Молекулярно-генетическое исследование при дефиците альфа-1-антитрипсина (аллели PiZ, PiS гена SERPINA1)

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 аберрациями 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 аберрации в гене SERPINA1 или компаунд-гетерозиготность (носительство 2 разных гетерозиготных аберрации - SZ) подтверждает диагноз дефицит альфа-1-антитрипсина.

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

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