102.1 🎓 醫學生版
對象:M3-M6 醫學生。這一章講的是「紅血球工廠原料不夠」造成的貧血——缺鐵、發炎、老化這三大情境都跟鐵的平衡被打亂有關,背後的共同病生理是骨髓前驅細胞低度增生(hypoproliferation)。讀的時候請抓住一條主線:鐵代謝 → hepcidin 這個總開關 → 在不同疾病裡 hepcidin 是高是低,決定了鐵被「困住」還是「放出來」。把 hepcidin 想成海關,缺鐵時放行(hepcidin 低、拼命吸收),發炎時封關(hepcidin 高、鐵都鎖在巨噬細胞裡),你就能一眼看穿缺鐵性貧血、發炎性貧血、腎性貧血為什麼長得不一樣。
102.1.0.1 📌 一頁重點
- 鐵代謝核心:成人體內鐵約大半在血紅素,其餘儲存於肝、脾、骨髓巨噬細胞的 ferritin。每天飲食只吸收 1–2 mg,但每天造約 2000 億顆紅血球需要 20–25 mg 鐵,靠巨噬細胞回收老紅血球補上絕大部分。鐵在血中由 transferrin 運送。
- hepcidin 是總開關:肝臟製造的 25 胺基酸胜肽,會降解鐵的出口蛋白 ferroportin,把鐵鎖在腸細胞、巨噬細胞、肝細胞裡。鐵多或發炎(IL-6)→ hepcidin 高 → 鐵出不來;缺鐵或缺氧(erythroferrone、TMPRSS6)→ hepcidin 低 → 鐵放行、吸收最大化。
- 缺鐵分三期:①孤立性缺鐵(鐵庫空、Hb 正常、ferritin 低)→ ②鐵供應受限(transferrin saturation < 15–20%)→ ③典型缺鐵性貧血(低色素小球性)。貧血是缺鐵的晚期表現,心臟、肌肉、腦更早就受影響。
- 缺鐵診斷:ferritin < 30 μg/L 單一檢驗即可診斷(敏感度 92%、特異度 98%);transferrin saturation < 15–20% 代表鐵供應受限;MCV < 80 fL、RDW 升高。成年男性與停經後女性的缺鐵性貧血務必做內視鏡找腫瘤/出血。
- 缺鐵治療:輕中度口服鐵鹽(iron sulfate 每錠 65–100 mg 元素鐵);隔天給藥(alternate-day)比每天給吸收更好、副作用更少,配 80 mL 柳橙汁;療程至少 3 個月補滿鐵庫。靜脈鐵用於不耐口服、吸收不良、或需快速矯正重度貧血(Hb ≤ 8 g/dL)。
- 發炎性貧血(anemia of inflammation, AI / 慢性病貧血 ACD):IL-6 → hepcidin 高 → 鐵鎖在巨噬細胞(功能性缺鐵)。正色素正球性、retic 低、血鐵低但 ferritin 正常或高——這是與缺鐵的關鍵鑑別點。
- 腎性貧血(CKD):腎功能喪失 > 50% 開始貧血;機轉是 EPO 缺乏 + 鐵負平衡(吸收差、透析失血)+ 系統性發炎;治療補鐵 + ESA。
- ferritin 是急性期反應物,發炎時會假性升高,不能單獨拿來判斷鐵庫;混合型(缺鐵+發炎)以 ferritin < 100 μg/L 為較被接受的閾值。
102.1.0.2 一、鐵代謝:為什麼 hepcidin 是這一章的靈魂
鐵對細胞不可或缺——攜氧、DNA 複製與修復、代謝、能量生產都要它。但游離鐵會催生活性氧自由基(reactive oxygen species)而有毒性,所以身體裡的鐵幾乎永遠綁在蛋白質上,而且恆定受到嚴密調控。先記住兩個量級對比:飲食每天只吸收 1–2 mg 鐵,但要造出每天約 2000 億顆紅血球,紅血球前驅細胞需要 20–25 mg 鐵。這個巨大缺口靠什麼補?答案是巨噬細胞回收——肝脾的巨噬細胞每天清除約 0.8–1% 的老化紅血球,把血紅素裡的鐵回收再利用,這條 20–25 mg/日的回收流才是維持造血的主力,飲食吸收只是補上每天因細胞脫落與月經而流失的那一點點。
鐵在血漿中由 transferrin 運送,這是一個有兩個結合位的肝源醣蛋白(血中濃度 204–360 mg/dL),可帶一個鐵(monoferric)或兩個鐵(diferric)。雙鐵 transferrin 與細胞表面的 transferrin receptor 1(TFR1) 高親和力結合,整個複合體經內吞形成 endosome,低 pH 把鐵釋放,再由 DMT1(divalent metal transporter 1) 送進細胞質,主要拿到粒線體去做血紅素與鐵硫簇。紅血球母細胞(erythroblast)表面的 transferrin receptor 數量最多(每顆約 30–40 萬個),而且只能從 transferrin 取得鐵。沒綁到 transferrin 的受體會被切下釋放到血中,這就是可溶性 transferrin receptor(sTfR)——它反映造血量與缺鐵性造血的程度,缺鐵時會升高。多餘的鐵安全地儲存在細胞質的 ferritin 裡(24 個輕重次單元組成的中空殼,把鐵藏在中央腔,脾巨噬細胞特別擅長),血中 ferritin 濃度可當作鐵庫的指標;缺鐵時細胞還能透過「ferritin 自噬(ferritinophagy)」把藏起來的鐵挖回來用。要特別記住:身體沒有任何主動排鐵的機制,鐵只靠細胞脫落與月經被動流失。
hepcidin 才是這一章真正的主角。 它是肝細胞製造的 25 胺基酸胜肽,作用是結合並降解鐵的出口蛋白 ferroportin,於是腸細胞、回收鐵的巨噬細胞、儲鐵的肝細胞都把鐵「鎖在裡面」、無法送進血漿。所以邏輯很直接——hepcidin 高 → 血鐵下降;hepcidin 低 → 血鐵上升。它的調控也很對稱:血中與肝臟鐵濃度高、或發炎時(IL-6 經 STAT3 路徑)會上調 hepcidin;缺鐵時由肝臟絲胺酸蛋白酶 TMPRSS6 拮抗 BMP 路徑而下調,缺氧或出血後紅血球母細胞受 EPO 刺激分泌的 erythroferrone 也是強力的 hepcidin 抑制劑(它把 BMP 隔離掉)。把這套機轉學起來,後面所有貧血的鐵指標都能自己推出來。
腸道吸收方面,鐵需求隨年齡性別變化(成年男性與停經女約 1.0 mg/日、育齡女與青少年較高、懷孕第三孕期高達 4.0–5.0 mg/日)。飲食裡血基質鐵(heme iron,紅肉)容易被吸收;非血基質的三價鐵(Fe³⁺)要先被低 pH 與 DCYTB 還原成二價(Fe²⁺)才能由 DMT1 帶入。蔬菜穀物裡的植酸/磷酸、茶與咖啡裡的單寧會抑制吸收,維生素 C(抗壞血酸)則促進吸收。缺鐵時,腸道局部 HIF-2α 升高(增加吸收機器表現)加上 hepcidin 降低(促進鐵輸出到血漿)兩者合力把吸收推到最大。
102.1.0.3 二、缺鐵與缺鐵性貧血:分期、臨床表現與診斷
缺鐵與缺鐵性貧血是影響全球數十億人的健康問題,也是「失能損失年數(years lived with disability)」的主因之一,女性尤其嚴重。流行病學記幾個數字就好:缺鐵性貧血估計影響 約 12 億人,約佔全世界貧血人口的一半;高盛行於學齡前兒童(約 25%)、年輕女性(37–40%)、孕婦(低收入國家 > 40% 且常為重度)。美國 12–21 歲女性中,以 ferritin < 30 μg/L 定義,缺鐵與缺鐵性貧血盛行率分別約 38.6% 與 6.3%。
理解缺鐵的關鍵是把它看成一個連續的三階段過程:第一階段是孤立性缺鐵——鐵庫被耗盡(ferritin 下降到 < 15–30 μg/L)但鐵還夠造血,此時紅血球仍是正色素正球性,常見誘因是快速生長、營養不足、月經量大。第二階段,當 transferrin saturation 掉到 < 15–20%,鐵供應對造血而言已經不夠。第三階段才出現典型的低色素小球性紅血球,也就是教科書上的缺鐵性貧血面貌。一個重要觀念:貧血是缺鐵的晚期表現,因為紅血球系統相對被保護,反而是心臟、骨骼肌、腦更早就耗盡鐵。也因為進展緩慢加上代償有效,缺鐵性貧血常被忽略,年輕人甚至要到 Hb 掉到 8 g/dL 以下才被發現。
臨床上別小看「還沒貧血的孤立性缺鐵」:心肌細胞、肌細胞、神經元代謝次佳就會造成疲倦、易怒、注意力差、不寧腿症候群、運動耐受下降;慢性心衰竭病人即使沒貧血,缺鐵本身就會造成症狀。指向缺鐵性貧血的臨床線索包括 pica(異食癖,強迫吃冰、土、黏土等非營養物)、指甲脆弱與匙狀甲(koilonychia)、掉髮、口角炎(cheilosis)、萎縮性舌炎,以及食道蹼造成的吞嚥困難(Plummer-Vinson syndrome)。
實驗室診斷分兩步:先確認缺鐵,再找原因。 確認缺鐵的主力是 血清 ferritin——骨髓無可染鐵雖是金標準但太侵襲性、幾乎不用。ferritin < 30 μg/L 敏感度與特異度分別高達 92% 與 98%,足以當單一檢驗診斷缺鐵。血清鐵會降低但有日夜波動、不能單用。transferrin saturation(血清鐵/總鐵結合能力 TIBC) 測的是能用於造血的鐵,< 15–20% 代表鐵供應受限。MCV < 80 fL 見於確立的缺鐵但早期可正常;RDW 常升高(反映 anisocytosis 紅血球大小不均)。在合併葉酸或維生素 B₁₂ 缺乏、或老年病人身上,小球性與低色素可能被掩蓋而診斷困難,此時 sTfR 在缺鐵會升高、sTfR/log ferritin 比值 > 2 可幫忙;hepcidin 在絕對缺鐵時低到測不到。要記得重度缺鐵性貧血可能伴隨血小板增多(thrombocytosis),因為鐵不足時共同的紅血球-血小板前驅細胞偏向往巨核細胞分化。
找原因(Table 102-2)一定要靠病史。缺鐵不外乎四大類:需求過多(生長、懷孕)、攝取不足、吸收不良(celiac、IBD、減重手術、萎縮性胃炎、長期 PPI)、失血。臨床上常多因並存,老年與多重共病者尤然。成年男性與停經後女性的缺鐵性貧血一定要做內視鏡(大腸鏡 ± 胃鏡)排除惡性腫瘤或其他嚴重出血——這是最常被考、也最不能漏的一條。少見的遺傳性 IRIDA(iron-refractory iron-deficiency anemia) 源自 TMPRSS6 突變使 hepcidin 反而偏高,臨床特徵是吸收差、對口服鐵無反應。
102.1.0.4 三、缺鐵性貧血的治療:口服與靜脈鐵
只要是貧血病人、或有症狀的孤立性缺鐵,都該補鐵。給藥途徑主要看貧血嚴重度與個別病人能不能吸收。
口服鐵是輕到中度貧血的首選——便宜、易取得。常用的是鐵鹽如 iron sulfate,每錠含 65–100 mg 元素鐵(鐵鹽的元素鐵含量約佔 10–33%,例如一顆 325 mg 的 iron sulfate 含 100 mg 元素鐵)。傳統上每天一到兩次、飯前服用,但腸胃道副作用很常見(30–60%):腹部不適、噁心、上腹灼熱、金屬味、腹瀉或便秘,原因是未被吸收的鐵對腸黏膜的毒性。給藥方式近年有重要典範轉移:用穩定同位素追蹤吸收的研究顯示,每天給藥反而會誘發 hepcidin 的短暫高峰而壓抑後續吸收,改成「隔天給藥(alternate-day)」吸收最大化、耐受性也更好;再加上 80 mL 柳橙汁(而非藥理劑量的純抗壞血酸)能最大化吸收比例——所以最佳方案是「隔天鐵鹽 + 天然維生素 C」。療程通常至少 3 個月,以補足 Hb 並把鐵庫填滿、防止早期復發。療效判讀:治療 1 週仍無網狀紅血球增生、或 2 週 Hb 上升 < 1 g/dL 就算反應不足,要去找原因(不順從、持續出血、吸收不良)。副作用明顯時可換 iron gluconate 或 fumarate。
靜脈鐵最適合用在不耐口服、吸收不良、或需快速矯正重度貧血(Hb ≤ 8 g/dL)的情況;發炎狀態下 hepcidin 阻斷口服吸收,也是靜脈鐵的好適應症。現代靜脈鐵是「奈米藥」——碳水化合物外殼包著氫氧化鐵核心,被巨噬細胞攝取後再慢慢經 ferroportin 釋放到 transferrin。早年高分子量 dextran 的過敏(anaphylaxis)疑慮已隨產品退場而大幅改善:新一代製劑安全性良好、不引發 IgE 反應、可單次或兩次輸注完成治療劑量,不再需要試驗劑量(test dose)。輸注反應發生率 < 0.1%,多輕微自限;較嚴重者可能是補體媒介的「類過敏」極罕見。其他副作用包括輸注後 2–5 天的類流感症狀,以及低血磷(hypophosphatemia)——以 ferric carboxymaltose 最常見,由 FGF23 升高引起,多為暫時無症狀,但多次高劑量輸注或合併微量元素缺乏者有骨軟化與骨折風險。常見靜脈劑型有 iron sucrose、iron gluconate、低分子量 dextran、ferric carboxymaltose、ferric derisomaltose、ferumoxytol(後者會在心臟 MRI 造成偽影)。缺鐵性貧血除非血流動力不穩或快速惡化,否則不該用輸血治療。
預防同樣重要。低收入國家因營養不良加上寄生蟲(鉤蟲)失血,缺鐵性貧血盛行;但在瘧疾流行區補鐵要特別小心——缺鐵對瘧疾有些保護作用,補鐵反而可能助長瘧原蟲,所以 WHO 建議只在同時有防治瘧疾措施時才補鐵。其他高風險族群還有頻繁捐血者(每單位血約含 200 mg 鐵,宜拉長捐血間隔並監測 ferritin)與接受大手術的病人(術前篩檢並治療缺鐵是 patient blood management 的支柱,距手術 6 週內以靜脈途徑為佳)。
102.1.0.5 四、發炎性貧血(慢性病貧血):hepcidin 高把鐵鎖起來
「慢性病貧血(anemia of chronic disease, ACD)」指的是在一群異質疾病中觀察到的多因性貧血——感染、自體免疫、惡性腫瘤、發炎性腸道疾病等,共通點是免疫活化與細胞激素生成。因為急性的敗血症、嚴重創傷、大手術後也有類似機轉,現在更傾向用發炎性貧血(anemia of inflammation, AI)這個更廣的名稱。它橫跨整個發炎光譜,從超急性(如巨噬細胞活化症候群)到亞臨床(如慢性心衰竭、糖尿病、肥胖)。流病上它是全世界第二常見的貧血,住院病人尤其多。
病生理至少有三條細胞激素驅動的機轉(Fig. 102-3):①IL-6 升高 hepcidin → 巨噬細胞把鐵扣留、限制再利用(這是核心);②IL-1β 與 TNF-α 抑制 EPO 生成;③IFN-γ 與 TNF-α 鈍化紅血球前驅細胞對 EPO 的反應。此外骨髓前驅細胞被重新編程偏向骨髓系(PU.1 等活性增加),急性發炎時還會釋出未成熟白血球(「緊急骨髓生成」,如重症 COVID-19 所見),紅血球壽命也輕度縮短。重點觀念是:鐵被扣留在儲存處、造成低血鐵(hypoferremia),這本質上是一種「鐵分布的障礙」——從演化看是先天免疫的一環(餓死入侵病原),但長期或非感染性疾病裡就變成弊大於利的不良適應。
臨床與診斷:發炎性貧血多為輕到中度、正色素正球性、網狀紅血球低;長期可轉為小球性(鐵供應受限)。生化標誌是高 ferritin(hyperferritinemia)——因為 ferritin(尤其重鏈)是急性期反應物,所以發炎時 ferritin 不能當鐵庫指標。「低血鐵 + 高 ferritin」的組合就定義了功能性缺鐵:鐵庫夠、但紅血球用不到鐵。這也正是與缺鐵性貧血最重要的鑑別——缺鐵 ferritin 低、發炎 ferritin 正常或高。但兩者邊界並不總是分明,發炎性腸道疾病、大腸癌、CKD、慢性心衰竭常常絕對缺鐵與功能性缺鐵並存;要在這些情境裡偵測真正的缺鐵很困難,目前最被接受的閾值是 ferritin < 100 μg/L;在慢性心衰竭與 CKD,transferrin saturation < 20% 不論 ferritin 多少也可定義絕對缺鐵,sTfR/log ferritin 比值則是提議中的輔助工具。
治療原則是治療底層疾病;只有合併缺鐵時才補鐵(依上述 ferritin < 100 閾值判斷),且補鐵前要同時處理發炎,否則 hepcidin 高、鐵也用不上。慢性心衰竭病人指引建議定期篩檢缺鐵,補靜脈鐵可改善症狀與生活品質(但對死亡率的影響未證實)。
102.1.0.6 五、腎性貧血(CKD):EPO 缺乏是主角
腎性貧血是發炎性貧血裡值得獨立記的一塊。腎功能喪失超過 50% 時通常開始出現貧血,並隨腎絲球過濾率下降而平行惡化,是 CKD 的負向預後因子,會增加心血管併發症、住院與死亡。病生理是個複合體:EPO 缺乏(腎臟製造 EPO 不足,這是 CKD 的關鍵)+ 系統性發炎 + 鐵的負平衡。鐵負平衡又分兩塊——絕對缺鐵來自吸收不良、血小板功能異常造成的慢性出血、以及透析管路失血;功能性缺鐵則來自 hepcidin 生成增加加上腎臟清除下降。此外尿毒病人常合併葉酸、B₁₂ 缺乏與溶血成分,也加重貧血。
治療上補鐵(血液透析病人常用靜脈途徑)加上 ESA(erythropoiesis-stimulating agent,紅血球生成刺激劑) 是兩大支柱,常需同時補鐵。臨床要把握一個安全觀念:ESA 把 Hb 矯正到接近正常反而增加心血管事件與血栓風險,因此目標 Hb 採取較保守的區間、避免過度矯正(台灣臨床:實務上腎臟科會以「改善症狀、避免輸血」為目標而非追求正常 Hb,並定期監測鐵指標)。
補充(v3 標註):除了傳統注射型 ESA(如 epoetin、darbepoetin),近年另有口服的 HIF-PHI(HIF prolyl hydroxylase inhibitor,如 roxadustat、vadadustat、daprodustat),藉穩定 HIF 促進內源性 EPO 生成並動員鐵,提供口服便利性,台灣亦已陸續核准用於 CKD 貧血。此段為原文範圍外的一般臨床更新,使用時請依各國仿單與最新指引。
102.1.0.7 六、其他與鐵相關的特殊情境
原文亦提到幾個值得一提的族群:腫瘤(尤其骨髓化生不良、多發性骨髓瘤等血液惡性腫瘤)的貧血是多因性,含鐵與維生素缺乏、失血、化療副作用;重症加護病房病人近半數 Hb < 9 g/dL,反映發炎性貧血再加上每天為監測抽血(可達 40 mL/日)的失血;菁英耐力運動員(尤其女性)常見輕度貧血,因鐵吸收下降、鐵流失,加上輕度發炎與乳酸間接活化肝臟 SMAD 路徑使 hepcidin 升高。這些都再次印證本章的主軸:看到貧血,先想鐵的供需與 hepcidin 這個總開關。
(環狀含鐵母細胞性貧血 sideroblastic anemia 與再生不良性貧血 aplastic anemia 屬本章相鄰主題、各有專章,此處不展開;國考重點請見 board-prep,臨床細節見 specialist。)
102.1.0.8 🩺 臨床情境演練
情境一:35 歲女性,疲倦、月經量大,Hb 9、MCV 70、ferritin 8。 → 月經失血造成的缺鐵性貧血。隔天給 iron sulfate + 柳橙汁,同時處理月經過多,4–6 週後追蹤 Hb 與反應。
情境二:65 歲男性,例行檢查 Hb 10、MCV 75、ferritin 15。 → 成年男性的缺鐵性貧血,務必做大腸鏡找出血源;若發現腫瘤切除後,術前可用靜脈鐵快速矯正。
情境三:72 歲男性,類風濕性關節炎,Hb 9.5、MCV 84、ferritin 250、Tsat 12%。 → ferritin 高 + 低血鐵 = 發炎性貧血(功能性缺鐵)。治療底層 RA,鐵只在合併缺鐵時補。
情境四:60 歲女性,CKD eGFR 25,Hb 9.2、ferritin 80、Tsat 18%。 → 腎性貧血合併鐵不足。補鐵(靜脈)+ ESA,目標 Hb 採保守區間、避免過度矯正。
102.1.0.9 ⚠️ 常見錯誤
- 成年男性/停經後女性的缺鐵性貧血沒做內視鏡就補鐵收工 → 漏掉大腸癌。
- 在發炎情境下單看 ferritin 判斷有無缺鐵(ferritin 是急性期反應物,會假性升高,要合併 Tsat、sTfR/log ferritin)。
- 口服鐵每天給而非隔天給(誘發 hepcidin 高峰、吸收差、副作用多)。
- 口服鐵與茶、咖啡、PPI 同時服用(抑制吸收)。
- 發炎性貧血不處理底層發炎只猛補鐵(hepcidin 高、鐵也用不上)。
- 腎性貧血用 ESA 把 Hb 矯正到接近正常(心血管與血栓風險上升)。
102.1.0.10 🎯 醫學生最該記住的 7 件事
- 每天造血需 20–25 mg 鐵,飲食只吸收 1–2 mg,缺口靠巨噬細胞回收老紅血球補足——這個量級對比是理解一切的起點。
- hepcidin 是總開關:降解 ferroportin、把鐵鎖在細胞內。缺鐵/缺氧 → hepcidin 低 → 放鐵;發炎(IL-6)→ hepcidin 高 → 扣鐵。
- 缺鐵分三期:鐵庫先空(ferritin 低、Hb 還正常)→ Tsat < 15–20% 鐵供應受限 → 才出現低色素小球性貧血。貧血是晚期表現。
- ferritin < 30 μg/L 單一檢驗即可診斷缺鐵(敏感 92%、特異 98%);MCV < 80、RDW 升高、Tsat 低。
- 成年男性與停經後女性的缺鐵性貧血務必內視鏡找腫瘤/出血。
- 缺鐵 vs 發炎的關鍵鑑別在 ferritin:缺鐵低、發炎正常或高(ferritin 是急性期反應物);混合型以 ferritin < 100 μg/L 為閾值。
- 口服鐵隔天給 + 柳橙汁、療程 ≥ 3 個月;靜脈鐵用於不耐口服/吸收不良/需快速矯正(Hb ≤ 8)。腎性貧血補鐵 + ESA,Hb 目標保守、勿過度矯正。
來源:Harrison 22e Ch.102。鐵代謝與 hepcidin(Fig. 102-1、102-2)、鐵需求量(Table 102-1)、鑑別生化指標(Table 102-3)、補鐵製劑(Table 102-4)、發炎性貧血機轉(Fig. 102-3)均對照原文;HIF-PHI 等口服新藥為原文範圍外之一般臨床更新並已標註。
102.1.0.11 📚 進階
- 國考 → board-prep.md
- 內專 → specialist.md
- 原文 → Ch 102