α1抗胰蛋白酶缺乏症正常人血清中含有一种抑制蛋白酶活性的重要物质α1抗胰蛋白酶（α1-antitrypsin，α1-AT，OMIM#107400）。α1-AT为肝脏合成的一种糖蛋白，由一条400个左右氨基酸的肽链及4条糖链构成，α1-AT不仅存在于血浆中，还广泛分布于尿液、唾液、支气管分泌物、泪液、脑脊液、羊水、初乳等体液，以及某些组织细胞的胞浆中。能抑制血清中大约90%的胰蛋白酶、血纤维蛋白溶酶、激肽释放酶、胶原酶、凝血酶和弹性蛋白酶等的活性。α1-AT基因位于14q32.1，为常染色体上的复等位基因，呈常染色体共显性遗传。α1-AT基因位于14q32.1，全长约12.3kb，含有7个外显子（A～G）、6个内含子（Ⅰ～Ⅵ）。α1-抗胰蛋白酶缺乏症（α1-AT deficiency）是一种由α1-AT基因突变引起的常染色体隐性遗传病，其特征是血清中α1-AT水平下降。突变型最初在北欧、高加索人种中发现，以后传遍欧洲，又由于移民传至美国和其他国家。
最常见的α1-AT基因突变型是S型和Z型，都属于单碱基改变型。S型较Z型更常见，还有一种无效型（nul1-null）很少见，其他突变型更罕见。S突变型是α1-AT基因的外显子Ⅲ中发生单个碱基取代，致使合成的α1-AT分子中的264Glu被264Val代替。这使得α1-AT分子中的离子键丢失，改变了α1-AT分子内部的结构，分子稳定性受到影响。Z突变型是α1-AT外显子E中发生单个碱基取代，其合成的α1-AT分子中的342Glu 被342Lys代替，这也使离子键丢失，α1-AT分子的稳定性也受影响。无效突变个体的α1-AT合成细胞中，α1-AT mRNA转录物缺失，表型的血清中完全测不到α1-AT，Z型和无效型个体都易发生肺气肿。
