Deficitul de alfa1-antitripsină

Există multe boli metabolice ereditare care pot avea un impact patologic asupra ficatului. În multe cazuri, componenta hepatică a acestor boli este doar un epifenomen al unei tulburări sistemice mai generalizate. Exemple de astfel de epifenomene sunt bolile de stocare a glicogenului și a lipidelor, în care hepatomegalia este o manifestare a defectului metabolic subiacent, deși ficatul nu este neapărat organul țintă principal. Cu toate acestea, există trei boli determinate genetic în care ficatul poate fi principalul organ țintă, cu manifestări de boală acută, subacută sau cronică, care pot deveni evidente la începutul sau la sfârșitul vieții. Acestea sunt hemocromatoza ereditară (HH), o tulburare majoră de supraîncărcare cu fier, boala Wilson, o tulburare genetică de supraîncărcare cu cupru, și deficitul de alfa1-antitripsină (α1-AT), o tulburare în care procesarea normală a unei proteine produse de ficat este perturbată în interiorul celulei hepatice.

În unele cazuri, conștientizarea acestor afecțiuni este adusă de o suspiciune bazată pe un sindrom clinic specific. În alte cazuri, aceste afecțiuni trebuie să fie excluse atunci când se confruntă cu anomalii nespecifice ale bolii hepatice, cum ar fi niveluri ridicate ale enzimelor hepatice, hepatomegalie sau hipertensiune portală nediagnosticată anterior. În cazul hemocromatozei, abordarea diagnosticului precoce a mai făcut un pas înainte, fiind conștientizat faptul că markerii de supraîncărcare cu fier pot fi prezenți în ser cu mult înainte de apariția bolii hepatice. Aceste capitole se vor concentra pe discuții despre aceste trei afecțiuni.

Certe concepte cheie (Caseta 1) sunt comune tuturor celor trei afecțiuni și trebuie subliniate de la început. În primul rând, deși recunoașterea afecțiunilor hepatice ereditare este adesea procesul de excludere a unor cauze mai comune (de exemplu, virusuri, alcool, autoimunitate), este important de subliniat faptul că conștientizarea caracteristicilor clinice ale acestor afecțiuni hepatice metabolice ar trebui să promoveze o evaluare diagnostică proactivă. În al doilea rând, bolile metabolice hepatice ereditare se pot manifesta în copilărie sau pot fi întârziate până la vârsta adultă și, în unele cazuri, pot regresa după anii copilăriei sau adolescenței, pentru a reapare mai târziu în viață. În al treilea rând, odată cu apariția testelor de diagnostic molecular, evaluarea fenotipică a acestor afecțiuni poate fi acum completată, în anumite cazuri, de evaluarea genotipică. În al patrulea rând, odată cu disponibilitatea unor tratamente eficiente, a existat un impact dramatic asupra prognosticului bolilor metabolice hepatice atât în copilărie, cât și la vârsta adultă, subliniind și mai mult importanța diagnosticului precoce. În cele din urmă, în mai multe afecțiuni (de ex, deficitul de α1-AT, boala Wilson), transplantul de ficat corectează anomalia biochimică primară din ficat și vindecă în mod eficient boala.

Înapoi sus

Definiție

Deficitul de alfa1-antitripsină (α1-AT) este o afecțiune ereditară frecventă asociată cu retenția în ficat a proteinei α1-AT produsă de ficat și cu niveluri scăzute de α1-AT în ser. În cea mai severă formă a deficitului de α1-AT, caracteristicile clinice constau în emfizem cu debut precoce, hepatită neonatală, hepatită cronică, ciroză și carcinom hepatocelular. Cu toate acestea, expresia fenotipică de-a lungul vieții este extrem de variabilă. Gena pentru α1-AT este localizată pe cromozomul 14, iar mutațiile la nivelul locusului inhibitorului de protează (PI) conduc la o singură substituție de aminoacid (acid glutamic în locul lizinei 342) care afectează secreția produsului genetic mutant, ceea ce duce la reținerea α1-AT în hepatocit și la niveluri scăzute de α1-AT în ser. Deoarece fenotipul se exprimă prin moștenire autosomală codominantă, fiecare alelă este responsabilă pentru 50% din nivelul de α1-AT circulant. Au fost descrise aproximativ 100 de variante alelice, dintre care doar unele sunt asociate cu boli hepatice. Alela Z este mutația asociată cu deficitul maxim de α1-AT.

Back to Top

Epidemiologie

Frecvența acestei alele patogene PI Z în populația americană de origine europeană este cuprinsă între 0,01 și 0,02, starea de deficit homozigotă afectând 1 din 2000 până la 7000 de persoane din populație. Deficiența majoră apare în fenotipurile PI ZZ, abordările epidemiologice indirecte și metodele de screening mai directe bazate pe populație estimând că aproximativ 60.000 de persoane din Statele Unite sunt homozigote pentru acest fenotip. În Scandinavia, frecvența alelei Z este considerabil mai mare, rezultând un PI ZZ la 1600 de născuți vii. Alela PI Z este limitată predominant la albi și se găsește rar la afro-americani sau asiatici. Există multe alte combinații alelice care pot avea relevanță clinică, inclusiv starea heterozigotă MZ și alte combinații, cum ar fi PI SZ, care sunt, de asemenea, asociate cu deficitul de α1-AT în ser.

Back to Top

Pathophysiology

α1-AT este PI serinic predominant în sânge, reprezentând vârful alfa1 la electroforeza proteinelor serice. α1-AT funcționează prin inhibarea proteinazelor tisulare care includ enzime precum elastaza neutrofilă, catepsina G și diverse alte proteinaze. Aceasta este o proteină cu greutate moleculară relativ scăzută, compusă din 394 de aminoacizi și mai multe lanțuri laterale de carbohidrați. α1-AT este, de asemenea, o proteină de fază acută, iar sinteza sa poate crește semnificativ ca răspuns la leziuni sau inflamații.

În ciuda numelui său, α1-AT reacționează mult mai ușor cu elastaza neutrofilă decât cu tripsina, într-o interacțiune sinucigașă reciprocă care, în mod normal, menține un ecran protector adecvat împotriva sarcinii elastolitice a elastazei neutrofile. Deficitul de α1-AT schimbă acest echilibru în favoarea degradării elastolitice, care se manifestă cel mai frecvent prin emfizem.

Sinteza de α1-AT are loc în reticulul endoplasmatic al hepatocitelor și suferă multiple pliaje complexe și inserții de lanțuri laterale de carbohidrați. Mutațiile genetice responsabile de deficitul de α1-AT pot interfera cu sinteza, exportul din celulă și capacitatea de a funcționa ca inhibitor de proteinaze.

Varianta Z rezultă dintr-o singură mutație punctiformă care duce la înlocuirea acidului glutamic cu lizină în poziția 342. Varianta polipeptidică rezultată este relativ instabilă și se polimerizează în reticulul endoplasmatic, rezultând globulele pozitive la acidul periodic-Schiff (PAS) care pot fi observate la microscopia optică. Numai variantele α1-AT care duc la acest tip de polimerizare sunt asociate cu un defect de câștig de funcție care duce la afectarea celulelor hepatice. Varianta rară „nulă” nu se caracterizează prin acumularea de α1-AT în interiorul hepatocitului și nu este asociată cu leziuni hepatice.

În schimb, polimerizarea antitripsinei mutante împiedică secreția acesteia din hepatocit, astfel încât doar aproximativ 15% din antitripsina PI ZZ este secretată în plasmă. Polimerizarea și varianta nulă rară au ambele ca rezultat un defect de pierdere a funcției, care crește riscul de a dezvolta emfizem.

Aproximativ 100 de variante alelice au fost descrise în locusul genei α1-AT, rezultând o clasificare genetică complexă bazată pe caracteristicile fenotipice ale proteinei α1-AT circulante. Cea mai frecventă variantă, PI M, este prezentă la aproximativ 95% din populația albă din S.U.A. și este considerată varianta normală asociată cu niveluri serice normale de α1-AT funcțional. Doar aproximativ 15 alele (care înglobează alele deficitare, disfuncționale și nule) sunt asociate cu boli hepatice, boli pulmonare sau diateză hemoragică. Alelele de deficiență, cum ar fi PI Z și PI S, pot avea ca rezultat niveluri scăzute de α1-AT circulant, dar cu proteine funcționale complet normale. Prin urmare, fenotipul MM este desemnat ca manifestând o concentrație de 100% de α1-AT circulant. Combinația heterozigotă MZ produce 50%, SZ 37,5%, iar ZZ 15% din această valoare normală a MM. Aproximativ 95% din toate stările de deficit de α1-AT care duc la manifestări clinice sunt alcătuite din homozigoți PI ZZ. Anumite alele, cum ar fi alela S, fie în stare homozigotă, fie asociată cu alela M, nu par a fi asociate cu moleculele polimerizate anormal în reticulul endoplasmatic și nu au fost incriminate în dezvoltarea bolilor hepatice sau pulmonare decât dacă sunt combinate cu alela Z. Produșii acestor diverse alele au caracteristici distinctive la focalizarea izoelectrică, care oferă un mijloc de identificare specifică a tipurilor de PI (vezi mai târziu, Diagnostic).

Înapoi sus

Semne și simptome

Asociația dintre deficitul de α1-AT și boala hepatică la copii a fost descrisă pentru prima dată în 1969 de Harvey Sharp de la Universitatea din Minnesota. Multe studii clinice ulterioare au observat că apariția bolii hepatice în deficitul de α1-AT este bimodală, afectând copiii în viața neonatală sau la începutul copilăriei și, mai rar, adulții la sfârșitul vieții mijlocii. În ambele aceste două grupuri, forma homozigotă a deficitului de α1-AT este predeterminantul genetic de bază (tabelul 1).

Copii cu deficit PI ZZ de alfa1-antitripsină

Major parte din informațiile privind prezentarea clinică a deficitului de α1-AT la această populație au provenit din experiența din Scandinavia. Două treimi dintre nou-născuții cu deficit de α1-AT au niveluri anormale ale enzimelor hepatice, iar aproximativ 10% dezvoltă colestază persistentă în primul an de viață. Mulți dintre acești nou-născuți par să sufere o remisiune spontană și doar aproximativ 3% dintre nou-născuții diagnosticați inițial evoluează spre fibroză sau ciroză în timpul copilăriei și adolescenței. Cu toate acestea, o supraveghere atentă a relevat faptul că mulți dintre aceștia au niveluri anormale persistente ale enzimelor hepatice.

Nou-născuții cu forma cea mai deplin exprimată a bolii prezintă dovezi de hepatită neonatală acută, cu o hiperbilirubinemie predominant conjugată. Acest icter poate persista până la 1 an, cu dovezi asociate de creștere defectuoasă și consecința unei malabsorbții a vitaminelor liposolubile. Semnele fizice includ hepatomegalie, splenomegalie și posibile semne de coagulopatie.

Adulți cu deficit PI ZZ de alfa1-antitripsină

Majoritatea adulților cu deficit PI ZZ de α1-AT sunt identificați prin simptomele pulmonare și prezintă semne și simptome de boală pulmonară obstructivă cronică, emfizemul dezvoltându-se la aproximativ 80% până la 100% din indivizii cu acest fenotip. Această afecțiune este frecvent agravată de fumatul de țigări. Emfizemul asociat cu deficitul de α1-AT are caracteristici distinctive, inclusiv debutul precoce (în deceniul al patrulea sau al cincilea de viață), implicarea predominantă a bazelor pulmonare și patologia panaculară. În schimb, indivizii cu emfizem cu α1-AT complet sunt mai în vârstă, cu emfizem predominant apical și centrilobular.

Prevalența bolii hepatice asociate a fost probabil subestimată, dar între 10% și 40% dintre acești adulți pot avea dovezi de ciroză. Riscul de ciroză devine mai mare odată cu înaintarea în vârstă, în special la bărbați. În aceste cazuri, un bărbat în vârstă de peste 50 de ani cu dovezi de ciroză, hipertensiune portală sau carcinom hepatocelular fără o cauză predispozantă subiacentă ar trebui să evoce suspiciunea unui defect metabolic subiacent, cum ar fi hemocromatoza sau deficitul de α1-AT. Caracteristicile bolii hepatice par a fi rapid progresive atunci când sunt diagnosticate în acest stadiu, cu o probabilitate mare de deces în termen de 4 ani de la identificarea bolii hepatice.

Deficiența alfa1-antitripsină heterozigotă

O serie de studii au afirmat un rol pentru o singură alelă mutantă în dezvoltarea așa-numitei boli hepatice criptogene la adulți. Deoarece multe dintre aceste stări heterozigote sunt asociate cu un deficit intermediar de α1-AT, va fi necesar să se efectueze studii prospective pentru a evalua consecințele fiziopatologice ale stării heterozigote. În domeniul pediatric, nu există indicii ale unor consecințe semnificative pe termen lung ale heterozigotului α1-AT. Cu toate acestea, la adulți, s-a sugerat că prezența unei singure alele Z poate crește susceptibilitatea sau poate acționa sinergic cu alți factori de risc pentru boala hepatică. Aceste afecțiuni asociate includ hepatita virală cronică, boala hepatică alcoolică și steatohepatita non-alcoolică. Multe dintre aceste afecțiuni sinergice pot fi asociate cu un răspuns inflamator, conducând la defecte suplimentare în polimerizarea și degradarea α1-AT în hepatocit.

Back to Top

Diagnostic

Deficiența de α1-AT este un exemplu de tulburare metabolică ereditară în care definiția fenotipului definește și genotipul (Caseta 2). Determinarea nivelului seric de α1-AT prin imunoprecipitare cantitativă este o dovadă insuficientă pentru diagnosticul de deficit de α1-AT. Acest lucru se datorează faptului că nivelurile serice pot fi crescute în mod fals ca urmare a răspunsului deosebit de robust al acestei proteine în faza acută. Prin urmare, determinarea nivelului cantitativ de α1-AT trebuie să fie combinată cu analiza fenotipică. Aceasta definește fenotipul variantei proteinelor PI din ser și se realizează prin focalizare izoelectrică. Pacienții cu cea mai severă formă de deficiență au o variantă alelică care migrează la un punct izoelectric mai ridicat și pot fi definiți ca fenotipuri PI ZZ și, prin urmare, prin deducție, ca genotipuri PI ZZ. Interpretarea modelelor electroforetice la focalizarea izoelectrică va determina stările homozigote sau heterozigote și va defini alelele mutante specifice pe baza poziției lor relative între anod și catod. În cele din urmă, instrumentele de genetică moleculară pentru definirea defectului în secvența nucleotidă codificatoare pentru fiecare dintre alelele defecte au fost dezvoltate pentru studii de populație, dar nu sunt în prezent disponibile în mod curent în laboratoarele de diagnostic.

Considerații epidemiologice au stabilit o cantitate limită de α1-AT necesară pentru a proteja plămânul de emfizem. Acest nivel prag de protecție este de 80 mg/dL prin difuzie radială și de 11 μM atunci când este raportat la activitatea elastazei funcționale (valorile normale, 150 până la 350 mg/dL sau 20-53 μM, respectiv). La indivizii PI ZZ, nivelurile serice de α1-AT se grupează în jurul unei valori medii de aproximativ 6 μM.

Societatea Americană de Pneumologie și Societatea Europeană de Pneumologie au furnizat ghiduri care recomandă testarea pentru deficitul de α1-AT în următoarele cazuri: (1) emfizem cu debut precoce (mai tânăr de 45 de ani); (2) emfizem în absența unui factor de risc recunoscut; (3) emfizem cu hiperlucență bazilară proeminentă; (4) afecțiuni hepatice inexplicabile; (5) paniculită necrozantă; (6) vasculită antiproteinază 3 pozitivă (vasculită C-ANCA pozitivă); (7) antecedente familiale de oricare dintre următoarele: emfizem, bronșiectazie, boală hepatică sau paniculită; sau (7) bronșiectazie fără cauză evidentă.

La pacienții cu manifestări de boală hepatică, biopsia hepatică pentru microscopie optică și histochimie și eventual microscopie electronică este valoroasă pentru stadializarea bolii hepatice și pentru identificarea globulelor PAS-pozitive-diastază-rezistente în interiorul hepatocitelor. La nou-născuți, globulele pot fi indistincte și slab dezvoltate, dar acestea cresc odată cu vârsta. La pacienții adulți, în special, aceștia pot fi asociați cu inflamația portală și periportală. Confirmarea naturii globulelor poate fi asigurată prin tehnici imunohistochimice, utilizând imunoperoxidază cuplată la anticorpul α1-AT. În cele din urmă, localizarea acestor globule în reticulul endoplasmatic poate fi confirmată prin microscopie electronică.

Back to Top

Tratament

În cazul bolii hepatice avansate și în decompensare, singura abordare disponibilă este transplantul hepatic ortotopic (OLT). Aceasta este cea mai frecventă afecțiune ereditară care duce la transplant hepatic la copii. Ca și în cazul bolii Wilson, rezultatul OLT este extrem de bun, iar înlocuirea ficatului oferă primitorului fenotipul α1-AT al donatorului.

Abordări mai noi care pot avea un impact asupra secreției de α1-AT din hepatocit se pot dovedi utile, dar acestea se află în stadiul experimental de dezvoltare. În cele din urmă, deși luarea în considerare a terapiei genice poate oferi, în cele din urmă, cea mai de nădejde abordare pentru deficitul de α1-AT, aceasta va trebui să se realizeze cu îndepărtarea genei mutante aberante, ceea ce va reprezenta o provocare considerabilă.

Pentru că deficitul de α1-AT este asociat cu o expresie fenotipică variabilă, este rezonabil să se consilieze pacienții cu privire la toate celelalte surse posibile de leziuni hepatice, cum ar fi abuzul de alcool. O abordare similară a fost adoptată pentru cei cu leziuni pulmonare – consilierea pacienților în ceea ce privește efectele nocive ale fumatului.

Terapia de augmentare se referă la perfuzia exogenă de α1-AT din plasmă umană purificată în comun. Aceasta poate fi administrată săptămânal, bisăptămânal sau lunar. Deși aceasta a devenit principalul pilon al terapiei specifice în deficitul de α1-AT cu emfizem, tehnica nu oferă un ajutor semnificativ în ameliorarea leziunilor hepatice. Studiile au sugerat că augmentarea poate reduce numărul de infecții pulmonare, încetinește rata de declin a funcției pulmonare, reduce mortalitatea și reduce rata de pierdere a țesutului pulmonar determinată prin tomografie computerizată (CT).

Înapoi sus