Alpha 1-Antitrypsin-Polymorphismus

Allgemein:

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Indikationen:

Das Akute-Phase-Protein Alpha-1-Antitrypsin, (Alpha-1-Proteinase-Inhibitor (Pi)) ist ein Proteaseinhibitor aus der Familie der Serpine (Serin-Proteaseinhibitoren), der hauptsächlich in der Leber und in geringen Mengen in Alveolarmakrophagen und Monozyten synthetisiert wird. Sein inhibitorischer Effekt richtet sich vor allem gegen gewebsschädigende Auswirkungen lysosomaler Enzyme, v. a. der Neutrophilen-Elastasen und -Kollagenasen. Bei Entzündungen der oberen Luftwege penetrieren vermehrt neutrophile Granulozyten in die Alveolen und setzen Elastasen frei, die zu einer lokalen Lyse im Nahbereich des Infektionsherdes führen, um einen Abtransport von Fremdkörpern zu ermöglichen. Während die Elastasen normalerweise durch Antitrypsin und andere Proteaseinhibitoren neutralisiert werden, können bei Alpha-1-Antitrypsinmangel freie Elastasen das Bindegewebe der Alveolaren und Kapillaren angreifen und zerstören. Die Folge sind Symptome wie Husten oder Belastungsdyspnoe. Im 4. Lebensjahrzehnt manifestiert sich die Krankheit unter Ausbildung progredienter Lungenemphyseme (COPD, chronic obstructive pulmonary disease).

Die ?1-AT-Defizienz (OMIM 107400) ist eine autosomal rezessiv vererbbare Erkrankung mit einer Prävalenz von 1:2500 bis 1:5000, und zählt damit zu den häufigsten angeborenen Stoffwechselerkrankungen in Mittel- und Nordeuropa. Der Genort (Pi-Locus) für das ?1-AT Gen liegt auf dem langen Arm von Chromosom 14 in der Region 14q32.1. Unterschiede in der Aminosäuresequenz und in den Kohlehydratseitenketten tragen zum extremen Polymorphismus des Proteins bei, von denen einige Isoformen mit einer stark verminderten ?1-AT-Enzymaktivität einhergehen (sog. Mangelallele). Das in unserer Bevölkerung häufigste Allel Pi*M zeigt eine normale Aktivität als Proteaseinhibitor, ebenso wie die meisten anderen bekannten Subtypen. Die beiden häufigsten Allel-Varianten des ?1-Antitrypsin Gens (Pi), die zu ?1-AT-Defizienz führen, werden als PiZ (severe) und PiS (mild) bezeichnet. Bei der PiZ-Mutation führt eine G zu A Transition an Position 9989 im Exon 5 zu einem Aminosäureaustausch von Glutaminsäure (E) zu Lysin (K) (E342K). Durch einen Austausch (Transversion) von A nach T im Exon 3 an der Position 7677 kommt es bei der PiS-Mutation zu einem Austausch von Glutaminsäure (E) durch Valin (V) (E264V).

Etwa 0,06% der Bevölkerung haben einen homozygoten PiZZ-Genotyp, der mit einer schweren ?1-AT-Aktivitätserniedrigung verbunden ist. Die Plasmakonzentration beträgt in diesen Fällen nur etwa 12-15% des normalen Allels. Das ebenfalls häufige Allel Pi*S scheint nur in Kombination mit Pi*Z relevant zu sein, da Individuen mit dem homozygoten Genotyp PiSS in der Regel nicht erkranken. Etwa 7% der Bevölkerung sind heterozygote Träger eines Mangelallels, was mit einer leichten bis mittelschweren Verminderung an ?1-AT korreliert. Bei homozygoten und compound-heterozygoten Genträgern besteht zusätzlich eine Prädisposition für Leberschäden, -zirrhose und die Entwicklung eines hepatozellulären Karzinoms. Die im Erwachsenenalter auftretende, durch ?1-AT-Defizienz bedingte Hepatopathie ist in der Regel progredient. Etwa 10 bis 15% der Patienten mit ?1-AT-Defizienz entwickeln eine Leberzirrhose bzw. ein hepatozelluläres Karzinom, wobei das Auftreten viraler Infektionen eine entscheidende Rolle zu spielen scheint. Raucher stellen eine besondere Risikogruppe dar, da der Zigarettenrauch Oxidantien freisetzt, die einen Teil der Antiproteasen inaktivieren und somit ein bestehendes Ungleichgewicht von Proteasen und Antiproteasen verstärken. Bei ihnen treten erste Symptome 5 bis 10 Jahre früher als bei vergleichbaren Nichtrauchern auf. Auch der Krankheitsverlauf wird bei rauchenden Lungenemphysempatienten mit einer um bis zu 10 Jahren herabgesetzten Lebenserwartung beeinflußt.

Indikation:

? Patienten mit erniedrigten A1-AT Plasmaspiegeln

? Patienten mit positiver Familienanamnese,

? Patienten mit chronischer Lungenerkrankung oder Lungenemphysem

? Neugeborene und Kinder mit chronischer Hepatitis oder Leberzirrhose unklarer Genese

Erhöht bei:

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Erniedrigt bei:

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