Alpha-1-Antitrypsin | DocMedicus Gesundheitslexikon

Das Alpha-1-Antitrypsin (im englischen Sprachraum auch Proteasen-Inhibitor genannt) ist ein Akute-Phase-Protein und einer der wichtigsten Proteinasen-Inhibitoren im Serum. Er wird hauptsächlich in den Hepatozyten (Leberzellen) produziert.
Das Alpha-1-Antitrypsin hemmt u. a. die Proteinasen Trypsin und neutrophile Elastase (NE; Serinprotease). Ein Mangel kann zu verstärkter Proteolyse (Eiweißabbau) führen.

Der Alpha-1-Antitrypsin-Mangel (AAT-Mangel (AATM); engl. Alpha-1 antitrypsin deficiency (AATD); α1-Antitrypsin-Mangel; Synonyme: Laurell-Eriksson-Syndrom, Proteaseinhibitormangel, AAT-Defizit) ist eine relativ häufige genetische Erkrankung mit autosomal-rezessivem Erbgang, bei der aufgrund eines Polymorphismus zu wenig Alpha-1-Antitrypsin gebildet wird. Ein Mangel an Proteaseinhibitoren zeigt sich an der mangelnden Hemmung der Elastase, wodurch das Elastin der Lungenalveolen (Lungenbläschen) zersetzt wird. Infolgedessen kommt es zur chronisch-obstruktiven Bronchitis (dauerhafte Verengung der Atemwege) mit Lungenemphysem (Lungenüberblähung) (COPD). An der Leber führt der Mangel an Proteaseinhibitoren zu einer chronischen Hepatitis (chronische Leberentzündung) mit Übergang zur Leberzirrhose (Lebervernarbung).
Die Prävalenz des homozygoten Alpha-1-Antitrypsin-Mangels wird in der europäischen Bevölkerung auf 0,01-0,02 Prozent geschätzt.

Synonyme

Alpha-1-Proteinasen-Inhibitor
Alpha-1-Antitrypsin
α1-AT
AAT
Proteasen-Inhibitor
Alpha-1-Antitrypsin-Mangel
AAT-Mangel
AATM
Alpha-1 antitrypsin deficiency (AATD)
Laurell-Eriksson-Syndrom
Proteaseinhibitormangel
AAT-Defizit

Das Verfahren

Benötigtes Material
- Serum
Vorbereitung des Patienten
- Keine spezielle Vorbereitung erforderlich
Störfaktoren
- Akute Entzündungen (Akute-Phase-Reaktion mit falsch hohen Werten)
- Östrogene (z. B. orale Kontrazeptiva, Schwangerschaft)
- Leberinsuffizienz (Leberfunktionsschwäche) (verminderte Synthese)
- Neonatale Phase (Neugeborenenzeit) (physiologisch veränderte Werte)
Methode
- Immunnephelometrie
- Immunturbidimetrie
- Genotypisierung (PCR-basierte Verfahren, Sequenzanalyse) bei Verdacht auf hereditären (erblichen) Mangel

Lebenslangzeitrisiko nach Genotyp/ Alpha-1-Antitrypsin-Konzentration (% der Norm) [2-9]

Lebenslangzeitrisiko nach Genotyp
Genotyp	Serumspiegel	Alpha-1-Antitrypsin-Konzentration (% der Norm)	AST ≥ ULN	ALT ≥ ULN	COPD	Emphysem	Leberzirrhose
PiMM (normal) Prävalenz: 92 % (1 : 1,09)	20-48 μmol 1,50-3,50 g/l 1,50-3,00 g/l	100 % (diese Variante liegt bei ca. 93 % der Bevölkerung vor)	4 %	6 %	nicht bestimmt	normal	normal
PiMS (Träger/heterozygot für PiS Allel, subklinisch)	0,94-2,70 g/l	83 %				normal	normal
PiSS (homozygot, mild)	15-33 μmol 1,00-2,00 g/l 1,00-1,40 g/l	63 %				normal oder leicht erhöht	normal
PiMZ (Träger/heterozygot für Pi*Z-Allel, mild bis moderat) Prävalenz: 1 : 30	17-33 μmol 0,90-2,10 g/l 0,90-1,50 g/l	61 %	5 %	7 %	1-3 %	leicht erhöht	normal oder leicht erhöht (10 % zeigten in einer Studie eine signifikante Leberfibrose [1])
PiSZ (compound-heterozygot, moderat)	8-16 μmol 0,75-1,20 g/l 0,45-0,80 g/l					erhöht (20-50 %)	erhöht
PiZZ (homozygot, schwer) Prävalenz: 1 2.000	2,5-7 μmol 0,20-0,45 g/l 0,15-0,50 g/l	15 %	15 %	11 %	4,8 %	sehr hoch (80-100 %)	erhöht (9-20 %)
PiZ0 (compound-heterozygot, schwer)	meist < 11 μmol/l typischerweise stark vermindert, häufig < 0,5 g/l	deutlich < 15 %				sehr hoch	erhöht
PiOO	0,00 g/l	0 %				definitiv 100 %	erhöht

Legende

COPD = chronisch obstruktive Lungenerkrankung
AST = Aspartat-Aminotransferase (GOT)
ALT = Alanin-Aminotransferase (GPT)
ULN = Upper Limit of Normal

Indikationen

Lungenemphysem (Lungenüberblähung) (vor dem 50. Lebensjahr)
Akute Hepatitis des Neugeborenen (akute Leberentzündung beim Neugeborenen)
Chronische Virushepatitis (chronische virusbedingte Leberentzündung)

Interpretation

Interpretation erhöhter Werte

Akut entzündliche Prozesse
Akute Schübe von chronisch entzündlichen Prozessen
Tumoren (insb. Bronchialkarzinom (Lungenkrebs))
Östrogentherapie
Gravidität (Schwangerschaft)

Interpretation erniedrigter Werte

Genetisch bedingter Alpha-1-Antitrypsin-Mangel
- Gene/SNPs (Einzelnukleotid-Polymorphismus; engl.: single nucleotide polymorphism):
  - Gene: SERPINA1
  - SNP: rs17580 im Gen SERPINA1
    - Allel-Konstellation: AT (Träger eines Pi-S-Allels)
    - Allel-Konstellation: TT (Träger zweier Pi-S-Allele)
  - SNP: rs28929474 im Gen SERPINA1
    - Allel-Konstellation: AG (Träger eines Pi-Z-Allels)
    - Allel-Konstellation: AA (Träger zweier Pi-Z-Allele)
- Genetische Erkrankungen
  - Icterus prolongatus (= Ikterus (Gelbsucht) > 14 Tage andauernd) bzw. Hepatitis des Neugeborenen
  - Lungenemphysem
  - kindliche chronische Hepatitis oder Leberzirrhose

Weitere Hinweise

Die häufigsten Symptome, die AATM-Patienten aufweisen:
- Dyspnoe (Atemnot)
- Chronischer Husten mit Auswurf
- Abnehmende Lungenfunktion
- Emphysem
- Häufige Exazerbationen (Krankheitsschübe)
Personen mit folgenden Eigenschaften sollten auf AAT-Mangel (AATM) getestet werden:
- Geschwister und Kinder von Menschen mit homozygotem AAT-Mangel
- Emphysem
- Chronisch obstruktive Lungenerkrankung (COPD)
- Asthma bronchiale (Asthma) mit nicht vollständig umkehrbarer Atemwegsverengung
- Bronchiektasen (Aussackungen der Bronchien) mit ungeklärter Ursache
- Lebererkrankung mit unklarer Ursache (z. B. Leberzirrhose, „neonatales Hepatitis Syndrom“; Hepatomegalie (Lebervergrößerung))
Eine Substitutionstherapie (Ersatztherapie) mit Alpha-1-Antitrypsin kommt bei Patienten in Betracht, bei denen ein homozygoter oder komplex-heterozygoter, schwerer AAT-Mangel vorliegt [Leitlinien: Alpha-1-Antitrypsin-Mangel (AATM) – Ein Expertenstatement].
Bei Leberschädigung: ALT > AST

Literatur

Heimes C et al.: Leberbeteiligung bei heterozygotem Alpha1-Antitrypsinmangel Europäisches Referenzzentrum für den Alpha-1-Antitrypsin-Mangel, RWTH Aachen, Vortrag, 2019
Ferrarotti I, Thun GA, Zorzetto M, Ottaviani S, Imboden M, Schindler C, von Eckardstein A, Rohrer L, Rochat T, Russi EW, Probst-Hensch NM, Luisetti M. Serum levels and genotype distribution of α1-antitrypsin in the general population. Thorax 2012 Aug;67(8):669-74 doi: 10.1136/thoraxjnl-2011-201321. Epub 2012 Mar 16.
Foreman MG, Wilson C, DeMeo DL et al.: Alpha-1-antitrypsin PiMZ genotype is associated with chronic obstructive pulmonary disease in two racial groups. Ann Am Thorac Soc 2017;14:1280-87 doi: 10.1513/AnnalsATS.201611-838OC.
Ferkingstad E, Oddsson A, Gretarsdottir S et al.: Genome-wide association meta-analysis yields 20 loci associated with gallstone disease. Nat Commun 2018;9:5101
Hamesch K, Mandorfer M, Pereira VM, et al.: Liver fibrosis and metabolic alterations in adults with alpha-1-antitrypsin deficiency caused by the Pi*ZZ mutation. Gastroenterology 2019;157(3):705.e18-719.e18 doi:https://doi.org/10.1053/j.gastro.2019.05.013
Strnad P, McElvaney NG, Lomas DA: Alpha1-Antitrypsin Deficiency. N Engl J Med 2020;382(15):1443-55 doi: 10.1056/NEJMra1910234.
Stoller JK, Hupertz V, Aboussouan LS: Alpha-1-Antitrypsin Deficiency. 2006 Oct 27 [updated 2020 May 21]. In: Adam MP, Ardinger HH, Pagon RA, Wallace SE, Bean LJH, Stephens K, Amemiya A, editors. GeneReviews® [Internet]. Seattle (WA): University of Washington, Seattle; 1993-2020. PMID: 20301692
Hernández Pérez JM et al.: Serum Levels of Glutamate-Pyruvate Transaminase, Glutamate-Oxaloacetate Transaminase and Gamma-Glutamyl Transferase in 1494 Patients with Various Genotypes for the Alpha-1 Antitrypsin Gene. J Clin Med. 2020 Dec 3;9(12):3923 doi: 10.3390/jcm9123923.
Hamesch K, Strnad P: Non-Invasive Assessment and Management of Liver Involvement in Adults With Alpha-1 Antitrypsin Deficiency. Chronic Obstr Pulm Dis 2020 Jul;7(3):260-71 doi: 10.15326/jcopdf.7.3.2019.0161.

Leitlinien

Greulich T et al.: Alpha-1-Antitrypsin-Mangel (AATM) – D-A-CH-Statement. Pneumologie 2020; 74(07): 436-442 doi: 10.1055/a-1143-8186