بهبود فروشگاه

فراوانی واریانت‌های ₁M، ₂M، ₃M، S و Z آلفا-1-آنتی‌تریپسین در جامعة ایرانی

عباس صاحبقدم‌لطفی[1]^*، محسن محمدیان‌یاجلو[2]، سیدعلیرضا مصباح‌نمین[3]، صادق حسن‌نیا[4]

مریم بیگلرزاده[5]، بهمن غلامحسین‌گودرزی[6]

خلاصه

سابقه و هدف: آلفا- 1- آنتی‌تریپسین ده‌ها واریانت مختلف ژنتیکی دارد اما شایع‌ترین واریانت‌هایی که موجب کمبود و یا نقص این پروتئین می‌شوند، آلل‌های S و Z می‌باشند، فراوانی انواع آلل‌ها و هم‌چنین فنوتیپ‌های آلفا-1-آنتی‌تریپسین در بسیاری از کشورها تعیین و مشخص شده است، اما در کشور ما اطلاعات آماری جمعیتی در این مورد در دسترس نبود. پژوهش حاضر به منظور گزارش فراوانی واریانت‌های ₁M، ₂M، ₃M، S و Z در جامعة ایران انجام گرفته است.

مواد و روش‌ها: در این مطالعه 318 نمونه سرم طبیعی از دانشجویان داوطلب خوابگاه‌های دانشگاه‌های تهران به شیوه نمونه‌گیری طبقه‌ای با طبقات قومیتی جمع‌آوری شد. نمونه‌های سرمی با روش الکتروفورزی ایزوالکتریک فوکوسینگ (IEF) با به کاربردن فارمالیت 9/4-2/4pH= و با استفاده از استانداردهای با فنوتیپ مشخص، تعیین فنوتیپ شدند.

یافته‌ها: از کل 318 نمونه مورد آزمایش، 201 نمونه فنوتیپ ₁M، 55 نمونه فنوتیپ ₂M، 41 نمونه فنوتیپ ₃M، 8 نمونه فنوتیپ MS، 6 نمونه فنوتیپ MZ و 7 نمونه فنوتیپ غیر از فنوتیپ‌های مورد بررسی را دارا بودند.

نتیجه‌گیری: فراوانی آللی واریانت‌های مورد مطالعه در جامعه ایران بدین صورت محاسبه شد:₁M (6477/0)،₂M (1776/0)، ₃M (1305/0)، S (0126/0)،Z  (0094/0) و سایر آلل‌ها (0220/0).

واژه‌های کلیدی: آلفا-1- آنتی‌تریپسین، ایزوالکتریک فوکوسینگ، ایران، فنوتیپینگ

مقدمه

آلفا-1- آنتی‌تریپسین (AAT) مهار کننده اصلی آنزیم‌های پروتئولیتیک اگزوژن و اندوژن است [13]. با وجود این که این پروتئین بیش از یک‌صد واریانت ژنتیکی مختلف دارد [1] اما مطالعات بر روی جمعیت‌های مختلف نشان داده است که حدود هشتاد درصد افراد انسانی هموزیگوت در آلل M بوده و اکثریت این واریانت‌ها فاقد اهمیت بالینی می‌باشند [5،7]. واریانت‌های ₁M، ₂M، ₃M شایع‌ترین واریانت‌های طبیعی AAT می‌باشند که روی هم حدود 95 درصد واریانت‌های AAT را در جمعیت‌های انسانی تشکیل می‌دهند [5]. با این وجود دو آلل S و Z که شایع‌ترین واریانت‌های معیوب هستند، با کمبود آلفا-1-آنتی‌تریپسین و افزایش خطر بروز آمفیزم در بالغین و بیماری کبدی در کودکان و بالغین همراهند [6،12]؛ هر چند کمبود AAT در گذشته به عنوان یک بیماری ژنتیکی مربوط به سفیدپوستان در نظر گرفته می‌شد، اما امروزه مشخص شده است که این بیماری یکی از شایع‌ترین و جدی‌ترین اختلالات وراثتی در دنیاست [12،15]. حدود 95 درصد افراد واجد کمبود AAT فنوتیپ ZZ دارند در حالی که هتروزیگوت‌های MS و MZ خطر بروز چندان بالایی در این مورد ندارند [2،16].

از آنجایی که فراوانی فنوتیپی و آللی AAT با استفاده از روش الکتروفورزی ایزوالکتریک فوکوسینگ (9/4-2/4pH:) در جمعیت‌های مختلف برآورد شده و درصد آلل‌های پر خطر در این جمعیت‌ها مشخص شده است [7،8،9،11،14] این در حالی است که هیچ‌گونه اطلاعات آماری جمعیتی در مورد فراوانی این آلل‌ها در جامعة ایران موجود نمی‌باشد، بنابراین در این مطالعه فراوانی آلل‌های فوق در تعداد قابل قبولی از

جمعیت ایران با روش ایزوالکتریک فوکوسینگ (IEF) تعیین گردید.

مواد و روش‌ها

الف- انتخاب جمعیت مورد مطالعه: نمونه‌گیری سرمی به شیوه طبقه‌ای انجام گرفت و طبقات آن شامل اقوام ایرانی بودند. در سطح معنی‌داری 5 درصد با قبول خطای تقریبی 3 درصد، تعداد 318 نمونه در قالب طبقه‌های تعریف شده بر مبنای تعدادی که از هر طبقه باید استخراج شود، از دانشجویان خوابگاه‌های مختلف دانشگاه‌های تهران اخذ شد. حجم نمونه هر طبقه بر اساس نمونه‌گیری طبقه‌ای متناسب با حجم طبقات و از طریق فرمول  مورد محاسبه قرار گرفت. هم‌چنین اطلاعات مربوط به تعداد کل جمعیت ایران و درصد هر کدام از اقوام ایرانی از مرکز آمار ایران به دست آمد[3] (جدول 1).

 جدول 1: درصد اقوام ایرانی،حجم جمعیتی هر قومیت و حجم نمونه لازم از هر طبقه (قومیت)

اقوام فارس، آذری، کرد و لر 94 درصد کل جمعیت ایران را تشکیل می‌دهند؛ بنابراین از کل جمعیت ایران، 6 درصد آن که مربوط به قوم عرب (3 درصد) و سایر اقوام (3 درصد) می‌باشد [3]، لحاظ نگردیده است. کل جمعیت ایران در سال 2000، 65730000 نفر تعیین شده است که با کم کردن 6 درصد لحاظ نشده، کل جمعیت ایران در این مطالعه 61800000 نفر فرض شده است. هم‌چنین در فرمول  که برای محاسبه حجم نمونه هر طبقه استفاده شده است، داریم: N₁= حجم جمعیت هر یک از اقوام، N= حجم کل جمعیت ایران منهای 6 درصد یاد شده،
= حجم کل نمونه با فرض قبول خطای تقریبی 3 درصد و سطح اطمینان 95 درصد (این مقدار برابر318 می باشد) و = حجم نمونه لازم از هر یک از طبقات. با توجه به اینکه افراد ساکن در خوابگاه‌ها در ارتباط با هر یک از اقوام و در نتیجه در مورد کل جامعه ایران، یک نماینده واقعی می‌باشند، بنابراین نمونه‌های اخذ شده از آن‌ها یک نمونه تصادفی از هر یک از طبقات و در نتیجه از کل جمعیت ایران می‌باشد [3].

ب- فنوتایپینگ نمونه‌ها با روش ایزوالکتریک فوکوسینگ (IEF): نمونه‌های سرمی با تکنیک ایزوالکتریک فوکوسینگ (با به کارگیری فارمالیت (9/4-2/4pH=) بر روی ژل‌های نازک mm2/0 پلی‌اکریل‌آمید و با استفاده از استانداردهای با فنوتیپ مشخص تعیین فنوتیپ شدند [4،10]. نمونه‌های استاندارد از آزمایشگاه رفرانس AAT پروفسور Cox DW در کانادا دانشگاه آلبرتا تهیه شد. مراحلی که در انجام IEF مورد استفاده قرار گرفت در جدول 2 آمده است.

جدول 2: مراحل انجام ایزوالکتریک فوکوسینگ( الکتروفورز کانونی)

نتایج

از کل 318 نمونه 201 نمونه فنوتیپ ₁M، 55 نمونه فنوتیپ ₂M، 41 نمونه فنوتیپ ₃M، 8 نمونه فنوتیپ MS، 6 نمونه فنوتیپ MZ و 7 نمونه فنوتیپ غیر از فنوتیپ‌های مورد بررسی را دارا بودند (نمودار 1). هم‌چنین 8 نمونه MS شامل 5 نمونه S₁M، دو نمونه S₂M و یک نمونه S₃M و 6 نمونه MZ  شامل 5 نمونه Z₁M و یک نمونه Z₂M بودند. بدین ترتیب با توجه به 636 آلل مورد آزمایش فراوانی آللی 5 واریانت فوق در جمعیت ایران به صورت زیر تعیین شد: ₁M (6477/0)، ₂M (1776/0)، ₃M (1305/0)، S (0126/0)، Z (0094/0) و سایر آلل‌ها (0220/0). این نتایج در نمودار 2 نشان داده شده است. بنابراین واریانت‌های طبیعی M، 6/95 درصد کل واریانت‌های AAT در جمعیت ایران را شامل می‌شوند.

بحث

فراوانی آلل M در این مطالعه (956/0) مشابه فراوانی آن در نروژ (946/0) [8]، فرانسه (946/0) [7]، ایتالیا (952/0) [7،11]، یونان (960/0) [9] و بیشتر از پرتغال (859/0) و اسپانیا (866/0) [7] می‌باشد. فراوانی آلل S (0126/0) مشابه فراوانی آن در نروژ [8]، ایتالیا [7،11]، یونان [9] و بیشتر از فرانسه ، اسپانیا و پرتغال [7] و فراوانی الل Z (0094/0) مشابه فراوانی آن در فرانسه [7]، ایتالیا [7،11]، اسپانیا [7] و بیشتر از نروژ [8] و یونان [9] است (جدول 3). هم‌چنین فراوانی این واریانت‌ها در نمونه‌های جمعیتی بالکان به صورت زیر مشخص شده است [14]: ₁M  (7361/0-6667/0)،
₂M(1793/0-1100/0)،₃M(1700/0-0992/0)،S(0105/0-0/0)، Z (0078/0-0/0) و بقیه آلل‌ها (0172/0-0/0).

مقایسه فراوانی‌های آللی AAT در ایران با کشورها و مناطق دیگر دنیا شباهت‌هایی را نشان می‌دهد با این وجود در برخی موارد تفاوت‌هایی نیز دیده می‌شود. البته این شباهت‌ها و تفاوت‌ها در فراوانی‌های آللی دیگر کشورها نیز وجود دارد. با در نظر گرفتن تمامی این موارد، می‌توان از تمایل اندک و ملایمی به سمت افزایش فراوانی آلل‌های Z و S در ایران صحبت کرد، موردی که احتمالاً به دلیل قرار گرفتن مناطق نسبتاً وسیعی از شمال و شمال غرب ایران در منطقه پر خطر واریانت‌های Z و S (منطقه قفقازی‌ها [1]) قابل توجیه می‌باشد.

جدول 3: فراوانی نسبی آلل‌های M، S و Z در برخی از کشورها

منابع

[1] Alpha-1-antitrypsin deficiency; memorandum from a WHO meeting. Bull World Health Organ. 1996; 75: 397-415.

[2] Blanco I| Fernandez E: Alpha-1-antitrypsin Pi phenotypes S and Z in Spain; an analysis of the published surveys. Respir Med.| 2001; 95(2): 109-14.

[3] Calhon D: Britannica book of the year. 2002.

[4] Cox DW| Johnson A| Fagerhol MK: Report of nomenclature meeting for alpha-1-antitrypsin. Hum Genet.| 1980; 53: 429-33.

[5] Crystal RG| Brantly ML| Hubbard RC| et al: The alpha1-antitrypsin gene and its mutations; Clinical consequences and strategies for therapy. Chest| 1989; 95(1): 196-208.

[6] Eriksson S: A 30- year perspective on alpha1-antitrypsin deficiency. Chest| 1996; 110(6suppl): 237-42.

[7] Fagerhol MK| Tenfjord OW: Serum Pi types in some European| American| Asian and African populations. Acta Pathol Microbiol Scand.| 1968; 72(4): 601-8.

[8] Fagerhol MK: Serum Pi types in Norwegians. Acta Pathol Microbiol Scand.| 1967; 70(3): 421-8.

[9] Fertakis A| Tsourapas A| Douratsos D| Angelopoulos B: Pi phenotypes in Greeks. Hum Hered.| 1974; 24(3): 313-6.

[10] Gorg A| Postel W| Westermeier R: Ultrathin-layer isoelectric focusing in polyacrylamide gels on cellophane. Anal Biochem.| 1978; 89(1): 60-70.

[11] Klasen EC| Andrea F| Bernini LF: Phenotype and gene distribution of alpha-1-antitrypsin in North Italian populaton. Hum Hered.| 1978; 28(6): 474-8.

[12] Luiti M| Seersholm N: Alpha1-antitrypsin deficiency: epidemiology of alpha1-antitrypsin deficiency. Thorax| 2004; 59(2): 164-9.

[13] Pascali VL| De Mercurio D: Determination of Alpha-1-antitrypsin subtypes in the population of Rome: a study in ultrathin laiyer isoelectric focusing. Hum Hered.| 1981; 31(5): 269-8.

[14] Scheil HG| Schuhen S| Huckenbeck W|Schmidt HD: Allele frequencies of alpha-1-antitrypsin (PI) in the Balkans. Coll Antropol| 2002; 26(2): 403-10.

[15] Serres DE: Worldwide racial and ethnic distribution of alpha1-antitrypsin deficiency: Summary of an analysis of published genetic epidemiologic surveys. Chest| 2002; 122(5): 1818.

[16] Steiner SJ| Gupta SK| Croffie JM| Fitzgerald JF: Serum levels of alpha1-antitrypsin predict phenotypic expression of the alpha1-antitrypsin gene. Dig Dis Sci.| 2003; 48(9): 1793-6.