杨莉　邱世彦　徐那　夏冰　李玉芬　徐丽云

[摘要]目的 探讨儿童线粒体脑肌病伴乳酸血症和卒中样发作（MELAS）线粒体基因A3243G点突变异质性水平与临床特征的关系，以期为尽早明确MELAS临床诊断及临床遗传咨询提供依据。

方法研究对象为临沂市人民医院收治的7例MELAS病儿及其家系。回顾性分析病儿的临床表现、实验室检查、线粒体位点点突变检测结果，并根据相关文献报道分析遗传的异质性及阈效应。

结果7例病儿中6例以抽搐为首发症状，1例以头痛、呕吐起病;伴体型瘦小者7例，多毛6例，发热4例，视力障碍3例，智力运动发育落后1例。7例病儿血乳酸水平均升高（5.52～12.00mmol/L）。7例病儿颅脑MRI均示顶、枕、颞叶异常信号，不符合解剖学血管支配分布。脑电图特点以背景活动慢化为主，1例部分性发作起始部位与颅脑影像学病变部位有高度相关性。7例线粒体脑肌病致病基因均为MT-TL1基因A3243G突变，其中2例为双胞胎兄弟，先症者基因明确诊断后其胞弟基因明确。MELAS病儿A3243G突变率与血乳酸水平呈正相关（r=0.89，P<0.01），与起病年龄呈负相关（r=-0.84，P<0.05）。

结论早期筛查家系以及基因检测有助于MELAS的诊断，病儿A3243G突变率高低可能与起病年龄、血乳酸水平存在相关性。

[关键词]儿童;MELAS综合征;点突变;遗传异质性

[中图分类号]R725.8;R746;R394

[文献标志码]A

[文章编号]2096-5532（2020）01-0045-05

文献报道，线粒体脑肌病伴乳酸血症和卒中样发作（MELAS）是由于线粒体DNA发生突变，导致线粒体结构和功能异常，引起细胞能量代谢障碍[1]，常累及多个器官，以中枢神经系统、骨骼肌和心肌等高需能部位最为常见，是线粒体脑肌病中最为常见的一种类型，为母系遗传病。MELAS临床表现复杂且缺乏特异性，常被误诊为癫痫、脑炎、脑梗死及脱髓鞘脑病等而延误有效治疗，导致预后较差[2]。虽然近年来国内有关MELAS的研究报道不断增多，但MELAS早期的误诊率仍极高，所以探讨如何早期诊断及治疗就显得尤为重要。本研究对7例MELAS病儿的临床特点、实验室检查、神经电生理、影像学表现及基因检测结果等进行了回顾性分析，并探讨儿童MELAS线粒体基因A3243G点突变异质性水平与临床特征的关系，以期为MELAS的早期临床诊断及临床遗传咨询提供依据。

1资料与方法

1.1研究对象

研究对象为我院小儿神经内科2011年1月—2018年12月收治的7例MELAS病儿，男5例，女2例，年龄3～10岁。

1.2研究方法

回顾性分析MELAS病儿的首发症状、起病年龄、治疗过程、生长发育史、既往疾病史、家族史、体型、皮肤毛发改变、智力倒退程度、血乳酸水平、颅脑影像学特征（部位、信号强度特点等）、脑电图表现（背景活动、痫样放电与影像学的对应关系）等资料。取所有研究对象外周静脉血2mL，对线粒体基因进行二代测序及多重连接探针扩增技术（MLPA）检测，观察线粒体基因A3243G点突变情况，并分析该基因位点突变率与起病年龄、血乳酸水平的相关性。采用SPSS16.0统计软件进行数据处理，所得计量数据以[AKx-D]±s表示，相关性分析采用Pearson积矩相关系数法，以P<0.05为差异有统计学意义。

2结果

2.1临床特点

本文7例病儿起病年龄为3～10岁，平均（7.42±2.57）岁。7例中6例以抽搐为首发症状，1例以头痛、呕吐起病;伴体型瘦小者7例，多毛6例，发热4例，视力障碍3例，肌病表现2例，智力运动发育落后1例，房间隔缺损1例。误诊为癫痫3例，病毒性脑炎2例。1例在随访过程中死亡。

2.2实验室检查

[JP3]本文7例病儿血乳酸水平均升高，平均为（7.87±2.48）mmol/L（正常参考值为0.5～2.0mmol/L）。7例病儿颅脑MRI示顶、枕、颞叶异常信号，不符合解剖学血管支配分布，见图1。脑电图特点：7例病儿均有背景活动慢化，1例局灶性发作起始部位与颅脑影像学病变部位一致。

2.3基因检测

本文7例病兒的致病基因均为MT-TL1基因A3243G突变，其突变率为（43±14）%;7例病儿母亲及1例病儿姐姐无临床表现，其突变率为10%～20%;病儿父亲均未发现突变。其中2例病儿为双胞胎兄弟，先证者发病后即刻对其胞弟进行基因检测，结果显示A3243G突变率>30%，其弟1年后发病;1例病儿及其母亲、姐姐线粒体MLPA还同时检测到MTND2杂合缺失变异。见图2。

2.4基因突变率与起病年龄、血乳酸水平相关性

MELAS病儿线粒体基因A3243G突变率与血乳酸水平呈正相关（r=0.89，P<0.01），与起病年龄呈负相关（r=-0.84，P<0.05）。

3讨论

人类线粒体DNA是由16569个碱基对组成的双链环状分子，含37个基因，主要编码呼吸链和与能量代谢有关的蛋白，其结构和功能异常往往导致整个能量代谢过程紊乱，从而产生一系列的疾病。线粒体脑肌病是一组少见的线粒体结构和（或）功能异常所导致的以脑和肌肉受累为主的多系统疾病。MELAS是线粒体脑肌病最常见的一种类型，具有高度临床变异性和遗传异质性，是一种以卒中样发作和乳酸酸中毒为特征的母系遗传病。MELAS发病年龄为3～40岁，以5～15岁起病最为常见。本组病儿起病年龄3～10岁，平均7.7岁。MELAS临床可表现为卒中样发作[3]、疲乏无力、身材矮小、多毛、头痛和呕吐、视觉障碍、偏瘫、失语、癫痫、心律失常、胃肠功能紊乱、肾脏损害、精神行为异常、内分泌障碍、认知障碍等[4-12]，重症可致死亡[13-15]，临床表现复杂多样，所以误诊率极高。本组7例病儿中6例以抽搐为首发症状，1例以头痛、呕吐起病;伴体型瘦小7例，多毛6例，发热4例，视力障碍3例，肌病表现2例，智力运动发育落后1例，房间隔缺损1例。由于临床表现复杂，本组误诊5例，其中误诊为癫痫3例，误诊为病毒性脑炎2例。本组57%的病儿出现发热，发热是误诊为病毒性脑炎的原因之一。

发热时代谢增高，ATP消耗增多，加重了线粒体的负担，加之氧化应激产生过多的氧自由基，可导致线粒体衰竭而死亡，从而出现一系列的临床症状。因此，感染发热是MELAS的一个重要诱因。尤其需要注意的是，本组以抽搐为首发症状者比例明显高于以往文献报道[7]。反复出现的抽搐发作且发作间期未见脑电图的异常，则使MELAS易被误诊为特发性癫痫。

MELAS的脑内病灶可单发或散在多发，多呈不对称分布，双侧脑叶发病概率基本相同，本组病例发病区域主要位于顶、枕叶，其次为颞叶。MELAS可反复发作，本组同一病儿的多次MRI检查可见病灶具有游走性、多变性，这是其有别于其他疾病的另一重要影像学特点[16-18]。综合该病儿多次MRI检查来看，MELAS脑MRI表现具有一定的特点：①病灶脑回状分布，以累及皮质及皮质下白质为主，当然也有只累及深部灰质核团的报道，但本组病例未见;②病灶不按脑血管支配区分布，以累及颞、顶、枕叶为主，额叶少见;③病灶具有游走性，此起彼伏，反复发作，最终趋向于文献所报道的对称性分布（这种对称不是一次形成的）;④血管源性水肿为主，DWI表现为高信号，ADC图呈高信号，可与脑梗死鉴别。功能MRI对MELAS鉴别至关重要。本组7例脑电图检查示发作间期均以背景活动慢化为主，未见痫样放电，1例部分性发作起始部位与颅脑影像学病变部位有高度相关性，基因检查示mtDNA3243位点突变，符合文献报道的MELAS表现。

基因突变分析是确诊MELAS的重要手段之一。MELAS以mtDNA突变为主，其突变位点很多，可位于tRNA、COXⅢ、ND3和ND5[19-21]。其中发现最早、最常见突变是编码tRNA的mtDNAA3243G突变[13]，占80%左右。本组7例病儿经基因突变分析证实均为mtDNAA3243G突变，此突变是我国儿童MELAS最常见的突变。而1例病儿及其母亲、姐姐在检测到mtDNAA3243G突变的同时还于MLPA检测到MTND2杂合缺失突变，此变异尚未见到文献报道与MELAS相关。ND2基因是线粒体DNA中的一个蛋白编码基因，其编码蛋白是构成线粒体呼吸链复合物中的重要亚单位之一，并且参与线粒体呼吸链和氧化磷酸化功能。此例病儿临床症状重、起病年龄早不能确定是否与合并ND2杂合缺失突变有关。线粒体脑肌病是母系遗传病，子代遗传的突变mtDNA占总mtDNA的比例较其上一代有所增加，异质性和阈效应导致同一母亲的不同子女临床表型亦有很多的不同。只有当突变的DNA占一定比例时才会引起临床症状，这个比例被称为阈值，而这种现象则被称为阈效应。突变的异质性及器官对突变敏感性程度的不同，可导致不同缺陷的临床症状[22]。同时，A3243G突变存在很大的临床异质性，使得携带同一个突变的个体呈现不同类型、不同程度的临床表型，有些表型甚至终身不发病。血清与脑脊液乳酸水平升高是诊断MELAS重要的生化指标[23]，乳酸水平与神经损伤的严重程度相关。本组7例病儿血乳酸水平均大于5mmol/L，其中病情较重的1例病儿血乳酸水平最高。

本文结果显示，MELAS病儿A3243G突变率与血乳酸水平呈正相关，与起病年龄呈负相关，表明MELAS病儿A3243G突变率高低可提示临床症状轻重程度。目前确诊MELAS的金标准是在病理、基因和生化检查中发现线粒体有结构和功能异常，单纯测定乳酸缺乏特异性。影像学检查虽然有特征性表现，但其出现较晚。骨骼肌活检因其有创性、局限性，症状较轻的病人多不能配合。随着二代基因测序技术的蓬勃发展，基因测序速度极大提升、成本大幅下降，为MELAS早期诊断开辟了新的途径。

本病目前尚无特殊治疗方法，除传统的“鸡尾酒”疗法外，有研究表明，天然奎宁化合物β-拉帕醌可减轻线粒体功能障碍[24];另有报道可通过诱导多能干细胞进行自体细胞替代治疗[25];还有报道生酮饮食可通过改善线粒体功能而控制抽搐及卒中样发作[26];也有学者认为，通过对瓜氨酸及精氨酸的补充从而增加一氧化氮的生成，减轻脑血流灌注受损，对MELAS可能起到治疗作用[27]。但最终疗效目前尚无大样本临床报道。由此看来，遗传性筛查尤为重要，对病人及其家庭成员进行婚姻及生育方面指导，能防患于未然。同时本病需做好家系调查，筛查基因携带者，并进行必要的遗传学指导。

综上所述，儿童MELAS临床表现复杂多樣，首发症状不一，早期诊断困难，需注意与病毒性脑炎、脑血管病等相鉴别。身材矮小、多毛为其常见体征，对于合并多种不相关的器官受累者要高度警惕该病，当临床遇有表型典型和（或）具有特征性影像学改变者应想到MELAS，可行血乳酸、脑电图检查进行初筛，可疑者进一步行基因突变检测。充分认识MELAS的临床、生化、颅脑影像、病理、基因突变及预后特点，将有助于其早期诊断与治疗，并有助于遗传咨询。早期筛查家系以及进行基因检测有助于MELAS的诊断，病儿线粒体基因A3243G突变率的高低可能为该病临床严重程度及预后评估提供依据，但这仍需大样本研究进一步证实。

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（本文編辑 马伟平）