线粒体遗传病是指由线粒体及其DNA的结构和功能异常引起的以能量代谢异常为主要表现的线粒体病(mitochondrialdisorders)可导致全身多组织和器官的能量代谢异常,尤以肌肉和神经组织显著。不同于经典的孟德尔遗传病,线粒体及线粒体DNA(mitochondrialDNA,mtDNA)呈独特的母系遗传,除常见点突变外,mtDNA大片段缺失与重排、mtDNA拷贝数过高或过低都会引起不同程度的疾病表现。作为遗传代谢病中的一组疾病,线粒体病在儿童中的总体发病率达1/左右,成年人患病率约1/。线粒体在机体内扮演着多种角色,其氧化磷酸化作用是机体能量代谢的基础,此外,线粒体还参与细胞分化、信息传递等过程,并参与调控细胞生长和细胞周期。线粒体病单纯引起肌肉症状,称之线粒体肌病,若同时累及到脑部,称线粒体脑肌病。
新生儿期发病的线粒体病以Leigh综合征和Pearson综合征(骨髓-胰腺综合征)多见;婴幼儿或儿童期发病的线粒体病一般较为严重,呈进行性或阶段进展性病程,以KSS、MERRF综合征多见;青少年或成年线粒体病则以双眼视力下降、卒中样发作、肌阵挛癫痫、肌无力、眼睑下垂和复视、糖尿病、胃肠疾病等为主,多见于Leber遗传性视神经病、母系遗传糖尿病和耳聋。mtDNA缺失也与男性不育、耳聋、线粒体缺失综合征等多种疾病相关。
表六种主要的线粒体疾病的症状与体征
受累器官与诊断要素
症状和体征
Δ-mtDNA相关疾病
t-RNA相关疾病
ATP酶6相关疾病
KSS
Pearson
MERRF
MELAS
NARP
MILS
中枢神经系统
癫痫发作
-
-
+
+
-
+
共济失调
+
-
+
+
+
+/-
肌阵挛
-
-
+
+/-
-
-
精神运动发育迟滞
-
-
-
-
-
+
精神运动倒退
+
-
+/-
+
-
+
偏瘫/偏盲
-
-
-
+
-
-
皮质盲
-
-
-
+
-
-
偏头痛样头痛
-
-
-
+
-
-
肌张力障碍
–
-
-
+
-
+
周围神经
周围神经病
+/-
-
+/-
+/-
+
-
肌肉
肌无力
+
-
+
+
+
+
眼肌麻痹
+
+/-
-
+/-
-
-
上睑下垂
+
-
-
+/-
-
-
眼
视网膜色素变性
+
-
-
-
+
+/-
视神经萎缩
-
-
-
-
+/-
+/-
白内障
-
-
-
-
-
-
血液系统
铁粒幼细胞性贫血
+/-
+
-
-
-
-
内分泌系统
糖尿病
+/-
-
-
+/-
-
-
身材矮小
+
-
+
+
-
-
甲状旁腺功能减退
+/-
-
-
-
-
-
心脏
传导阻滞
+
-
-
+/-
-
-
心肌病
+/-
-
-
+/-
-
+/-
胃肠道
胰腺外分泌功能障碍
+/-
+
-
-
-
-
假性肠梗阻
-
-
-
-
-
-
耳鼻喉
感音神经性耳聋
-
-
+
+
+/-
-
肾脏
Fanconi综合征
+/-
+/-
-
+/-
-
-
实验室检查
乳酸酸中毒
+
+
+
+
-
+/-
肌肉活检(破碎红纤维)
+
+/-
+
+
-
-
遗传方式
母系遗传
-
+/-
+
+/-
+
+
散发
+
-
-
-
-
-
KSS,Kearns–Sayresyndrome(Kearns–Sayre综合征);MELAS,mitochondrialencephalomyopathy,lacticacidosis,andstroke-likeepisodes(线粒体脑肌病伴高乳酸血症和卒中样发作);MERRF,myoclonusepilepsywithragged-redfibres(肌阵挛性癫痫伴破碎红纤维);MILS,maternallyinheritedLeighsyndrome(母系遗传Leigh综合征);NARP,neuropathy,ataxiaandretinitispigmentosa(神经病,共济失调和视网膜色素变性综合征)
图1:线粒体呼吸链
图2:线粒体疾病谱:Cytb,cytochromeb(细胞色素b);FBSN,familialbilateralstriatalnecrosis(家族性双侧纹状体坏死);LHON,Leberhereditaryopticneuropathy(Leber遗传性);LS,Leighsyndrome(Leigh综合征);MELAS,mitochondrialencephalomyopathy,lacticacidosis,andstroke-likeepisodes(线粒体脑肌病伴高乳酸血症和卒中样发作);MERRF,myoclonusepilepsywithragged-redfibres(肌阵挛性癫痫伴破碎红纤维);MILS,maternallyinheritedLeighsyndrome(母系遗传Leigh综合征);NARP,neuropathy,ataxiaandretinitispigmentosa(神经病,共济失调和视网膜色素变性综合征);ND,NADH-dehydrogenase(NADH脱氢酶);PEO,progressiveexternalophthalmoplegia(进行性眼外肌麻痹)
[参考文献]
1.DiMauroS,SchonEA,CarelliV,HiranoM.Theclinicalmazeofmitochondrialneurology.NatRevNeurol.Aug;9(8):-44.
2.张萌,司艳梅,赵娟线.粒体遗传病的分子遗传学特征及其研究进展.中华医学遗传学杂志.年10月第33卷第5期.
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