MELAS综合症的临床病理及基因分析治疗方法.docx

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MELAS综合症的临床病理及基因分析治疗方法

MELAS综合症的临床、病理及基因分析、治疗方法

摘要

目的：

总结线粒体脑肌病伴高乳酸血症和卒中样发作（Mitochondrialencephalomyopathy-laticaxidosis-strokelikeepisode，MELAS）的临床特点、病理特点、分子生物学特点、影像学特点以及治疗方法并分析鸡尾酒疗法在MELAS综合症临床治疗中的应用价值。

方法：

搜集现有文献资料并从MELAS综合症的临床、病理及基因分析、治疗方法等视角出发，对各部分容进行总结。

随后选取我院2014年5月~2016年5月收治的30例MELAS综合症患者为研究对象，在征得本院伦理委员会批准及患者签署知情同意书后对其实施鸡尾酒疗法治疗，使用的药物包括硫辛酸300mg/d＋辅酶Q10软胶囊240mg/d＋肌苷片3g/d＋丁苯酞0.8g/d，以12d为一个治疗周期，持续治疗5个疗程后比较其临床疗效。

结果：

治疗前30例MELAS综合症患者生活质量总分（77.84±1.16）分、SAS评分（64.33±1.12）分、SDS评分（64.38±1.15）分、血乳酸（3.35±0.15）mmol/L、血清NO（50.22±2.27）umol/L，经过5个疗程治疗后生活质量总分（88.69±1.21）分、SAS评分（54.25±1.20）分、SDS评分（55.42±1.08）分、血乳酸（2.44±0.20）mmol/L、血清NO（78.33±2.30）umol/L，二者相比较，差异有统计学意义（P＜0.05）。

结论：

MELAS综合症临床特点复杂多样，结合病理特点、分子生物学特点、影像学特点将有助于临床诊断工作开展，虽然现有临床中已经研发出多种治疗方案，但是药物治疗仍然是目前国外医学界首选治疗手段，而鸡尾酒疗法治疗该病症能够取得令患者及临床满意的疗效，可作为MELAS综合症临床治疗的优选方案推广使用。

关键词：

线粒体脑肌病伴高乳酸血症和卒中样发作；临床；病理；基因

MELASsyndromeintheclinical,pathologicalandgeneticanalysisandtreatment

Abstract

Objective:

tosummarizethebrainmitochondriamyopathywithhighlacticacidosisandstrokesampleseizures（Mitochondrialencephalomyopathy-laticaxidosis-strokelikeepisodecame,MELAS）theclinicalfeatures,pathologicalcharacteristics,molecularbiologycharacteristics,imagingcharacteristicsandtreatmentmethodsandanalyzethecocktailtherapyinMELASsyndromeclinicalapplicationvalue.

Methods:

collectedfromexistingliteratureandMELASsyndromeintheclinical,pathologicalandgeneticanalysis,treatmentmethods,suchasAngle,tosummarizeeachpart.ThenselectfromMay2014toMay2016wereastheresearchobject,and30patientswithMELASsyndromeinpatientsinourhospitalethicscommitteeapprovalandsigninginformedconsentbookimposedcocktailtherapy,useofdrugsincludinglipoicacid300mg/d+coenzymeQ10softcapsule240mg/d+inosinetablets3g/d+0.8g/dbutylphthalide,with12dasatreatmentcycle,continuetocomparetheclinicalcurativeeffectafterthetreatmentoffivecourse.

Results:

30casesofMELASsyndromepatientsqualityoflifescores（77.84+1.16）points,SAS,SDSscore（64.33+1.12）pointsscore（64.38-1.15）,bloodlacticacid（3.35+0.15）tendency,serumNOL（50.22+2.27）umol/L,qualityoflifescoresafterfivecoursesoftreatment（88.69+1.21）points,SAS,SDSscore（54.25+1.20）pointsscore（55.42-1.08）,bloodlacticacid（2.44+0.20）tendency,serumNOL（78.33+2.30）umol/L,comparedthetwo,thedifferencewasstatisticallysignificant（P<0.05）.

Conclusion:

thecombinationofMELASsyndromecomplexandvariedclinicalfeatures,pathologicalcharacteristicsandmolecularbiologycharacteristics,imagingcharacteristicswillhelpclinicaldiagnosiswork,eventhoughtheexistingclinicalhasdevelopedavarietyoftreatments,butdrugtreatmentisstillthepreferredmedicaltreatmentathomeandabroad,andthecocktailtherapytotreattheillnesscanmakepatientsandclinicalsatisfactorycurativeeffect,canbeusedasMELASsyndromeclinicaltreatmentsolutionstopromote.

Keywords:

Mitochondrialencephalomyopathy-laticaxidosis-strokelikeepisodecame;Clinical;Pathology.gene

1引言

MELAS综合症最早报道于上个世纪八十年代，为线粒体脱氧核糖核酸（deoxyribonucleicacid，DNA）突变所致的一种疾病，除了线粒体结构以及功能由此而发生异常改变外，还会累及大脑中枢神经系统以及全身肌肉组织，给患者正常工作生活以及身心发育造成严重影响。

既往医学界认为MELAS综合症是一种先天性遗传性疾病，但是随着临床研究的深入开展，人们发现当线粒体基因或者是细胞核基因在长期处于缺氧缺血状态、受到炎症感染或者是有毒物质蓄积而发生中毒后同样会导致基因发生突变，继而影响线粒体结构以及功能的正常运转，所以后天因素诱发的MELAS综合症同样不容忽视[1]。

目前国外大量的临床研究证实MELAS综合症最常累及大脑中枢神经以及肌肉系统，其他系统或者是器官受累及的报道较为少见，所以对其临床表现的研究主要集中在上述两方面。

受累及器官或者是系统差异的影响，MELAS综合症患者临床表现复杂多样，即使是同样累及中枢神经系统，其临床表现亦存在着不同之处。

例如：

卒中样发作、癫痫样发作、头痛、下肢无力等。

由于其临床表现并无特异性，所以在诊断过程中极其容易与其他具有相似表现的病症相混淆，继而导致误诊情形出现并实施错误的治疗，造成患者病情非但没有得到有效控制，反而进一步恶化，迁延日久之下造成更为严重的影响。

为了降低MELAS综合症误诊漏诊情形再次发生，国外医学界专家学者对于其临床表现展开了深入而系统的分析，将多种临床表现进行归纳处理后概括总结为以下三种，即：

抽搐、运动耐受差、智力障碍[2]。

由于MELAS综合症见诸于报道的时间较晚，加之该病症发病率处于较低水平，因而在较长的时间并未引起我国医学界的重视与关注。

但是在步入二十一世纪后，环境污染情形的越发严重，由外部因素所致的MELAS综合症患者数量明显升高。

然而，因为国临床研究起步相对较晚，所以在MELAS综合症的诊断方面经验相对较为匮乏，误诊情形屡屡见诸于报道，引起了患者及社会各界的高度关注，同时由此所致的医患纠纷频频发生，给卫生医疗机构正常工作开展及社会形象均带来了较为严重的阻碍。

所以，提高MELAS综合症临床诊断准确率已经成为当前医学界面临的一个不可回避的现实问题。

尤其是MELAS综合症常常累及多个系统，单纯依靠临床表现并不能够加以准确诊断，而影像学检查虽然在我国卫生医疗机构中得到了普遍使用，但是时至今日尚无法单独用于该病症的诊断检查工作，只能作为一种辅助诊断依据。

所以采取综合诊断的方式成为降低MELAS综合症误诊漏诊的重要途径。

此外，尽管随着医学技术的快速发展，医学界对于MELAS综合症的致病机理形成了较为系统的研究成果，但是在治疗手段方面并未取得突破性进展，药物治疗依然是临床治疗该病症的首选方案。

然而，目前采取的药物治疗方案多样，包括清除氧自由基、减少毒性产物、激活通路传递介质、补充代辅酶四大类药物，从中筛选出疗效确切的用药方案同样成为困扰临床的一个棘手问题。

鉴于此，本次研究选取MELAS综合症的临床、病理及基因分析、治疗方法作为毕业论文题目，利用便捷的互联网条件，从多个资料库中检索并下载与之相关的文献资料后对搜集到的研究成果展开系统分析和归纳，继而做出全面总结，在丰富我国医学界现有研究体系容的同时，为临床诊疗工作开展提供强有力的帮助。

2MELAS综合症的临床、病理及基因分析

2.1MELAS综合症的临床特点

MELAS综合症是一种因线粒体结构或者是功能无常运转所致的一床代性疾病，随着临床资料的日益丰富，其临床特点逐渐清晰，主要包括以下几个特点：

（1）MELAS综合症可发生于任何年龄段，其发病率与年龄分布并无明显关联性，但是现有研究资料中MELAS综合症患者年龄通常集中在10岁~40岁之间。

之所以呈现出此种年龄分布特征，分析其可能与该年龄段正处于线粒体能量代旺盛阶段有关。

超过40岁者身体机能普遍处于衰退状态，受机体摄取营养物质的减少，能量代进程随之降低。

而年龄偏小者器官功能尚处于发育状态之中，能量代基本上处于平衡。

所以，在临床中应重点对10岁~40岁人群加以重点关注，以及早筛查出MELAS综合症。

（2）MELAS综合症既能够通过遗传因素诱发，又可以被外部因素，例如线粒体基因或者是细胞核基因在长期处于缺氧缺血状态、受到炎症感染或者是有毒物质蓄积而发生中毒同样可以导致线粒体基因发生突变。

在遗传因素中绝大多数MELAS综合症患者多为母系遗传，但是并非绝对，并且散发情形同样见诸于报道。

而随着生活环境的持续恶化，由外部因素所致的MELAS综合症发病率呈现出明显上升态势，成为其重要特点之一。

（3）MELAS综合症患者可伴有明显的肢体无力情形，对于运动耐受性较差，并且往往会伴有轻度的肌肉萎缩，随着病程时间的延长，肌肉萎缩情形进一步加剧，最终影响患者正常运动能力。

此外，当累积脑部中枢神经系统后卒中样发作、癫痫样发作、痴呆以及持续性、反复性头痛较为常见[3]。

此外，当累及肌肉组织后可表现出性早熟、身材矮小等明显外部特征。

2.2MELAS综合症的病理特点

病理检查尤其是肌肉活检是MELAS综合症重要也是必须的检查手段，其病理特点概括起来可以分为以下几种：

（1）“破碎红纤维”（ragged-redfiber，RRF）。

选取MELAS综合症患者骨骼肌并制备成为切片标本后实施木精-伊红染色法（hematoxylin-eosinstaining，HE）进行染色，高倍显微镜下检验人员可见破碎样肌纤维由于红色沉积物出现了异常集聚，在大量汇聚之下肌纤维出现红染并伴有强烈的破碎感。

之所以会出现此种特征，其原因在于线粒体能量代异常，使得产生的能量无法为线粒体细胞正常运转提供必要的能量所需，在能量供给下降的情况下线粒体细胞不得不通过代偿性增生来维持其结构及功能的正常运转，从而使得红色沉积物大量汇聚于破碎样肌纤维之中[4]。

此外，随着MELAS综合症病情时间的延长以及病情的加重，“破碎红纤维”数量呈现出明显增加态势，由此可以推断“破碎红纤维”数量的多寡可被视作是MELAS综合症病情严重程度的参照指标之一。

（2）细胞色素氧化酶（cytochromeoxidase，COX）以及琥珀酸脱氢酶（Succinatedehydrogenase，SDH）深染。

细胞色素氧化酶为电子传递链末端的一种酶类物质，在线粒体细胞中发挥着质子泵的作用。

MELAS综合症患者血管线粒体电子传导酶含量势必会发生明显的降低，所以对其木精-伊红染色借助于高倍显微镜可明显发现肌纤维肌膜浓度明显升高，颜色转深且发现阴性肌纤维。

而琥珀酸脱氢酶在木精-伊红染色后异常聚集于血管壁的线粒体着色，颜色逐渐转深。

前者染色表明线粒体电子传导酶含量的降低，而后者则凸显出线粒体细胞数量升高，导致线粒体正常结构及功能被破坏。

然而，上述病理改变并不具有特异性，在多种炎症性疾病，如：

体肌炎、强直性肌营养不良等均能够见到上述情形。

鉴于MELAS综合症可发生于各个年龄段，所以老年人肌肉活检时应慎重诊断。

2.3MELAS综合症的分子生物学特点

基于分子生物学视角出发，MELAS综合症发病的重要原因在于mtDNA发生突变，包括基因点位突变、缺失、重复等，导致编码线粒体的氧化代过程受到影响而无常开展，尤其是线粒体细胞中糖原以及脂肪酸分泌量的降低亦或是利用率的下降，都将会导致腺嘌呤核苷三磷酸合成受阻，影响了线粒体细胞生理功能的运转，继而形成氧化应激反应，诱导线粒体细胞大量凋亡[5]。

此种情况下MELAS综合症患者分子生物学特点可以概括为以下两种：

其一，mtDNA基因结构遭到破坏，基因链/肽链缺失、可见含子。

正常生理状态下机体的mtDNA为16569bp长度的双链环状脱氧核糖核酸分子所组成，并且可以对两种核糖体核糖核酸（RibosomalRibonucleicAcid，rRNA）、22种转运核糖核酸（TransferRibonucleicAcid，tRNA）以及13条多肽链进行编码，整个基因结构因为没有间隔区的存在以及含子的介入，使得其排列较为紧密，在线粒体细胞能量代正常运转时编码呈现出连续性[6]。

而处于病理状态下，由于含子插入mtDNA结构且不与其他因子相匹配，导致出现间隔区并破坏编码的连续性。

通过观察mtDNA结构即可以对MELAS综合症予以明确诊断。

其二，野生mtDNA数量减少，突变型mtDNA数字量增加，二者之间的比例发生明显改变。

即使是在正常生理状态下人体同样存在着突变型基因，区别在于突变型基因数量的多寡以及其占比高低。

只有当突变型基因数量以及占比超过临界值，才会诱发相应疾病以及症状表现。

患有MELAS综合症后对其实施分子生物学检测，即可以发现单位面积野生型mtDNA数量明显减少，而突变型mtDNA数量则显著增加且打破了二者之间维持的正常比例关系。

基于此点，通过调整野生型与突变型mtDNA数量同样可以实现治疗MELAS综合症的目的。

2.4MELAS综合症影像学特点

CT以及MRI是目前我国卫生医疗机构中最为常用的影像学检查手段，并且随着医疗技术的快速发展，医疗设备价格大幅降低，已经成为常规检查项目。

MELAS综合症患者行头颅CT扫描后通过影像资料可以清晰的发现低密度病灶的存在，并且该病灶的分布与血管走向并没有密切关联性。

大约有30%的MELAS综合症患者路脑基底节区可以发现不同大小程度的钙化灶。

而在实施MRI检查时，临床医务人员可借助于影像资料发现其大脑半球皮质呈现出广泛性长T1和T2信号，并且经常会累及一侧或者是双侧的颞部、顶部、枕部以及岛叶，表现出典型的夹层样坏死[7]。

通常情况下皮质下白质的T1信号以及T2信号最为明显，由此揭示出MELAS综合症累及颅脑组织时皮质下白质受累情形最为严重。

在增强扫描之下颅大血管并未发生显著病理性改变，而微小血管则呈现出不同程度的阻塞、坏死等病变。

其原因在于MELAS综合症的发生发展与线粒体结构与功能的异常息息相关，而线粒体病变对于微小血管的影响明显大于大血管，因而在累及微小血管后诱发的各种症状表现与脑部病理学病变相吻合。

此外，相较于上述两种常用影像学检查手段，核磁共振波谱成像（magneticresonancespectroscopy，MRS）可揭示出MELAS综合症患者颅脑部物质代运转情况，医务人员可借助该检查手段观察到正常的脑实质组织、清晰的病灶区域、脑脊液乳酸水平升高后形成的典型的乳酸盐峰同样可见。

数字减影血管造影（Digitalsubtractionangiography，DSA）下MELAS综合症患者的血管结构、形态并未发生明显改变，如果其伴有急性期乳酸血症，则将会因乳酸水平的急剧上升而促使血管处于舒状态，病灶区域可以表现出明显的血管源性水肿以及高灌注，少部分患者可发现病灶分布区域周围的微小血管径增粗或者是新生毛细血管形成。

2.5MELAS综合症的治疗方法

关于MELAS综合症的治疗方法，经总结主要包括以下几种：

（1）药物治疗。

既往临床中采取的药物治疗方案包括清除氧自由基、减少毒性产物、激活旁路传递介质、补充代辅酶等。

其中清除氧自由基的药物包括辅酶Q10、艾地苯醌、维生素C和E，其中辅酶Q10是临床的首选药物之一。

而减少毒性产物的药物包括二氯乙酸、二甲基甘氨酸，以缓解MELAS综合症患者中毒情形，防止治疗后再次复发。

激活旁路传递介质药物则包括辅酶Q10、艾地苯醌、琥珀酸盐等。

补充代辅酶包括肌酸、肉碱、烟酰胺、硫氨素、核黄素等。

但是随着临床资料的日益丰富，采用单一药物治疗取得的效果并不明显，尤其是在各种症状表现的缓解效果方面更是无法令患者及临床满意。

所以在联合用药思想引导下临床更青睐于使用联合用药的方案。

其代表性治疗方案为“鸡尾酒”疗法，即：

将能够改善线粒体能量代的药物相组合，从而形成类似于鸡尾酒的治疗方案。

例如本次研究中使用的硫辛酸、辅酶Q10软胶囊、肌苷片、丁苯酞就属于此种疗法。

不过相较于传统的鸡尾酒疗法，其创新之处在于添加了丁苯酞，使得治疗方案能够全面涵盖MELAS综合症治疗过程中各种症状表现的缓解与改善。

L-精氨酸为NO的前体，服用后可以减少卒中样发作频率，并且大幅提高线粒体能量代状态以及激活线粒体细胞的生物活性，国外临床研究证实，该药物在治疗顽固性MELAS综合症癫痫样持续发作方面更具优势，除了可以大幅缩短癫痫样发作时间以及间隔[8]。

具体作用机理可能与神经元稳定性被药物有效成分激活，抑制了过度兴奋的神经元。

然而，虽然L-精氨酸可以在MELAS综合症治疗中取得理想效果，但是药理学证实其使用过程中会加重患者肾功能负荷，并且在具体的使用剂量方面并无统一意见，所以将其应用在临床治疗工作需要较长时间。

（2）运动疗法。

运动疗法为康复医学快速发展下延伸出来的一种全新疗法，主要是利用物理锻炼的方式来修复受损的肌肉组织，促使MELAS综合症患者恢复正常的运动功能。

一般情况下针对MELAS综合症患者实施的运动疗法包括阻力训练以及耐力训练两种。

阻力训练旨在提高机体野生型mtDNA数量，扭转野生型与突变型mtDNA之间的比例，促使二者重新恢复到动态的平衡状态。

当野生型mtDNA数量增加而突变型mtDNA数量减少，二者之间达到临界值及临界比例关系后，因MELAS综合症所致的各种症状表现，例如卒中样发作、癫痫样发作、头痛、双下肢无力等情形将会得到明显的缓解。

为此，国外医学界纷纷开展了相应的研究工作，并证实MELAS综合症患者在经过长期阻力训练后其特定肌肉组织的突变型mtDNA在骨骼肌卫星细胞被激活并与其相融合，使得突变型mtDNA数量降低，甚至是最终完全消失[9]。

所以，阻力训练在MELAS综合症临床治疗工作中的应用价值正在日益凸显，并有望成为继药物治疗后另一种行之有效的治疗方案。

耐力训练虽然无法直接调节野生型与突变型mtDNA数量及比例，却能够通过提高肌肉组织毛细血管分布密度，促使其通透性得到大幅增加，激活线粒体呼吸链之中的酶类物质活性，使得以肌肉组织受累为主要表现的MELAS综合症患者症状表现等到改善。

此外，耐力训练还能够大幅增加肌肉组织的肌力水平，增加最大摄氧能力，增强线粒体细胞有氧代能力和对抗缺血缺氧状态的能力。

（3）饮食疗法。

饮食疗法又被临床称之为食疗或者是食治，主要是利用食物中的各种营养物质来影响机体各种功能的正常运转，使得机体重新恢复健康或者是疾病预防，属于灵魂医学（soulmedicine）畴之的一种疗法[10]。

我国古代医学典籍《本草纲目》中就提出了“医食同源”的说法，所以采取饮食疗法治疗MELAS综合症在理论上具备较高的可操作性及可推广性。

一般来讲，饮食疗法的应用必须针对不同类型的MELAS综合症患者才能够收获预期治疗目标。

例如：

针对丙氨酸脱氢酶含量不足或者是缺失的MELAS综合症患者，临床应考虑提高脂肪类食物的含量并降低碳水化合物摄取量，以促使线粒体生物合成效率得到大幅提升并增加机体的野生型mtDNA数量[11]。

而针对肉毒碱缺陷者，在增加维生素Bt摄入量的同时，严格限制MELAS综合症患者脂肪的摄取量，避免对体肉毒碱的合成造成干扰。

针对丙酮酸羧化酶缺失或不足的患者，重点推荐碳水化合物、高蛋白、低脂肪食物的摄入量，最大程度上补足丙酮酸羧化酶以激活其生物活性[12]。

上述饮食疗法将有助于MELAS综合症患者各种症状表现的改善，所以不失为一种具有重要应用价值的治疗方案。

但是，由于食物中营养物质的吸收与代往往需要较长的时间，所以采用饮食疗法治疗的MELAS综合症患者势必会需要面对较长周期的治疗，如何保证整个治疗过程中的依从性不会降低成为困扰该方案应用的棘手问题。

（4）中医治疗。

随着我国中医理论的不断丰富完善，中医界对于MELAS综合症的认知程度随之提高，虽然在中医典籍中并没有MELAS综合症的描述，但是依据患者症状表现，中医将其归纳为瘘证畴并指出，在脏腑气机运行中脾气主要负责周身的肌肉以及四肢功能的维护，脾气充足之下则能够促使血气保持充足，肌肉组织在充足的营养物质补充下而健康发育[13]。

如果脾气不足，周身肌肉组织在营养物质及能量供给不足之下，势必会导致肌肉组织发生萎缩情形，继而在临床表现出四肢瘘软[14]。

所以，针对MELAS综合症的治疗应从此方面展开，宜采用益气健脾、舒筋活络的中药方剂或者是中成药予以治疗，例如艽扶羸汤，方药成分：

柴胡、人参、鳖甲、艽、地骨皮、半夏、紫菀茸、甘草、当归，可改善四肢怠惰、实现益气滋阴的目的；人参健脾丸、人参归脾丸、补中益气丸、补脾