- Email: [email protected]
Le déficit en alpha-1-antitrypsine et l'allèle Pi nul
Revue Fran~aise de Transfusion et Immuno-h6matologie. - - Tome XVIII. - - N ° 1. - - 1975
27
Le d ficit en alpha-l-antitrypsine et l'all61e Pi nul par J.-P. M A R T I N et C. R O P A R T Z Groupe de Recherche U 78 de I'I.N.S_E.R.M. et Centre R6gional de Transfusion Sanguine et de G6ndtique Humaine - BOIS-GUILLAUME.
C
HEZ l ' h o m m e , l ' ~ l - a n t i t r y p s i n e (A-l-AT) est l ' i n h i b i t e u r m a j e u r des e n z y m e s p r o t d o l y t i q u e s . Cette m o l 6 c u l e est le c o n s t i t u a n t p r i n c i p a l de la f r a c t i o n 61ectrophor6tique de la zone a r Le d6ficit s6rique en A-l-AT e s t rare, m a i s il est r e s p o n s a b l e de deux m a l a d i e s : chez l ' a d u l t e , u n e m p h y s 6 m e p u l m o n a i r e , et chez l ' e n f a n t u n e c i r r h o s e de type f a m i l i a l [23]. En 1963, LAURELL et ERIKSSON o n t observ6 chez un m a l a d e l'absence d'~l-globulines. D ' a u t r e s cas s e m b l a b l e s ont, p a r la suite, 6t6 d4tect4s chez des s u j e t s s o u f f r a n t d ' e m p h y s 6 m e s4vbre. L ' h y p o t h b s e d'une a b s e n c e d ' i n h i b i t i o n des p r o t d a s e s p r 6 s e n t e s d a n s le p o u m o n p e r m e t de c o m p r e n d r e les d e s t r u c t i o n s m a s s i v e s du p a r e n c h y m e p u l m o n a i r e . Les a n o m a l i e s h 6 p a t i q u e s a c c o m p a g n a n t les ddficits en ~ l - a n t i t r y p s i n e o n t 6t4 d 4 c o u v e r t e s en 1969 p a r SHARP: il s'agit de c i r r h o s e du foie chez 1'enfant. Le s y s t 6 m e Pi ( p r o t e a s e i n h i b i t o r ) est r e s p o n s a b l e de la synthbse de c e t t e p r o t d i n e , I'A-1-AT. D6couvert p a r FAGERHOL en 1963, 6tudi6 e n s u i t e p a r FAGERttOL et LAURELL, ce syst~me g6n6tique c o m p r e n d a c t u e l l e m e n t 25 al161es c o d o m i n a n t au niveau d ' u n seul locus a u t o s o m i q u e . En f o n c t i o n de la m i g r a t i o n 61ectrophor6tique des b a n d e s observ6es en gel d ' a m i d o n , d i f f 6 r e n t e s l e t t r e s de l ' a l p h a b e t q u a l i f i e n t les alleles du syst~me P i : PiB, PiC, PiD, PiE,
Manuscrit re~u le 11-2-1975.
28
MARTIN J.P. et ROPARTZ C.
PiE 2, PiF, PiF2, PiG, PiI, PiL, PiM, PiM Baldwin, PiMI, PiN, PiP, PiS, PiV, PiW, PiW2, PiX, PiY, PiY2, PiZ, Pi--. Les p h 6 n o t y p e s c o r r e s p o n d e n t aux p r o d u i t s de deux alleles: p h d n o t y p e s MS, MM, MZ, ZZ... La d e s c r i p t i o n p a r TALAMO [34] d ' u n m a l a d e ne p o s s 6 d a n t a u c u n e f o r m e d6celable d'A-1-AT dans son s6rum, a fait envisager l'existence d ' u n all61e silencieux appel6 P i -(que l'on p r o n o n c e Pi nul et non pas Pi o). Ce sujet p o r t e vraisemb l a b l e m e n t P i - - en double dose. C'est pourquoi, lors du p r e m i e r ,, W o r k s h o p ~, I n t e r n a t i o n a l sur le syst~me Pi, qui s'est t e n u h Bruges p e n d a n t le Congress oI Biological Fluids, 1974 [10], la ddcision suiv a n t e a 6t6 p r i s e : les p h 6 n o t y p e s du syst6me Pi d e v r o n t s'6crire h l'aide d ' u n e seule lettre, lorsqu'ils sont h l'6tat h o m o z y g o t e : (M et n o n plus MM). E n effet, on ne p e u t savoir, a priori, si u n sujet p o r t e l'all61e PiM en simple ou en double dose, car la d 6 t e r m i n a t i o n e x p 6 r i m e n t a l e du p h 6 n o t y p e est q u a l i t a t i v e ; elle se fait grace l ' i n t e r p r 6 t a t i o n d ' u n e i m a g e 61ectrophor6tique ou immuno61ectrophor~tique. L ' a s p e c t d ' u n MM ou d ' u n M est le m~me. Seule, l'6tude gdndtique p e r m e t , c o m m e nous le verrons, de diffdrencier u n ph6notype M v6ritable, d ' u n M - - . L'al161e PiZ e n t r a i n e l'existence d ' u n e c o n c e n t r a t i o n tr6s b a s s e d'A-1-AT sdrique : le dixi6me de la n o r m a l e environ. Les sujets porteurs de PiZ sont f r d q u e m m e n t atteints d ' u n e cirrhose dans l'enfance. S'ils ont dt6 dpargn~s, ~ l'fige adulte un e m p h y s 6 m e p u l m o n a i r e r a p i d e m e n t 6volutif les menace. D ' a u t r e s alleles, tels PiP, PiS, s o n t ' associds g des taux a n o r m a l e m e n t b a s d'A-1-AT s 6 r i q u e : 70 % de la n o r m a l e environ. Que ces al161es soient h double dose dans le g6nome d ' u n h o m r n e ( p h 6 n o t y p e PiS, PiP) ou associds e n t r e eux ( p h 6 n o t y p e PiSZ, PIPS), le risque d ' e m p h y s ~ m e s e m b l e 6galement exister. Le v6ritable r e s p o n s a b l e du d6ficit en A-l-AT serait P i -- et n o n pas PiZ. Nous p r d s e n t o n s dans ce travail quelques p r e u v e s suppl6m e n t a i r e s p e r m e t t a n t d ' a f f i r m e r l'existence de Pi--.
TECHNIQUES EXPERIMENTALES Les diff6rentes m 6 t h o d e s sont d6crites p a r ailleurs de fa~on d6taillde [26]. Nous r a p p e l o n s s i m p l e m e n t leurs principes. 1) La m e s u r e du p o u v o i r a n t i t r y p s i q u e (PAT) explore la capacit6 p r o t e c t r i c e du s 6 r u m vis-g-vis des enzymes protdolytiques. Nous
29
DEFICIT EN ALPHA-1-ANT1TRYPSINE
utilisons la m 6 t h o d e de J a m e s , Collins et F u d e n b e r g [16]. L'action d'un e n z y m e p r o t 6 o l y t i q u e (la trypsine) est test6e sur un s u b s t r a t (la g61atine d ' u n film p h o t o g r a p h i q u e d6velopp6) en pr6sence d ' u n inhibiteur (le s 6 r u m h u m a i n ) . 2) Le dosage de la c o n c e n t r a t i o n s6rique en A-l-AT est effectu6 p a r i m m u n o d i f f u s i o n r a d i a i r e simple, technique de Mancini [22]. Une solution s t a n d a r d a 6t6 6talonn6e h p a r t i r d ' u n 6chantill0n de c o n c e n t r a t i o n connue en A-l-AT (1). 3) L'61ectrophor6se en gel d ' a m i d o n h p H acide est pratiqu6e selon FAGERHOL [9]. Elle est suivie d ' u n e 61ectrophor6se en gel d'agarose c o n t e n a n t un i m m u n s 6 r u m anti-A-i-AT, selon FAGERHOL et LAURELL [ 11 ]. 4) Les i m m u n s d r u m s s p d c i f i q u e m e n t dirig6s contre I'A-1-AT sont pr6par6s chez le lapin et chez la chbvre. 5) Diverses techniques classiques sont dlectrophor6se, i m m u n o 6 1 e c t r o p h o r 6 s e [32].
6galement
utilis6es :
RESULTATS L'61ectrophor6se ou l ' i m m u n o 6 1 e c t r o p h o r 6 s e p e r m e t t e n t d'envisager u n d6ficit en A-l-AT chez u n sujet. L ' e m p l o i d ' i m m u n s 6 r u m s monosp6cifiques r e n d l ' i n t e r p r 6 t a t i o n plus ais6e. Le dosage de la c o n c e n t r a t i o n s6rique en A-l-AT p a r une m 6 t h o d e i m m u n o l o g i q u e , ou la m e s u r e du p o u v o i r a n t i t r y p s i q u e ne p e u v e n t en a u c u n cas reinplacer la d 6 t e r m i n a t i o n du p h 6 n o t y p e Pi. Ces m 6 t h o d e s ont simplem e n t u n e v a l e u r d'orientation. La c o n c e n t r a t i o n s6rique en A-l-AT bien q u e g 6 n 6 t i q u e m e n t d~termin6e, varie 6 n o r m 6 m e n t en fonction des conditions physiologiques du sujet. L'A-1-AT fait p a r t i e des ,~ prot6ines r6actives ,, du s 6 r u m : l ' a u g m e n t a t i o n de sa c o n c e n t r a t i o n suit r a p i d e m e n t route agression ( t r a u m a t i s m e , brfilures), tout d6s6quilibre (grossesse, pilule contraceptive, 6tats i n f l a m m a t o i r e s et infectieux, cancers, vaccinations). L'61ectrophor6se, en gel d ' a m i d o n h p H acide, r6vble, apr6s coloration, des b a n d e s anodiques au n o m b r e de cinq (Fig. 1). Les b a n d e s 4 et 6 sont les plus i m p o r t a n t e s . Les b a n d e s 2, 7 et 8 sont p e u visibles.
(1) Behring, lot N ° 1174 D.
30
MARTIN
M
].P. ,'l R ( ) P A R T Z
S
2 m 4 ~
2"~'--
6 m
4 m 2
7----"
Bm 4m
8 n
7 m
6------
8 m
FIG. 1 . - Repr6sentation schdmatique de la migration en gel d ' a m i d o n des produits alldliques de PiM, PiS, PiZ. L'anode est vers le haut.
FIG_ 2 . - Electrophor~se en gel d ' a m i d o n acide, selon la ixadtlaodc de Fagerhol_ L'anode est vers le haut. De gauche /~ dro~te, los ph6notypes Pi suivants sont o b s e r v f s : M, M, BM, M, FM, FZ, EM, M.
C.
FI6. 3 . - Immuno61ectrophor6se crois6e selon Fagerhol et Lattrell. L'anode est vers le haut. Aspect des ph6notype$ P i M , MZ, Z, MS, SZ.
MARTIN
32
J.P_ et R O P A R T Z
C.
La situation des b a n d e s r e n d c o m p t e de la mobilit6 relative du p r o d u i t all61ique. L'all61e le plus r d p a n d u est PiM (Fig. 2). Les produits de PiF, PiS et PiZ sont r e s p e c t i v e m e n t r a p i d e (fast), lent (slow) et tr6s lent. PiZ c o r r e s p o n d au g6ne r e s p o n s a b l e du ddficit r e c o n n u p a r LAURnLL et ERIKSSON. La p l u p a r t des sujets sont homozygotes PiM/PiM ; leur p h d n o t y p e est M. L ' i n t r i c a t i o n des b a n d e s . p r o v e n a n t des p r o d u i t s des diff6rents all61es p e r m e t d ' o b s e r v e r des p h d n o t y p e s complexes. Lors de l'imm u n o d l e c t r o p h o r 6 s e b i d i m e n s i o n n e l l e qui doit o b l i g a t o i r e m e n t suivre le gel d ' a m i d o n , I'A-1-AT m i g r e dans le gel h la r e n c o n t r e des anticorps. Une s6rie de pics de pr6cipitation en p a r f a i t e c o m m u n a u t 6 antigdnique est alors observ6e (M, Z, MZ, MS, SZ) (Fig. 3). L ' i m a g e des p h 6 n o t y p e s 1VIZ, MS ou SZ est f a c i l e m e n t r e c o n n a i s s a b l e : elle c o r r e s p o n d ~t deux types de prot6ines, de m i g r a t i o n diff6rente, pr6sentes chez u n s u j e t hdtdrozygote. E n revanche, l'image des ph6notypes PiM ou Z est homog6ne, p u i s q u e le s u j e t p o r t e cet allele en double dose. Si le s u j e t poss6de l'all61e PiM en simple dose, associ6 g u n all61e silencieux, l'aspect observ6 ne sera pas diff6rent. Seule l'6tude g6n6tique p e r m e t t r a dans certains cas d ' a f f i r m e r l'existence d ' u n all61e appeld Pi--. La m e s u r e du p o u v o i r a n t i t r y p s i q u e total du s d r u m p a r la m 6 t h o d e de J a m e s , Collins et F u d e n b e r g donne des rdsultats rapides : n o u s l ' e x p r i m o n s en unitds, qui c o r r e s p o n d e n t au p o u r c e n t a g e p a r r a p p o r t ~ la n o r m a l e . La c o n c e n t r a t i o n s6rique en A-I-AT p a r la m 6 t h o d e de Mancini est 6galement exprim6e en p o u r c e n t a g e p a r rapp o r t / t la normale. Nous avons p r 6 c ~ d e m m e n t m o n t r 6 qu'il existe une b o n n e corrdlation e n t r e les deux m 6 t h o d e s [26], c'est p o u r q u o i nous n ' e f f e c t u o n s p a s t o u j o u r s la m e s u r e du p o u v o i r antitrypsique. OBSERVATIONS.
OBS. I.
--
Famille B 593 (Fig. 4, Tabl. I).
I1 s'agit d'un malade de 30 ans, hospitalis6 dans le s,rvice du Professeur CAROLI(H6pital Saint-Antoine, Paris). I1 6tait atteint d'un syndrome de Budd Chiari. Le propositus prdsente apparemment le phdnotype Pi S. I1 ne pourrait donc ~tre le ills de sa m6re, L'6tude attentive de ce sujet (Tabl. I) montre que son pouvoir antitrypsique et sa concentration sdrique en A-l-AT sont bas (sujet II-2). Tout se passe comme si un seul g~ne fonctionnait, synth6tisant la moiti6 de FAd-AT. Le fait qu'une exclusion de maternit6 soit improbable (l'accouchement ayant eu lieu ~ domicile, l'6change dans une maternitd est impossible ; la d6claration administrative ayant 6td v~rifide, l'adoption n'est pas envisageable), nous a fait penser
33
DEFICIT E N A L P H A - 1 - A N T I T R Y P S I N E
, ~
(~
1
B593
I []
~)
1
2
2
B593
/2
1
3
III
1
2
3
2
3
FIG_ 4 _ - Famille B 593. Le p r o p o s i t u s est indiqud p a r la fl~che. A gauche , ph6notypes Pi o b s e r v d s ; & droite, phdnotypes Pi probables, t e n a n t compte de l'existence de Pi--.
~-~-
@
1
1
2
B 608
I
~-~
2
3
4
FIG. 5 . -
516
/
@
1
7
8
1
2
B 608
2
3
4
5.,6
7
/
8
Famille B 608. M6me ldgende que la figure 4.
b l ' e x i s t e n c e d ' u n a l l h l e P i - - . Ce f a i t e s t d ' a i l l e u r s c o n f i r m 6 p a r l ' 6 t u d e familiale, p u i s q u e l ' u n d e s e n f a n t s ( I I I - 2 ) e s t s a n s d o u t e P i M , c o r n m e l ' i n d i q u e n t les m e s u r e s d u p o u v o i r a n t i t r y p s i q u e et d e la c o n c e n t r a t i o n sdrique e n A-l-AT. Le p r o p o s i t u s a u r a i t d o n c le p h d n o t y p e Pi S - - [27]. TABLEAU I F a m i l l e B 593
Les concentrations en A-I-AT sdrique ont de Mancini et sont exprimdes sur la liglle C, normale_ Le pouvoir a n t i t r y p s i q u e du s6rum de James, Collins et F u d e n b e r g et exprimd pourcentage p a r r a p p o r t ~ la normale. I-1 Phdnotype Pi observ6 C PAT
L MS
/ > 100
dtd ddtermindes p a r la mdthode en pourcentage p a r r a p p o r t ~t la a dtd ddtermind p a r la mdthode sur la ligne PAT, dgalement en
1-2
IIL 112 II__A L III. 111___2_III
M 73
117
M I S
I M I MS I M ] MS
59
> 1001 5 6 [ >
124
83
66
95
100 / 88 I 6 6 1 1 0 0
34
MARTIN LP, et ROPARTZ C.
OBS. I I . -
F a m i l l e B 608 (Fig. 5, Tabl. II).
Cette j e u n e fernrne de 18 ans a 6t6 hospitalis6e au Centre H o s p i t a l i e r d'Auxerre p o u r a n u r i e au cours d'une grossesse. I1 s'agissait, en fair, d'une am6norrh6e secondaire, peut-6tre due ~ une c i r r h o s e d'6tiologie inddterrninde. Une s e m a i n e apr6s son a d m i s s i o n dans le service de r6animation, la rnalade ddcade dans u n t a b l e a u de c o m a hdpatique. L'exarnen histologique confirrne l'existence d ' u n e h d p a t i t e n d c r o s a n t e h 6volution cirrhogane ( o b s e r v a t i o n du D o c t e u r TCHI~RAKIAN 5. Auxerre)_ Le p r o p o s i t u s (II-6) est apparernrnent Z. Sa m a r e est M et son p a r e Z. L'6tude familiale fait envisager en r4alit6 les ph6notypes M - - p o u r la rnare, et Z - - p o u r le pare. Le p r o p o s i t u s serait Z--. Les m e s u r e s de la c o n c e n t r a t i o n s6rique en A-I-AT (Tabl. II) confirrnent ce p o i n t de r u e et font m~me envisager l'existence de P i - - chez certains enfants de la g6n6ration I I (Fig. 5) [35]. TABLEAUII Famille B 608. M6me 16gende que le tableau I. Les pouvoirs antitrypsiques (PAT) n'ont pas 6t6 effectu6s. I-1 ,] I-2 ] II-1 I II-2 I II-3 I II-4 I I I - 5 l Ph6notype P i - - / observ6 Z C I 19
Oas. I I I . -
. ] /
. M 68
/
. M 41
. . MZ M I 51 ] 34
.
.
M I 54
M /127
.
II-6 I II-7 [ II-8 I . Z M I 38[74
M I
87[
Farnille B 624 (Fig. 6, Tabl. III).
Cet enfant de deux ans a pr6sent6 darts les p r e m i e r s j o u r s de sa vie un icthre d o n t l'origine n ' a p u 6tre expliqu6e. Cet icthre a regress6 assez r a p i d e m e n t ; depuis, 1'6tat gdn6ral de cet enfant est excellent ( o b s e r v a t i o n des Docteurs RAZEMON-PINTA de Lille et ODIiiVRE de l ' H 6 p i t a l Parrot, le Krernlin-Bic6tre). Le p r o p o s i t u s est Z. Le phre est MZ, la rn6re M, rnais son t a u x s6rique d'A-1-AT est a n o r r n a l e m e n t b a s (57 % de la normale). D ' a p r a s l'6tude farniliale, la m a r e serait M - - et le propositus Z - - ; les enfants II-2 et II-3 seraient 6galernent p o r t e u r s de Pi--. TABLEAUIII Famille B 624. M4me 16gende que le tableau II.
Ph6notype Pi observ6 C
I-1
I-2
II-1
MZ
M
M
56
57
63
II-2
I3-1 11
j
DEFICIT EN ALPHA-1-ANTITRYPS1NE
35
B 624
B 624
FIG. 6 . -
Famille B 624. M6me ldgende que la figure 4.
B 628
FIG. 7 . -
B 628
Famille B 628. M6me l~gende que la figure 4.
Ces t r o i s 6 t u d e s f a m i l i a l e s o n t , e n o u t r e , 6t6 c o m p l 6 t 6 e s p a r la d6termination
de
plusieurs
facteurs
6rythrocytaires
et
s6riques
( s y s t b m e s ABO, Rh, Gin, I n v , Hp, Gc). OBS. IV. - - Famille B 628 (Fig. 7, Tabl. IV). Une petite fille de 7 ans pr6sente des troubles h6patiques (observation des Docteurs LAVERGNE et PERELMANN de l'H6pital des E n f a n t s Malades Paris). Lots d ' u n e p r e m i e r e 6tude pratiqu6e avec des anti-s6rums du commerce, le s6rum du propositus ne sernble pas c o n t e n i r d'A-1-AT. E n rdalit6, l'observation fine des i m m u n o d i f f u s i o n s radiaires simples (technique de Mancini), a mis en 6vidence u n a n n e a u de pr6cipitation tr6s faible. Des dilutions appropri6es p e r m e t t e n t de penser que la c o n c e n t r a t i o n en A-l-AT est inf6rieure h 200 lois la n o r m a l e ( < ~t 0,01 m g / m l ) . Le p6re serait S - - et la m~re M--, ce que c o n f i r m e n t les dosages. I1 faut signaler que les parents sont cousins germains. TABLEAUIV Famille B 628 M6me 16gende que le tableau II
Ph6notype Pi observ6 C
I-1
I-2
II-1
S 31
M 65
.----~[
I
36
M A R T I N J.P. et ROPARTZ C.
DISCUSSION La d6terrnination des p h 6 n o t y p e s p o s e des p r o b l b m e s difficiles au l a b o r a t o i r e . Elle s ' e f f e c t u e g6n6ralemeut a l'aide d ' u n e 61ectrophor6se en gel d ' a m i d o u / t p H acide, suivie d ' u n e 41ectrophor6se bidimensionnelle. D ' a u t r e s t e c h n i q u e s ont 6t6 proposdes, en agarose, en a c r y l a m i d e [2, 18], en 61ectrofocalisation [3, 20], m a i s elles nous p a r a i s s e n t m o i n s fiables. Nous e x a m i n e r o n s s u c c e s s i v e m e n t les probl6mes pos4s p a r les diff6rents all61es du syst6me Pi, leurs associations chez un sujet, leur i m p o r t a n c e en pathologie m f d i c a l e . 1. - - L'ALL~LE PiZ. L'existence de P i Z ne p e u t j a m a i s 6tre affirm6e p a r la p r e m i b r e d i m e n s i o n de l'61ectrophor6se: les b a n d e s sont t r o p faibles, leur o b s e r v a t i o n t r o p d61icate. Les confusions e n t r e p h 6 n o t y p e s SZ et Z seraient fr6quentes. Seule la double dimension, selon la m f t h o d e de FAGERItOL et LAURELL [11] p e r m e t de voir les pics typiques de P i Z . L o r s q u ' u n d o u t e existe, c'est g6ndralement p a r c e que les diff6rents 6chantillons ~t 6tudier sont t r o p r a p p r o c h 6 s . Des p h 6 n o m 6 n e s de voisinage se p r o d u i s e n t . Le seul proc6d6 valable consiste h ,~ enca-, d r e r ,, u n s 6 r u m douteux, p a r deux 6chantillons blancs ( p a p i e r s d ' e a u physiologique) [24]. I1 est i m p o r t a n t de p o u v o i r d 6 t e r m i n e r u n p h 6 u o t y p e Pi avec certitude, car l e p r o n o s t i c est tr~s diff6rent, e n t r e Z, S e t SZ, c o m m e nous allons le voir. Les sujets p o r t e u r s du p h 6 n o t y p e Z sont f r f q u e m m e n t atteints de m a l a d i e s h6patiques de l ' e n f a n c e [14]. I1 s'agit de cholestase ou de c i r r h o s e infantile, les atteintes pulrnonaires associ6es de type e m p h y s ~ m e 6tant exceptionnelles. La c o n s t i t u t i o n et l'6volutiou de ces affections h 6 p a t i q u e s s e m b l e n t suivre u n s c h 6 m a c a r a c t 6 r i s t i q u e en trois t e m p s [31]. L'enfant, n o r m a l ~ la naissance, est atteint d ' u n ict6re c h o l e s t a t i q u e darts la p r e m i e r e anude de sa vie, trbs fr6quemm e n t dans les p r e m i e r e s semaines. Ce s y n d r o m e cholestatique v a d i s p a r a i t r e , m a i s quelques signes cliniques et biologiques p e u v e n t p e r s i s t e r (16g~re h6patomdgalie, 616vation m o d 6 r 6 e des t r a n s a m i nases). Cette p h a s e de r 6 m i s s i o n p e u t d u r e r plusieurs anndes. Apr6s u n intervalle de t e m p s v a r i a b l e (2 ~t 10 arts), la c i r r h o s e s'est constitu6e, les signes cliuiques et biologiques ne sont p a s diffdrents des a u t r e s cirrhoses. L'issue est s o u v e n t r a p i d e m e n t fatale.
DEFICIT EN ALPHA-1-ANTITRYPSINE
37
Ces 6tapes successives, ict6re prdcoce, r6mission de durde variable et cirrhose s e m b l e n t c a r a c t 6 r i s t i q u e s chez les enfants de ph6notype PiZ. Les 16sions histologiques habituellernent rencontr6es chez le cirrhotique n ' o n t p e r m i s de diff6rencier le d6ficit en A-l-AT qu'apr6s les travaux de Sharp. Ce d e r n i e r a, en effet, rnis en dvidence l'existence de globules PAS positifs (apr6s digestion du glycog6ne h6patique p a r la salive) dans les h 6 p a t o c y t e s des sujets Z. Ces globules, de quelques m i c r o n s de diarn6tre, ne sont pas contenus dans toutes les cellules. Plusieurs globules p e u v e n t se rencontrer dans la rn6rne cellule. Ils p e u v e n t e x c e p t i o n n e l l e m e n t 6tre tr6s grands. L'irnrnunofluorescence a d 6 m o n t r 6 que ces globules sont a p p a r e n t d s ~ I'A-1-AT. Les 6tudes au m i c r o s c o p e 61ectronique en i m m u n o - p e r o x y d a s e ont affirrnd l'existence d'A-IIAT au niveau du r6ticulum endoplasrnique dilat6 des h d p a t o c y t e s [13]. Ainsi l'%-antitrypsine de type Z e s t s6questrde dans l'h6patocyte. Seule une faible fraction, environ le dixi6me de la normale, est d6vers6e dans la circulation. L ' h y p o t h ~ s e d ' u n e absence d'acide sialique en certains points de la cha~ne p o l y p e p t i d i q u e de I'A-1-AT de type Z expliquerait l'irnpossibilit6 p o u r cette glycoprot6ine de t r a v e r s e r la m e m b r a n e de l'h6patocyte. Certes, l ' a t t a q u e de I'A-1-AT de type M par la sialidase, p r o d u i t des aspects p h d n o t y p i q u e s plus cathodiques, r e s e m b l a n t ~ Z [4, 7]. Ces exp6riences ne sont c e p e n d a n t pas tout fait convaincantes. L ' a b s e n c e d'acides sialiques sur la prot6ine Z p o u r r a i t 6tre due ~ u n e m o d i f i c a t i o n des sialyltransf6rases, ou plus probablernent h u n e anornalie de l'enchMnernent des acides arnin6s codant l ' a c c r o c h a g e des cha]nes glucidiques. La rnaladie c i r r h o t i q u e p e u t dgalernent a t t e i n d r e l'adulte [29]. Les o b s e r v a t i o n s ne different p a s des cirrhoses d ' a u t r e s 6tiologies. I1 p o u r r a i t en fait s'agir de cas e x t r e m e s dans lesquels l'intervalle libre serait prolongd au-delh des ddlais habituels. Enfin, faisant suite an stade cirrhotique, quelques cas d ' h 6 p a t o m e ont 6t6 observ6s [8]. Peut-6tre est-ce l'6volution norrnale de certaines cirrhoses ? Vers l'~ge de 40 ans, les sujets de p h 6 n o t y p e PiZ qui n ' o n t pas dt6 61irnin6s p a r u n e c i r r h o s e (environ 30 % des cas) sont susceptibles de d6velopper u n s y n d r o m e pulrnonaire obstructif, u n ernphys6me (COPD, chronic o b s t r u c t i v e p u l m o n a r y disease). I1 s'agit d'un
38
MARTIN J.P. et ROPARTZ C.
e m p h y s b m e panlobulaire, p r 6 d o m i n a n t aux bases, associ6 ou n o n de la b r o n c h i t e chronique. La m a l a d i e est souvent rdv616e vers 35 a n s ; elle est alors r a p i d e m e n t 6volutive [6]. Chez de tels sujets, l'association de la rnaladie pulrnonaire et de l'atteinte h 6 p a t i q u e a 6t6 o b s e r v f e . Cependant, les h 6 p a t o c y t e s des rnalades ernphys6rnateux n o n c i r r h o t i q u e s c o n t i e n n e n t des globules d'A-1-AT comrne ceux de t o u s l e s sujets p o r t e u r s de PiZ. Enfin, il f a u t signaler de r a r e s cas off des sujets, de p h 6 n o t y p e Pi Z, a t t e i g n e n t un ~ge avanc6 sans m a n i f e s t a t i o n p a t h o l o g i q u e cliniquernent d6celable [29]. De toutes fa~ons, les explications pathog6niques j u s q u ' a l o r s propos6es ne sont p a s satisfaisantes : certains sujets sont atteints d ' u n e c i r r h o s e dans l'enfance, d ' a u t r e s ~t l'~ge adulte ; certains sujets sont atteints d ' e m p h y s 6 r n e , avec parfois une cirrhose associde ; d'autres enfin, ne sont pas m a l a d e s . I1 existe sans d o u t e d ' a u t r e s f a c t e u r s (g6n6tique, toxique, infectieux...) i n t e r v e n a n t dans la gen6se de ces m a n i f e s t a t i o n s p a t h o l o g i q u e s a y a n t un p o i n t cornrnun : le p h 6 n 0 t y p e Pi Z e t le d6ficit s6rique en %-antitrypsine qui en est la cons6quence. Les sujets p o r t e u r s du p h 6 n o t y p e Z sont r a r e s : 1 sur 4.000 envir o n dans la p o p u l a t i o n norv6gienne [12], 1 sur 2.500 en N o r m a n die [25]. Ils r6sultent de l'union de sujets p o r t e u r s PiZ. L'all6le P i M r e s t e le plus fr6quent, P i S et P/Z sont rares. Les a u t r e s all61es sont e x c e p t i o n n e l l e m e n t rencontr6s. 2. - - L'ALLi~LE P i - - (Pi nul). L'existence de l'all61e P i - - a 6t6 soup~onn6e p a r les 6tudes familiales. Le m a l a d e ddcrit p a r TALAMO [34], p o r t e u r de P/--- en double dose, et le sujet pr6sent6 ici ( I L l de la farnille B 628) c o n f i r m e n t sans a u c u n e d o u t e la r6alit6 de cet all~le. L ' i r n p o r t a n c e de P/--- en pathologie hurnaine ne p a r a i t pas n6gligeable. Darts le cas de sujets P i - - - - un e r n p h y s 6 m e pulrnonaire pr6coce serait g c r a i n d r e [34] p u i s q u e la p r i n c i p a l e b a r r i 6 r e a n t i p r o t 6 a s e est absente. R 6 c e m m e n t , la possibilit6 d ' u n e m a l a d i e cutan6e sp6cifique a 6t6 p r o p o s d e chez les sujets p o r t e u r s de P i - - en double dose [32]. I1 s'agit d ' u n e hyperextensibilit6 de la p e a u accornpagnde d ' u n e hyperlaxit6 ligarnentaire. Le d e r m e est 6paissi, les fibres 61astiques et de collag~ne sont rardfi6es et alt6r6es, m o n t r a n t de n o r n b r e u s e s microfibrilles p6riph6riques en m i c r o s c o p i e 61ectronique. De tels aspects sont diff6rents de ceux observ6s dans les a u t r e s d y s t r o p h i e s
DEFICIT EN ALPHA-1-ANTITRYPSINE
39
du tissu 61astique. Ces l&ions seraient expliqu6es par l'absence d'inhibiteurs d'dlastase et de collag~nase n o r m a l e m e n t pr6sents dans l'6piderme et darts le derrne. L'all~le P i - - a dt6 trouv6 en association avec PiM (ph6notype PiM--) [34, 1, 5, 27, 19] et les families B 608, B 624, B 628); PiZ (ph6notype Pi Z) [1, 5, 19] et les families B 608, B 624) ; PiS (phdnotype Pi S - - ) [5, 19, 27] et la farnille/3 628). L'existence et la transmission g6n6tique de P i - - sont assez bien d6montr6es par l'association avec les alleles les plus fr6quents du syst6me Pi. L'association de P i - avec d'autres alleles (M--, Z--, S--...) ferait craindre l'apparition du syndrome o b s t r u c t i f p u l m o n a i r e chronique. Certains sujets de phdnotype M, S... atteints d'emphys6rne setalent en o u t r e p o r t e u r s de P i - - . La c o n c e n t r a t i o n de leur s6rurn en A-l-AT et leur p o u v o i r inhibiteur vis-a-vis des prot6ases sont rdduits de rnoiti6. Ces fairs rnontrent l'irnportance de l'enqu6te g6n6tique. Les fausses ,, exclusions ,, de rnaternitd sont alors f r a p p a n t e s cornrne dans les rares cas, ofa n o u s avons pu rnettre en 6vidence l'existence de P i - - (farnille B 628). L'incidence de Pi en pathologie sernble lirnit6e ~ l'emphysSme pulrnonaire. Une p o n c t i o n biopsie hdpatique a pu &re pratiqu6e chez deux de nos sujets p o r t e u r s de Pi--. Les 6tudes en imrnunocytochirnie n'ont pas mis en 6vidence d'A-1-AT darts les hdpatocytes. I1 s'agit lh d'un ph6norn~ne tout h fair diff6rent de ce qui est rencontr6 chez les sujets p o r t e u r s de PiZ, ofa il s'agit d ' u n d6faut d'excrdtion hdpatocytaire. p i l ne reprdsente pas une exception ~ la r6gle de c o d o m i n a n c e qui a dt~ 6noncde p o u r la t r a n s m i s s i o n des gSnes du syst6rne Pi. En effet, P i - - parait $tre transrnis selon cette r6gle, cornme le rnontrent les dosages d'A-1-AT rdalisds dans les families que nous avons observ6es. La signification du ph6notype P i - - - hypoth6ses ont 6t6 dvoqu6es : - -
est donc incertaine. Deux
une m o d i f i c a t i o n du m6tabolisme de I'A-1-AT, cornrne darts le cas de PiZ, oh l'accurnulation au niveau des h6patocytes parait probable. Dans le cas de P i - - , l'absence d ' u n e telle accumulation va ~t l ' e n c o n t r e de cette hypoth6se, et un catabolisme aecdldr6 ou un inhibiteur circulant ont 6t6 exclus ; ,, modification gdn6tique ,, ou une m u t a t i o n au niveau d ' u n gbne de structure, de r6gulation ou d'initiation.
- - u n e
40
M A R T I N J.P. et ROPARTZ C.
P i - - n ' e s t p a s u n all61e t o t a l e m e n t silencieux, p u i s q u e le s6rurn du p r o p o s i t u s de la farnille B 628 contient une faible quantit6 d'A-1-AT. Une a u t r e possibilit6 serait que le p h 6 n o m ~ n e observ6 chez le sujet de TALAMO soit totalernent diff6rent du n6tre. L'all~le d6crit p a r TALAMO serait alors r6ellement silencieux. Cette h y p o t h 6 s e sera p r o c h a i n e m e n t v6rifife. La d 6 m o n s t r a t i o n r6cente de la liaison g6n6tique e n t r e les locus Pi et Grn, r e s p o n s a b l e s respectivernent de la synth6se de I'A-1-AT et des i m m u n o g l o b u l i n e s G, p o u r r a i t 6galernent a p p o r t e r quelques lumi6res h ce sujet [15]. La fr6quence de P i - - ne p e u t ~tre a p p r 6 c i f e d'apr6s n o t r e 6tude. En effet, les q u a t r e cas ddcrits sont tr6s sdlectionn6s, puisqu'il s'est t o u j o u r s agi de sujets rnalades qui nous ont 6t6 adressds p a r des cliniciens tr6s avertis du probl6me. Aucune conclusion ne p e u t 6tre tir6e q u a n t h la f r d q u e n c e de P i - - dans la p o p u l a t i o n frangaise. Une 6tude de LAURELL p r a t i q u 6 e sur u n e s6rie de nouveau-ntis en Suede, ferait p e n s e r h une fr6quence de 0,001 [19]. E n v i r o n un s u j e t sur u n million serait p o r t e u r de P / - - en double dose (en excluant les m a r i a g e s e n t r e cousins g e r m a i n s cornme dans la famille B 628).
3. - - LES PHENOTYPES HETEROZYGOTESASSOCI~S A PiZ. Les p h 6 n o t y p e s les plus f r 6 q u e m r n e n t rencontr6s, sont MZ (4 %) SZ et FZ ( 0 , 1 % ) . Ils c o r r e s p o n d e n t h des taux sdriques d'A-1-AT d ' e n v i r o n 50 % de la n o r m a l e . Deux p r o b l 6 m e s m a j e u r s c o n c e r n e n t ces sujets p o r t e u r s de P i Z en simple d o s e : sont-ils pr6disposds d6velopper une cirrhose ou un e m p h y s 6 m e ? En ce qui concerne l ' e m p h y s ~ m e , certains a u t e u r s ont tent6 de le d d m o n t r e r [17]. E n fait, a u c u n travail ne p e r m e t a c t u e l l e m e n t de conclure h une influence de l'all61e P i Z dans la gen6se de cette maladie. Les t r a v a u x publi6s ne sont p a s t o u j o u r s satisfaisants, 1'drape b i d i m e n s i o n n e l l e n ' e s t p a s t o u j o u r s effectu6e lots de la d6terruination des p h d n o t y p e s Pi [28]. Cependant, l ' h y p o t h b s e d ' u n e relation e m p h y s 6 m e t a r d i f et all61e P i Z n ' e s t p a s exclue. Un travail consid6rable est ddjh e n t r e p r i s p a r plusieurs 6quipes p o u r r d s o u d r e ce probl6me. E n ce qui c o n c e r n e la cirrhose [30], la d6terrnination des phdnotypes Pi chez 170 c i r r h o t i q u e s p a r f a i t e r n e n t 6tudi~s s u r le plan clinique, biologiste et histologique, a m o n t r 6 que les p o u r c e n t a g e s des p h 6 n o t y p e s sont sernblables ~ ceux d ' u n e p o p u l a t i o n tdrnoin.
DEFICIT EN ALPHA-1-ANT1TRYPS1NE
41
L'dtude statistique des frdquences ph6notypiques et alldliques n'a pas m o n t r d de diffdrence significative entre u n ensemble de sujets cirrhotiques et la p o p u l a t i o n tdmoin de donneurs de sang. L'dtude a dtd mende au sein d ' e n s e m b l e de malades atteints de cirrhoses d'dtiologie diffdrente : dthylique, non 6thylique, cryptogdndtique. Bien que certains cas de cirrhoses assocides ~ des ph6notypes MZ, SZ... aient dtd publids, nous pouvons affirmer qu'il n'y a pas de relation entre la prdsence de PiZ en simple dose.chez un sujet et la constitution d ' u n e cirrhose. Le fait d'dtre p o r t e u r de PiZ ne serait pas un facteur a g g r a v a n t ; cependant, les hdpatocytes de tous ces sujets contiennent les globules d'A-1-AT. 4. - - LES ALLELESPIS, PiP, PiW. Ces alldles sont responsables de diminutions ldg~res de la concentration en A-l-AT sdrique, de l'ordre de 70 % de la normale. Aucune rdtention intrahdpatocytaire d'A-1-AT, aucune atteinte hdpatique particulidre n ' a 6td notde chez les sujets p o r t e u r s de ces alldles. En revanche, certains cas de s y n d r o m e p u l m o n a i r e o b s t r u c t i f ont dt6 observ6s chez des malades de ph6notypes S, PS, MS... I1 semble alors s'agir d'association fortuite. L'hypothdse actuellement admise p o u r expliquer les taux d'A-1AT sdrique diminuds chez les sujets p o r t e u r s de PiS, PiP, PiW est due au expdriences de LIEBERMAN [21]. En dtudiant le pouvoir inhibiteur de la trypsine, au cours du chauffage ~ 56° de sdrums de diffdrents phdnotypes, cet e x p d r i m e n t a t e u r a pu m e t t r e en dvidence des sensibilitds diffdrentes. Ainsi, u n sdrum S perd plus rite son pouvoir inhibiteur q u ' u n sdrum M. La moldcule d'A-1-AT de type Pi S serait plus fragile que la molecule de type Pi M. Les trois all6les PiS, PiP, PiW sont responsables de la synthdse d ' u n e moldcule plus fragile ~ la chaleur, thermolabile. De mdme, dans le sdrum, ces types d'A-1-AT seraient plus rite catabolisds que les types M ou V, expliquant ainsi les taux ldg6rement diminuds. Aprbs la ddcouverte du ddficit sdrique en A-l-AT lid ~ une certaine f o r m e d ' e m p h y s ~ m e pulmonaire, apr~s la ddcouverte du systdme Pi, et apr~s la d d m o n s t r a t i o n de la liaison avec les cirrhoses familiales infantiles, le h o m b r e des alleles du systbme P i n e cesse de croitre. 24 alleles du systdme Pi existent sans doute actuellement, soit 300 phdnotypes possibles chez les ~tres humains. L'existence
42
MARTIN
].P. et R O P A R T Z
C.
d'autres alleles est soup~onn6e, ce qui rnontre l'imrnensit6 du polyrnorphisrne chez les 6tres 6volu6s. La d~couverte de l'all~le Pi nul auquel sernblent s'associer des ldsions cutandes spdcifiques lorsqu'il est prdsent en double dose, m e t en 6vidence les manifestations protdiformes du d6ficit en A-l-AT. L ' a c c u m u l a t i o n de rnat6riel dans les h~patocytes de sujets p o r t e u r s de PiZ serait plut6t une (, th6saurisrnose ,, et non u n ddficit. S'il est exceptionnel de poss6der Pi nul, il est moins rare d'6tre p o r t e u r de PiZ; cependant, les frdquences all61iques des diffdrentes populations doivent ~tre prises en consid6ration avec b e a u c o u p de prudence, les ddterminations des phdnotypes Pi n'~tant pas t o u j o u r s parfaites sur le plan technique. I1 est, en effet, indispensable de p r a t i q u e r dans u n p r e m i e r t e m p s une 61ectrophor6se (gel d'amidon, isofocalisation) et une irnrnuno61ectrophor~se bidirnensionnelle dans un second temps.
RESUME L'el-antitrypsine est une glycoprotdine du s6rum h u m a i n qui inhibe plusieurs enzymes protdolytiques. Le polymorphisrne gdndtique de cette prot6ine, appel6 syst6rne Pi, cornprend de multiples all61es c o d o m i n a n t s au niveau d ' u n seul locus autosomal. Certains all61es de ce syst~me, en particulier PiS, PiP et PiZ sont responsables de c o n c e n t r a t i o n s sdriques en ai-antitrypsine plus faibles que la normale. Les sujets p o r t e u r s de PiZ en double dose sont forternent exposds ~ l'apparition d ' u n e rnaladie pulrnonaire c h r o n i q u e obstructive (ernphys6me). Les enfants p o r t e u r s de ce m~me p h 6 n o t y p e Pi Z sont frdquernrnent victimes d ' u n e cirrhose de type familial. TALAMO a r 6 c e m m e n t ddcouvert u n sujet dont le s6rum ne contenait pas d'g~-antitrypsine. Ce p r e m i e r cas de ddficit total a dt6 rencontr6 chez un m a l a d e porteur, en double dose, de l'all61e appeld P i - - (Pi nul). Dans ce travail, nous avons pu d6rnontrer que cet all61e existe en simple dose dans trois familles diffdrentes. Dans une quatri6me famille, le p r o p o s i t u s est P i - - - - ; il s'agit du second cas de ce phdnotype exceptionnel. L ' e x a m e n attentif a m o n t r d que 1'~1antitrypsine n'est pas t o t a l e m e n t absente de ce sdrum : une concentration infdrieure h 200 lois la norrnale (soit rnoins de 10 microg r a m m e s p a r rnillilitre) est en effet prdsente. Bien que l'existence de P i - - soit h l'heure actuelle indiscutable, la signification de cette faible quantit6 d'al-antitrypsine dans le sdrum d ' u n tel sujet d e m e u r e inconnue.
DEFICIT EN ALPHA-1-ANTITRYPS1NE
43
SUMMARY AIpha-l-antitrypsin is a glycoprotein in h u m a n s e r u m that inhibits several proteases. It is a p o l y m o r p h i c protein. A single autosomal locus (Pi), with multiple c o d o m i n a n t alleles is responsible of the synthesis of a 1-antitrypsin. Of p a r t i c u l a r interest are alleles that lead to lower than n o r m a l concentrations of ~ i-antitrypsin in serum, namely, PiS, PiP and PiZ. Some of these subjects c a r r y a high risk of developping chronic obstructive p u l m o n a r y disease, especially w h e n they are h o m o z y g o t e s for PiZ. I n children, cirrhosis of the liver are also f o u n d in association with homozygosity for PiZ. Recently, TALAMO discovered a subject w h o s e s e r u m contained no %-antitrypsin; this was the first case of total deficiency, and the patient carried a double dose of the so-called P i - - allele (Pi nul). We were able to d e m o n s t r a t e that a single dose of this allele exists in three families w h i c h we have studied in this paper. I n a f o u r t h family, the p r o p o s i t u s carries P i - - in duplicate. We r e p o r t here the second case of the strange h o m o z y g o u s phenotype, P i - - - - . Surprisingly, we have f o u n d that %-antitrypsin is not completely absent in this s e r u m ; its c o n c e n t r a t i o n is 200 times lower than n o r m a l (less than 10 m i c r o g r a m m e s per ml). At the m o m e n t , the existence of the P i - - allele is obvious, b u t the significance of this small q u a n t i t y of %-antitrypsin in the s e r u m of such a patient remains u n k n o w n . Docteur J.-P. MARTIN, Centre R6gional de Transfusion et de G4ndtique hurnaine B.P. n ° 5 - 76230 BOIS-GUILLAUME.
Sanguine
Ce travail a b6n6fici6 de crddits de I'I.N.S.E.R.M. (A.T.P. N ° 8-74-29) et de l'Universit6 de Rouen.
MARTIN J.P. et ROPARTZ C.
44
BIBLIOGRAPHIE [ 1] ALTAYC., FAGERHOLM.K., ERDOGANN. and SAY B. - - Additional evidence for a deleted gene for s e r u m alpha-l-antitrypsin. N e w EngL J. Med., 289, 754, 1973. [2] ANDREUX J.P., BREDON M., ROCHEMAURE J. et MEYER A. - - Identification des types h6rdditaires de l'alpha-l-antitrypsine p a r 61ectrophor~se en gel d'acrylamide-agarose 5 pH 4,8. Path. Biol., 22, 277, 1974. [3] ARNAUD.- - I n : Protides of the Biological Fluids_ Colloquium of Bruges. Sous presse, Peeters, P e r g a m o n Press, 1974. [4] BELL O.F. a n d CARREL R.W. - - Basis of the defect in ~1-antitrypsin deficiency. Nature (Lond.), 243, 410, 1973. [5] BLUNDELL G., COLER R.B., NEVIN N.C. a n d BRADLEY B. - - ai-antitrypsin null gene (Pi--). Lancet, 2, 404, 1974. [6] CHAHINIAN P_, FELDMANN G., BIGNON J., MARTIN J.P., CONSTANTIN-VoILLEMOT N., CHR]~TIEN J., LEMERCIER J.P., ROCHEMAURE J. et BROUET G. - Atteintes p u l m o n a i r e et hdpatique darts les emphys~mes pulmonaires. Relation avee le taux sdrique d'alpha-l-antitrypsine et le phdnotype Pi. Rev. ft. Mal. respiratoires, 2, 811, 1974. [7] Cox D.W., Defect in alpha-l-antitrypsin deficiency. Lancet, 2, 844, 1973. [8] ERIKSSON S. and HAGERSTRANDI . - Cirrhosis and m a l i g n a n t h e p a t o m a in a l - a n t i t r y p s i n deficiency. Acta Med. Scand., 195, 451, 1974. [9] FAGERHOLM.K. - - S e r u m Pi types in Norwegians_ Acta Path. Microbiol. Scand., 70, 421, 1967. [10] FAGERHOLM.K. - - I n : Protides of the Biological Fluids, Colloquium of Bruges. Sous Presse, Peeters, P e r g a m o n Press, 1974. [11] FAGERHOL M.K. a n d LAURELL C.B. - - The p o l y l n o r p h i s m of ,~ prealb u m i n s ~ and alpha-l-antitrypsin in h u m a n sera. Clin. Chim. Acta, 16, 199, 1967. [12] FAGERHOL M.K. and TENF JORD O.W. - - S e r u m Pi types in some european, american, asian, african populations. Acta Pathol. Microbiol. Scand., 72, 601, 1968. [13] FELDMANN G., BIGNON J. and CHAHINIAN P. - - Antitrypsin deficiency. Lancet, 1, 1515. 1973. [14] FELDMANNG., BIGNON J. and CHAHINIANP. - - The liver in c~l-antitrypsin deficiency. Digestion, 10, 162, 1974. [15] GEDDE-DAHLT., FAGERHOLM.K., COOKP.J.L. and NOADES J. - - Autosomal linkage b e t w e e n the Gm and Pi loci in man_ Ann. Hum. Genet. (Lond.), 35, 393, 1972. [16] JAMES K_, COLLINS M.L. and FUDENBERG H.H. - - A semi-quantitative procedure for e s t i m a t i n g s e r u m a n t i t r y p s i n levels_ J. Lab. CIin. Med., 67, 528, 1966. [17] KUEPPERS F. and DONI)HARDT A. - - Obstructive lung disease in heterozygotes for alpha-l-antitrypsin deficiency. Ann. Int. Med., 80, 209, 1974.
DEFICIT EN ALPHA-1-ANT1TRYPSINE
45
[18] LAURELLC.B. a n d PERSSON U . - Analysis of p l a s m a alpha-l-antitrypsin variants and their micro-heterogeneity. Bioch. Biophys. Acta, 310, 500, 1973. [19] LAURELL C.B., SVEGER T, and LJUNGGREN C.G. - - ml-antitrypsin deficiency. Pi genotypes ZO, SO and MO. Acta Paediatr. Scand., 63, 855, 1974. [20] LEBAS J., HAYEM A. et MARTIN J.P. - - E t u d e des variants g6n6tiques de l'ml-antitrypsine en immuno-61ectrofocalisation bidimensionnelle. C.R., Acad. Sci. (Paris), s6rie D, 278, 2359, 1974. [21] LIEBERMANN J. - - Heat lability of alpha-l-antitrypsin variants. Chest.,
64, 579, 1973. [22] MANClNI G., CARBONARAA.O. and HEREMANS J.F. - - I m m u n o c h e m i c a l q u a n t i t a t i o n of antigens by single radial immuno-diffusion. Immunochemistry, 2, 235, 1965. [23] MARTIN J.P. - - Le syst~me Pi et les 6tats ddficitaires en alpha-1antitrypsine. Nouv. Presse Med., 2, 2375, 1973. [24] MARTIN J.P. - - Observations et techniques n o n publi6es. [25] MARTIN J.P. - - A paraltre. [26] MARTIN J.P., VANDEVILLE D., MARTIN C. et ROPARTZ C . Identification des ph6notypes du syst6me Pi et c o m p a r a i s o n des m6thodes de d6pisrage des d6ficits en alpha-l-antitrypsine. Ann. Biol. Clin., 32, 197, 1974. [27] MARTIN J.P., VANDEVILLE D. and ROPARTZ C. - - Alpha-l-antitrypsin deficiency: PiO. Lancet, 2, 845, 1973. [28] MITTMAN C., TEEVEE B. and LIEBERMAN J. - - Alpha-l-antitrypsin deficiency as an indicator of susceptibility to p u l m o n a r y disease. J. Occup. Med., 15, 33, 1973. [29] MORIN T. - - Th6se de M6decine. Universit6 R. Descartes, Paris, 1975, p. 13. [30] MORIN T., FELDMANNG., BENHAMOUJ.P., MARTIN J.P. a n d ROPARTZ C. - Heterozygous alpha-l-antitrypsin deficiency a n d cirrhosis in adult. Lancet, 1, 250, 1975. [31] PORTER C.A., MOWAT A.P., COOK P.J.L., HAYNES D.W.G., SHILKIN K.B. and WILLIAMS R. a l - a n t i t r y p s i n deficiency and n e o n a t a l hepatitis. Brit. Med. J., 3, 435, 1972. [32] SCHANDEVYLW., HENNEBERT A., LEBLANC G., DE COSTER A. and YERNAULT J.C. - - Alterations of skin elastic a n d collagen fibers in a case of complete alpha-l-antitrypsin deficiency. A paraltre. [33]) SCHEIDEGGER J . J . Une m i c r o m 6 t h o d e de l'immuno61ectrophorbse. Int. Arch. Allergy, 7, 103, 1955. [34] TALAMO R.C., LANGLEY C . E . , REED C.E. and MAKINOS S. - - Alpha-1a n t i t r y p s i n deficiency : a v a r i a n t with no detectable alpha-1antitrypsin. Science, 181, 70, 1973. [35] TCH~RAKIANS., HUSSONOIS-DELORMEC. et MARTIN J . P . - Cirrhose associ6e h u n d6ficit en alpha-l-antitrypsine chez u n adulte. Nouv. Presse Mdd., 3, 593, 1974. -
-
27
Le d ficit en alpha-l-antitrypsine et l'all61e Pi nul par J.-P. M A R T I N et C. R O P A R T Z Groupe de Recherche U 78 de I'I.N.S_E.R.M. et Centre R6gional de Transfusion Sanguine et de G6ndtique Humaine - BOIS-GUILLAUME.
C
HEZ l ' h o m m e , l ' ~ l - a n t i t r y p s i n e (A-l-AT) est l ' i n h i b i t e u r m a j e u r des e n z y m e s p r o t d o l y t i q u e s . Cette m o l 6 c u l e est le c o n s t i t u a n t p r i n c i p a l de la f r a c t i o n 61ectrophor6tique de la zone a r Le d6ficit s6rique en A-l-AT e s t rare, m a i s il est r e s p o n s a b l e de deux m a l a d i e s : chez l ' a d u l t e , u n e m p h y s 6 m e p u l m o n a i r e , et chez l ' e n f a n t u n e c i r r h o s e de type f a m i l i a l [23]. En 1963, LAURELL et ERIKSSON o n t observ6 chez un m a l a d e l'absence d'~l-globulines. D ' a u t r e s cas s e m b l a b l e s ont, p a r la suite, 6t6 d4tect4s chez des s u j e t s s o u f f r a n t d ' e m p h y s 6 m e s4vbre. L ' h y p o t h b s e d'une a b s e n c e d ' i n h i b i t i o n des p r o t d a s e s p r 6 s e n t e s d a n s le p o u m o n p e r m e t de c o m p r e n d r e les d e s t r u c t i o n s m a s s i v e s du p a r e n c h y m e p u l m o n a i r e . Les a n o m a l i e s h 6 p a t i q u e s a c c o m p a g n a n t les ddficits en ~ l - a n t i t r y p s i n e o n t 6t4 d 4 c o u v e r t e s en 1969 p a r SHARP: il s'agit de c i r r h o s e du foie chez 1'enfant. Le s y s t 6 m e Pi ( p r o t e a s e i n h i b i t o r ) est r e s p o n s a b l e de la synthbse de c e t t e p r o t d i n e , I'A-1-AT. D6couvert p a r FAGERHOL en 1963, 6tudi6 e n s u i t e p a r FAGERttOL et LAURELL, ce syst~me g6n6tique c o m p r e n d a c t u e l l e m e n t 25 al161es c o d o m i n a n t au niveau d ' u n seul locus a u t o s o m i q u e . En f o n c t i o n de la m i g r a t i o n 61ectrophor6tique des b a n d e s observ6es en gel d ' a m i d o n , d i f f 6 r e n t e s l e t t r e s de l ' a l p h a b e t q u a l i f i e n t les alleles du syst~me P i : PiB, PiC, PiD, PiE,
Manuscrit re~u le 11-2-1975.
28
MARTIN J.P. et ROPARTZ C.
PiE 2, PiF, PiF2, PiG, PiI, PiL, PiM, PiM Baldwin, PiMI, PiN, PiP, PiS, PiV, PiW, PiW2, PiX, PiY, PiY2, PiZ, Pi--. Les p h 6 n o t y p e s c o r r e s p o n d e n t aux p r o d u i t s de deux alleles: p h d n o t y p e s MS, MM, MZ, ZZ... La d e s c r i p t i o n p a r TALAMO [34] d ' u n m a l a d e ne p o s s 6 d a n t a u c u n e f o r m e d6celable d'A-1-AT dans son s6rum, a fait envisager l'existence d ' u n all61e silencieux appel6 P i -(que l'on p r o n o n c e Pi nul et non pas Pi o). Ce sujet p o r t e vraisemb l a b l e m e n t P i - - en double dose. C'est pourquoi, lors du p r e m i e r ,, W o r k s h o p ~, I n t e r n a t i o n a l sur le syst~me Pi, qui s'est t e n u h Bruges p e n d a n t le Congress oI Biological Fluids, 1974 [10], la ddcision suiv a n t e a 6t6 p r i s e : les p h 6 n o t y p e s du syst6me Pi d e v r o n t s'6crire h l'aide d ' u n e seule lettre, lorsqu'ils sont h l'6tat h o m o z y g o t e : (M et n o n plus MM). E n effet, on ne p e u t savoir, a priori, si u n sujet p o r t e l'all61e PiM en simple ou en double dose, car la d 6 t e r m i n a t i o n e x p 6 r i m e n t a l e du p h 6 n o t y p e est q u a l i t a t i v e ; elle se fait grace l ' i n t e r p r 6 t a t i o n d ' u n e i m a g e 61ectrophor6tique ou immuno61ectrophor~tique. L ' a s p e c t d ' u n MM ou d ' u n M est le m~me. Seule, l'6tude gdndtique p e r m e t , c o m m e nous le verrons, de diffdrencier u n ph6notype M v6ritable, d ' u n M - - . L'al161e PiZ e n t r a i n e l'existence d ' u n e c o n c e n t r a t i o n tr6s b a s s e d'A-1-AT sdrique : le dixi6me de la n o r m a l e environ. Les sujets porteurs de PiZ sont f r d q u e m m e n t atteints d ' u n e cirrhose dans l'enfance. S'ils ont dt6 dpargn~s, ~ l'fige adulte un e m p h y s 6 m e p u l m o n a i r e r a p i d e m e n t 6volutif les menace. D ' a u t r e s alleles, tels PiP, PiS, s o n t ' associds g des taux a n o r m a l e m e n t b a s d'A-1-AT s 6 r i q u e : 70 % de la n o r m a l e environ. Que ces al161es soient h double dose dans le g6nome d ' u n h o m r n e ( p h 6 n o t y p e PiS, PiP) ou associds e n t r e eux ( p h 6 n o t y p e PiSZ, PIPS), le risque d ' e m p h y s ~ m e s e m b l e 6galement exister. Le v6ritable r e s p o n s a b l e du d6ficit en A-l-AT serait P i -- et n o n pas PiZ. Nous p r d s e n t o n s dans ce travail quelques p r e u v e s suppl6m e n t a i r e s p e r m e t t a n t d ' a f f i r m e r l'existence de Pi--.
TECHNIQUES EXPERIMENTALES Les diff6rentes m 6 t h o d e s sont d6crites p a r ailleurs de fa~on d6taillde [26]. Nous r a p p e l o n s s i m p l e m e n t leurs principes. 1) La m e s u r e du p o u v o i r a n t i t r y p s i q u e (PAT) explore la capacit6 p r o t e c t r i c e du s 6 r u m vis-g-vis des enzymes protdolytiques. Nous
29
DEFICIT EN ALPHA-1-ANT1TRYPSINE
utilisons la m 6 t h o d e de J a m e s , Collins et F u d e n b e r g [16]. L'action d'un e n z y m e p r o t 6 o l y t i q u e (la trypsine) est test6e sur un s u b s t r a t (la g61atine d ' u n film p h o t o g r a p h i q u e d6velopp6) en pr6sence d ' u n inhibiteur (le s 6 r u m h u m a i n ) . 2) Le dosage de la c o n c e n t r a t i o n s6rique en A-l-AT est effectu6 p a r i m m u n o d i f f u s i o n r a d i a i r e simple, technique de Mancini [22]. Une solution s t a n d a r d a 6t6 6talonn6e h p a r t i r d ' u n 6chantill0n de c o n c e n t r a t i o n connue en A-l-AT (1). 3) L'61ectrophor6se en gel d ' a m i d o n h p H acide est pratiqu6e selon FAGERHOL [9]. Elle est suivie d ' u n e 61ectrophor6se en gel d'agarose c o n t e n a n t un i m m u n s 6 r u m anti-A-i-AT, selon FAGERHOL et LAURELL [ 11 ]. 4) Les i m m u n s d r u m s s p d c i f i q u e m e n t dirig6s contre I'A-1-AT sont pr6par6s chez le lapin et chez la chbvre. 5) Diverses techniques classiques sont dlectrophor6se, i m m u n o 6 1 e c t r o p h o r 6 s e [32].
6galement
utilis6es :
RESULTATS L'61ectrophor6se ou l ' i m m u n o 6 1 e c t r o p h o r 6 s e p e r m e t t e n t d'envisager u n d6ficit en A-l-AT chez u n sujet. L ' e m p l o i d ' i m m u n s 6 r u m s monosp6cifiques r e n d l ' i n t e r p r 6 t a t i o n plus ais6e. Le dosage de la c o n c e n t r a t i o n s6rique en A-l-AT p a r une m 6 t h o d e i m m u n o l o g i q u e , ou la m e s u r e du p o u v o i r a n t i t r y p s i q u e ne p e u v e n t en a u c u n cas reinplacer la d 6 t e r m i n a t i o n du p h 6 n o t y p e Pi. Ces m 6 t h o d e s ont simplem e n t u n e v a l e u r d'orientation. La c o n c e n t r a t i o n s6rique en A-l-AT bien q u e g 6 n 6 t i q u e m e n t d~termin6e, varie 6 n o r m 6 m e n t en fonction des conditions physiologiques du sujet. L'A-1-AT fait p a r t i e des ,~ prot6ines r6actives ,, du s 6 r u m : l ' a u g m e n t a t i o n de sa c o n c e n t r a t i o n suit r a p i d e m e n t route agression ( t r a u m a t i s m e , brfilures), tout d6s6quilibre (grossesse, pilule contraceptive, 6tats i n f l a m m a t o i r e s et infectieux, cancers, vaccinations). L'61ectrophor6se, en gel d ' a m i d o n h p H acide, r6vble, apr6s coloration, des b a n d e s anodiques au n o m b r e de cinq (Fig. 1). Les b a n d e s 4 et 6 sont les plus i m p o r t a n t e s . Les b a n d e s 2, 7 et 8 sont p e u visibles.
(1) Behring, lot N ° 1174 D.
30
MARTIN
M
].P. ,'l R ( ) P A R T Z
S
2 m 4 ~
2"~'--
6 m
4 m 2
7----"
Bm 4m
8 n
7 m
6------
8 m
FIG. 1 . - Repr6sentation schdmatique de la migration en gel d ' a m i d o n des produits alldliques de PiM, PiS, PiZ. L'anode est vers le haut.
FIG_ 2 . - Electrophor~se en gel d ' a m i d o n acide, selon la ixadtlaodc de Fagerhol_ L'anode est vers le haut. De gauche /~ dro~te, los ph6notypes Pi suivants sont o b s e r v f s : M, M, BM, M, FM, FZ, EM, M.
C.
FI6. 3 . - Immuno61ectrophor6se crois6e selon Fagerhol et Lattrell. L'anode est vers le haut. Aspect des ph6notype$ P i M , MZ, Z, MS, SZ.
MARTIN
32
J.P_ et R O P A R T Z
C.
La situation des b a n d e s r e n d c o m p t e de la mobilit6 relative du p r o d u i t all61ique. L'all61e le plus r d p a n d u est PiM (Fig. 2). Les produits de PiF, PiS et PiZ sont r e s p e c t i v e m e n t r a p i d e (fast), lent (slow) et tr6s lent. PiZ c o r r e s p o n d au g6ne r e s p o n s a b l e du ddficit r e c o n n u p a r LAURnLL et ERIKSSON. La p l u p a r t des sujets sont homozygotes PiM/PiM ; leur p h d n o t y p e est M. L ' i n t r i c a t i o n des b a n d e s . p r o v e n a n t des p r o d u i t s des diff6rents all61es p e r m e t d ' o b s e r v e r des p h d n o t y p e s complexes. Lors de l'imm u n o d l e c t r o p h o r 6 s e b i d i m e n s i o n n e l l e qui doit o b l i g a t o i r e m e n t suivre le gel d ' a m i d o n , I'A-1-AT m i g r e dans le gel h la r e n c o n t r e des anticorps. Une s6rie de pics de pr6cipitation en p a r f a i t e c o m m u n a u t 6 antigdnique est alors observ6e (M, Z, MZ, MS, SZ) (Fig. 3). L ' i m a g e des p h 6 n o t y p e s 1VIZ, MS ou SZ est f a c i l e m e n t r e c o n n a i s s a b l e : elle c o r r e s p o n d ~t deux types de prot6ines, de m i g r a t i o n diff6rente, pr6sentes chez u n s u j e t hdtdrozygote. E n revanche, l'image des ph6notypes PiM ou Z est homog6ne, p u i s q u e le s u j e t p o r t e cet allele en double dose. Si le s u j e t poss6de l'all61e PiM en simple dose, associ6 g u n all61e silencieux, l'aspect observ6 ne sera pas diff6rent. Seule l'6tude g6n6tique p e r m e t t r a dans certains cas d ' a f f i r m e r l'existence d ' u n all61e appeld Pi--. La m e s u r e du p o u v o i r a n t i t r y p s i q u e total du s d r u m p a r la m 6 t h o d e de J a m e s , Collins et F u d e n b e r g donne des rdsultats rapides : n o u s l ' e x p r i m o n s en unitds, qui c o r r e s p o n d e n t au p o u r c e n t a g e p a r r a p p o r t ~ la n o r m a l e . La c o n c e n t r a t i o n s6rique en A-I-AT p a r la m 6 t h o d e de Mancini est 6galement exprim6e en p o u r c e n t a g e p a r rapp o r t / t la normale. Nous avons p r 6 c ~ d e m m e n t m o n t r 6 qu'il existe une b o n n e corrdlation e n t r e les deux m 6 t h o d e s [26], c'est p o u r q u o i nous n ' e f f e c t u o n s p a s t o u j o u r s la m e s u r e du p o u v o i r antitrypsique. OBSERVATIONS.
OBS. I.
--
Famille B 593 (Fig. 4, Tabl. I).
I1 s'agit d'un malade de 30 ans, hospitalis6 dans le s,rvice du Professeur CAROLI(H6pital Saint-Antoine, Paris). I1 6tait atteint d'un syndrome de Budd Chiari. Le propositus prdsente apparemment le phdnotype Pi S. I1 ne pourrait donc ~tre le ills de sa m6re, L'6tude attentive de ce sujet (Tabl. I) montre que son pouvoir antitrypsique et sa concentration sdrique en A-l-AT sont bas (sujet II-2). Tout se passe comme si un seul g~ne fonctionnait, synth6tisant la moiti6 de FAd-AT. Le fait qu'une exclusion de maternit6 soit improbable (l'accouchement ayant eu lieu ~ domicile, l'6change dans une maternitd est impossible ; la d6claration administrative ayant 6td v~rifide, l'adoption n'est pas envisageable), nous a fait penser
33
DEFICIT E N A L P H A - 1 - A N T I T R Y P S I N E
, ~
(~
1
B593
I []
~)
1
2
2
B593
/2
1
3
III
1
2
3
2
3
FIG_ 4 _ - Famille B 593. Le p r o p o s i t u s est indiqud p a r la fl~che. A gauche , ph6notypes Pi o b s e r v d s ; & droite, phdnotypes Pi probables, t e n a n t compte de l'existence de Pi--.
~-~-
@
1
1
2
B 608
I
~-~
2
3
4
FIG. 5 . -
516
/
@
1
7
8
1
2
B 608
2
3
4
5.,6
7
/
8
Famille B 608. M6me ldgende que la figure 4.
b l ' e x i s t e n c e d ' u n a l l h l e P i - - . Ce f a i t e s t d ' a i l l e u r s c o n f i r m 6 p a r l ' 6 t u d e familiale, p u i s q u e l ' u n d e s e n f a n t s ( I I I - 2 ) e s t s a n s d o u t e P i M , c o r n m e l ' i n d i q u e n t les m e s u r e s d u p o u v o i r a n t i t r y p s i q u e et d e la c o n c e n t r a t i o n sdrique e n A-l-AT. Le p r o p o s i t u s a u r a i t d o n c le p h d n o t y p e Pi S - - [27]. TABLEAU I F a m i l l e B 593
Les concentrations en A-I-AT sdrique ont de Mancini et sont exprimdes sur la liglle C, normale_ Le pouvoir a n t i t r y p s i q u e du s6rum de James, Collins et F u d e n b e r g et exprimd pourcentage p a r r a p p o r t ~ la normale. I-1 Phdnotype Pi observ6 C PAT
L MS
/ > 100
dtd ddtermindes p a r la mdthode en pourcentage p a r r a p p o r t ~t la a dtd ddtermind p a r la mdthode sur la ligne PAT, dgalement en
1-2
IIL 112 II__A L III. 111___2_III
M 73
117
M I S
I M I MS I M ] MS
59
> 1001 5 6 [ >
124
83
66
95
100 / 88 I 6 6 1 1 0 0
34
MARTIN LP, et ROPARTZ C.
OBS. I I . -
F a m i l l e B 608 (Fig. 5, Tabl. II).
Cette j e u n e fernrne de 18 ans a 6t6 hospitalis6e au Centre H o s p i t a l i e r d'Auxerre p o u r a n u r i e au cours d'une grossesse. I1 s'agissait, en fair, d'une am6norrh6e secondaire, peut-6tre due ~ une c i r r h o s e d'6tiologie inddterrninde. Une s e m a i n e apr6s son a d m i s s i o n dans le service de r6animation, la rnalade ddcade dans u n t a b l e a u de c o m a hdpatique. L'exarnen histologique confirrne l'existence d ' u n e h d p a t i t e n d c r o s a n t e h 6volution cirrhogane ( o b s e r v a t i o n du D o c t e u r TCHI~RAKIAN 5. Auxerre)_ Le p r o p o s i t u s (II-6) est apparernrnent Z. Sa m a r e est M et son p a r e Z. L'6tude familiale fait envisager en r4alit6 les ph6notypes M - - p o u r la rnare, et Z - - p o u r le pare. Le p r o p o s i t u s serait Z--. Les m e s u r e s de la c o n c e n t r a t i o n s6rique en A-I-AT (Tabl. II) confirrnent ce p o i n t de r u e et font m~me envisager l'existence de P i - - chez certains enfants de la g6n6ration I I (Fig. 5) [35]. TABLEAUII Famille B 608. M6me 16gende que le tableau I. Les pouvoirs antitrypsiques (PAT) n'ont pas 6t6 effectu6s. I-1 ,] I-2 ] II-1 I II-2 I II-3 I II-4 I I I - 5 l Ph6notype P i - - / observ6 Z C I 19
Oas. I I I . -
. ] /
. M 68
/
. M 41
. . MZ M I 51 ] 34
.
.
M I 54
M /127
.
II-6 I II-7 [ II-8 I . Z M I 38[74
M I
87[
Farnille B 624 (Fig. 6, Tabl. III).
Cet enfant de deux ans a pr6sent6 darts les p r e m i e r s j o u r s de sa vie un icthre d o n t l'origine n ' a p u 6tre expliqu6e. Cet icthre a regress6 assez r a p i d e m e n t ; depuis, 1'6tat gdn6ral de cet enfant est excellent ( o b s e r v a t i o n des Docteurs RAZEMON-PINTA de Lille et ODIiiVRE de l ' H 6 p i t a l Parrot, le Krernlin-Bic6tre). Le p r o p o s i t u s est Z. Le phre est MZ, la rn6re M, rnais son t a u x s6rique d'A-1-AT est a n o r r n a l e m e n t b a s (57 % de la normale). D ' a p r a s l'6tude farniliale, la m a r e serait M - - et le propositus Z - - ; les enfants II-2 et II-3 seraient 6galernent p o r t e u r s de Pi--. TABLEAUIII Famille B 624. M4me 16gende que le tableau II.
Ph6notype Pi observ6 C
I-1
I-2
II-1
MZ
M
M
56
57
63
II-2
I3-1 11
j
DEFICIT EN ALPHA-1-ANTITRYPS1NE
35
B 624
B 624
FIG. 6 . -
Famille B 624. M6me ldgende que la figure 4.
B 628
FIG. 7 . -
B 628
Famille B 628. M6me l~gende que la figure 4.
Ces t r o i s 6 t u d e s f a m i l i a l e s o n t , e n o u t r e , 6t6 c o m p l 6 t 6 e s p a r la d6termination
de
plusieurs
facteurs
6rythrocytaires
et
s6riques
( s y s t b m e s ABO, Rh, Gin, I n v , Hp, Gc). OBS. IV. - - Famille B 628 (Fig. 7, Tabl. IV). Une petite fille de 7 ans pr6sente des troubles h6patiques (observation des Docteurs LAVERGNE et PERELMANN de l'H6pital des E n f a n t s Malades Paris). Lots d ' u n e p r e m i e r e 6tude pratiqu6e avec des anti-s6rums du commerce, le s6rum du propositus ne sernble pas c o n t e n i r d'A-1-AT. E n rdalit6, l'observation fine des i m m u n o d i f f u s i o n s radiaires simples (technique de Mancini), a mis en 6vidence u n a n n e a u de pr6cipitation tr6s faible. Des dilutions appropri6es p e r m e t t e n t de penser que la c o n c e n t r a t i o n en A-l-AT est inf6rieure h 200 lois la n o r m a l e ( < ~t 0,01 m g / m l ) . Le p6re serait S - - et la m~re M--, ce que c o n f i r m e n t les dosages. I1 faut signaler que les parents sont cousins germains. TABLEAUIV Famille B 628 M6me 16gende que le tableau II
Ph6notype Pi observ6 C
I-1
I-2
II-1
S 31
M 65
.----~[
I
36
M A R T I N J.P. et ROPARTZ C.
DISCUSSION La d6terrnination des p h 6 n o t y p e s p o s e des p r o b l b m e s difficiles au l a b o r a t o i r e . Elle s ' e f f e c t u e g6n6ralemeut a l'aide d ' u n e 61ectrophor6se en gel d ' a m i d o u / t p H acide, suivie d ' u n e 41ectrophor6se bidimensionnelle. D ' a u t r e s t e c h n i q u e s ont 6t6 proposdes, en agarose, en a c r y l a m i d e [2, 18], en 61ectrofocalisation [3, 20], m a i s elles nous p a r a i s s e n t m o i n s fiables. Nous e x a m i n e r o n s s u c c e s s i v e m e n t les probl6mes pos4s p a r les diff6rents all61es du syst6me Pi, leurs associations chez un sujet, leur i m p o r t a n c e en pathologie m f d i c a l e . 1. - - L'ALL~LE PiZ. L'existence de P i Z ne p e u t j a m a i s 6tre affirm6e p a r la p r e m i b r e d i m e n s i o n de l'61ectrophor6se: les b a n d e s sont t r o p faibles, leur o b s e r v a t i o n t r o p d61icate. Les confusions e n t r e p h 6 n o t y p e s SZ et Z seraient fr6quentes. Seule la double dimension, selon la m f t h o d e de FAGERItOL et LAURELL [11] p e r m e t de voir les pics typiques de P i Z . L o r s q u ' u n d o u t e existe, c'est g6ndralement p a r c e que les diff6rents 6chantillons ~t 6tudier sont t r o p r a p p r o c h 6 s . Des p h 6 n o m 6 n e s de voisinage se p r o d u i s e n t . Le seul proc6d6 valable consiste h ,~ enca-, d r e r ,, u n s 6 r u m douteux, p a r deux 6chantillons blancs ( p a p i e r s d ' e a u physiologique) [24]. I1 est i m p o r t a n t de p o u v o i r d 6 t e r m i n e r u n p h 6 u o t y p e Pi avec certitude, car l e p r o n o s t i c est tr~s diff6rent, e n t r e Z, S e t SZ, c o m m e nous allons le voir. Les sujets p o r t e u r s du p h 6 n o t y p e Z sont f r f q u e m m e n t atteints de m a l a d i e s h6patiques de l ' e n f a n c e [14]. I1 s'agit de cholestase ou de c i r r h o s e infantile, les atteintes pulrnonaires associ6es de type e m p h y s ~ m e 6tant exceptionnelles. La c o n s t i t u t i o n et l'6volutiou de ces affections h 6 p a t i q u e s s e m b l e n t suivre u n s c h 6 m a c a r a c t 6 r i s t i q u e en trois t e m p s [31]. L'enfant, n o r m a l ~ la naissance, est atteint d ' u n ict6re c h o l e s t a t i q u e darts la p r e m i e r e anude de sa vie, trbs fr6quemm e n t dans les p r e m i e r e s semaines. Ce s y n d r o m e cholestatique v a d i s p a r a i t r e , m a i s quelques signes cliniques et biologiques p e u v e n t p e r s i s t e r (16g~re h6patomdgalie, 616vation m o d 6 r 6 e des t r a n s a m i nases). Cette p h a s e de r 6 m i s s i o n p e u t d u r e r plusieurs anndes. Apr6s u n intervalle de t e m p s v a r i a b l e (2 ~t 10 arts), la c i r r h o s e s'est constitu6e, les signes cliuiques et biologiques ne sont p a s diffdrents des a u t r e s cirrhoses. L'issue est s o u v e n t r a p i d e m e n t fatale.
DEFICIT EN ALPHA-1-ANTITRYPSINE
37
Ces 6tapes successives, ict6re prdcoce, r6mission de durde variable et cirrhose s e m b l e n t c a r a c t 6 r i s t i q u e s chez les enfants de ph6notype PiZ. Les 16sions histologiques habituellernent rencontr6es chez le cirrhotique n ' o n t p e r m i s de diff6rencier le d6ficit en A-l-AT qu'apr6s les travaux de Sharp. Ce d e r n i e r a, en effet, rnis en dvidence l'existence de globules PAS positifs (apr6s digestion du glycog6ne h6patique p a r la salive) dans les h 6 p a t o c y t e s des sujets Z. Ces globules, de quelques m i c r o n s de diarn6tre, ne sont pas contenus dans toutes les cellules. Plusieurs globules p e u v e n t se rencontrer dans la rn6rne cellule. Ils p e u v e n t e x c e p t i o n n e l l e m e n t 6tre tr6s grands. L'irnrnunofluorescence a d 6 m o n t r 6 que ces globules sont a p p a r e n t d s ~ I'A-1-AT. Les 6tudes au m i c r o s c o p e 61ectronique en i m m u n o - p e r o x y d a s e ont affirrnd l'existence d'A-IIAT au niveau du r6ticulum endoplasrnique dilat6 des h d p a t o c y t e s [13]. Ainsi l'%-antitrypsine de type Z e s t s6questrde dans l'h6patocyte. Seule une faible fraction, environ le dixi6me de la normale, est d6vers6e dans la circulation. L ' h y p o t h ~ s e d ' u n e absence d'acide sialique en certains points de la cha~ne p o l y p e p t i d i q u e de I'A-1-AT de type Z expliquerait l'irnpossibilit6 p o u r cette glycoprot6ine de t r a v e r s e r la m e m b r a n e de l'h6patocyte. Certes, l ' a t t a q u e de I'A-1-AT de type M par la sialidase, p r o d u i t des aspects p h d n o t y p i q u e s plus cathodiques, r e s e m b l a n t ~ Z [4, 7]. Ces exp6riences ne sont c e p e n d a n t pas tout fait convaincantes. L ' a b s e n c e d'acides sialiques sur la prot6ine Z p o u r r a i t 6tre due ~ u n e m o d i f i c a t i o n des sialyltransf6rases, ou plus probablernent h u n e anornalie de l'enchMnernent des acides arnin6s codant l ' a c c r o c h a g e des cha]nes glucidiques. La rnaladie c i r r h o t i q u e p e u t dgalernent a t t e i n d r e l'adulte [29]. Les o b s e r v a t i o n s ne different p a s des cirrhoses d ' a u t r e s 6tiologies. I1 p o u r r a i t en fait s'agir de cas e x t r e m e s dans lesquels l'intervalle libre serait prolongd au-delh des ddlais habituels. Enfin, faisant suite an stade cirrhotique, quelques cas d ' h 6 p a t o m e ont 6t6 observ6s [8]. Peut-6tre est-ce l'6volution norrnale de certaines cirrhoses ? Vers l'~ge de 40 ans, les sujets de p h 6 n o t y p e PiZ qui n ' o n t pas dt6 61irnin6s p a r u n e c i r r h o s e (environ 30 % des cas) sont susceptibles de d6velopper u n s y n d r o m e pulrnonaire obstructif, u n ernphys6me (COPD, chronic o b s t r u c t i v e p u l m o n a r y disease). I1 s'agit d'un
38
MARTIN J.P. et ROPARTZ C.
e m p h y s b m e panlobulaire, p r 6 d o m i n a n t aux bases, associ6 ou n o n de la b r o n c h i t e chronique. La m a l a d i e est souvent rdv616e vers 35 a n s ; elle est alors r a p i d e m e n t 6volutive [6]. Chez de tels sujets, l'association de la rnaladie pulrnonaire et de l'atteinte h 6 p a t i q u e a 6t6 o b s e r v f e . Cependant, les h 6 p a t o c y t e s des rnalades ernphys6rnateux n o n c i r r h o t i q u e s c o n t i e n n e n t des globules d'A-1-AT comrne ceux de t o u s l e s sujets p o r t e u r s de PiZ. Enfin, il f a u t signaler de r a r e s cas off des sujets, de p h 6 n o t y p e Pi Z, a t t e i g n e n t un ~ge avanc6 sans m a n i f e s t a t i o n p a t h o l o g i q u e cliniquernent d6celable [29]. De toutes fa~ons, les explications pathog6niques j u s q u ' a l o r s propos6es ne sont p a s satisfaisantes : certains sujets sont atteints d ' u n e c i r r h o s e dans l'enfance, d ' a u t r e s ~t l'~ge adulte ; certains sujets sont atteints d ' e m p h y s 6 r n e , avec parfois une cirrhose associde ; d'autres enfin, ne sont pas m a l a d e s . I1 existe sans d o u t e d ' a u t r e s f a c t e u r s (g6n6tique, toxique, infectieux...) i n t e r v e n a n t dans la gen6se de ces m a n i f e s t a t i o n s p a t h o l o g i q u e s a y a n t un p o i n t cornrnun : le p h 6 n 0 t y p e Pi Z e t le d6ficit s6rique en %-antitrypsine qui en est la cons6quence. Les sujets p o r t e u r s du p h 6 n o t y p e Z sont r a r e s : 1 sur 4.000 envir o n dans la p o p u l a t i o n norv6gienne [12], 1 sur 2.500 en N o r m a n die [25]. Ils r6sultent de l'union de sujets p o r t e u r s PiZ. L'all6le P i M r e s t e le plus fr6quent, P i S et P/Z sont rares. Les a u t r e s all61es sont e x c e p t i o n n e l l e m e n t rencontr6s. 2. - - L'ALLi~LE P i - - (Pi nul). L'existence de l'all61e P i - - a 6t6 soup~onn6e p a r les 6tudes familiales. Le m a l a d e ddcrit p a r TALAMO [34], p o r t e u r de P/--- en double dose, et le sujet pr6sent6 ici ( I L l de la farnille B 628) c o n f i r m e n t sans a u c u n e d o u t e la r6alit6 de cet all~le. L ' i r n p o r t a n c e de P/--- en pathologie hurnaine ne p a r a i t pas n6gligeable. Darts le cas de sujets P i - - - - un e r n p h y s 6 m e pulrnonaire pr6coce serait g c r a i n d r e [34] p u i s q u e la p r i n c i p a l e b a r r i 6 r e a n t i p r o t 6 a s e est absente. R 6 c e m m e n t , la possibilit6 d ' u n e m a l a d i e cutan6e sp6cifique a 6t6 p r o p o s d e chez les sujets p o r t e u r s de P i - - en double dose [32]. I1 s'agit d ' u n e hyperextensibilit6 de la p e a u accornpagnde d ' u n e hyperlaxit6 ligarnentaire. Le d e r m e est 6paissi, les fibres 61astiques et de collag~ne sont rardfi6es et alt6r6es, m o n t r a n t de n o r n b r e u s e s microfibrilles p6riph6riques en m i c r o s c o p i e 61ectronique. De tels aspects sont diff6rents de ceux observ6s dans les a u t r e s d y s t r o p h i e s
DEFICIT EN ALPHA-1-ANTITRYPSINE
39
du tissu 61astique. Ces l&ions seraient expliqu6es par l'absence d'inhibiteurs d'dlastase et de collag~nase n o r m a l e m e n t pr6sents dans l'6piderme et darts le derrne. L'all~le P i - - a dt6 trouv6 en association avec PiM (ph6notype PiM--) [34, 1, 5, 27, 19] et les families B 608, B 624, B 628); PiZ (ph6notype Pi Z) [1, 5, 19] et les families B 608, B 624) ; PiS (phdnotype Pi S - - ) [5, 19, 27] et la farnille/3 628). L'existence et la transmission g6n6tique de P i - - sont assez bien d6montr6es par l'association avec les alleles les plus fr6quents du syst6me Pi. L'association de P i - avec d'autres alleles (M--, Z--, S--...) ferait craindre l'apparition du syndrome o b s t r u c t i f p u l m o n a i r e chronique. Certains sujets de phdnotype M, S... atteints d'emphys6rne setalent en o u t r e p o r t e u r s de P i - - . La c o n c e n t r a t i o n de leur s6rurn en A-l-AT et leur p o u v o i r inhibiteur vis-a-vis des prot6ases sont rdduits de rnoiti6. Ces fairs rnontrent l'irnportance de l'enqu6te g6n6tique. Les fausses ,, exclusions ,, de rnaternitd sont alors f r a p p a n t e s cornrne dans les rares cas, ofa n o u s avons pu rnettre en 6vidence l'existence de P i - - (farnille B 628). L'incidence de Pi en pathologie sernble lirnit6e ~ l'emphysSme pulrnonaire. Une p o n c t i o n biopsie hdpatique a pu &re pratiqu6e chez deux de nos sujets p o r t e u r s de Pi--. Les 6tudes en imrnunocytochirnie n'ont pas mis en 6vidence d'A-1-AT darts les hdpatocytes. I1 s'agit lh d'un ph6norn~ne tout h fair diff6rent de ce qui est rencontr6 chez les sujets p o r t e u r s de PiZ, ofa il s'agit d ' u n d6faut d'excrdtion hdpatocytaire. p i l ne reprdsente pas une exception ~ la r6gle de c o d o m i n a n c e qui a dt~ 6noncde p o u r la t r a n s m i s s i o n des gSnes du syst6rne Pi. En effet, P i - - parait $tre transrnis selon cette r6gle, cornme le rnontrent les dosages d'A-1-AT rdalisds dans les families que nous avons observ6es. La signification du ph6notype P i - - - hypoth6ses ont 6t6 dvoqu6es : - -
est donc incertaine. Deux
une m o d i f i c a t i o n du m6tabolisme de I'A-1-AT, cornrne darts le cas de PiZ, oh l'accurnulation au niveau des h6patocytes parait probable. Dans le cas de P i - - , l'absence d ' u n e telle accumulation va ~t l ' e n c o n t r e de cette hypoth6se, et un catabolisme aecdldr6 ou un inhibiteur circulant ont 6t6 exclus ; ,, modification gdn6tique ,, ou une m u t a t i o n au niveau d ' u n gbne de structure, de r6gulation ou d'initiation.
- - u n e
40
M A R T I N J.P. et ROPARTZ C.
P i - - n ' e s t p a s u n all61e t o t a l e m e n t silencieux, p u i s q u e le s6rurn du p r o p o s i t u s de la farnille B 628 contient une faible quantit6 d'A-1-AT. Une a u t r e possibilit6 serait que le p h 6 n o m ~ n e observ6 chez le sujet de TALAMO soit totalernent diff6rent du n6tre. L'all~le d6crit p a r TALAMO serait alors r6ellement silencieux. Cette h y p o t h 6 s e sera p r o c h a i n e m e n t v6rifife. La d 6 m o n s t r a t i o n r6cente de la liaison g6n6tique e n t r e les locus Pi et Grn, r e s p o n s a b l e s respectivernent de la synth6se de I'A-1-AT et des i m m u n o g l o b u l i n e s G, p o u r r a i t 6galernent a p p o r t e r quelques lumi6res h ce sujet [15]. La fr6quence de P i - - ne p e u t ~tre a p p r 6 c i f e d'apr6s n o t r e 6tude. En effet, les q u a t r e cas ddcrits sont tr6s sdlectionn6s, puisqu'il s'est t o u j o u r s agi de sujets rnalades qui nous ont 6t6 adressds p a r des cliniciens tr6s avertis du probl6me. Aucune conclusion ne p e u t 6tre tir6e q u a n t h la f r d q u e n c e de P i - - dans la p o p u l a t i o n frangaise. Une 6tude de LAURELL p r a t i q u 6 e sur u n e s6rie de nouveau-ntis en Suede, ferait p e n s e r h une fr6quence de 0,001 [19]. E n v i r o n un s u j e t sur u n million serait p o r t e u r de P / - - en double dose (en excluant les m a r i a g e s e n t r e cousins g e r m a i n s cornme dans la famille B 628).
3. - - LES PHENOTYPES HETEROZYGOTESASSOCI~S A PiZ. Les p h 6 n o t y p e s les plus f r 6 q u e m r n e n t rencontr6s, sont MZ (4 %) SZ et FZ ( 0 , 1 % ) . Ils c o r r e s p o n d e n t h des taux sdriques d'A-1-AT d ' e n v i r o n 50 % de la n o r m a l e . Deux p r o b l 6 m e s m a j e u r s c o n c e r n e n t ces sujets p o r t e u r s de P i Z en simple d o s e : sont-ils pr6disposds d6velopper une cirrhose ou un e m p h y s 6 m e ? En ce qui concerne l ' e m p h y s ~ m e , certains a u t e u r s ont tent6 de le d d m o n t r e r [17]. E n fait, a u c u n travail ne p e r m e t a c t u e l l e m e n t de conclure h une influence de l'all61e P i Z dans la gen6se de cette maladie. Les t r a v a u x publi6s ne sont p a s t o u j o u r s satisfaisants, 1'drape b i d i m e n s i o n n e l l e n ' e s t p a s t o u j o u r s effectu6e lots de la d6terruination des p h d n o t y p e s Pi [28]. Cependant, l ' h y p o t h b s e d ' u n e relation e m p h y s 6 m e t a r d i f et all61e P i Z n ' e s t p a s exclue. Un travail consid6rable est ddjh e n t r e p r i s p a r plusieurs 6quipes p o u r r d s o u d r e ce probl6me. E n ce qui c o n c e r n e la cirrhose [30], la d6terrnination des phdnotypes Pi chez 170 c i r r h o t i q u e s p a r f a i t e r n e n t 6tudi~s s u r le plan clinique, biologiste et histologique, a m o n t r 6 que les p o u r c e n t a g e s des p h 6 n o t y p e s sont sernblables ~ ceux d ' u n e p o p u l a t i o n tdrnoin.
DEFICIT EN ALPHA-1-ANT1TRYPS1NE
41
L'dtude statistique des frdquences ph6notypiques et alldliques n'a pas m o n t r d de diffdrence significative entre u n ensemble de sujets cirrhotiques et la p o p u l a t i o n tdmoin de donneurs de sang. L'dtude a dtd mende au sein d ' e n s e m b l e de malades atteints de cirrhoses d'dtiologie diffdrente : dthylique, non 6thylique, cryptogdndtique. Bien que certains cas de cirrhoses assocides ~ des ph6notypes MZ, SZ... aient dtd publids, nous pouvons affirmer qu'il n'y a pas de relation entre la prdsence de PiZ en simple dose.chez un sujet et la constitution d ' u n e cirrhose. Le fait d'dtre p o r t e u r de PiZ ne serait pas un facteur a g g r a v a n t ; cependant, les hdpatocytes de tous ces sujets contiennent les globules d'A-1-AT. 4. - - LES ALLELESPIS, PiP, PiW. Ces alldles sont responsables de diminutions ldg~res de la concentration en A-l-AT sdrique, de l'ordre de 70 % de la normale. Aucune rdtention intrahdpatocytaire d'A-1-AT, aucune atteinte hdpatique particulidre n ' a 6td notde chez les sujets p o r t e u r s de ces alldles. En revanche, certains cas de s y n d r o m e p u l m o n a i r e o b s t r u c t i f ont dt6 observ6s chez des malades de ph6notypes S, PS, MS... I1 semble alors s'agir d'association fortuite. L'hypothdse actuellement admise p o u r expliquer les taux d'A-1AT sdrique diminuds chez les sujets p o r t e u r s de PiS, PiP, PiW est due au expdriences de LIEBERMAN [21]. En dtudiant le pouvoir inhibiteur de la trypsine, au cours du chauffage ~ 56° de sdrums de diffdrents phdnotypes, cet e x p d r i m e n t a t e u r a pu m e t t r e en dvidence des sensibilitds diffdrentes. Ainsi, u n sdrum S perd plus rite son pouvoir inhibiteur q u ' u n sdrum M. La moldcule d'A-1-AT de type Pi S serait plus fragile que la molecule de type Pi M. Les trois all6les PiS, PiP, PiW sont responsables de la synthdse d ' u n e moldcule plus fragile ~ la chaleur, thermolabile. De mdme, dans le sdrum, ces types d'A-1-AT seraient plus rite catabolisds que les types M ou V, expliquant ainsi les taux ldg6rement diminuds. Aprbs la ddcouverte du ddficit sdrique en A-l-AT lid ~ une certaine f o r m e d ' e m p h y s ~ m e pulmonaire, apr~s la ddcouverte du systdme Pi, et apr~s la d d m o n s t r a t i o n de la liaison avec les cirrhoses familiales infantiles, le h o m b r e des alleles du systbme P i n e cesse de croitre. 24 alleles du systdme Pi existent sans doute actuellement, soit 300 phdnotypes possibles chez les ~tres humains. L'existence
42
MARTIN
].P. et R O P A R T Z
C.
d'autres alleles est soup~onn6e, ce qui rnontre l'imrnensit6 du polyrnorphisrne chez les 6tres 6volu6s. La d~couverte de l'all~le Pi nul auquel sernblent s'associer des ldsions cutandes spdcifiques lorsqu'il est prdsent en double dose, m e t en 6vidence les manifestations protdiformes du d6ficit en A-l-AT. L ' a c c u m u l a t i o n de rnat6riel dans les h~patocytes de sujets p o r t e u r s de PiZ serait plut6t une (, th6saurisrnose ,, et non u n ddficit. S'il est exceptionnel de poss6der Pi nul, il est moins rare d'6tre p o r t e u r de PiZ; cependant, les frdquences all61iques des diffdrentes populations doivent ~tre prises en consid6ration avec b e a u c o u p de prudence, les ddterminations des phdnotypes Pi n'~tant pas t o u j o u r s parfaites sur le plan technique. I1 est, en effet, indispensable de p r a t i q u e r dans u n p r e m i e r t e m p s une 61ectrophor6se (gel d'amidon, isofocalisation) et une irnrnuno61ectrophor~se bidirnensionnelle dans un second temps.
RESUME L'el-antitrypsine est une glycoprotdine du s6rum h u m a i n qui inhibe plusieurs enzymes protdolytiques. Le polymorphisrne gdndtique de cette prot6ine, appel6 syst6rne Pi, cornprend de multiples all61es c o d o m i n a n t s au niveau d ' u n seul locus autosomal. Certains all61es de ce syst~me, en particulier PiS, PiP et PiZ sont responsables de c o n c e n t r a t i o n s sdriques en ai-antitrypsine plus faibles que la normale. Les sujets p o r t e u r s de PiZ en double dose sont forternent exposds ~ l'apparition d ' u n e rnaladie pulrnonaire c h r o n i q u e obstructive (ernphys6me). Les enfants p o r t e u r s de ce m~me p h 6 n o t y p e Pi Z sont frdquernrnent victimes d ' u n e cirrhose de type familial. TALAMO a r 6 c e m m e n t ddcouvert u n sujet dont le s6rum ne contenait pas d'g~-antitrypsine. Ce p r e m i e r cas de ddficit total a dt6 rencontr6 chez un m a l a d e porteur, en double dose, de l'all61e appeld P i - - (Pi nul). Dans ce travail, nous avons pu d6rnontrer que cet all61e existe en simple dose dans trois familles diffdrentes. Dans une quatri6me famille, le p r o p o s i t u s est P i - - - - ; il s'agit du second cas de ce phdnotype exceptionnel. L ' e x a m e n attentif a m o n t r d que 1'~1antitrypsine n'est pas t o t a l e m e n t absente de ce sdrum : une concentration infdrieure h 200 lois la norrnale (soit rnoins de 10 microg r a m m e s p a r rnillilitre) est en effet prdsente. Bien que l'existence de P i - - soit h l'heure actuelle indiscutable, la signification de cette faible quantit6 d'al-antitrypsine dans le sdrum d ' u n tel sujet d e m e u r e inconnue.
DEFICIT EN ALPHA-1-ANTITRYPS1NE
43
SUMMARY AIpha-l-antitrypsin is a glycoprotein in h u m a n s e r u m that inhibits several proteases. It is a p o l y m o r p h i c protein. A single autosomal locus (Pi), with multiple c o d o m i n a n t alleles is responsible of the synthesis of a 1-antitrypsin. Of p a r t i c u l a r interest are alleles that lead to lower than n o r m a l concentrations of ~ i-antitrypsin in serum, namely, PiS, PiP and PiZ. Some of these subjects c a r r y a high risk of developping chronic obstructive p u l m o n a r y disease, especially w h e n they are h o m o z y g o t e s for PiZ. I n children, cirrhosis of the liver are also f o u n d in association with homozygosity for PiZ. Recently, TALAMO discovered a subject w h o s e s e r u m contained no %-antitrypsin; this was the first case of total deficiency, and the patient carried a double dose of the so-called P i - - allele (Pi nul). We were able to d e m o n s t r a t e that a single dose of this allele exists in three families w h i c h we have studied in this paper. I n a f o u r t h family, the p r o p o s i t u s carries P i - - in duplicate. We r e p o r t here the second case of the strange h o m o z y g o u s phenotype, P i - - - - . Surprisingly, we have f o u n d that %-antitrypsin is not completely absent in this s e r u m ; its c o n c e n t r a t i o n is 200 times lower than n o r m a l (less than 10 m i c r o g r a m m e s per ml). At the m o m e n t , the existence of the P i - - allele is obvious, b u t the significance of this small q u a n t i t y of %-antitrypsin in the s e r u m of such a patient remains u n k n o w n . Docteur J.-P. MARTIN, Centre R6gional de Transfusion et de G4ndtique hurnaine B.P. n ° 5 - 76230 BOIS-GUILLAUME.
Sanguine
Ce travail a b6n6fici6 de crddits de I'I.N.S.E.R.M. (A.T.P. N ° 8-74-29) et de l'Universit6 de Rouen.
MARTIN J.P. et ROPARTZ C.
44
BIBLIOGRAPHIE [ 1] ALTAYC., FAGERHOLM.K., ERDOGANN. and SAY B. - - Additional evidence for a deleted gene for s e r u m alpha-l-antitrypsin. N e w EngL J. Med., 289, 754, 1973. [2] ANDREUX J.P., BREDON M., ROCHEMAURE J. et MEYER A. - - Identification des types h6rdditaires de l'alpha-l-antitrypsine p a r 61ectrophor~se en gel d'acrylamide-agarose 5 pH 4,8. Path. Biol., 22, 277, 1974. [3] ARNAUD.- - I n : Protides of the Biological Fluids_ Colloquium of Bruges. Sous presse, Peeters, P e r g a m o n Press, 1974. [4] BELL O.F. a n d CARREL R.W. - - Basis of the defect in ~1-antitrypsin deficiency. Nature (Lond.), 243, 410, 1973. [5] BLUNDELL G., COLER R.B., NEVIN N.C. a n d BRADLEY B. - - ai-antitrypsin null gene (Pi--). Lancet, 2, 404, 1974. [6] CHAHINIAN P_, FELDMANN G., BIGNON J., MARTIN J.P., CONSTANTIN-VoILLEMOT N., CHR]~TIEN J., LEMERCIER J.P., ROCHEMAURE J. et BROUET G. - Atteintes p u l m o n a i r e et hdpatique darts les emphys~mes pulmonaires. Relation avee le taux sdrique d'alpha-l-antitrypsine et le phdnotype Pi. Rev. ft. Mal. respiratoires, 2, 811, 1974. [7] Cox D.W., Defect in alpha-l-antitrypsin deficiency. Lancet, 2, 844, 1973. [8] ERIKSSON S. and HAGERSTRANDI . - Cirrhosis and m a l i g n a n t h e p a t o m a in a l - a n t i t r y p s i n deficiency. Acta Med. Scand., 195, 451, 1974. [9] FAGERHOLM.K. - - S e r u m Pi types in Norwegians_ Acta Path. Microbiol. Scand., 70, 421, 1967. [10] FAGERHOLM.K. - - I n : Protides of the Biological Fluids, Colloquium of Bruges. Sous Presse, Peeters, P e r g a m o n Press, 1974. [11] FAGERHOL M.K. a n d LAURELL C.B. - - The p o l y l n o r p h i s m of ,~ prealb u m i n s ~ and alpha-l-antitrypsin in h u m a n sera. Clin. Chim. Acta, 16, 199, 1967. [12] FAGERHOL M.K. and TENF JORD O.W. - - S e r u m Pi types in some european, american, asian, african populations. Acta Pathol. Microbiol. Scand., 72, 601, 1968. [13] FELDMANN G., BIGNON J. and CHAHINIAN P. - - Antitrypsin deficiency. Lancet, 1, 1515. 1973. [14] FELDMANNG., BIGNON J. and CHAHINIANP. - - The liver in c~l-antitrypsin deficiency. Digestion, 10, 162, 1974. [15] GEDDE-DAHLT., FAGERHOLM.K., COOKP.J.L. and NOADES J. - - Autosomal linkage b e t w e e n the Gm and Pi loci in man_ Ann. Hum. Genet. (Lond.), 35, 393, 1972. [16] JAMES K_, COLLINS M.L. and FUDENBERG H.H. - - A semi-quantitative procedure for e s t i m a t i n g s e r u m a n t i t r y p s i n levels_ J. Lab. CIin. Med., 67, 528, 1966. [17] KUEPPERS F. and DONI)HARDT A. - - Obstructive lung disease in heterozygotes for alpha-l-antitrypsin deficiency. Ann. Int. Med., 80, 209, 1974.
DEFICIT EN ALPHA-1-ANT1TRYPSINE
45
[18] LAURELLC.B. a n d PERSSON U . - Analysis of p l a s m a alpha-l-antitrypsin variants and their micro-heterogeneity. Bioch. Biophys. Acta, 310, 500, 1973. [19] LAURELL C.B., SVEGER T, and LJUNGGREN C.G. - - ml-antitrypsin deficiency. Pi genotypes ZO, SO and MO. Acta Paediatr. Scand., 63, 855, 1974. [20] LEBAS J., HAYEM A. et MARTIN J.P. - - E t u d e des variants g6n6tiques de l'ml-antitrypsine en immuno-61ectrofocalisation bidimensionnelle. C.R., Acad. Sci. (Paris), s6rie D, 278, 2359, 1974. [21] LIEBERMANN J. - - Heat lability of alpha-l-antitrypsin variants. Chest.,
64, 579, 1973. [22] MANClNI G., CARBONARAA.O. and HEREMANS J.F. - - I m m u n o c h e m i c a l q u a n t i t a t i o n of antigens by single radial immuno-diffusion. Immunochemistry, 2, 235, 1965. [23] MARTIN J.P. - - Le syst~me Pi et les 6tats ddficitaires en alpha-1antitrypsine. Nouv. Presse Med., 2, 2375, 1973. [24] MARTIN J.P. - - Observations et techniques n o n publi6es. [25] MARTIN J.P. - - A paraltre. [26] MARTIN J.P., VANDEVILLE D., MARTIN C. et ROPARTZ C . Identification des ph6notypes du syst6me Pi et c o m p a r a i s o n des m6thodes de d6pisrage des d6ficits en alpha-l-antitrypsine. Ann. Biol. Clin., 32, 197, 1974. [27] MARTIN J.P., VANDEVILLE D. and ROPARTZ C. - - Alpha-l-antitrypsin deficiency: PiO. Lancet, 2, 845, 1973. [28] MITTMAN C., TEEVEE B. and LIEBERMAN J. - - Alpha-l-antitrypsin deficiency as an indicator of susceptibility to p u l m o n a r y disease. J. Occup. Med., 15, 33, 1973. [29] MORIN T. - - Th6se de M6decine. Universit6 R. Descartes, Paris, 1975, p. 13. [30] MORIN T., FELDMANNG., BENHAMOUJ.P., MARTIN J.P. a n d ROPARTZ C. - Heterozygous alpha-l-antitrypsin deficiency a n d cirrhosis in adult. Lancet, 1, 250, 1975. [31] PORTER C.A., MOWAT A.P., COOK P.J.L., HAYNES D.W.G., SHILKIN K.B. and WILLIAMS R. a l - a n t i t r y p s i n deficiency and n e o n a t a l hepatitis. Brit. Med. J., 3, 435, 1972. [32] SCHANDEVYLW., HENNEBERT A., LEBLANC G., DE COSTER A. and YERNAULT J.C. - - Alterations of skin elastic a n d collagen fibers in a case of complete alpha-l-antitrypsin deficiency. A paraltre. [33]) SCHEIDEGGER J . J . Une m i c r o m 6 t h o d e de l'immuno61ectrophorbse. Int. Arch. Allergy, 7, 103, 1955. [34] TALAMO R.C., LANGLEY C . E . , REED C.E. and MAKINOS S. - - Alpha-1a n t i t r y p s i n deficiency : a v a r i a n t with no detectable alpha-1antitrypsin. Science, 181, 70, 1973. [35] TCH~RAKIANS., HUSSONOIS-DELORMEC. et MARTIN J . P . - Cirrhose associ6e h u n d6ficit en alpha-l-antitrypsine chez u n adulte. Nouv. Presse Mdd., 3, 593, 1974. -
-