常见的线粒体病及诊断
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线粒体疾病的诊断与治疗“我把所有的鸡蛋都放在一个篮子里”,这是足球名将厄齐尔曾经说过的一句话。
然而,如果我们再换一种方式来理解这句话,就不难得出对人体健康的启示:人体的细胞有着无穷的能量来源,而线粒体则是这一能量之源的主要来源。
那么,当这个能源来源出现问题的时候,人的机体就会出现问题,这就是线粒体疾病。
线粒体疾病是一种常见的神经系统遗传性疾病,而其诊断与治疗一直是医学界关注的热点之一。
在这篇文章中,我们将讨论线粒体疾病的诊断和治疗的现状,并对未来的发展做出一些展望。
一、线粒体疾病的诊断线粒体疾病是一种遗传性疾病,可以分为两种类型:常染色体显性遗传和线粒体遗传。
其症状主要集中在神经系统和肌肉系统上,包括肌肉无力、肢体活动受限、形体变形、智力低下,甚至会出现失明、聋等严重症状。
目前,临床上大多数的线粒体疾病没有标准的药物可以治疗,只能通过对症治疗缓解病情。
因此,准确诊断线粒体疾病的类型和程度对于制定个性化治疗方案非常重要。
1. 化验检查线粒体疾病较早的一个诊断方法是化验检查,通过对尿、血、脑脊液等的化验,结合患者的症状判断是否出现线粒体疾病。
这种方法的优点是简单、方便、快速,但它只能初步判断患者是否患有线粒体疾病,无法确定线粒体缺陷的性质和程度。
同时,由于线粒体疾病症状多样化,未必每个患者都可以通过化验检查来确诊。
2. 直接序列分析随着科技的发展,直接序列分析(直接核苷酸分析法)在线粒体疾病的诊断上的应用日益广泛。
直接序列分析通过对患者的线粒体DNA进行基因分析,以判断该患者是否存在基因突变而引发线粒体疾病的可能。
这种方法的优点是能够判断基因的突变产生的蛋白质是否会导致线粒体缺陷,从而判断疾病的程度和性质,是目前诊断线粒体疾病的最主要方法之一。
3. 听诊法听诊法是医生利用特殊的听诊器来检查患者的心脏是否存在问题的一种诊断方法。
现在,这种方法也成为了线粒体疾病的一种特殊的检查方法。
由于线粒体缺陷常常会引发心脏问题,如心肌病、室壁瘤等,听诊法可以通过听取患者心脏的声音来判断患者是否存在心脏异常,从而对线粒体疾病进行初步的诊断。
线粒体的功能与疾病人体内有许多微小的细胞器,其中一种重要的细胞器就是线粒体。
线粒体被称为细胞的“能量中心”,是生物合成的关键地点。
线粒体不仅能够供能,而且还参与到细胞的呼吸作用和许多其他生物过程中。
本文将详细阐述线粒体的功能以及与线粒体相关的疾病。
一、线粒体的功能1. ATP合成线粒体最重要的功能之一是合成ATP分子,也就是细胞能量的源泉。
线粒体内的三个关键酶系统通过电子传递链来催化ATP分子的生成,此过程也被称为氧化磷酸化。
在这个过程中,线粒体通过将食物转化为能量而满足细胞对能量的需求。
2. 代谢物的合成除了能量供应外,线粒体还合成一些细胞代谢所必需的催化物质。
例如,线粒体合成尿素的过程是代谢蛋白质和氨基酸时所必需的过程。
3. 脂肪酸氧化线粒体中的另一个关键酶系统是脂肪酸氧化,是体内已知的最重要的能量来源之一。
当身体没有足够的碳水化合物来进行代谢时,线粒体可以利用脂肪酸分子来供能。
4. 钙离子的储存和释放线粒体还可以扮演储存和释放细胞内钙离子的角色。
当细胞内钙离子浓度过高时,线粒体就会吸收和储存这些离子。
一旦细胞需要释放钙离子的时候,线粒体就会释放它们到细胞内。
二、线粒体相关的疾病线粒体与多种疾病的发展过程有着千丝万缕的联系。
大多数的线粒体疾病是由线粒体基因突变引起的,这些基因突变会导致线粒体功能失调。
线粒体疾病的表现形式多种多样,范围广泛,从肌肉无力、癫痫、中风、心肌病到失明、聋等都可能与线粒体有关。
1. 线粒体脑肌病线粒体脑肌病通常是由线粒体DNA的突变引起的,导致线粒体无法正常工作。
这种疾病的症状包括肌无力、表现出代谢性酸中毒、半身不遂等等。
2. 非细胞质性线粒体疾病非细胞质性线粒体疾病是由不遗传线粒体DNA的突变引起的。
这种疾病可以在任何生命阶段诱发,而且在同一家庭中不同的人也可能表现不同的临床症状。
3. 线粒体糖尿病线粒体糖尿病是由线粒体DNA的突变或线粒体功能低下导致的糖尿病类型。
线粒体DNA遗传变异疾病关联性分析引言:线粒体是细胞内的一个重要器官,负责合成细胞所需的能量。
线粒体中存在自身的DNA,即线粒体DNA(mtDNA)。
mtDNA 的变异可能会引起一系列线粒体相关疾病,包括神经系统疾病、肌肉疾病、心血管疾病等。
本文将探讨线粒体DNA遗传变异与疾病的关联性分析。
一、线粒体DNA突变及其疾病相关性1. 常见线粒体DNA突变线粒体DNA的突变主要分为点突变和重排突变两种类型。
点突变包括碱基替代、插入和缺失,重排突变则包括线粒体基因组的重排和拷贝数变异。
常见突变包括m.3243A>G、m.1555A>G、m.8344A>G等。
2. 线粒体DNA突变引发的疾病线粒体DNA突变引发的疾病具有多样性和系统性。
神经系统疾病包括Leber遗传性视神经病变、MELAS综合征(线粒体脑肌病、卒中样发作综合征)、MERRF综合征等;肌肉疾病包括线粒体肌病、三废综合征;心血管疾病包括心肌病、心律失常等。
此外,尚存在与胰腺肿瘤、视网膜色素变性、耳聋以及肾脏疾病等多种疾病存在关联的证据。
二、线粒体DNA遗传变异与疾病关联分析方法1. 群体遗传学方法群体遗传学方法主要通过研究目标突变在病人群体中的分布情况,评估其与特定疾病之间的关联程度。
这种方法通常采用病例对照研究设计,并结合各种统计学方法,如卡方检验、逻辑回归分析等。
2. 个体遗传学方法个体遗传学方法主要通过分析个别病人或家庭中的线粒体突变情况来研究其与疾病的关系。
其中,家系分析可通过构建家系树,确定突变与疾病之间的传递规律,推测突变的致病性。
此外,也可以借助体细胞杂交、特定基因敲除等技术手段,在动物模型中再现突变引发的疾病现象,进一步验证遗传变异与疾病之间的关联。
三、线粒体DNA突变疾病诊断与治疗1. 线粒体DNA突变的诊断线粒体DNA突变的诊断主要包括临床表型分析、线粒体DNA突变检测和病理学检查。
临床表型分析是基于病人的临床表现、家族史以及实验室检测结果等综合判断。
线粒体功能与疾病线粒体是细胞中的一个重要细胞器,它在人体内起着关键的能量代谢和调节作用。
线粒体内的功能障碍或突变,在一些疾病的发生和发展中起着重要作用。
本文将探讨线粒体功能的重要性以及与疾病之间的关联。
一、线粒体功能的重要性线粒体是细胞内的“能量中心”,主要通过氧化磷酸化过程合成三磷酸腺苷(ATP),这是细胞内能量的储存和释放单位。
线粒体还参与细胞信号转导、钙离子平衡、细胞凋亡等多个生物学过程。
因此,线粒体功能对于维持正常的细胞代谢和生理功能至关重要。
二、线粒体疾病的分类线粒体疾病是由于线粒体内部的突变、缺陷或功能障碍引起的一类疾病。
根据临床表现和遗传方式的不同,线粒体疾病可以分为以下几类:1. 线粒体DNA突变引起的疾病:线粒体DNA突变可遗传自母系,主要影响线粒体细胞的能量代谢功能,导致机体在能量供应和细胞代谢方面出现问题。
其中,常见的疾病包括线粒体脑肌病(MELAS)、线粒体脱氢酶复合体Ⅱ/Ⅲ缺乏症等。
2. 核基因突变引起的疾病:核基因突变影响线粒体的合成、运输和功能,会导致线粒体的结构和功能异常。
这类疾病中最常见的是线粒体酶复合体Ⅰ缺乏症、线粒体酶复合物Ⅳ缺乏症等。
3. 线粒体融合和分裂异常引起的疾病:正常的线粒体需要不断发生融合和分裂过程来维持其数量和功能。
而当融合和分裂过程异常时,会导致线粒体形态异常和功能受损,例如Charcot-Marie-Tooth病。
4. 环境因素引起的线粒体疾病:一些外界因素,如辐射、药物、化学物质等,也可导致线粒体功能障碍,引发线粒体疾病。
例如,长期使用抗逆转录病毒药物可导致线粒体损害。
三、线粒体疾病的症状和诊断线粒体疾病的临床表现多样,症状涉及多个系统,如神经系统、肌肉、心脏、肝脏等。
常见的症状包括肌肉无力、神经系统症状(智力发育迟缓、运动协调障碍等)、代谢性疾病(糖尿病、肝功能异常等)等。
诊断线粒体疾病主要依靠病史、临床表现、实验室检查和遗传学检测。
例如,通过线粒体DNA测序可检测到线粒体DNA的突变,帮助确定诊断。
引言概述:特殊类型糖尿病指的是与线粒体功能缺陷相关的糖尿病。
线粒体是人体细胞内能量的主要生产场所,其功能异常可能导致胰岛素分泌障碍和胰岛素抵抗。
线粒体糖尿病常见于儿童和年轻成人,与常见的Ⅰ型和Ⅱ型糖尿病表现不同。
本文将详细探讨线粒体糖尿病的病因、临床表现、诊断方法、治疗和预后等方面的内容。
正文内容:一、病因1.线粒体遗传突变:线粒体糖尿病主要由线粒体DNA的遗传突变引起,常以突变基因传递给后代。
2.线粒体功能缺陷:线粒体功能缺陷是线粒体糖尿病的主要病理特征,例如线粒体呼吸链的障碍会影响葡萄糖酸化和ATP产生。
3.线粒体DNA复制缺陷:线粒体DNA复制缺陷会导致线粒体DNA含量减少,进而影响线粒体功能。
二、临床表现1.早起表现:线粒体糖尿病常在婴幼儿期或青少年期发病,最早的表现是生长迟缓、发育迟缓和肌肉松弛。
2.运动耐力差:患者运动耐力显著降低,常在运动中出现疲劳、呼吸急促等症状。
3.多系统受累:线粒体糖尿病除了糖尿病外,还可累及多个系统,如神经系统、心血管系统、肌肉系统等。
4.代谢性紊乱:患者常伴有代谢性酸中毒、乳酸蓄积、高尿酸血症等代谢紊乱。
三、诊断方法1.临床表现和家族史:对于早发型糖尿病患者,结合家族史进行初步判断。
2.血液和尿液检查:通过检测空腹血糖、糖化血红蛋白和尿液中的葡萄糖和酮体等指标,辅助判断是否存在糖尿病。
3.线粒体功能及基因检测:通过测定线粒体功能指标和基因突变,可以得出线粒体糖尿病的确诊。
四、治疗方法1.药物治疗:对于线粒体糖尿病患者,常规的降糖治疗可能无效,可考虑使用胰岛素、胰岛素增敏剂等药物进行治疗。
2.营养干预:合理的饮食结构和营养补充对线粒体糖尿病患者的管理至关重要,应遵循低糖、高蛋白、适量脂肪的原则。
3.医疗干预:针对多系统受累的患者,需要根据具体症状进行相应的医疗干预,如酸碱平衡调节、心脏功能支持等。
五、预后1.预后不良因素:线粒体糖尿病的预后受多因素影响,如发病年龄、病情严重程度、治疗及管理水平等。
简析线粒体病的检测与诊断方法随着现代医学技术的不断发展,人类能够更加准确地检测和诊断各种疾病。
其中,线粒体病作为一种常见的遗传性疾病,其检测和诊断方法也得到了越来越多的重视。
本文将对线粒体病的检测和诊断方法进行简析,希望能够对广大读者有所帮助。
一、背景知识要了解线粒体病的检测和诊断方法,就需要先了解一些背景知识。
线粒体是细胞内的一种特殊结构,其主要功能是生成能量。
线粒体病是一种由于线粒体DNA发生突变而引起的疾病,在临床表现上常常表现为代谢障碍、神经系统疾病和肌肉无力等症状。
目前已知的线粒体病种类很多,可以按临床表现、病因、病理和遗传方式等分类。
其中,常见的线粒体遗传性疾病包括MELAS 综合征、MERRF综合征、Leber眼肌萎缩症等。
二、检测方法1.线粒体DNA测序线粒体DNA测序是一种比较常见的检测方法,其主要目的是检测线粒体DNA序列中是否存在突变。
这种方法可以通过PCR 扩增线粒体DNA或通过高通量测序等技术直接对线粒体DNA进行测序,从而确定是否存在突变。
但是,由于线粒体DNA自身有多份拷贝,有些突变只存在于一部分线粒体DNA中,因此检测的准确性受到一定限制。
2.嵌合PCR嵌合PCR是一种特别针对线粒体DNA检测设计的技术,主要用于检测那些只存在于某个细胞或某个组织中的线粒体DNA序列突变。
通过将突变的线粒体DNA片段与正常线粒体DNA片段嵌合,形成新的DNA序列,再通过PCR扩增来检测荧光浓度的变化,就可以较精确地检测出线粒体DNA的突变情况。
3.蛋白质表达检测蛋白质表达检测主要是针对线粒体病的临床表现进行研究的一种方法。
通过检测诸如线粒体膜分子、酶类和结构蛋白等多种蛋白质的表达情况,可以探究线粒体病的产生和进展机制,为疾病的诊断和治疗提供依据。
三、诊断方法1.临床表现综合分析线粒体病的临床表现十分复杂,且症状各异,因此仅通过一种检测方法很难做出准确的诊断。
为此,需要结合临床表现综合分析,如体征、影像学、生化检查等,从多个方面进行评估,以确定疾病的具体类型和进展情况。
线粒体疾病的诊断和治疗方法的研究线粒体疾病是一类常见但却鲜为人知的疾病,它是由线粒体内功能障碍所致,一般常见于儿童和年轻人,可导致多个器官系统的疾病。
线粒体是细胞内生命活动的重要场所,参与细胞的能量代谢、维护细胞内环境的平衡和细胞的增殖、分化等生命基本过程。
因此,线粒体的功能异常将会影响细胞内的各项生命活动。
下面将从诊断、治疗两方面,简单介绍我们目前对线粒体疾病的认识和探索。
诊断线粒体疾病的诊断目前来看仍然是一个难题,这是由于该疾病的症状和表现多样,缺乏特异性,往往出现在多个器官系统内,如肌肉、神经、视网膜、内分泌系统等。
同时,线粒体疾病也常常伴随着遗传因素的干扰,许多病例并不会出现典型的症状。
因此,对于线粒体病的诊断需要全面的进行临床检测和辅助检查。
临床症状:许多线粒体疾病的症状表现比较普遍,例如全身感觉疲乏、肌肉无力、呼吸困难、癫痫等。
此时对患者的详细询问和病史的了解是必不可少的,医生需仔细评估患者的体征、病历资料和家族遗传史等方面的信息。
造影和测定指标:线粒体分布在全身各个组织器官中,使得通过影像学方法如CT、MRI等进行病变的检测,一定程度上会受到干扰。
而且,线粒体疾病的临床症状和表现与常规检查指标如血常规、生化指标等也不一定存在明显关联。
因此,我们现在的主要诊断方法是靠一些特异性检测指标,如乳酸、酮体、ATP和线粒体形态进行辅助诊断。
遗传学检测:许多线粒体疾病是由基因突变或缺陷所致。
这些突变和缺陷可以遗传给下一代,因此,在进行线粒体病的诊断时,医生需要判断患者是否有家族遗传史,并进行基因筛查。
治疗目前,我们对线粒体疾病的治疗还没有明确的方法。
缺陷线粒体中所存在的异常基因突变无法通过一些传统的治疗手段进行修复或替换。
我们需要进行精确的疾病鉴定和诊断,以帮助患者进行针对性的治疗。
补充线粒体营养物与药物治疗:一些补充线粒体营养物质的临床试验,如硫酰胺、辅酶Q10、网格胶体线粒体和箭毒素滴注液等,表现出一定的疗效。
线粒体功能与疾病近年来,人们对线粒体的研究越来越深入。
线粒体是细胞内的重要器官,它主要负责细胞内的能量代谢。
线粒体功能的异常或损伤与很多疾病的发生有关,比如肌肉疾病、神经系统疾病、心血管疾病等等。
本文将围绕线粒体功能与疾病展开讨论。
一、线粒体的结构与功能线粒体是一种细胞内的双层膜结构,大小约为细胞的1/4~1/3。
它主要有三个特殊的结构:外膜、内膜和基质。
其中外膜为线形结构,内膜呈泡状结构,基质为内膜包裹的空间。
线粒体内存在许多的酶和蛋白质,它们参与到细胞内的能量代谢过程中。
此外,线粒体还具有自我复制和自我修复的能力,这是其能够完成其生物学功能的重要保证。
线粒体最具有代表性的功能就是能量转换。
它通过细胞内的呼吸链和氧化磷酸化反应,将细胞内的有机物分解成CO2和H2O,同时生成一定量的ATP,供细胞使用。
这个过程被称为线粒体内呼吸。
除此之外,线粒体还可以参与调控钙离子的浓度、调节细胞分化、维持细胞内电解质平衡等功能。
因此,线粒体的功能非常复杂,也非常重要。
二、与线粒体相关的疾病线粒体功能异常会导致一系列的疾病,这些疾病的临床表现多样化,但通常都伴随着细胞能量代谢的障碍。
下面将介绍部分与线粒体相关的疾病。
1. 线粒体病线粒体病指的是一类由于线粒体功能障碍引起的疾病,这种病多数来自遗传,大约有三分之一的线粒体疾病是这种病形式。
患者表现为各种各样的病症,包括肌无力、眼睛视力减退、听力障碍、智力障碍等。
这种病目前比较难以治疗,但可以通过改变生活方式和药物治疗来减轻痛苦。
2. 神经系统疾病神经系统疾病包括帕金森病、阿尔茨海默病、亨廷顿病等。
这些病的共同点是导致神经系统功能受损,表现为记忆力下降、情绪不稳定等。
最新研究发现,这些疾病可能与线粒体功能异常相关,因为脑细胞具有较高的能量消耗,而线粒体异常就会导致细胞能量供应不足,从而导致功能障碍。
3. 心血管疾病心血管疾病是一类有许多疾病的总称,这些疾病包括高血压、冠心病、心肌梗死等。
线粒体糖尿病糖尿病是一种常见的慢性代谢性疾病,影响着全球数亿人口的健康。
然而,很少有人听说过线粒体糖尿病,它是一种特殊类型的糖尿病,与线粒体功能紊乱有关。
本文将探讨线粒体糖尿病的原因、症状、诊断和治疗,以增加人们对该疾病的了解。
一、线粒体糖尿病的原因线粒体是细胞内的一种重要器官,主要参与能量的产生和调节。
线粒体糖尿病是由于线粒体功能异常导致能量代谢紊乱,进而引发糖尿病。
线粒体糖尿病可以由多种原因引起,包括线粒体DNA的突变、线粒体膜脂的异常以及线粒体酶的缺乏等。
二、线粒体糖尿病的症状线粒体糖尿病的症状与普通糖尿病类似,主要表现为多尿、多饮、多食、体重下降、乏力、视力模糊以及伤口不易愈合等。
然而,与普通糖尿病不同的是,线粒体糖尿病患者可能还伴随着其他线粒体功能异常引起的症状,如群体性发抖、运动协调障碍等。
三、线粒体糖尿病的诊断诊断线粒体糖尿病需要通过一系列的检查和测试来确定。
常见的诊断方法包括血糖测定、神经系统检查、肌肉活检以及线粒体DNA的测序等。
同时,还可以使用线粒体功能评估的方法,如线粒体呼吸链功能测试等,以进一步确认诊断。
四、线粒体糖尿病的治疗目前,对于线粒体糖尿病的治疗尚无特效药物。
因此,针对线粒体功能异常的治疗成为主要的治疗策略。
一些潜在的治疗方法包括服用抗氧化剂、补充辅酶Q10、进行物理疗法等。
此外,控制血糖和其他相关症状也是治疗中的重要环节。
五、预防和管理虽然目前还没有明确的预防线粒体糖尿病的方法,但我们可以采取一些措施来降低患病风险。
保持良好的生活习惯,均衡饮食,适量运动以及定期体检都可有助于降低疾病的发生。
对于已经患有线粒体糖尿病的患者,定期随访和规范治疗是管理该疾病的关键。
结论线粒体糖尿病是一种与线粒体功能紊乱有关的特殊类型糖尿病。
了解其原因、症状、诊断和治疗方法对于早期发现和有效控制该疾病具有重要意义。
希望随着对线粒体糖尿病的深入研究,能够找到更好的治疗方法,提高患者的生活质量。
常见的线粒体病及诊断线粒体病是指线粒体DNA的缺陷所造成的疾病,包括线粒体DNA的重复、缺失及点突变。
线粒体DNA缺陷的遗传方式非常特殊,是母体对子代的垂直遗传,不受子代性别的影响。
这是由于受精卵的全部线粒体DNA来自卵细胞,精子不提供任何线粒体[1]。
线粒体DNA缺陷的另一个特点是不同家系之间、不同个体之间的临床表现可以有很大差异。
造成这种变异的原因很多,例如细胞内发生DNA 突变的线粒体数量与正常线粒体数量的比例。
只有当含有突变DNA的线粒体超过一定数量时,细胞功能的异常才能得以表达,这就是“阈值效应”。
在有丝分裂过程中,子代细胞内正常线粒体与DNA突变线粒体的比例不仅可能与亲代细胞不同,而且两个子代细胞之间也不相同。
子代细胞之间线粒体的差异,造成不同组织的细胞之间有线粒体成分的差异,因此同一家系的不同个体,由于各种组织受累程度的不同,其临床表现就可能有不同[2]。
一、常见的线粒体病主要有:线粒体神经胃肠脑肌病(MNGIE)由mtDNA上的胸腺嘧啶磷酸酶基因22q13 突变引起[3],通常在20岁之前发病,发病时会出现反复发生异常疼痛、呕吐、腹泻,并伴有进行性外展神经麻痹、痴呆伴脑白质营养不良、感觉丧失及肌肉无力等神经症状,放射诊断显示胃肠蠕动迟缓、胃张力缺乏、十二指肠膨胀。
肌阵挛性癫痫伴肌肉蓬毛样红纤维综合征(MERRF)是以进行性肌阵挛伴癫痫、共济失调、肌病、耳聋和轻度痴呆为特征的母系遗传病。
患者肌纤维紊乱、粗糙,线粒体形态异常并在骨骼肌细胞中积累,大多数有慢性进行性痴呆,部分有感觉性听力丧失、颈肩部脂肪过多。
曾怀疑肌阵挛性癫痫伴肌肉蓬毛样红纤维综合征是由于m tDNA 的变异引起,但后来的研究表明M ERRF是由于线粒体tRNA 的8344 或8356 或8363 位碱基的点突变引起的疾病[4]。
慢性进行性眼外肌麻痹综合征(KSS)由于mtDNA大片段缺失所致的一种粒体病,20 岁以前发病,主要表现为眼肌麻痹、色素性视网膜炎,视力丧失,小脑共济失调、痴呆, 心肌传导功能障碍和脑脊液蛋白增多等症状。
某些病人也有视神经萎缩、听力丧失、心肌病、肾衰、糖尿病、乳酸酸中毒和慢性腹泻。
mtDNA 片段的缺失起源于胚胎发生早期,多发生于重链与轻链两个起始点之间,有明显家族史, 并且这些病变的严重程度差异很大[5]。
线粒体脑肌病伴高乳酸血症和卒中样发作综合征(MELAS)多是由mtDNA第3243或3271或3252 或3291号碱基[6]发生点突变造成的一种线粒体疾病,其中由第3243号碱基突变引起的病例最常见,由第3252 与3291号碱基突变引起的病例很少见。
该病在2-10岁儿童中多发,患病儿童多表现为表现为发育迟缓,反复性头痛、反复癫痫发作、智力迟钝、听力减弱、呕吐、抽搐、易疲劳等。
代谢检查显示多数病例乳酸酸中毒,肌活检查显示破碎红纤维,血管染色显示琥珀酸脱氢酶强阳性,CT检查可见枕叶脑软化,病灶范围与主要脑血管分布不一致,常见脑萎缩、脑室扩大和基底节钙化。
原发性线粒体脑病Leigh 综合征是由于nDNA或mtDNA突变所引起的一组以基底节、小脑、丘脑血管增生和多部位对称性海绵状变性为特征的遗传病。
nDNA 突变导致的COX缺陷, mtDNA上ATP酶基因6 T8993G和T8993C的突变,亮氨酸tRNA的A3243G和赖氨酸tRNA的G8344A的突变都可以引起Leigh 综合征[7]。
患病者通常在出生后1-2 年内出现进食困难、生长发育迟滞和张力低下,随后出现生长退化、眼外肌麻痹、视神经萎缩、癫痫发作和窒息,一般发作数年后死亡,期间会出现反复性恢复和复发。
MRI发现下丘脑核团、脑干、基底节、小脑干和脑室周围有损伤性病灶,之后脑会出现慢慢萎缩,当基底节到受影响时,MRI和光镜分析发现乳酸增加。
Leber遗传性视神经病(LHON) 是一种主要累及黄斑束纤维,导致视神经退性变的线粒体性遗传病。
该病母系遗传病且倾向于男性发病,发病原因主要是由于mtDNA第11778碱基对发生突变引起[8],一般在20-30岁发病,最初的症状表现是视神经中心部机能消失, 随后色觉丧失、失明,且视力很少能恢复,另外还伴有神经、心血管及骨骼肌等系统异常。
Pearson综合征是一种由mtDNA缺失或加倍所致一种线粒体疾病。
多发生于婴儿时期,主要影响骨髓,表现为各类血细胞(白细胞、血小板、巨噬细胞)减少性贫血, 张力减低、生长停滞、身材矮小等症状,患儿多死于骨髓衰竭和反复输血并发症,而且患儿很少能活过婴儿期,就算存活也多发展成KSS 综合征,有乳酸酸中毒、生长落后、胰腺功能障碍、线粒体肌病、进行性神经系统功能障碍等。
二、线粒体病的临床诊断DNA检测:线粒体病mtDNA突变主要为点突变和大片段缺失。
检测mtDNA点突变最常用的方法是聚合酶链反应-限制性片段长度多态性( PCR-RFLP)分析,检测时应对所有可能出现的突变进行检测, 常见的突变主要有A3243G、T3271C、A8344G、G8363A、T8993C /G、T9176C、A1555G、G13513A。
对mtDNA片段缺失的检测通常可采用长片段PCR方法和Southern转膜法。
长片段PCR方法是选择两对引物分别扩增mtDNA5200216427 和1575625739 两个片段,根据扩增产物的琼脂电泳条带来判断有无缺失。
对有片段缺失的样本,可通过限制性内切酶消化,琼脂电泳,对缺失的部位进行粗略定位。
再据此设计出引物,对含有缺失的部位进行PCR扩增,然后对扩增的产物进行直接测序以明确缺失的确切部位。
生化检测:线粒体呼吸链功能缺陷的生化检查对线粒体病基因诊断的选择具有一定的指导意义。
对于有nDNA突变引起的隐性遗传病通常会引起严重的酶复合物活性下降,而对于有mtDNA 缺陷引起的隐性遗传病酶复合物活性可以从正常到一个或多个联合缺陷等多种情况。
聚丙烯酰胺凝胶电泳( PAGE) 可以用来检测复合物的完整性,尤其用于复合物Ⅴ活性的检测。
CN-PAGE 能更干净有效地将复合物从线粒体内膜上分离出来。
乳酸和丙酮酸的水平在一定程度上反映了线粒体的功能,因此对乳酸和丙酮酸进行检测对线粒体病的诊断是很有意义的。
对线粒体疾病的诊断一般测定有氧和无氧情况下运动前后的乳酸和丙酮酸水平。
在患有MERRF综合征、KSS、Leigh 和处于MELAS综合征急性发作期的患者的血清和脑脊液中均有乳酸和丙酮酸增高的现象[9]。
乳酸和丙酮酸同时增高或其比值异常,均不能确诊为是线粒体病,不排除是其他疾病的可能性,如要确诊还需行肌活检组织中的线粒体呼吸链酶复合体的测定、肌后活检组织病理学检查和分子生物学分析。
肌肉活检:对某些疑似线粒体病进行肌肉活检是很有必要的,有助于排除其他神经肌肉疾病。
多数线粒体病的患者肉膜下会出现破碎样红纤维(RRF), 肌纤维细胞色素C氧化酶(COX)缺失, 血管琥珀酸脱氢酶(SDH)反应增强的现象。
因此,对疑似线粒体病的肌肉活检主要是对这三种物质的检测、但也有一部分线粒体病,如Leber遗传性视神经病、Leigh脑病和神经源性肌无力、共济失调和视网膜色素变性(NARP)综合征,其肌肉活检完全正常或仅表现为肌纤维轻度大小不等。
并且,RRF和COX缺失纤维也不是线粒体病特有的病理变化,因此,肌活检正常并不能排除线粒体病的诊断,还需要借助于其他的诊断方法。
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