线粒体是人体细胞内唯一拥有自身的遗传物质、具有半自主功能的细胞器,其主要功能是通过氧化磷酸化(OXPHOS)产生细胞生存所必需的三磷酸腺苷(ATP),被誉为细胞的“动力工厂”。由于核基因(nDNA)和/或线粒体基因(mtDNA)缺陷引起线粒体结构和功能异常而导致氧化磷酸化障碍、细胞内ATP产生减少所致的一组疾病,被称为线粒体病(mitochondrial disease),是人类最为常见、最为复杂的遗传代谢性疾病。线粒体病可以发生于任何年龄,儿童期起病者病情通常较为严重、且进行性加重,多呈常染色体隐性遗传性方式,一些患儿以中枢神经系统(CNS)受累为主,也有一些患儿以心脏、骨骼肌或其他脏器受累为主,常见的临床综合征有Leigh综合征和Alpers综合征。在成人晚发型线粒体病中,mtDNA突变较为常见,常见的床综合征有线粒体脑肌病伴高乳酸血症和卒中样发作(MELAS)综合征、Leber遗传性视神经病变(LHON)和伴破碎红纤维的肌阵挛癫痫(MERRF)综合征。影响mtDNA复制、转录及翻译的核基因突变所致的线粒体病也可较晚发病。
线粒体病一般较易影响高耗能的组织和器官,如脑、骨骼肌、胰腺、视神经和心脏等,以侵犯骨骼肌为主的称为线粒体肌病,伴有中枢神经系统受累的则称为线粒体脑肌病。在此,我们主要介绍慢性进行性眼外肌麻痹及单纯线粒体肌病为代表的线粒体病。
(一)进行性眼外肌麻痹
进行性眼外肌麻痹(progressive external ophthalmoplegia,PEO)是指进行性的眼球活动受限,由于起病隐匿、进展缓慢,故又称为“慢性进行性眼外肌麻痹”(CPEO)。CPEO实际上是一个临床综合征,除重症肌无力和眼咽型肌营养不良外,线粒体病是CPEO最为常见的病因,目前CPEO特指由线粒体病变引起的眼外肌麻痹。CPEO通常于儿童或者青少年期起病,常常有眼睑下垂,也可以伴有面肌、吞咽肌、颈项肌和肢带肌力弱。根据基因缺陷的不同,CPEO可分为以下三种类型:一是线粒体DNA(mtDNA)单一大片段缺失引起的眼外肌麻痹,多为散发,而且携带这一突变的女性仅有4%~11%的风险传递给后代;二是mtDNA点突变所致,呈母系遗传;三是由于核DNA(nDNA)突变所致的mtDNA耗竭或多重缺失,呈常染色体显性或隐性遗传,临床表现具有明显的异质性,可以多系统受累,也可仅表现为眼外肌麻痹。
(二)单纯线粒体肌病
单纯线粒体肌病(pure mitochondrial myopathy,PMM)也称为肢带型线粒体肌病(mitochondrial limb girdle myopathy,MLGM),指mtDNA或nDNA突变引起的以骨骼肌受累为主的一类线粒体病。
线粒体几乎存在于人体所有细胞内,为细胞内细胞器,其包含自身的遗传物质,即线粒体DNA,而大多数线粒体内蛋白质是由核DNA所编码的,因此线粒体DNA或核DNA突变均可导致线粒体疾病。线粒体DNA突变包括点突变、单一大片段丢失、基因片段重复等。线粒体DNA突变可影响基因组的蛋白质编码区和转运RNA基因,共同导致线粒体内呼吸链复合物Ⅰ和Ⅳ合成缺陷及活性异常,细胞内ATP合成障碍。
通常细胞内含多个线粒体,每个线粒体内包含大量的基因组,其包括一定比例的基因突变及野生型,即遗传异质性。当突变基因达到一定程度而引起器官功能障碍时称为阈值效应。细胞分裂过程中,线粒体DNA内突变型及野生型相互分离,随机分配到下代子细胞中,此过程称复制分离。遗传异质性影响疾病表型相似性及严重程度。影响遗传异质突变程度的主要因素出现在卵子发生时期,称之为“瓶颈效应”,即机体全部线粒体复制指令来自一小部分基因组。然而线粒体DNA突变转化是复杂的。
既往报道称线粒体肌病与MICU1基因突变相关,其所编码的蛋白质通过调控线粒体内钙离子水平引起线粒体功能异常。目前与线粒体肌病相关的基因突变已有报道,但仍有大部分突变未能检测到,上述突变相互作用共同导致线粒体疾病发生发展。该病常累及多个器官,基因型与表型相关性较差。
(一)进行性眼外肌麻痹
1.药物治疗 主要是线粒体营养素鸡尾酒疗法,包括:辅酶Q10、艾地苯醌、维生素B1、维生素B2、左旋肉碱、硫辛酸、左旋精氨酸。另外,还要避免使用损害线粒体功能的药物,如丙戊酸钠、二甲双胍等。
2.眼睑下垂可以做重睑术或眼睑成形术。
3.KSS患者因为心脏传导阻滞等有猝死风险,必要时可以安装起搏器或行心脏移植。
(二)单纯线粒体肌病
本病治疗以线粒体营养素鸡尾酒疗法为主,药物治疗后可以明显改善症状。呼吸肌受累患者,应该尽快给予其静脉用左旋精氨酸及其他电子传递链增效剂和抗氧化剂,纠正乳酸酸中毒,必要时使用无创正压通气或气管插管度过代谢危象期。PMM患者要避免使用苯二氮䓬䓬类肌松药物,防止诱发Ⅱ型呼吸衰竭。



