Аlpha-1-antitrypsin deficiency: genetic basis, diagnosis and treatment
Abstract
Alpha-1-antitrypsin (A1AT) deficiency is an under-diagnosed hereditary disorder characterized by reduced serum levels of alpha1-antitrypsin (A1AT) and increased risk to develop lung and liver diseases at an early age. A1AT is encoded by the highly polymorphic SERPINA1 gene. In most cases the clinical manifestations of A1AT deficiency are associated with PiZZ genotype, less frequently, deficient or null alleles may be present. A1AT deficiency is diagnosed by a combination of serum A1AT levels, A1AT phenotyping and/or A1AT genotyping. An accurate diagnosis facilitates the physician’s ability to actively intervene with measures such as smoking cessation and perhaps augmentation therapy.
About the Authors
N. N. Silivontchik
ИПК и ПКЗ УО «Белорусский государственный медицинский университет»
Belarus
Belarus
O. A. Zhigaltsova-Kuchinskaya
Белорусский государственный медицинский университет
Belarus
Belarus
References
1. Alpha 1-antitrypsin deficiency: memorandum from a WHO meeting / World Health Organization // Bull. World Health Organ. — 1997. — Vol. 75, № 5. — P. 397—415.
2. Диагностика, лечение и мониторинг наследственных заболеваний печени (наследственный гемохроматоз, болезнь Вильсона — Коновалова, дефицит α1-антитрипсина) : учеб.-метод. пособие / Н. Н. Силивончик [и др.] ; Минздрав Респ. Беларусь [и др.]. — Минск : БелМАПО, 2012. — 47 с.
3. Alpha 1-antitrypsin deficiency: a clinical-genetic overview / R. T. Abboud [et al.] // Appl. Clin. Genet. — 2011. — № 4. — P. 55—65.
4. Diagnosis and treatment of lung disease associated with alpha one-antitrypsin deficiency: a position statement from the Thoracic Society of Australia and New Zealand / J. Dummer [et al.] // Respirology. — 2020. — № 25. — P. 321—335.
5. Alpha 1-antitrypsin deficiency: an updated review / J. F. Mornex [et al.] // Presse Med. — 2023. — Vol. 52, № 3. — P. 104170. — Mode of access: https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/37517655/. — Date of access: 01.03.2024.
6. Silverman, E. Clinical practice. Alpha 1-antitrypsin deficiency / E. Silverman, R. Sandhaus // N. Engl. J. Med. — 2009. — Vol. 360, № 26. — P. 2749—2757.
7. Luisetti, M. Alpha 1-antitrypsin deficiency. 1: epidemiology of alpha1-antitrypsin deficiency / M. Luisetti, N. Seersholm // Thorax. — 2004. — Vol. 59, № 2. — P. 164—169.
8. Identification of a novel alpha 1-antitrypsin variant / C. de Seynes [et al.] // Respir. Med. Case Rep. — 2017. — Vol. 2. — P. 64—67.
9. Activation of endoplasmic reticulum-specific stress responses associate with the conformational disease Z α1-antitrypsin deficiency / M. W. Lawless [et al.] // J. Immunol. — 2004. — Vol. 172. — P. 5722—5726.
10. Elastase-mediated phosphatidylserine receptor cleavage impairs apo ptotic cell clearance in cystic fibrosis and bronchiectasis / R. W. Vandiver [et al.] // J. Clin. Invest. — 2002. — Vol. 109. — P. 661—670.
11. American Thoracic Society/European Respiratory Society statement: standards for the diagnosis and man agement of individuals with alpha-1 antitrypsin deficiency / J. K. Stoller [et al.] // Am. J. Respir. Crit. Care Med. — 2003.— Vol. 168, № 7. — P. 818—900.
12. Carrel, R. W. Alpha 1-antitrypsin deficiency — a model for conformational diseases / R. W. Carrel, D. A. Lomas // N. Engl. J. Med. — 2002. — Vol. 346, № 1. — P. 45—53.
13. Disease of the liver associated with alfa1-antitrypsin deficiency / D. Cuthbert [et al.] // CMA. — 1977. — Vol. 117, № 1. — P. 264—265.
14. Alpha 1-antitrypsin deficiency. 2: Genetic aspects of alpha 1-antitrypsin deficiency: phenotypes and genetic modifiers of emphysema risk / D. L. DeMeo [et al.] // Thorax. — 2004. — Vol. 59, № 3. — P. 259—264.
15. Molecular characterization of four alpha-1-antitrypsin variant alleles found in a Japanese population: a mutation hot spot at the codon for amino acid 362 / I. Yuasa [et al.] // Leg. Med. (Tokyo). — 2001. — Vol. 3, № 4. — P. 213—219.
16. Пузырев, В. П. Молекулярные основы и клинические аспекты недостаточности альфа 1-антитрипсина / В. П. Пузырев, В. Я. Савюк // Пульмонология. — 2003. — № 1. — P. 105—115.
17. Heteropolymerisation of S, I and Z α1-antitrypsin and liver cirrhosis / R. Mahadeva [et al.] // J. Clin. Invest. — 1999. — Vol. 103. — P. 999—1006.
18. Аверьянов, А. В. Дефицит α1-антитрипсина и хроническая обструктивная болезнь легких / А. В. Аверьянов, А. Э. Поливанова // Пульмонология. — 2007. — № 9. — P. 103—109.
19. Genotypes and serum concentrations of human alpha-1-antitrypsin «P» protein variants in a clinical population / J. A. Bomhorst [et al.] // J. Clin. Pathol. — 2007. — Vol. 60. — P. 1124—1128.
20. Use of a highly purified alpha 1-antitrypsin standard to establish ranges for the common, normal and deficient alpha 1-antitrypsin phenotypes / M. L. Brantly [et al.] // Chest. — 1991. — Vol. 100. — P. 703—708.
21. Alpha 1-antitrypsin deficiency carriers, tobacco smoke, chronic obstructive pulmonary disease, and lung cancer risk / P. Yang [et al.] // Arch. Intern. Med. // 2008. — Vol. 168. — P. 1097—1103.
22. Clinical course and prognosis of never-smokers with severe alpha-1-antitrypsin deficiency (PiZZ) / H. A. Tanash [et al.] // Thorax. — 2008. — Vol. 63. — P. 1091—1095.
23. Piituainen, E. Respiratory symptoms and lung function in young adults with severe alpha (1)-antitrypsin deficiency (PiZZ) / E. Piituainen, T. Sveger // Thorax. — 2002. — Vol. 57, № 8. — P. 705—708.
24. Случай недостаточности α1-антитрипсина у мальчика 5 лет 11 месяцев / В. Ф. Жерносек [и др.] // Медицинская панорама. — 2006, № 85. — С. 48—51.
25. Global Strategy for the Diagnosis and Management and Prevention of COPD. Global Initiative for Chronic Lung Disease. — 2014. — Mode of access: www.goldcopd.org. — Date of access: 01.03.2024.
26. McElvaney, N. G. Diagnosing α1-antitrypsin deficiency: how to improve the current algorithm / N. G. McElvaney // Eur. Respir. Rev. — 2015. — Vol. 24, № 135. — P. 52—57.
27. Stolk, J. Alpha 1-antitrypsin deficiency: current perspective on research, diagnosis, and management / J. Stolk,N. Seersholm, N. Kalsheker // Int. J. COPD. —2006. — Vol. 1, № 2. — P. 151—160.
28. O’Reilly, L. P. α1-antitrypsin deficiency and the hepatocytes — an elegans solution to drug discovery / L. P. O’Reilly [et al.] // Int. J. Biochem. Cell Biol. — 2014. — Vol. 47. — P. 109—112.
29. Perlmutter D. H. Liver injury in alpha 1-antitrypsin deficiency: an aggregated protein induces mitochondrial injury / D. H. Perlmutter // J. Clin. Invest. 2002. — Vol. 110, № 11. — P. 1579—1583.
30. Maurice, N. Novel treatment strategies for liver disease Due to alfa1-antitrypsin deficiency / N. Maurice, D. H. Perlmutter // Clin. Transl. Sci. — 2012. — Vol. 5. — P. 289—294.
31. Abboud, R. T. Alpha1-antitrypsin deficiency: a position statement of the Canadian Thoracic Society / R. T. Abboud, G. T. Ford, K. R. Chapman ; Standards Committee of the Canadian Thoracic Society // Can. Respir. J. — 2001. — Vol. 8, № 2. — P. 81—88.
32. Wilson disease and alpha1-antitrypsin deficiency : a review of non-Invasive diagnostic tests / O. Guillaud [et al.] // Diagnostics. — 2023. — Vol. 13. — P. 256.
33. Serum levels and genotype distribution of α1-antitrypsin in the general population / I. Ferrarotti [et al.] // Thorax. — 2012. — Vol. 67, № 8. — P. 669—674.
34. α1-антитрипсин: функциональные особенности, генетический полиморфизм и эффекты недостаточности / О. А. Жигальцова [и др.] // Лечебное дело. — 2015. — № 2. — C. 73—80.
35. Альфа-1-антитрипсин при заболеваниях органов дыхания и желудочно-кишечного тракта: результаты пилотного исследования / О. А. Жигальцова [и др.] // Медицина. — 2015. — № 1. — С. 26—34.
36. Lopez-Campos, J. L. Implications of a change of paradigm in alpha1-antitrypsin deficiency augmentation therapy. From Biochemical to Clinical Efficacy / J. L. Lopez-Campos, L. C. Hernandez, C. C. Eraso // J. Clin. Med. — 2020. — Vol. 9, № 8. — P. 2526.
37. Safety of Intravenous administration of an AAV8 Vector Coding for an oxidation-resistant human a1antitrypsin for the treatment of a1-antitrypsin deficiency / I. B. Rosenberg [et al.] // Human Gene Ther. — 2022. — Vol. 34, № 3—4. — P. 139—149.
38. Maas, C. Therapeutic SERPINs: Improving on Nature / C. Maas, S. de Maat // Front. Cardiovasc. Med. — 2021. — Vol. 8. — P. 648349. — Mode of access: https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/11320399/. — Date of access: 01.03.2024.
39. Alpha1-Antitrypsin deficiency and lung disease: risk modification by occupational and environmental inhalants / O. Senn [et al.] // Am. J. Respir. Crit. Care Med. — 2000. — Vol. 161. — P. 81—84.
Review
For citations:
Silivontchik N.N., Zhigaltsova-Kuchinskaya O.A. Аlpha-1-antitrypsin deficiency: genetic basis, diagnosis and treatment. Healthcare. 2024;(7):21-28. (In Russ.)
Views:
9
Email this article 