α1-抗胰蛋白酶缺乏症的诊断与治疗

a l-抗胰蛋白酶缺乏症的诊断与治疗

刘宇良，杨笃才，匡青芬

(江西博雅生物制药股份有限公司、江西省血液制品重点实验室，江西抚州344000)

摘要：《1_抗胰蛋白酶(AAT)属于丝氨酸蛋白酶抑制剂家族成员，主要作用是抑制丝氨酸蛋白酶，包括中性粒细胞 弹性蛋白酶(NE)、蛋白酶3(Pr3)和组织蛋白酶G等。cr抗胰蛋白酶缺乏症（AATD)主要是基因突变结果，会导致 体内正常A AT水平偏低或肝脏异常A A T的蓄积，引起多种疾病，包括肺气肿和肝损害。AATD早期的诊断对提 供合理的治疗策略是有益的。目前针对AATD已经提出多种治疗策略。文章对AATD的有关诊断和治疗进展作 综述。

关键词：《1_抗胰蛋白酶；《1_抗胰蛋白酶缺乏症；肺气肿；慢性阻塞性肺疾病

中图分类号：R596.1 文献标志码：A 文章编号：1009 — 8194(2017)02 — 0104 — 04

DOI：10. 13764/j. cnki. lcsy. 2017. 02. 042

al-抗胰蛋白酶(AAT)作为重要的蛋白酶抑制 剂，具有保护机体正常细胞和器官免受蛋白酶的损 伤，如果体内缺乏或代谢异常则存在发生疾病的风 险[1]。自Laurell等[2]报道了 al-抗胰蛋白酶缺乏与

青年期肺气肿有关后，人们对AAT&al-抗胰蛋白 酶缺乏症（AATD)的研究越来越深人，包括AAT 的分子结构、功能、体内作用机制、AATD相关肺部 和肝脏疾病的机制、A A T D诊断及治疗等，并逐渐 提高了对AAT及AATD有关疾病的认识，为药物 研发及临床策略提供了一定的依据。

1 AAT

AAT属于丝氨酸蛋白酶抑制剂家族成员，主要 由肝细胞合成，另外单核细胞、巨噬细胞和上皮细胞 也B旨合成。AATT为单链糖蛋白，相对分子质量为 52 ku，由394个氨基酸构成，AAT活性中心是358 位的甲硫氨酸，这决定了酶的特异性[1'3]。A A T的主要作用是抑制中性粒细胞产生的丝氨酸蛋白酶，包括中性粒细胞弹性蛋白酶（NE)、蛋白酶3 (P r3) 和组织蛋白酶G，其中A A T与N E的结合速率常 数最大，对N E的专一性更强。目前认为N E与肺 气肿密切相关，因为N E可以降解细胞外基质几乎 所有的成分，并且N E可以激活与肺气肿有关的其 他酶，例如组织蛋白酶B和金属蛋白酶™。AAT 能够保护正常细胞不受蛋白酶的破坏，起到维持机 体环境稳定的作用。此外，AAT还具有抗炎、抗感 染和免疫调节作用[4]。2 AATD

正常情况，肺组织具有正常的抗蛋白酶系统，当AAT缺乏时则会导致肺部蛋白酶-抗蛋白酶系统严

重失衡，使患者肺部组织损伤，最终发生不同的病理 学改变[5]，因此补充外源性AAT可以治疗a-抗胰 蛋白酶缺乏症有关的肺病。对于AATD患者，其他 一些因素也会影响中性粒细胞聚集和激活，例如吸

烟、大气污染、感染等，从而增加疾病发生风险。

AATD是一种先天性代谢病，是AAT基因突

变的后果，例如单点突变、插人和缺失。最常见的点 突变是肽链第342位的谷氨酸被赖氨酸取代，影响 酶的电荷以及三级结构，最终可能导致A AT发生 聚合反应[6]。肝细胞内质网中a-抗胰蛋白酶突变体 结构发生错误折叠甚至聚合反应使AAT不能进人 循环。而这些保留在肝脏中突变体会引起肝损伤和 肝硬化等肝脏疾病。导致肝脏疾病的主要突变类型 是PiZZ型，也包括PiZ杂合子。缺少蛋白酶抑制剂 AAT进人循环，导致个体严重缺乏，则会发生肺气 肿、慢性阻塞性肺病（COPD)等肺部疾病[7_8]。也可 能是患者AAT数量未减少，只是表现为功能不足。

3 A A T D的诊断

到目前为止，已经鉴定了 1〇〇种不同的AAT 等位基因。已知的A A T变异型分为正常型（M 型）、缺陷型（通常分为Z、S型）、功能障碍或无效 型[9-M]。PiMM基因型大约占85%以上，存在于正 常人群中。正常等位基因表现正常的血浆AAT水

收稿日期：2016-09-25

平，缺陷型等位基因导致血浆AAT水平降低，血清 中无法检测到AAT则与无效等位基因有关，其中 PiZZ型和无效型的个体患病风险最高，PiSZ的个 体有中等强度的患病风险，9 5%的临床相关缺陷的 患者是PiZZ基因型[11]。当然不同地区还是存在差 异的，Greulich等[12]对已经登记了的AATD患者 (血清质量浓度小于〇. 8 g •L-1)进行检测，发现 AATD患者中以PiZZ型为主，德国PiZZ型患者的 比例为72. 2%729)，意大利PiZZ型患者的比例为60%(n=125);德国PiSZ型患者的比例为 17. 1%，意大利PiSZ型患者的比例为11. 2%。AAT基因以共显性方式遗传，即两种基因型产物都 能在体循环中被发现，对于Z型或S型变异，无论 纯合子还是MZ或M S杂合子，其血浆AAT水平 都低于正常水平。PiMZ基因型个体具有50%〜60%的正常AAT水平，PiSS基因型个体为60%，PiZS基因型个体为35%，PiZZ基因型个体为10%〜15%[13]。这些突变导致可循环AAT下降，引发疾 病，例如肺气肿、肝硬化和脂膜炎等[14]。

早期的AATD的诊断能够帮助患者早期预防 和合理治疗，但是目前仍没有理想的诊断方法，目前 实验室检测主要是血浆水平检测、蛋白表型检测、基 因检测和组织病理学检测[15]。根据美国胸科学会 和欧洲呼吸协会的指南[16]，诊断AATD的第一步 通常是检测血清A A T浓度。但是发生炎症反应 时，C反应蛋白和AAT水平会增加，由于C反应蛋 白的敏感性优于AAT[17]，因此建议同时检测C-反 应蛋白。当C-反应蛋白检测结果异常时，AAT检 测结果则不予采纳。C-反应蛋白结果正常，AAT水 平低于正常值时，则可以通过蛋白表型测定、PCR 或直接测序鉴别突变类型[18]。对于肝病患者可以 通过肝脏组织病理学检测评估肝脏功能，帮助排除 其他原因引起的肝脏疾病。新生儿长时间黄疸，或 者非特异性肝病时，需要筛查AATD。成人患有慢 性呼吸道疾病、不完全可逆的支气管哮喘、支气管扩 张、纤毛不动综合征、频繁的呼吸道感染或不确定的 肝脏疾病时，则建议筛查AATD。同时亲属需要进 行筛查，鉴别无症状携带者，如有必要，应采取必要 的防护措施[19]。

4治疗策略

4.1行为方法

目前针对AATD最有效的策略是预防，因此早 期的诊断很重要。患者可以通过良好的生活习惯减少发病风险，并通过现有的治疗手段获益。首先 AATD患者必须戒烟，因为吸烟能引起肺泡巨噬细

胞、肺内中性粒细胞的聚集和活化，释放NE，导致 COPD发生，而且N E还会导致感染发生或不易控

制[2°]。烟草中含有的强氧化剂会氧化AAT，造成 AAT浓度下降，而氧化型AAT对正常人支气管上

皮细胞具有致炎作用[21]。除了日常活动需要注意 防护，防止灰尘和感染，还需要避免过度饮酒和注意 控制体质量以预防肝损伤。对于儿童，AATD的预 防更为重要，尤其是一些早产儿抗胰蛋白酶水平较 低，同时抗氧化酶活性，维生素C、E等抗氧化剂水 平均低，不能有效地控制炎症反应及损伤后的正常 修复过程[22]。

4.2补充治疗

AATD患者发生肺气肿与嗜中性粒细胞丝氨

酸蛋白酶失去控制有关，因此通过补充A AT抑制 丝氨酸蛋白酶的活性是可行的。在很多国家，将静 脉注射AAT作为纠正血浆严重不足的主要方法，这些AAT可以利用层析技术从血浆中分离和基因 重组技术表达得到#24]。已经批准的AAT补充制 剂有Prolastin-C、AralastNPTM、Zemaira、GLAS-SIATM、Trypsone/Trypsan(Grifols)和 Alfalastin 等[25]。为使A A T保持有效的浓度（通常大于11 pmol .L-1)™，需要定期补充AAT，静脉注射 剂量大约是60 mg .kg—1 .周—1[a。

定期输液补充AAT存在费用高和分布容积大 的缺点，因此将吸人治疗作为补充A A T的另一种 策略。弹性蛋白酶造成结缔组织损伤，需要嗜中性 粒细胞迁移至该区域并穿过组织这一过程，然而弹 性蛋白酶可能刺激巨噬细胞释放白三烯B4 (LTB4)[27]，这种因子是一种重要的嗜中性粒细胞 趋化因子，可以诱导中性粒细胞的迁移[28]。吸人给 药可以阻断弹性蛋白酶刺激巨细胞过程，在呼吸道 内直接发挥作用，而输液补充方式是抑制弹性蛋白 酶的损伤作用，这个过程则需要从血管透过内皮细 胞进人肺部结缔组织发挥作用[3]。因此吸人给药不 仅要考虑制剂的颗粒大小和给药剂量，还要考虑药 物是否能够穿过上皮组织进人肺部结缔组织从而发 挥保护作用。

4. 3基因治疗

AAT基因治疗是将正常AAT基因插人患者 的细胞中。在动物实验中已经用到脂质体、反转录 病毒、重组腺病毒、重组腺伴随病毒等不同的载体系 统[29]。利用重组腺相关病毒载体表达正常A AT 的