Alpha-1-Antitrypsin-Mangel

Klassifikation nach ICD-10
E88.0	Störungen des Plasmaprotein-Stoffwechsels, anderenorts nicht klassifiziert
	ICD-10 online (WHO-Version 2019)

Der α₁-Antitrypsin-Mangel (Synonyme: Laurell-Eriksson-Syndrom, Proteaseinhibitormangel, AAT-Defizit) ist eine erbliche Stoffwechselerkrankung aufgrund eines Polymorphismus des Proteinase-Systems. Ein Mangel an Proteaseinhibitoren kann zu Leberzirrhose und Lungenemphysem führen.

Geschichte

Die Schweden Carl-Bertil Laurell und Sten Eriksson beschrieben die Erkrankung als erste in den frühen 60er Jahren. In einer Familie waren Emphyseme gehäuft aufgetreten.

Genetik

PiSZ

PiZZ

PiMS

PiMZ

Erbgang: autosomal-rezessiv (AR)
Genlokus: Chromosom 14q32.1
Häufigkeit: 1:2000 bis 1:5000, die Erkrankung wird oft nicht erkannt
Mechanismus: Ungehinderte Proteolyse des Gewebes durch Proteasen (v.a. aus neutrophilen Granulozyten)

Mutationen an Position 342 (PiZZ) führen immer zu klinischen Erscheinungen, Mutationen an Position 264 (PiSS) bleiben jedoch meist stumm.

Lebenszeitrisiko nach Genotyp
Genotyp	Typische Serum- konzentration	Emphysem- risiko	Cirrhose- risiko
PiMM (normal)	20–48 μMOL 1,50–3,50 g/l (r.i.d.) 1,50–3,00 g/l	normal	normal
PiMS (Träger, subklinisch)	0,94–2,70 g/l	normal	normal
PiSS (homozygot, mild)	15–33 μMOL 1,00–2,00 (r.i.d.) 1,00–1,40 g/l	normal oder leicht erhöht	normal
PiMZ (Träger, mild bis moderat)	17–33 μMOL 0,90–2,10 g/l (r.i.d.) 0,90–1,50 g/l	leicht erhöht	normal oder leicht erhöht
PiSZ (moderat)	8–16 μMOL 0,75–1,20 g/l (r.i.d.) 0,45–0,80 g/l	erhöht (20–50 %)	erhöht
PiZZ (homozygot, schwer)	2,5–7 μMOL 0,20–0,45 (r.i.d.) 0,15–0,50 g/l	sehr hoch (80–100 %)	erhöht (20 %)
PiZ0	0,0 μMOL 0,??–0,?? g/l	sehr hoch (80–100 %?)	erhöht
Pi00	0,00 g/l	definitiv (100 %)	normal

Pathogenese

Das α₁-Antitrypsin ist ein Akute-Phasen-Protein und einer der wichtigsten Proteinaseninhibitoren im Serum. Er hemmt u. a. die Proteinasen Trypsin und Neutrophilenelastase (NE). Ein Mangel kann zu verstärkter Proteolyse führen. Die normale Serumkonzentration beträgt 0,9-2,0 g/l.

Modell des Alpha-1-Antitrypsin-Moleküls

Computertomographie der Lunge eines Patienten mit Typ PiZZ Alpha-1-Antitrypsinmangel

Die Mutationen führen zu einer Strukturänderung der Proteine. Dies hat eine gestörte Sekretion und fehlerhafte Funktion zur Folge. Es kommt zu Aggregation und Akkumulation im endoplasmatischen Retikulum (ER) der Leberzellen (Hepatozyten) und in weiterer Folge zu einem Mangel im Zellplasma (meist auf unter 40 % des Normalwertes). Das hat eine verminderte Proteinaseinhibitor-Aktivität und somit verstärkte Proteolyse zur Folge.

Die ungehemmte Leukozytenelastase zerstört das Lungengerüst. Es entwickelt sich ein progredientes Lungenemphysem. Die Akkumulation von α₁-Antitrypsin im endoplasmatischen Retikulum der Hepatozyten führt zu Zellschäden und in weiterer Folge zu Fibrose und Leberzirrhose.

Symptome

Bei den meisten Patienten liegt eine chronisch-aktive Leberentzündung (Hepatitis) vor, die oft schon im Kindesalter auffällig wird. Im späteren Lebensalter entwickeln bis zu 40 % der Betroffenen eine Leberzirrhose und etwa 15 % ein hepatozelluläres Carcinom (HCC).

Die bedeutendste Manifestation bei Homozygoten ist die chronisch-obstruktive Lungenerkrankung. Diese tritt meist erst nach dem 30. Lebensjahr auf. Im Schnitt versterben die meisten Patienten um das 50. Lebensjahr an den Folgen eines Lungenemphysems. Todesursache ist durch die respiratorische Insuffizienz verursachte Hypoxämie (Multiorganversagen aufgrund des Sauerstoffmangels) oder aufgrund einer Hyperkapnie (ein arterieller Kohlendioxidpartialdruck > ca. 70 mmHg wirkt zunehmend atemsuppressiv) auch ist eine Rechtsherzinsuffizienz bei bestehendem Cor pulmonale möglich.

Gelegentlich kommt es zu Glomerulonephritis, nekrotisierender Vaskulitis, Wegener-Granulomatose, nekrotisierender Pannikulitis, Pankreatitis und Pankreasfibrose.

Diagnostik

Die diagnostischen Kriterien für den Nachweis eines α₁-Antitrypsinmangels sind:

α₁-Antitrypsin < 0,9 g/l
Nachweis der Genotypen PiZZ, PiMZ und PiSZ
PAS-positive, proteaseresistente hepatozelluläre Einschlusskörperchen (=Antitrypsinablagerungen)

Therapie

Es gibt zur Zeit keine kausale Therapie des α₁-Antitrypsin-Mangels. In erster Linie werden die Folgeerkrankungen behandelt, vor allem die Chronisch obstruktive Lungenerkrankung. Ein absoluter Rauchverzicht ist unbedingt nötig, da die im Rauch enthaltenen Oxidantien α₁-Antitrypsin inaktivieren. Infekte müssen umgehend behandelt werden um die Konzentration an Akute-Phase-Proteinen gering zu halten. In diesem Zusammenhang sind auch Impfungen von Bedeutung (Grippe, Pneumokokken).

Substitutionstherapie

Bei schwerem Lungenemphysem empfiehlt sich der parenterale Ersatz (Substitutionstherapie) von α₁-Antitrypsin (Prolastin^® 60 mg/kg). Es sollte ein Spiegel über 0,8 g/l angestrebt werden. Die Substitution bringt keinen Vorteil bei Vorliegen eines Leberschadens, weil hier die Akkumulation im Vordergrund steht. Der Effekt der Substitutionstherapie wird eher als gering eingeschätzt.

Organtransplantation

Im fortgeschrittenen Stadium kann eine Lungen- oder Lebertransplantation nötig sein. Die Lebertransplantation ist kurativ, weil α₁-Antitrypsin kaum in extrahepatischem Gewebe synthetisiert wird.

Assoziierte Erkrankungen

α₁-Antitrypsin-Mangel ist mit einer Reihe von Erkrankungen assoziiert:

Leberzirrhose
COPD
Pneumothorax
Asthma
Wegener-Granulomatose
Pankreatitis
Cholezystolithiasis (Gallensteine)
Bronchiektasien
Prolaps von Beckenorganen
Primär sklerosierende Cholangitis
Autoimmunhepatitis
Emphysem, betrifft vorwiegend die Unterlappen und verursacht Bullae
Carcinome (Krebs)
- Hepatozelluläres Carcinom (Leber)
- Blasenkarcinom
- Gallenblasenkarcinom
- Lymphomen
- Bronchialcarcinom

Literatur

Alexander Biedermann, Thomas Köhnlein: Alpha-1-Antitrypsin-Mangel – eine versteckte Ursache der COPD: Überblick über Pathogenese, Diagnostik, Klinik und Therapie. Deutsches Ärzteblatt, 103. Jahrgang, Ausgabe 26 vom 30. Juni 2006, Seite A-1828 / B-1569 / C-1518

Fregonese L, Stolk J: Hereditary alpha-1-antitrypsin deficiency and its clinical consequences. Orphanet J Rare Dis. 2008 Jun 19;3:16. Review. PMID 18565211

Silverman EK, Sandhaus RA.Clinical practice: Alpha1-antitrypsin deficiency. New England Journal of Medicine (2009) vol 360 (26), S. 2749-2757.Review. PMID: 19553648

Stoller J, Aboussouan L (2005). Alpha1-antitrypsin deficiency Lancet 365 (9478): 2225–36. PMID 15978931