IV. A1-антитрипсиновая недостаточность.

- антитрипсиновая недостаточность ( -АТ недостаточность) является аутосомально-кодоминантно наследуемым нарушением метаболизма -антитрипсина ( -АТ). -АТ представляет собой гликопротеин, относящийся к ингибиторам протеаз (Pi). В наибольшем количестве -АТ представлен в плазме крови человека, где составляет 80-90% циркулирующего -глобулина. Его также можно обнаружить в слюне, соке двенадцатиперстной кишки, бронхолегочном секрете, слезной жидкости, слизистых выделениях из носа, спинномозговой жидкости. Центральной функцией -АТ является защита белков при контролируемом распаде тканей путем подавления активности различных протеаз, прежде всего трипсина, а так же эластазы нейтрофилов и протеазы 3. В результате дефицита -АТ активность этих ферментов, особенно нейтрофильной эластазы, не контролируется. Основным органам, который поражается при этом заболевании, являются легкие. Под воздействием патологически повышенной активности протеаз повреждаются альвеолы и в конечном счете развивается эмфизема.

Ген, ответственный за -АТ находится в хромосоме 14. В настоящее время с помощью изоэлектрического фокусирования, метода электрофореза в агарозном геле или с помощью метода ПЦР при сиквенировании ДНК обнаружено по крайне мере 90 различных генетических вариантов (32).

Наследование гена -АТ, как уже отмечалось выше, происходит аутосомально-доминантно с обязательным участием фенотипов обоих аллелей. По современной классификации ингибиторов протеаз быстро движущиеся в крахмальном геле разновидности -АТ обозначаются начальными буквами алфавита, аллели медленно двигающихся ингибиторов – буквой Z (PiZ). У некоторых больных из-за замены аминокислот или выпадения отдельных участков в гене переписывание информации для синтеза этих белковых структур становится невозможным. Это так называемых нулевой вариантов (Pi0). У большинства людей встречается фенотип, обозначаемым в соответствии с этой квалификацией, как PiM. Варианты, связанные с дефицитом -АТ, которые соотносятся с клиникой, это – S и Z.

При наличии у человека ММ варианта ингибитора протеаз уровень -АТ находится в пределах 20 – 53 ммоль/л, что рассматривается как норма. Клинические проявления -АТ недостаточности обычно встречаются при PiZ варианте. Однако среди гомозиготных носителей этого фенотипа (PiZZ) у 15-20% тем не менее секреция синтезируемого -АТ нормальная. У остальных 80-85%, в результате блокады конечной части секреторного русла в гепатоцитах, концентрация ингибиторов ферментов снижается до 2,5 – 7 ммоль/л. При варианте Pi00 уровень -АТ нулевой. При обоих указанных вариантах повышается риск развития эмфиземы легких. В Скандинавии фенотип PiZZ -АТ встречается у 1 на 1000 человек (52, 104), в Европе – у 1 на 2000 (157).

У лиц с фенотипом PiSS и гетерозиготных носителей варианта Z (PiMZ) уровень -АТ снижен на 50 – 60% от нормы. Однако, у большей половины (50 – 60%) гетерозиготных носителей варианта Z (PiMZ), численность которых в северной Европе и Скандинавии составляет 5% населения, уровень -АТ в плазме вообще находятся в пределах нормы. Такое умеренное снижение уровня -АТ у этой части больных обычно не влияет на повышение риска развития легочного заболевания.

Уровень -АТ среди лиц с фенотипом PiSZ снижен до 8 – 19 ммоль/л, что уже повышает риск развития клинических проявлений болезни, но умеренно.

Заболевание печени возникает только при тех мутациях, которые ведут к накоплению -АТ в печеночных клетках. Классический тип такой мутации – PiZZ.

Структура -АТ и его функции. -АТ синтезируется главным образом в гранулярной эндоплазматической сети печени. Однако, как показывают данные о фенотипах -АТ после пересадки печени, имеются также внепеченочные очаги его синтеза: в моноцитах, бронхоальвеолярных макрофагах и эпителиальных клетках (34), что может быть значимым в регуляции ингибирования протеаз при локальных тканевых реактивных процессах. Зрелый -АТ представляет собой полипептид в виде одной цепочки, состоящей из 394 аминокислот, и имеет молекулярный вес около 52 kDa. В нем выделяют три участка, соединяющиеся друг с другом посредством карбогидратных связей, что обеспечивает гетерогенность молекулярной структуры. Пептид состоит из a спирально закрученных и b-складчатых широких полос. Доминирующей чертой его молекулярной основы являются 5 скрученных А-полос (19). Реактивный (реагирующий) центр -АТ ( - ) имеет форму в виде крючка, выступающего над поверхностью молекулы (83).

Ингибирование протеаз -АТ, например, протеиназоподобной эластазы нейтрофилов или протеиназы 3, происходит в результате образования плотного комплекса между -АТ и ферментом мишенью в соотношении 1:1. Изогнутый в виде серпа шаблон реагирующего центра после образования комплекса перемещается внутрь между b-спиралей главной А-цепи, что повышает устойчивость -АТ к денатурации. Подвижность этого крючка также позволяет встраиваться внутрь А-цепи второй молекуле -АТ и таким образом образовывать димеры. Это удлиняет размеры крючка полимера (112).

Среднее значение концентрации -АТ в плазме у здоровых лиц с фенотипом PiMM считается равным 1,3 г/л. Период полураспада этого ингибитора протеиназ составляет 3-5 дней. Однако, концентрация -АТ в крови варьирует. Кроме того, как острофазовый протеин, его содержание в сыворотке существенно повышается при многих воспалительных заболеваниях, у больных с различными опухолями и заболеваниями печени. Нередко при этом повышение -АТ в крови коррелирует со степенью воспаления (24). Увеличение концентрации -АТ в крови осуществляется главным образом посредством одного из цитокинов – интерлейкина 6 (ИЛ6). Стимуляция выработки -АТ ИЛ6 происходит через 3’ конец гена -АТ. Мутации в области 3’ конца ведут к ослаблению выработки ингибитора под воздействием ИЛ6 во время острых воспалительных реакциях (93).

Дефект секреции -АТ и повреждение печени. У лиц, у которых синтезируются Z вариант фенотипа -АТ, в эндоплазматическом ретикулуме гепатоцитов постоянно обнаруживается агрегация ШИК-позитивных включений. Это вещество содержит незрелый ядерный глюкозилат и полимеризованный -АТ, которые накапливается здесь, но не вызывают деформации эндоплазматической сети (51). По-видимому, за поражение печени ответственно именно внутрипеченочное накопление -АТ (51, 146, 192), потому что лица с Pi0 (Q0), у которых полностью отсутствует способность инактивировать эластазу – основного фермента, ответственного за развитие эмфиземы легких - не имеют ШИК-позитивных включений и у них не развивается заболевание печени (51).

При дефиците -АТ скорость его транскрипции и трансляции остаются нормальными (34). Однако, Z молекула из-за точечной замены глютаминовой аминокислоты на лизин (Glu322®Lys), как раз в месте основания крючка реагирующего центра, намного хуже складывается. Крючок реагирующего центра остается снаружи и становится доступным смежным ZZ субстратам (111). Если участок на молекуле -АТ, соответствующий расположению реактивного центра вставляется внутрь смежной молекулы, то -АТ начинается полимеризация (113). Таким образом, только около 15% из вновь синтезируемых молекул этого секрета преодолевают путь по аппарату Гольджи. Большинство вновь синтезированных молекул -АТ задерживается и в конечном счете остается в нем, подвергаясь дегенерации в эндоплазматическом ретикулуме. Любой фактор, усугубляющий отрицательный баланс между синтезированными молекулами и молекулами -АТ, правильно сложившимися, предрасполагает к развитию у больного заболевания печени (156, 191).

Также было показано, что полимеризация -АТ происходит главным образом спонтанно, что зависит как от концентрации -АТ, так и от температуры. Как белок «острой фазы», уровень -АТ повышаться во время воспаления и большое число образовавшихся полимеров вероятно «заваливает» эндоплазматический ретикулум гепатоцитов, что еще более способствует повреждению печеночных клеток (51).

Полимеризации PiZZ фенотипа -АТ существенно стимулируется также в присутствии гидрофобных желчных кислот типа литохоливоей и 3b-гидрокси-5-холеноивой кислот. Эти кислоты известны как субстанции, обладающие гепатотоксическим холестатическим эффектом. Избыточное образование таких желчных кислот во время внутриутробного развития плода могут содействовать развитию неонатального гепатита при -АТ недостаточности.

Хотя структурный дефект, ведущий к агрегации -АТ, известен, механизмы, вызывающие поражение печени не ясны (51, 146, 192). Вероятно мутация белков -АТ не единственная причина его задержки в клетке. Имеются также данные о снижении темпов деградации -АТ в эндоплазматическом ретикулуме (192). Поэтому клинические проявления болезни зависят не только от продукции PiZZ протеина, но и вероятно от клеточных механизмов. С другой стороны возможно, что факторы окружающей среды или другие генетические факторы также могут обуславливать поражение печени при -АТ недостаточности (217).

Клиническая картина. Как при большинстве других наследственных заболеваний, клинические проявления -АТ недостаточности сильно варьируют. Однако, число больных с установленным диагнозом намного меньше, чем это можно было бы ожидать на основании данных о частоте выявления дефектных генов в некоторых популяциях. У взрослых доминирующей в клинике болезни бывает обструктивное заболевание легких, вплоть до панлобулярной эмфиземы (154); у новорожденных обычно развивается синдром врожденного холестаза. Это зависит в первую очередь от генетического гомозиготного статуса больного. Но заболевание печени, а также сосудистые нарушения могут быть и у лиц с гетерозиготным вариантом фенотипа -АТ. Редко бывает, когда у больного с -антитрипсиновой недостаточностью одновременно наблюдается выраженное поражение легких и печени (74). Частота признаков поражения печени и исходы печеночного заболевания при -АТ недостаточности сильно зависят от возраста больного, когда появляется болезнь, а также от скорости прогрессирования патологического процесса и его стадии во время первичной диагностики. В тоже время большинство носителей мутантного -АТ к 18 летнему возрасту не имеют признаков болезни (185). Объяснением того, что болеет абсолютное меньшинство, могут быть дополнительные факторы окружающей среды или другие, пока еще неизвестные генетические причины.

Как уже отмечалось, эмфизема наиболее частое проявление -АТ недостаточности, но до времени ее появление проходит несколько десятилетий (34, 185). Риск развития болезни выше, чем ниже уровень -АТ в крови. Также предрасполагает к развитию эмфиземы и сокращает продолжительность жизни курение, особенно, если оно начинается в подростковом возрасте. Симптомы эмфиземы, связанной с -антитрипсиновой недостаточностью, обычно появляются после 30 лет. Однако время развития эмфиземы и тяжесть болезни сильно отличаются у больных. Даже у курильщиков болезнь может быть бессимптомной или появиться в возрасте старше 70 –80 лет. Но в среднем больные с -антитрипсиновой недостаточностью живут на 10 – 15 лет меньше по сравнению со здоровыми (34).

Реже -АТ недостаточность связывают с синдромом васкулита, в частности, с полиангитом, характерным признаком которого считается обнаружение антител PR3-ANCA, выявляемые при микроскопии (53).

Неонатальный гепатит, холестаз и цирроз печени у детей. Признаки поражения печени у новорожденных с гомозиготным ZZ фенотипом -АТ встречается в течение первого года жизни по данным различных авторов в интервале от 10 – 20% до 85% (16, 51, 64, 66, 185). Но у большинства детей (до 70%) имеются только нарушения функциональных печеночных тестов (185). В клиническом течении поражения печени, связанного с -АТ недостаточностью у новорожденных можно выделить два варианта. Первым из них является синдром гепатита новорожденных, проявляющийся кожным зудом, конъюгированной гипербилирубинемией, повышением уровня аминотрансфераз в крови, очень часто гепато- и приблизительно в 2 раза реже спленомегалией. К характерным морфологическим признакам относят заметное уменьшение численности внутрипеченочных желчных протоков (31, 169).

Английские авторы, за почти 30 лет наблюдавшие 241 случай -АТ недостаточности у детей, отмечают следующие характерные симптомы при развитии неонатального гепатита: желтуха (99%) со средней продолжительностью 8 недель, гепатомегалия (92%), спленомегалия (40%), отставание в развитии (21%) и геморрагический диатез (12%). Один ребенок имел изолированное внутричерепное кровоизлияние (64).

Вторым вариантом клинических проявлений -АТ недостаточности у новорожденных может быть холестаз, который появляется начиная с 4 дня жизни до 5 месяцев после родов и сохраняется до 8 месяцев. У некоторых развивается тяжелая печеночно-клеточная холестатическая желтуха, стул становится ахоличным, а болезнь становится похожей на атрезию желчный протоков. Тем не менее, в дальнейшем у большинства наступает спонтанное клиническое выздоровление, как правило, в пределах до 6 месячного возраста, хотя умеренные биохимические нарушения могут сохраняться (51, 171). Реже у гомозиготных новорожденных заболевание печени не регрессирует, а прогрессирует вплоть до цирроза печени или печеночной недостаточности, требующих пересадки печени (184, 219).

К 20 годам фиброз и/или цирроз встречается приблизительно у 3%, рожденных с -АТ недостаточностью от общего числа новорожденных, из них около 30% тех, у которых в течение болезни наблюдался холестаз.

Заболевание печени, связанное с -АТ недостаточностью, может быть впервые обнаружено у детей более старшего возраста. Среди симптомов, которые дают повод для обследования обычно бывают гепатомегалия и портальная гипертензия (64, 191, 219).

В уже упоминавшемся английском исследовании авторы наблюдали 31 ребенка, которым диагноз -АТ недостаточности был установлен в среднем в возрасте 2,4 года. Дети имели следующие симптомы: гепатомегалию (83%), спленомегалию (70%), желтуху (30%), кровотечение (13%) и у 3% развилась острая печеночная недостаточность. Кроме того, у 28 детей -АТ недостаточность была обнаружена в результате скринингового обследования. Средний возраст больных при первичной диагностике был 2 года. У 93% из них симптомов болезни не было; 7% имели гепато- и/или спленомегалию (64).

В другой работе этого же коллектива, в которой сообщается о 97 детях с -АТ недостаточностью, гепатит в неонатальный период развился в 85% случаев (66). У остальных (15%) болезнь проявилась в возрасте от 11 месяцев до 11,5 лет и протекало в виде хронического заболевания печени. В обеих группах в ряде случаев потребовалась пересадка печени. К плохими прогностическими факторами, связанными с необходимостью пересадки печени, были длительный желтушный период, высокий уровень АсАТ и выраженный фиброз с мостовидными септами и картиной цирроза печени, наблюдавшимися при гистологическом исследовании. Средняя продолжительность болезни от ее появления до необходимости в пересадке печени составила 2,5 года у тех, кто имел в анамнезе неонатальный гепатит, и 4,5 года у больных с хроническим заболеванием печени, появившемся впервые не ранее 4 месяца от рождения. Показанием для пересадки у большинства была белково-синтетическая печеночная недостаточность (низкий альбумин, коуголопатия, желтуха). В предыдущем сообщении эти авторы также сообщили о 18 месячном интервале между первичной диагностикой и временем декомпенсации функции печени В общем у 25% детей потребовалась пересадка печени, у 15% трансплантация была осуществлена и 12% умерло. Заключая результаты наблюдения за естественным течением -АТ недостаточности у детей, авторы установили, что через 5 лет после диагностики заболевания 32% не имеют заболевания печени, 28% имеют персистирующее заболевание печени, 17% цирроз печени и около 25% нуждаются в пересадке печени или умирают (64).

В шведском проспективном исследовании среди 200 000 обследованных новорожденных в рамках скрининговой программы было выявлено 127 детей с PiZZ фенотипом -АТ. Только 22 (17%) из них имели клинически выраженное заболевание печени в неонатальный период в виде холестаза новорожденных и увеличения печени. Двое из них рано умерли от цирроза. Двое умерло от других причин, но при гистологическом исследовании также были обнаружены выраженный фиброз или цирроз печени. (185). При последующем обследовании этой группы в 12 летнем возрасте было показано, что всего 10-15% из них имели пограничные отклонения функциональных печеночных тестов и 9 – клинические симптомы заболевания печени. Дальнейшие наблюдения за этой группой в 18 летнем возрасте показали, что нарушение функциональных печеночных тестов обнаружено только у 2 больных. Таким образом, несмотря на наличие рано появившихся печеночных симптомов, что считается плохим прогностическим признаком у детей с -АТ недостаточностью (16), более чем в ⅔ случаев дети выздоровели от этого заболевания к 20 годам. Согласно расчетам авторов только 3% детей с -АТ недостаточностью требуется пересадка печени.

Заболевание печени у гомозиготных взрослых. Частота поражения печени у лиц с PiZZ фенотипом -АТ в возрасте старше 50 лет составляет около 15%, но у 40% из них ожидается развитие цирроза печени при жизни. Среди взрослых, как и у детей, клинически выраженное заболевание печени у лиц мужского пола развивается в 2 раза чаще, чем у женщин. Других известных неблагоприятных прогностических факторов в отношении заболевания печени не установлено. В частности алкоголизм, вирусные гепатиты или маркеры аутоиммунного гепатита встречались в сочетании с -АТ недостаточностью редко (51). Также не установлено связи между -АТ недостаточностью и другим наследственным заболеванием, как гемохроматоз, хотя несколько больных с PiZZ фенотипом -АТ наблюдали шведские авторы в группе из 67 пациентов с гемохроматозом (50).

У мужчин эта наследственная патология встречается чаще, чем у женщин. Обычно выявляются незначительные нарушения функций печени (19). Только у некоторых из них формируется цирроз и осложнения вследствие портальной гипертензии или с асцита. На цирротической стадии может возникнуть печеночно-клеточная карцинома, в особенности часто у мужчин (104), но в отличии от факторов риска в отношении формирования исхода болезни в цирроз, развитие опухоли связывают с такими факторами, как вирусный гепатит С или алкоголь. Эти сопутствующие заболевания сами по себе в большей степени являются фактором риска развития печеночного рака, чем статус носителя PiZZ аллелей (154). Приблизительно 15% больных с -АТ недостаточностью у взрослых имеют не только цирроз печени, но одновременно и печеночно-клеточную карциному (49). Цирроз и первичный рак печени являются конечным результатом медленно и бессимптомно прогрессирующего заболевания, старт которого происходит при рождении.

Заболевание печени при гетерозиготной -АТ недостаточности (PiMZ, PiSZ, PiSS). Гетерозиготные носители только одного мутантного PiZ гена встречаются часто, например, в северной Европе приблизительно до 5% во всей популяции являются носителями такого фенотипического варианта -АТ (185). Данные о риске развития у них хронического заболевания печени противоречивы. В частности установлена более высокая распространенность гетерозиготного (PiMZ) варианта у больных с криптогенным циррозом и при хроническом гепатите (75), хотя значение этого феномена пока неясное (171). Считается также, что у гетерозиготных лиц может развиться цирроз печени и печеночно-клеточная карцинома, а такие фенотипы как Z и Z по своим клиническим характеристиками сопоставимы с классическим вариантом PiZZ (171). Но в большинстве исследований проанализированы группы, состоявшие из госпитальных больных, и поэтому эти результаты не отражают положение дел среди всех гетерозиготных носителей. Считается, что в целом у носителей гетерозиготных аллелей генов -АТ (фенотипы PiMZ, PiSZ, PiSS) поражения печени встречаются реже, а заболевание протекает легче (150).

В одном итальянском проспективном исследовании, основанном на популяционном анализе (16), среди 25 000 новорожденных в Италии при изоэлектрическом фокусировании было выявлено 833 PiMZ детей (3,3%). Признаки поражения печени наблюдались у 20% новорожденных и в большинстве случаев авторы установили субклинические формы заболевания, которое заканчивалось выздоровлением.

Сопоставление клинических данных течения заболевания печени в результате -АТ недостаточности у детей, имеющих гетерозиготные гены (MZ, M1Z, M2Z, M1M2, M duartе Z) в сравнении с гомозиготными (PiZZ), некоторых из которых наблюдались до 17-летнего возраста, показало, что большинство детей в обеих группах имели при поступлении холестаз и/или гепатит новорожденных. Кроме того, у 21 ребенка была выявлена пневмония. Холестаз у новорожденных (но не холестаз у больных в старших возрастных группах) более часто развивался у детей с PiZZ геном (42 vs 9, р < 0,01) и оказался значимым прогностическим фактором для появления холестаза в возрасте от 4 до 7 лет и от 9 до 14 лет (10/29 детей соответственно; р < 0,01).

Пересадки печени из-за прогрессирующей печеночной недостаточности также потребовалась только у 5 гомозиготных (PiZZ) больных (16).

В другом исследовании у детей оценивалось состояние печени при наличии PiSS или PiSZ фенотипа -АТ. Всего под наблюдением оказалось 11 детей: из них 10 мальчиков, средний возраст всех детей составил 1,7 мес. с колебаниями от 1,3 мес. до 13 лет. 6 человек имели фенотип PiSS и 5 – PiSZ. Ассоциированными заболеваниями были гликогеноз III, дефицит окисления жирных кислот, сахарный диабет и синдром Дауна (по одному случаю каждого).

Клиническая картина была следующей: 8 детей имели гепатомегалию (72%), 7 – желтуху (63%), при средней ее продолжительности 9 недель с колебаниями от 2 до 12 недель, 3 – спленомегалию (27%), 2 – задержку роста (18%) и 1 – геморрагический диатез.