Типирование PiS и PiZ аллелей альфа-1 антитрипсина

Дефицит альфа-1-антитрипсина (ДААТ) является наследственным заболеванием, которое приводит к патологии легких и печени. Первые признаки заболевания легких у людей с ДААТ обычно появляются в возрасте от 20 до 50 лет. Самыми ранними симптомами являются снижение толерантности к физической нагрузке и одышка. Другие проявления могут включать необъяснимую потерю веса, рецидивирующие респираторные инфекции, усталость и учащенное сердцебиение в положении стоя. У больных людей часто развивается эмфизема, вызванная разрушением структур альвеол. Характерные черты эмфиземы включают затрудненное дыхание, кашель и бочкообразную форму грудной клетки. Курение или воздействие промышленных поллютантов ускоряют прогрессирование симптомов эмфиземы и повреждение легких.

Патогенез заболевания связан с мутациями в гене SERPINA1, кодирующем ингибитор сериновых протеаз – альфа-1-антитрипсин. Основной функцией фермента является защита тканей организма (преимущественно соединительной ткани в интерстиции легких) от избыточного повреждения протеазами. При дефиците ААТ структура альвеол нарушается, формируется их патологическое расширение, эффективная легочная поверхность уменьшается, формируется эмфизема и ХОБЛ. При наличие аберрантной Z-аллели дефектный белок откладывается в гепатоцитах, вызывая их повреждение и клеточную гибель с формированием клинической картины печеночной недостаточности.

Диагностика дефицита альфа-1-антитрипсина в основном осуществляется лабораторными методами исследования. Лабораторный диагноз включает определение сывороточного альфа-1-антитрипсина ААТ с помощью нефелометрии с последующим качественным определением фенотипа ААТ методом изоэлектрического фокусирования (IEF). Однако изоэлектрофокусирование нередко дает ложноотрицательные результаты. В связи с этим наиболее информативным методом исследования для постановки диагноза дефицита ААТ является молекулярно-генетическое тестирование. Установлено, что у гена, ассоциированного с развитием заболевания, SERPINA1 (или PiMM), существует более 120 аллельных вариантов, характеризуемых различным уровнем снижения альфа-1 антитрипсина в сыворотке. Однако наиболее распространены в популяции 2 полиморфизма (SNP) гена SERPINA1 - G264V и G342L, ассоциированные с PiS и PiZ фенотипами соответственно.

Наиболее распространенная аллель гена SERPINA1, называемая М, продуцирует нормальный уровень А1АТ. Большинство людей в популяции имеют две копии аллеля М (ММ) в каждой клетке. Другие версии гена SERPINA1 приводят к снижению уровня ААТ. Например, аллель S продуцирует умеренно низкие уровни этого белка, в то время как наличие Z аллеля ассоциировано крайне низким уровнем ААТ. Таким образом, люди с двумя копиями аллеля Z(ZZ) имеют выраженный дефицит альфа-1-антитрипсина и, как правило, выраженную клиническую картину заболевания. Пациенты с комбинацией SZ имеют сниженную концентрацию ААТ и повышенный риск развития ХОБЛ и эмфиземы легких и патологии печени.

Приблизительно у 10% детей с дефицитом альфа-1 антитрипсина развиваются проявления заболевания со стороны печени, проявляющиеся пожелтением кожных покровов и склер. У около 15% взрослых пациентов изменения в печени приводят к формированию хронического гепатита и цирроза. К признакам цирроза относят увеличение объема живота (асцит), отеки нижних конечностей и прогрессирующую желтуху.

Степень вовлечения печени в патологический процесс может быть различной и варьирует в зависимости от возраста дебюта заболевания (от первого года жизни до 60 лет) и выраженности клинических симптомов – от хронического гепатита и цирроза до фульминантного (молниеносного) гепатита с развитием острой печеночной недостаточности. Наиболее вероятным патогенным механизмом поражения печени является накопление полимеров альфа-1-антитрипсина в эндоплазматической сети гепатоцитов с их последующим апоптозом. Прогрессия заболевания обычно носит умеренный характер, однако в некоторых случаях наблюдается раннее развитие цирроза, такие пациенты нуждаются в трансплантации печени. Кроме того, среди субъектов с ДААТ наблюдается повышенная частота развития злокачественных новообразований печени, а именно - гепатоцеллюлярной карциномы.

          Интерпретация

• Наличие гомозиготной мутации в гене SERPINA1 или компаунд-гетерозиготность (носительство 2 разных гетерозиготных мутаций - SZ) подтверждает диагноз дефицит альфа-1-антитрипсина.

• Носительство одной гетерозиготной мутации ведет к снижению продукции фермента, обуславливая предрасположенность к заболеваниям легких и печени.

• Отсутствие распространённых мутаций в гене SERPINA1 практически исключает диагноз наследственный дефицит альфа-1-антитрипсина.

1. Гернер Е.А., Назаров В.Д., Федорова Т.Ф. и др. Клинико-лабораторная и молекулярно-генетическая диагностика болезни Вильсона-Коновалова. Российский неврологический журнал. 2019 24(3):10–18.
2. Райхельсон К.Л., Мительглик У.А., Зубарева А.С., Дунаева Н.В., Булгакова Т.В., Лапин С.В., Барановский А.Ю., Тотолян Арег А.  Встречаемость аутоантител у больных с аутоиммунными заболеваниями печени и хроническим гепатитом С.  Медицинская иммунология 2013, Т. 15, № 4, стр. 351-360.
3. Райхельсон К.Л., Ковязина В.П., Сидоренко Д.В. и др. Влияние полиморфизма гена PNPLA на течение неалкогольной жировой болезни печени. РМЖ. 2019 12:85–88. 
4. Сидоренко Д.В., Назаров В.Д., Волникова Е.Г., Кондрашева Е.А., Пешкова Н.Г., Ковалева И.С.,Кокорина О.С., Сватковская И.Б., Лапин С.В. Зависимость биохимических показателей крови от различных генотипов гена UGT1A1, ассоциированного с синдромом Жильбера. Клиническая лабораторная диагностика. 2022 67 (2): 69-75 
5. Cara L. Mack, David Adams, David N. Assis, Nanda Kerkar, Michael P. Manns, Marlyn J. Mayo, John M. Vierling,Mouaz Alsawas, Mohammad H. Murad, and Albert J. Czaja. Diagnosis and Management of Autoimmune Hepatitis in Adults and Children: 2019 Practice Guidance and Guidelines From the American Association for the Study of Liver Diseases. Hepatology, Vol. 72, No. 2, 2020.