线粒体病
线粒体病是一组以氧化磷酸化缺陷为特征的遗传性疾病,由编码结构线粒体蛋白或参与线粒体功能蛋白的核DNA(nDNA)和线粒体DNA(mtDNA)基因变异所引起。其中,mtDNA变异引起的线粒体病是母系遗传,约占成人线粒体病的80%,占儿童期起病线粒体病的0-5%;由nDNA变异引起的线粒体病是常染色体隐性遗传,多在儿童期起病。
线粒体病概述
常见的线粒体病有线粒体脑肌病伴乳酸中毒和卒中样发作(MELAS综合征)、肌阵挛性癫痫伴破碎红纤维(MERRF综合征)、Leigh综合征、Leber遗传性视神经病(LHON综合征)、慢性进行性眼外肌瘫痪(CPEO)等。线粒体病的临床表现因人而异,常累及多个器官或组织,个体差异较大,以神经系统受累最为突出,患者可出现中枢及周围神经系统病变的临床表现,包括癫痫样发作、中风、痴呆、共济失调、精神运动迟缓、肌痉挛、视神经病变、感音神经性听力丧失及周围神经病变等。需能越高的组织器官,受累越严重。广义上来讲,线粒体病的临床表现具有神经学或非神经学特征。图1线粒体病的临床表现当患者出现典型的线粒体病临床表现时易获得诊断,而临床症状不典型或处于疾病发展中的某一阶段或只表现出综合征中的部分症状时易发生误诊或诊断延误。目前对线粒体病仍无确切的有效治疗手段,且疾病的预后与发病年龄、症状多少、严重程度、基因变异类型及变异比例等多种因素相关,因此,线粒体病的早期诊断、早期干预尤为重要。基因检测是诊断线粒体病的可靠手段,能为疾病的分类提供依据[1]。线粒体病临床诊断策略
由于线粒体病本身特性,临床诊断需要包括多个方面,首先依据患者的家族史、临床表现、生化检测、电生理检查、影像学检查、肌肉病理活体检查等结果对疾病进行初诊,基于初诊结果行基因诊断。年GráinneS[]等人在《Nature》中阐述了有关线粒体病的临床诊断流程,其中基因检测作为一种强有力的手段为临床诊断提供了依据。图线粒体病临床诊断流程
常见线粒体病的分子诊断
MELAS综合征是临床发病率较高的一种线粒体病,核心症状是累及大脑皮层的卒中样发作,基因检测是MELAS诊断的金标准[3],约80%的患者是由编码线粒体tRNA的m.A>G变异所致[4];Leigh综合征又称亚急性坏死性脑脊髓病,是婴儿和儿童时期最常见的一种线粒体脑肌病,患者中有0%是mtDNA变异,nDNA变异占80%[5],常见基因有NDUFS1、NDUFS、SDHA、COX10等。MERRF综合征以肌阵挛、全面性癫痫、小脑性共济失调为主要症状,80%以上的患者由编码线粒体tRNA的m.A>G变异所致[5]。
对于测序新发现的核苷酸变异判断是否为致病性变异,可参考以下6条标准[6]:①在种系发生中具有高度保守性或此位点在mtDNA结构上有重要作用;②变异以杂质性状态存在,是致病性mtDNA突变的普遍特点;③在大量正常人群中未发现相同突变;④在来自不同家系、具有类似临床表现的患者中均发现此相同变异;⑤突变型mtDNA的比例与临床及生化表型的严重程度呈正相关;⑥使用P0细胞系(无mtDNA的细胞)的细胞融合实验证实,该变异足以引起呼吸链功能缺损。
线粒体病的生育指导
目前,针对线粒体病的治疗方法主要包括药物治疗、对症治疗、基因治疗等三个方面。对于线粒体病患儿的父母或已知携带nDNA或mtDNA变异的携带者,可考虑通过产前检测、胚胎植入前基因诊断或“线粒体捐赠”等技术,阻断致病基因的代际传递,生育正常的孩子。针对线粒体病,目前的临床检测多采用线粒体基因组(mtDNA)+核基因组(nDNA)的联合策略。项目介绍
线粒体基因组检测
博奥晶典线粒体基因组检测是运用两个长片段PCR扩增和高通量测序技术对整个线粒体基因全长(bp)进行高分辨率检测。对于疑似线粒体病或临床表型复杂的疾病起到辅助诊断的作用。
全外显子组检测
博奥晶典全外显子组检测采用高通量测序技术检测人类基因组中万多个基因的全部外显子组区,内容覆盖全面、性价比高,不仅能够全面解读OMIM数据库中所有致病基因明确的单基因遗传病,还可通过对家系样本分析,寻找新的致病基因。参考文献:[1]KatherineR.Schon,etal.MitochondrialDiseases:ADiagnosticRevolution.TrendsinGenetics.00;36(9):70-.[]GormanGS,etal.Mitochondrialdiseases.NatRevDisPrimers.,:.[3]袁云.中国线粒体脑肌病伴高乳酸血症和卒中样发作的诊治专家共识.00,53(3):-.[4]AymanWEl-Hattab,etal.MELASsyndrome:Clinicalmanifestations,pathogenesis,andtreatmentoptions.MolGenetMetab.,(1-):4-1.[5]LakeNJ,etal.Leighsyndrome:onedisorder,morethan75monogeniccauses.AnnNeurol.,79():-03.[6]朱星华.线粒体病.中国实用乡村医生杂志,00,7(8):6-9.往期回顾
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