本病的珠蛋白链氨基酸变异多发生在与血红素有关的位置上,例如与血红素邻近的组氨酸被酪氨酸替代,酪氨酸的羟基使铁稳定在三价状态,对高铁血红蛋白还原酶系统产生抵抗,结果生成高铁血红蛋白(血红蛋白M)。除血红蛋白M外,临床上所见到的高铁血红蛋白引起的发绀还有两大类原因:高铁血红蛋白还原酶缺乏和药物、化学物质引起的高铁血红蛋白。发病机制与本病不同。