Gen SERPINA1

Hơn 100 biến thể (còn được gọi là đột biến) gen SERPINA1 có liên quan đến bệnh thiếu α-1 antitrypsin. Bệnh nhân bị thiếu protein α-1 antitrypsin, nên họ tăng nguy cơ phát triển bệnh phổi, bệnh gan và các bất thường khác.

Nhiều biến thể gen SERPINA1 thay đổi các axit amin trong α-1 antitrypsin, dẫn đến cấu trúc của protein thay đổi. Biến thể phổ biến nhất (Glu342Lys hoặc E342K) thay thế axit amin glutamic bằng lysine tại vị trí protein 342, từ đó một phiên bản của gen SERPINA1 được tạo ra có tên là alen Z. Một biến thể phổ biến khác (Glu264Val hoặc E264V) thay thế axit amin axit glutamic bằng valine tại vị trí protein 264, từ đó phiên bản alen S được hình thành. Phiên bản không thay đổi của gen SERPINA1 được gọi là alen M.

Các protein α-1 antitrypsin bất thường bao gồm cả những protein được tạo ra từ alen Z có thể liên kết với nhau để tạo thành một phân tử lớn (polyme) không thể rời khỏi gan, nên chúng tích tụ rồi dẫn đến tổn thương gan. Ngoài ra, mô phổi bị phá hủy do không có đủ α-1 antitrypsin để chống lại elastase bạch cầu trung tính. Các polyme của α-1 antitrypsin cũng có thể góp phần gây ra tình trạng viêm quá mức, từ đó người bệnh biểu hiện một số đặc điểm khác của bệnh thiếu α-1 antitrypsin, vd như viêm mô da.

Alen S và một số biến thể gen SERPINA1 khác dẫn đến một dạng bất thường của α-1 antitrypsin, dạng protein này nhanh chóng bị phá vỡ trong gan. Vẫn còn các biến thể gen khác ngăn chặn sản xuất hoàn toàn protein α-1 antitrypsin, do đó, người bệnh có rất ít hoặc không có α-1 antitrypsin trong phổi. Người mang biến thể này có gan vẫn khỏe mạnh, nhưng phổi không được bảo vệ khỏi elastase bạch cầu trung tính.