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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（mitochondrial disorders）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（mitochondrial DNA，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1/2000左右，成年人患病率约1/4300。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–Sayre syndrome（Kearns–Sayre综合征）；MELAS，mitochondrial encephalomyopathy, lactic acidosis, and stroke-like episodes（线粒体脑肌病伴高乳酸血症和卒中样发作）；MERRF，myoclonus epilepsy with ragged-red fibres（肌阵挛性癫痫伴破碎红纤维）；MILS，maternally inherited Leigh syndrome（母系遗传Leigh综合征）；NARP，neuropathy, ataxia and retinitis pigmentosa（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：Cyt b，cytochrome b（细胞色素b）；FBSN，familial bilateral striatal necrosis（家族性双侧纹状体坏死）；LHON，Leber hereditary optic neuropathy（Leber遗传性）；LS，Leigh syndrome（Leigh综合征）；MELAS，mitochondrial encephalomyopathy, lactic acidosis, and stroke-like episodes（线粒体脑肌病伴高乳酸血症和卒中样发作）；MERRF，myoclonus epilepsy with ragged-red fibres（肌阵挛性癫痫伴破碎红纤维）；MILS，maternally inherited Leigh syndrome（母系遗传Leigh综合征）；NARP，neuropathy，ataxia and retinitis pigmentosa（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，progressive external ophthalmoplegia（进行性眼外肌麻痹）
[参考文献] 1. DiMauro S, Schon EA, Carelli V, Hirano M.The clinical maze of mitochondrial neurology.Nat Rev Neurol. 2013 Aug;9(8):429-44. 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. 2016年10月第33卷第5期.
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