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分類代碼: 1205
疾病類別: 12
疾病名稱: α1-抗胰蛋白酶缺乏症  ( α1- Antitrypsin Deficiency )
現階段政府公告之罕見疾病:
是否已發行該疾病之宣導單張: 沒有
ICD-9-CM診斷代碼:277.6
ICD-10-CM診斷代碼:E88.01

病因學:
        α1-抗胰蛋白酶缺乏症(AAT缺乏症)為白種人常見遺傳疾病之一,主要表現為早發性的全腺泡型肺氣腫(early-onset panacinar emphysema)。約有1-3%的慢性阻塞性肺部疾病患者被認為是缺乏α1-抗胰蛋白酶(α-1 antitrypsin,AAT)。

        α1-抗胰蛋白酶(AAT)由肝臟製造,為體內重要的蛋白酶抑制素(protease inhibitor),可與許多蛋白酶結合抑制其活性,防止蛋白酶的過度作用。AAT自肝臟釋放出來在體內循環,進入肺泡內抑制蛋白酶的作用,可作為保護屏障,預防肺泡壁被破壞。肺泡內的蛋白酶主要為嗜中性白血球產生的彈性蛋白酶(neutrophil-derived elastase),其負責分解毀損或老化的細胞與細菌,以促進組織康復。由於基因缺陷,改變了AAT分子的結構,阻止AAT自肝細胞釋放,使血清中AAT下降,也造成肺泡內的濃度不足,無法抑制彈性蛋白酶,使肺泡中的蛋白酶過量而破壞肺泡壁,引起肺氣腫。而肝細胞內堆積過多的AAT也會破壞肝細胞,最終引起肝臟疾病。

遺傳模式:
        AAT分子的產生,是由第14號染色體(14q32.13)的蛋白酶抑制素(protease inhibitor,Pi)基因位上的SERPINA1基因所控制。目前已知AAT有多於120種不同變異種,依轉錄出的蛋白質產量多到少可分成M、S及Z,這3種類型,此基因為共顯性對偶基因(codominant alleles),因此2條對偶基因都會影響患者的蛋白質表現,是否致病及疾病嚴重程度取決於帶有的基因類型轉錄出的蛋白質產量是否足夠。

        最常見的基因型為M型(PiM),此類是良性變異,是最常見的類型。世界上約有96%的人為MM型的同型合子,能製造正常量的AAT(血清中濃度為20-53μmol/L或150-350mg/dL)。AAT缺乏症最常見的基因型為Z型,若是帶有同型合子PiZ(ZZ)變異,會是症狀較嚴重的患者,患者血清中AAT濃度約為3.4-7μmol/L,為正常濃度的10-15%,有8成以上的患者會產生肺氣腫。其他基因型包括PiMZ、PiSS、PiSZ、PiZ/Null與PiNull等,S基因常出現在西班牙或匈牙利人,而Z基因常出現在北歐或西歐人中。 

        AAT缺乏症為體染色體隱性遺傳疾病,當父母為帶因者(MZ)時,下一代有50%機率為帶因者,25%的機率為健康者或是患者。若父母其中一方為ZZ基因型,另一方為正常基因型(MM)時,則下一代均為此症之帶因者。

發生率:
        此疾病常見於白種人,特別是北歐與伊比利亞人種,估計全球有1億1千7百萬的帶因者,340萬位患者。在美國,AAT缺乏症發生率約為三千分之一至五千分之一。嚴重的AAT缺乏症約有10萬人,估計約2,500萬人帶有至少1個缺陷基因。在亞洲較不常見,而台灣目前則無統計數據。 
        具體的發病率及死亡率不明。並非所有帶有同基因型合子缺乏(homozygous deficiency)的患者都會有肺氣腫或肝硬化的症狀,患者若有以上症狀,其死亡率較高。 

臨床症狀:
        因為酵素的缺乏從出生即開始,嚴重缺乏者在嬰兒時期可能造成新生兒黃疸;於孩童時期,造成肝硬化或肝衰竭,在一些西方國家為孩童肝臟移植的主因之一,不過一般多數患者大約會從20到50歲之間才會開始出現症狀。初期症狀包括咳嗽、有痰及喘鳴(wheezing),這些症狀為間歇性的,若患者有明顯的喘鳴,通常會被診斷為氣喘。若患者長期反覆的咳嗽,可能被懷疑是鼻竇炎,鼻涕倒流或是胃食道逆流,接受多次抗生素治療。 

        肺部主要症狀為呼吸困難,初期可能只發生在激烈運動後;數年之後,即使中度活動也會有呼吸困難的情況出現。AAT缺乏症患者會比AAT正常的抽菸肺氣腫患者早20-30年,約在30-45歲發生呼吸困難的情況,抽菸會加速患者肺氣腫的進展,吸菸者約於40歲、非吸菸者約於50歲左右會出現肺氣腫。 

診斷:
1. 生化數值:
檢驗血清α1-抗胰蛋白酶濃度:正常值100-220mg/dL,有伴隨肺臟疾病患者的數值通常小於57 mg/dL。低於正常值或是邊緣的患者(血清值小於100mg/dL)可進一步檢查基因變異。 

2. 影像學檢查:
(1) 胸部放射線檢查:患有肺氣腫的患者會因健康組織已被破壞而出現X光透明度過高(hyperlucent)的現象。
(2) 胸部高解析度電腦斷層掃瞄(high-resolution CT scanning,HRCT): 因為缺乏肺組織,普遍地顯示出低弱度(hypoattenuating)區域的異常。此檢查可能無法鑑別輕微的AAT患者。嚴重的AAT患者影像與嚴重的中心小葉型肺氣腫(centrilobular emphysema)類似,不易區別。

3. 其他檢驗:肺功能檢查,用以判別肺氣腫的嚴重程度。
(1) 肺活量檢查:測量最大呼氣量(Forced Vital Capacity,FVC)與用力吐氣時第1秒的吐出量(Forced Expired Volume in 1 second,FEV1)。
(2) 肺容積檢查。

治療及預後:
1. 以預防或減緩肺部疾病為目標,減少對肺泡的刺激,包括減低:抽菸、氣喘、呼吸道感染的發生。
(1) 戒菸
(2) 增強肺部功能
(3) 預防呼吸道感染
(4) 提供呼吸復健
(5) 降低血氧過少情形
(6) 酵素補充(Replacing enzymes)

2. 手術治療:
(1) 肺容積減量手術: 對於嚴重肺氣腫患者,其術後呼吸困難情況減少,肺功能檢查及運動耐受力結果均有進步。但並非毎位患者都適合手術,需視患者情況與醫師討論。
(2) 肺臟/肝臟移植適用於晚期肝病的患者。

3. 飲食:
        攝取足夠的蛋白質與熱量,避免肌肉流失。添加以脂肪為主的無蛋白質熱量,有助於使用呼吸器的呼吸衰竭患者。

4. 活動:
        因呼吸困難限制了身體活動,導致體能退化,而又使得活動更加減少。鼓勵患者保持活動,參與肺部復健課程及病友支持團體。

5. 藥物
        呼吸道阻塞及症狀治療與肺氣腫治療相似,支氣管擴張劑或許可緩解部分症狀。若是細菌引起的併發症如肺炎,則用抗生素治療。此兩種藥物對於治療疾病並無效果。同樣地,皮質類固醇可提供短暫的舒緩效用,但無長期緩解作用。若患者在休息、活動或睡眠時有血氧過低的情況,則需要使用氧氣。

        目前已可使用酵素補充治療(replacement or augmentation therapy)來補充會者體內所缺少的α1-抗胰蛋白酶,每週由靜脈注射自人體血漿取得之α1-抗胰蛋白酶,以增加其在血液與肺中的濃度。但並非每位患者都可使用此治療,僅用於有肺氣腫與其他少見情況的AAT缺乏症患者,不適用於肝臟異常的AAT缺乏症患者與肺功能正常者。目前FDA已核可三種α1-蛋白酶抑制素可以使用,分別為Prolastin、Aralast與Zemaira。 

        患者應以戒菸為首要目標,遠離化學物、污染、沙塵,以保護自己免於肺部感染,可接受肺炎鏈球菌、流感等呼吸道疾病疫苗注射。加上適當運動、均衡飲食,維持良好生活品質,以維護自身健康,就能與疾病共處。


參考資料:
http://www.emedicine.com/MED/topic108.htm 
https://www.ncbi.nlm.nih.gov/books/NBK1519
http://www.alpha1.org 

罕病基金會 醫療服務組營養師 謝佳君 編譯 2008.02.
國立陽明大學生命科學系 陳燕彰副教授 審稿

2017年委託台大醫院基因醫學部 審稿
2022年陳慧玲醫師審閱更新