para la investigación en salud, se clasifica entre las investigaciones “sin riesgo”, y se dispensan éstas del consentimiento informado.

En el caso de este estudio, se comprobó que la HPLC es un método rápido, ya que se obtienen resultados en unos 20 minutos desde la preparación de la muestra hasta el resultado, sencillo porque es automatizado y permite montar series desde una a un número deseado de muestras en la misma corrida, y con unos costos aceptables en caso de una posible implementación integrada a la prueba de tamización neonatal para hipotiroidismo ya implementada. Además, estos equipos son utilizados rutinariamente en los laboratorios de referencia para la HbA1c, y son los mismos que practican el análisis del hipotiroidismo neonatal.

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