Бакинский Государственный Университет  (Азербайджан, г.Баку)

Эта работа опубликована в сборнике научных трудов «Естествознание и гуманизм» (2006 год, Том 3, выпуск 1), под редакцией проф., д.б.н. Ильинских Н.Н. Посмотреть титульный лист сборника

     Альфа 1-Антитрипсин (а1А) – низкомолекулярный протеазный ингибитор, синтезируется клетками печени и разрушает эластазу нейтрофилов альвеолярных клеток легких (1, 2, 7).
     Существуют нормальные аллельные формы а1А с нормальной ингибиторной активностью, где наличие точечных мутаций – замена одного нуклеотида на другой в экзонах гена а1А не влияет на нормальную активность белка и не вызывает заболевание. Нормальные аллельные формы а1А имеют отличающуюся электрофоретическую подвижность, следовательно, для идентификации нормальных и мутантных вариантов сывороточного а1А используют электрофоретические методы, в частности метод аналитического изоэлектрофокусирования (ИЭФ) (4, 5, 8).      
     На сегодняшний день идентифицировано свыше 90 молекулярных вариантов а1А, которые имеют клинику и в основном поражают печень и легкие больных. Наиболее широко распространен аномальный PiZ вариант, который в полипептидной цепи а1А имеет замену в позиции 342 аминокислоты глутамин на лизин. Аномальный аллель с высокой частотой встречаемости в гомозиготном состоянии приводит к эмфиземе легких и заболеваниям печени (3, 6). 
     По предположениям, мутация PiZ возникла приблизительно 6000 лет назад на севере Европы, в частности на южной части Скандинавии. На сегодняшний день наблюдается градиентное уменьшение частоты встречаемости PiZ аллеля с севера на юг Европы. Фенотипическая частота мутантного фенотипа PiZ у населения Скандинавии наблюдается до 5%, в Великобритании – 4%, 1-2% у населения южной Европы. Фенотипическая частота гетерозигот мутантного аллеля PiZ среди белых США составляет 3%. Интересен тот факт, что в отличие от мутантного аллеля PiZ, наиболее высокие фенотипические частоты PiS мутантного аллеля встречаются у населения южной Европы, чем у населения северной Европы. На юге Европы фенотипическая частота PiS мутантного аллеля достигает 10%, на севере – 5%.  В среднем один из десяти жителей Европы является гетерозиготным носителем одного из двух мутантных аллелей: PiМZ  или PiМS.     Наименьшая фенотипическая частота мутантного аллеля PiМZ наблюдали у японцев – 0,17% (4).
     Целью наших исследований явились популяционные исследования по изучению встречаемости нормальных и мутантных фенотипов а1А среди населения Сиязанского, Хачмасского и Казахского районов Азербайджанской Республики.
     Для фенотипирования использовали аналитический метод изоэлектрофокусирования сывороточных белков крови в полиакриламидно-амфолиновых пластинках с рН 4-6 практически здоровых лиц, школьников  и больных детей с заболеваниями пищеварительной и легочной системы и их родителей.      Забор капиллярной крови производили в микропробирки «эппендорф» без антикоагулянта. Сыворотку получали путем центрифугирования крови в центрифуге «эппендорф» (при 12000 об/мин) в течение 10-15 секунд. Перед ИЭФ сыворотку разбавляли 1:5 дистиллированной водой. Всего обследовано 869 человек. Из них 515 школьника, 120 больных детей и 234 родителей и сибсов пробандов.
     Во всех трех регионах установлено три нормальных фенотипа PiМ аллеля; М1, М2 и М3, в гомозиготном; М1М1, М2М2 и М3М3 и в двойном гетерозиготном - компаундном состояниях: М1М2, М1М3 и М2М3.
     Среди населений Сиязаньского, Хачмасского и Казахского районов частота гена М1 и М2 аллелей варьировало в пределах; 35,9%, 33,7%; 36,0%, 37,0 и 40,5%, 39,8% при средней – 37,5% и 36,8%, соответственно. Для гена М3 частота гена составила 30,4%, 27,0%, и 19,7%, при средней – 25,7%. Относительно высокие частоты выявлены для М1 и М2 аллелей. Следовательно, гомозиготные фенотипы, связанные с этими аллелями, преобладали.     При скрининге проведенном среди школьников только в двух случаях обнаружили гетерозиготное носительство  PiZ аллеля с фенотипической частотой – 0,19%. Частота гена PiZ аллеля составила – 0,0083.
     Среди больных детей в восьми случаях выявлен PiZ аллель, в трех случаях в гомозиготном и в пяти случаях в гетерозиготном состояниях. Среди родителей и среди сибсов дополнительно выявлен 13 случаев с PiZ аллелем.    Частота PiZ аллеля среди больных и их членов семьи составила  0,0458 и 0,0278 (в долях единицы), соответственно.
     Среди школьников в трех случаях обнаружено гетерозиготное носительство  PiS аллеля, где  фенотипическая частота и частота гена составили  2,5% и 0,0125 соответственно. У двух больных детей обнаружено гомозиготное состояние PiS аллеля. Дополнительно среди родителей и сибсов двух пробандов выявлен пять случаев с PiS аллелем. Частота PiS аллеля среди больных и их членов семьи составила  0,0167 и 0,0107 (в долях единицы), соответственно.
     У членов одной семьи установлен PiF аллель у пробанда, отца и у двух сибсов пробанда. Все имели гетерозиготное состояние с фенотипической и генной частотой, 1,13% и 0,0056.     Типирование мутантных а1А  аллелей позволит врачам педиатрам квалифицированно проводить лечение больных детей с заболеваниями печени и легких. С целью профилактики заболеваний в регионах с наличием мутантных а1А  аллелей рекомендуем проводить профилактику этих заболеваний в виде  медико-генетического  консультирования.
     Таким образом, популяционное исследование фенотипов а1А в трех регионах Республики выявил три нормальных аллеля- М1, М2, М3 и три мутантных аллеля-  PiZ, PiS и PiF, как в гетерозиготном так и в гомозиготном состояниях. Фенотипическая и генная частота PiZ, PiS и PiF аллелей составила: 0,19%, 0,0083; 2,5%, 0,0125 и 1,13%, 0,0056, соответственно.

ЛИТЕРАТУРА
1. Elzouki A.N et al. Severe alpha 1-antitrypsin deficiency with membranoproliferative glomerulonephritis syndrome, reversible after orthotopic liver transplantation. J Hepatol., 1997 26 (6), p. 1403-7
2.    Janciauskiene S.et al. Detection of calculating and endothelial cell polymers of Z and wild type alpha 1-antitrypsin by a monoclonal antibody. J.Bio Chem., 2002 Jul 19, 277(29), p. 26540-6
3.   McKusick V.A. Mendelian Inheritance in Man Tenth Edition. Vol.1,2.  The Johns Hopkins University Press. Baltimore and London. 2002. p. 2309.
4.   Tebbutt S.J. Technology evaluation transgenic alpha-1-antitripsin (AAT), PPL therapeutics. Curr.Opin.Mol.Ther. 2000. 2:199-204.
5.   Tyagi S.C. Reversible inhibition of neutrophil elastase by thiol-modifed alpha-1-antitrypsin deficiency. J.Biol.Chtv. 1991. 266:5279-5285.
6.   Gross V.et al. Biosynthsis and secretion of M- and Z-type alpha 1-proteinase inhibitor by human monocytes. Effect of inhibitors of glycosylation and of oligosaccharide processing on secretion and function. Biol Chem Hoppe Seyler., 1990 Mar; 371 (3), p. 231-8
7.   Janciauskiene S.et al. Detection of calculating and endothelial cell polymers of Z and wild type alpha 1-antitrypsin by a monoclonal antibody. J.Bio Chem., 2002 Jul 19, 277(29), p. 26540-6
8.   Jacob M., Waugh M.D., Jia Li-Hawkins et al., Therapeutic Elastase Inhibition dy alpha-1-Antitripsin gene transfer limits neointima formation in normal rabbits. New York NY 10029. 2001.