Das zur Gruppe der Serin-Proteinaseinhibitoren gehörende α1-Antitrypsin (α1-AT) macht etwa 90% der gesamten α1-Globuline im Humanserum aus. Die Funktion besteht hauptsächlich in einer Inhibierung der Elastase aus Granulozyten. Bei Aktivitätsmangel von α1-Antitrypsin ist Elastase in der Lage Lungengewebe zu zerstören. Bestimmte Defektproteine vom α1-Antitrypsin (ZZ-Genotyp) akkumulieren in den Leberzellen nach ihrer Synthese, so dass eine Hepatopathie bis zur Zirrhose resultieren kann.

Die wichtigsten Allele des Proteinaseinhibitors werden mit M, S und Z bezeichnet. Das M-Allel findet sich homozygot (MM) bei 90% der Bevölkerung und bedingt eine normale α1-Antitrypsinaktivität. Das S-Allel findet sich homozygot (SS) bei 0,1% der Bevölkerung und führt zu einer mäßigen Aktivitätseinschränkung (auf 50 bis 60%), während das Z-Allel homozygot (ZZ) nur bei 0,04% der Bevölkerung vorkommt und die Aktivität von α1-Antitrypsin auf 10% herabsetzt. Daneben gibt es noch die kombinierten Genotypen MZ und SZ, ebenfalls mit reduzierter α1-AT-Aktivität. Patienten mit α1-Antitrypsinmangel haben ein mindestens 20-fach erhöhtes Risiko für die Entwicklung eines Lungenemphysems. 80 bis 90% der ZZ-Individuen werden ein Emphysem ausbilden. Rauchen beschleunigt die pathologischen Veränderungen beträchtlich.

Etwa 20% der Individuen mit dem ZZ-Genotyp entwickeln schon frühzeitig eine Leberzirrhose; das Risiko für ein primäres Leberzellkarzinom ist ebenfalls erhöht.