Der Alpha1-Antitrypsin-Mangel ist einer unter Kaukasiern häufig vererbter Stoffwechseldefekt mit einer Prävalenz von 1/1500 bis 1/3000. Er führt zu vorzeitigen chronisch-degenerativen Erkrankungen von Lunge und Leber.
Das SERPINA1-Gen codiert Alpha1-Antitrypsin (AAT), ein Glykoprotein, das grösstenteils in Leberzellen gebildet und ins Plasma sezerniert wird. Es ist ein Akutphase-Protein, dessen Hauptaufgabe in der Inaktivierung von proteolytischen Enzymen, insbesondere der neutrophilen (granulozytären) Elastase, besteht. Die Elastase spielt in der Lunge eine wichtige Rolle bei der Abwehr von Fremdkörpern (Infekterreger, Staub-, Rauchpartikel etc.). Sie wird von aktivierten Granulozyten in grosser Menge freigesetzt und bricht Gewebestrukturen (Elastin, Kollagen) in der Umgebung des Entzündungsherdes auf, was der Verflüssigung und Eiterbildung dient. Sie ist ein sehr aggressives Enzym mit hohem Destruktionspotenzial, ihre gewebeschädigende Wirkung muss begrenzt bleiben. AAT ist der quantitativ bedeutendste Protease-Inhibitor (Pi) des Plasmas, es macht etwa 80% der α1-Globulinfraktion in der Serumelektrophorese aus. Bei AAT Mangel breitet sich der lytische Prozess mit fortschreitender Zerstörung des Lungenparenchyms ungehemmt aus.
Das SERPINA1-Gen ist hochpolymorph und liegt auf dem langen Arm des Chromosoms 14, über 100 Allelvarianten sind bis heute charakterisiert. Der Genotyp Pi*MM wird als Wildtyp bezeichnet und geht mit normalen Konzentrationen von AAT einher. Der AAT Mangel unterliegt einem autosomal rezessiven Erbgang, wobei in 95% der Fälle die pathogenen Allele Pi*Z oder Pi*S vorliegen. Die entsprechenden Proteine wurden nach ihrer Wanderungsgeschwindigkeit in der Elektrophorese benannt, PiM (medium), PiS (slow), PiZ (zero). Individuen mit dem Pi*ZZ Genotyp zeigen eine AAT Serumkonzentration von lediglich 10% - 20% des normalen Levels und tragen ein hohes Risiko für eine Hepatopathie und an einer COPD oder einem Lungenemphysem zu erkranken. Die Pathogenese des Leberschadens beruht weniger auf einem Mangel an AAT als auf der Akkumulation von nicht degradierbarem Z-Protein in den Hepatozyten. Beim Neugeborenen entsteht das Bild eines Icterus prolongatus mit Cholestase und stark vergrösserter Leber. In etwa 20% der Fälle entwickelt sich eine biliäre Zirrhose mit Todesfolge in den ersten Lebensmonaten oder -jahren. Bei den übrigen kann sich der Mangel als (früh-)kindliche Hepatitis unklarer Genese äussern, die bei 10-15% der Erkrankten zur Zirrhose und etwa der Hälfte davon zum Leberkarzinom führt. Der Pi*SZ compound heterozygote Genotyp birgt ein leicht erhöhtes Risiko für eine Hepatopathie und an einer COPD oder einem Lungenemphysem zu erkranken. Exogene Faktoren wie Rauchen, verschmutzte Luft, oder Infektionen der Luftwege gelten in beiden Fällen als zusätzliche Risikofaktoren für ein Lungenemphysem.
Die Guidelines der COPD Foundation empfehlen das AAT-Testen bei Individuen mit COPD, unabhängig von Alter oder ethnischer Herkunft, bei Individuen mit unerklärter chronischer Hepatopathie sowie bei Individuen mit nekrotisierender Pannikulitis, Granulomatose mit Polyangiitis oder unerklärter Bronchiektase.
Indikationen
- Icterus prolongatus des Neugeborenen
- Neonatale oder (früh)kindliche Hepatitis
- Chronisch obstruktive Lungenerkrankung COPD
- Lungenemphysem
