线粒体病PPT课件
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临床病理、生化、基因诊断
5
国内
1986年陈清棠教授和林世和教授对线粒体病进行 报导，郭玉璞教授对病理进行报道。目前多家医 院有能力对此病进行诊断，国内报道的线粒体相 关文章有2000余篇， 研究手段包括生化、基因、病理、影像学和电生 理检查，不仅诊断了目前已知的所有线粒体病类 型，还首次发现了几个新的疾病亚型和基因突变。
赵丹华，栾兴华，陈彬，等。8例肢带型线粒体肌病患者的临床、病理特点和
2020-07-19 线粒体基因突变分析。中国神经免疫学和神经病学杂志。2010；17：334-
25
337.
3、线粒体胃肠肌病 MGID
以胃肠道症状为主要表现，伴随进行性消瘦，有 时轻度腹泻。 肌酶升高或正常，血乳酸升高。全消化道造影显 示胃下垂，小肠蠕动功能亢进。 EMG示肌源性损害，神经传导速度正常。 头颅MRI正常。
2020-07-19
6
MGT染色
1963年Engel改良了MGT染色，1966年Price用 冰冻切片进行MGT染色
2020-07-19
7
酶组织化学染色
1967 Coleman建立酶组织化学染色方法
2020-07-19
8
电镜检查
1971年Engel发现RRF，电镜下线粒体堆积
2020-07-19
Wang Z, Qi XK, Yao S, et al. Phenotypic patterns of MELAS/LS overlap
2020-07-19 syndrome associated with m.13513G>A mutation, and neuropathological
29
findings in one autopsy case. Neuropathology. 2010;30: 606-614.
2020-07-19
Baidu Nhomakorabea
刘淇，刘靖，冷颖林，等。线粒体DNA单一大片段缺失患者61例临床表型和 基因型分析。中华神经科杂志，2015，48：382-389。
23
2020-07-19
24
2、线粒体肢带型肌病 MLGM
母系异常 多在儿童或青少年发病 主要表现为四肢近端肌无力、运动不耐受及肌痛， 休息后好转 可以伴随其他系统非特异性受累表现
遗传方式:母系遗传、常染色体遗传和性连锁遗传。 神经系统线粒体病是指以神经系统损害为主要临床
病理特点的线粒体病
2020-07-19
3
发病率
成年人mtDNA突变率为1/5000，而线粒体病核基 因突变率为2.9/10万。我国至今没有线粒体病的 流行病学资料，但mtDNA突变是我国遗传性视神 经病最常见类型，mtDNA的3243点突变出现在 1.69%的糖尿病患者，国内多个医院几十、上百 或上千例线粒体病的报道，提示该病并不十分罕 见。
4
atrophy. Invest Ophthalmol Vis Sci. 2014; 55: 6987-6995.
国外
临床病理诊断
生化诊断 基因诊断
2020-07-19
线粒体病研究史
1951年Leigh描述亚急性坏死性脑脊髓病，后证实线粒体病 1958年Kearns-Shy描述KSS综合征 1962年Luft 报道线粒体肌病。后证实氧化磷酸化脱偶联异常 1963年Engel改良了高茂瑞染色方 1966年Price用冰冻切片进行 MGT 染色 1967 Coleman通过酶组织化学诊断线粒体肌病 1969年Brandley 对脂肪代谢性肌肉病进行描述 1971年Engel发现 RRF，电镜下线粒体堆积 1972Hudgson 发现氧化代谢异常 1975年Sengers 在线粒体病发现乳酸血症 1977年Shapira首先报道线粒体脑肌病 1979年Morgan-Hughes发现线粒体呼吸链异常 1980Fukuhara报道MERRF 1981年Anderson测定人类mtDNA的全长序列，提出母系遗传概念。 1988年Holt和DiMauro分别在患者发现mtDNA突变和缺失。
Chen J, Xu K, Zhang X, et al. Mutation screening of mitochondrial DNA as well
2020-07-19 as OPA1 and OPA3 in a Chinese cohort with suspected hereditary optic
2020-07-19
patients with Leigh or Leigh-like syndrome. J Inherit Metab Dis.
34
2007;30:265.
病理改变模式
①基底节型：基底节受累早于脑干，也可以伴随 白质损害； ②脑干型：脑干先受累，伴或不伴基底节以及白 质受累； ③白质型：基底节完整，脑干在后期累及。
10
case.Neuropathology. 2010; 30.604-614.
脑活检一般不用于诊断
皮质深部的层样损害，并非板层样坏死
2020-07-19
11
mtDNA基因检查
1981年Anderson测定人类mtDNA的全长序列，提出母 系遗传概念。
1988年Holt和DiMauro分别在线粒体病患者发现 mtDNA突变和缺失。
2020-07-19
12
主要内容
1. 定义和发展史 2. MtDNA的特点和发病机制 3. 主要临床表现 4. 常见类型 5. 辅助检查、诊断和鉴别诊断 6. 治疗和管理
2020-07-19
13
线粒体病的基因分类
核DNA缺陷 MtDNA缺陷 MtDNA和核DNA间的信号传递障碍
底物转运或利用障碍 蛋白运输障碍 三羧酸循环障碍 氧化磷酸化耦联障碍 呼吸链缺陷
2020-07-19
35
2、Alpers综合征
AS
常染色体隐性遗传， 多在出生后数月或2岁内发病。 进行性发展的脑病，出现运动和智力发育倒退、 难治性肌阵挛或局灶性运动性癫痫发作和共济失 调。 伴随肝脏功能障碍，出现致死性肝性脑病， 多数患者在11岁前死亡。
2020-07-19 Bao X, Wu Y, Wong LJ, et al. Alpers syndrome with prominent white matter
肌肉
疲劳 肌无力 横纹肌溶解
周围神经:
感觉神经病 自主神经病
2020-07-19
18
其他器官
眼部
眼外肌瘫痪 视力或视野：
皮层盲 色素性视网膜病 视神经病
耳
听力下降
身材矮小 糖尿病 心脏
传导阻滞 心肌病
消化系统
假性肠梗阻 肝功能衰竭
2020-07-19
19
主要内容
1. 定义和发展史 2. MtDNA的特点和发病机制 3. 主要临床表现 4. 常见类型 5. 辅助检查、诊断和鉴别诊断 6. 治疗和管理
2020-07-19
20
临床分型
1. 线粒体肌病 2. 线粒体脑肌病 3. 线粒体神经病 4. 线粒体脑病
2020-07-19
21
（一）线粒体肌病
1、慢性进行性眼外肌瘫痪 2、线粒体肢带型肌病 3、线粒体胃肠肌病
2020-07-19
22
1、慢性进行性眼外肌瘫痪 CPEO
母系或常染色体遗传。 多在青少年期缓慢发病。 单纯CPEO：对称性持续性眼睑下垂和眼球活动 障碍，逐渐出现吞咽困难、四肢近端无力 CPEO叠加：听力下降、轴索性神经病、共济失 调、抑郁、帕金森病、性腺功能低下和白内障。
2020-07-19
28
1、线粒体脑肌病伴高乳酸血症及卒 中样发作，MELAS
母系遗传，男:女=1.53:1 发病多数在2-31岁之间，极少在40岁后。
反复卒中样发作，多种类型的癫痫发作、智能发 育迟滞或痴呆、头痛、皮质盲、多毛、呕吐和发 热是最常见症状。
伴随四肢疲乏无力、听力下降和身材矮小等，出 现糖尿病、心肌病、肾病、视网膜病、胃肠病。 可以重叠Leigh综合征。 在发病后10-15年死亡。
2020-07-19 分析。中华神经科杂志，2014，47：26-29。
32
（三）、线粒体脑病
1、Leigh综合征 2、Alpers综合征 3、脊髓小脑共济失调伴癫痫发作综合征
2020-07-19
33
1、Leigh综合征
LS
母系或常染色体遗传， 多见于婴幼儿，偶尔出现在青少年以及成年人。 精神和运动发育延迟、运动功能倒退或肢体无力以及癫痫 发作是最常见症状， 伴随眼球活动障碍、共济失调、视力下降和听力丧失，随 疾病发展出现呼吸节律异常或呼吸衰竭。 可以重叠其他类型线粒体病的表现。 一般在发病后数年死亡，个别患者呈良性病程。
Ma YY, Wu TF, Liu YP, et al. Genetic and biochemical findings in Chinese
children with Leigh syndrome. J Clin Neurosci. 2013;20: 1591-1594.
Zhang Y, Yang YL, Sun F, et al. Clinical and molecular survey in 124 Chinese
2020-07-19
16
一般临床表现
发病年龄
婴儿: Leigh病、Alper病 儿童: MELAS; MERRF; Leigh；肌病和心肌病；
KSS 成人: 进行性眼外肌瘫痪; MELAS
2020-07-19
17
神经系统
中枢神经
共济失调 癫痫发作 肌张力异常 偏头痛 精神运动倒退 痴呆 发作性脑病
2020-07-19
31
4、线粒体神经胃肠脑肌病
MENGIE
常染色体隐性遗传 发病年龄多在青少年期。
先有胃肠神经病，表现为腹泻、便秘或周期性的 假性肠梗阻或胃瘫，导致消瘦或恶病质。
伴随眼外肌瘫痪，表现为眼睑下垂和眼球活动障 碍。 常存在周围神经病和感音神经性耳聋。
唐吉刚，李传芬，李靖，等。线粒体神经胃肠脑肌病一例临床、病理及基因
2020-07-19 袁云，王朝霞，秦炯，等。线粒体胃肠肌病二例的临床和病理研究。中华
26
神经科杂志，2003，36；142-145。
2020-07-19
27
（二）线粒体脑肌病
1、线粒体脑肌病伴高乳酸血症及卒中样发作
2、肌阵挛性癫痫伴破碎红纤维 3、Kearn-Sayre综合征。 4、线粒体神经胃肠脑肌病。
2、肌阵挛性癫痫伴破碎红纤维 MERRF
母系遗传 多见于儿童 表现为各种癫痫发作 伴随肌无力、共济失调、耳聋、智力低下、视力 下降，偶尔伴发多发性对称性脂肪瘤。 可以叠加MELAS。
2020-07-19 Liu K, Zhao H, Ji K, Yan C. MERRF/MELAS overlap syndrome due to the
9
其他器官存在病变
皮层的海绵样改变
Wang Z, Qi XK, Yao S, Chen B, Luan X, Zhang W, Han M, Yuan Y.
Phenotypic patterns of MELAS/LS overlap syndrome associated with
2020-07-19 m.13513G>A mutation, and neuropathological findings in one autopsy
神经系统线粒体病研 究进展
主要内容
1. 定义和发展史 2. MtDNA的特点和发病机制 3. 主要临床表现 4. 常见类型 5. 辅助检查、诊断和鉴别诊断 6. 治疗和康复
2020-07-19
2
1、线粒体病的定义
因遗传基因异常引起线粒体代谢酶的缺陷导致ATP 合成障碍而出现的一组多系统疾病，也称为线粒 体细胞病。
30
m.3291T>C mutation. Metab Brain Dis. 2014; 29: 139-144.
3、Kearn-Sayre综合征
KSS
母系遗传 20岁前发病。 先持续性眼外肌瘫痪，而后视网膜色素变性导致 的视力下降以及心脏传导阻滞导致的心慌胸闷症 状
伴随肢体无力、小脑性共济失调、神经性耳聋以 及智能减退。 多因心脏病而猝死。
2020-07-19
14
线粒体功能改变
线粒体正常功能
病理状态下的功能改变
产生ATP，占功能的50% 产生95%的活性氧 调节细胞氧化还原平衡 调控细胞的调亡
ATP合成障碍 氧自由基增加 细胞内的氧化还原失衡 诱导细胞凋亡
2020-07-19
15
主要内容
1. 定义和发展史 2. MtDNA的特点和发病机制 3. 主要临床表现 4. 常见类型 5. 辅助检查、诊断和鉴别诊断 6. 治疗和康复
5
国内
1986年陈清棠教授和林世和教授对线粒体病进行 报导，郭玉璞教授对病理进行报道。目前多家医 院有能力对此病进行诊断，国内报道的线粒体相 关文章有2000余篇， 研究手段包括生化、基因、病理、影像学和电生 理检查，不仅诊断了目前已知的所有线粒体病类 型，还首次发现了几个新的疾病亚型和基因突变。
赵丹华，栾兴华，陈彬，等。8例肢带型线粒体肌病患者的临床、病理特点和
2020-07-19 线粒体基因突变分析。中国神经免疫学和神经病学杂志。2010；17：334-
25
337.
3、线粒体胃肠肌病 MGID
以胃肠道症状为主要表现，伴随进行性消瘦，有 时轻度腹泻。 肌酶升高或正常，血乳酸升高。全消化道造影显 示胃下垂，小肠蠕动功能亢进。 EMG示肌源性损害，神经传导速度正常。 头颅MRI正常。
2020-07-19
6
MGT染色
1963年Engel改良了MGT染色，1966年Price用 冰冻切片进行MGT染色
2020-07-19
7
酶组织化学染色
1967 Coleman建立酶组织化学染色方法
2020-07-19
8
电镜检查
1971年Engel发现RRF，电镜下线粒体堆积
2020-07-19
Wang Z, Qi XK, Yao S, et al. Phenotypic patterns of MELAS/LS overlap
2020-07-19 syndrome associated with m.13513G>A mutation, and neuropathological
29
findings in one autopsy case. Neuropathology. 2010;30: 606-614.
2020-07-19
Baidu Nhomakorabea
刘淇，刘靖，冷颖林，等。线粒体DNA单一大片段缺失患者61例临床表型和 基因型分析。中华神经科杂志，2015，48：382-389。
23
2020-07-19
24
2、线粒体肢带型肌病 MLGM
母系异常 多在儿童或青少年发病 主要表现为四肢近端肌无力、运动不耐受及肌痛， 休息后好转 可以伴随其他系统非特异性受累表现
遗传方式:母系遗传、常染色体遗传和性连锁遗传。 神经系统线粒体病是指以神经系统损害为主要临床
病理特点的线粒体病
2020-07-19
3
发病率
成年人mtDNA突变率为1/5000，而线粒体病核基 因突变率为2.9/10万。我国至今没有线粒体病的 流行病学资料，但mtDNA突变是我国遗传性视神 经病最常见类型，mtDNA的3243点突变出现在 1.69%的糖尿病患者，国内多个医院几十、上百 或上千例线粒体病的报道，提示该病并不十分罕 见。
4
atrophy. Invest Ophthalmol Vis Sci. 2014; 55: 6987-6995.
国外
临床病理诊断
生化诊断 基因诊断
2020-07-19
线粒体病研究史
1951年Leigh描述亚急性坏死性脑脊髓病，后证实线粒体病 1958年Kearns-Shy描述KSS综合征 1962年Luft 报道线粒体肌病。后证实氧化磷酸化脱偶联异常 1963年Engel改良了高茂瑞染色方 1966年Price用冰冻切片进行 MGT 染色 1967 Coleman通过酶组织化学诊断线粒体肌病 1969年Brandley 对脂肪代谢性肌肉病进行描述 1971年Engel发现 RRF，电镜下线粒体堆积 1972Hudgson 发现氧化代谢异常 1975年Sengers 在线粒体病发现乳酸血症 1977年Shapira首先报道线粒体脑肌病 1979年Morgan-Hughes发现线粒体呼吸链异常 1980Fukuhara报道MERRF 1981年Anderson测定人类mtDNA的全长序列，提出母系遗传概念。 1988年Holt和DiMauro分别在患者发现mtDNA突变和缺失。
Chen J, Xu K, Zhang X, et al. Mutation screening of mitochondrial DNA as well
2020-07-19 as OPA1 and OPA3 in a Chinese cohort with suspected hereditary optic
2020-07-19
patients with Leigh or Leigh-like syndrome. J Inherit Metab Dis.
34
2007;30:265.
病理改变模式
①基底节型：基底节受累早于脑干，也可以伴随 白质损害； ②脑干型：脑干先受累，伴或不伴基底节以及白 质受累； ③白质型：基底节完整，脑干在后期累及。
10
case.Neuropathology. 2010; 30.604-614.
脑活检一般不用于诊断
皮质深部的层样损害，并非板层样坏死
2020-07-19
11
mtDNA基因检查
1981年Anderson测定人类mtDNA的全长序列，提出母 系遗传概念。
1988年Holt和DiMauro分别在线粒体病患者发现 mtDNA突变和缺失。
2020-07-19
12
主要内容
1. 定义和发展史 2. MtDNA的特点和发病机制 3. 主要临床表现 4. 常见类型 5. 辅助检查、诊断和鉴别诊断 6. 治疗和管理
2020-07-19
13
线粒体病的基因分类
核DNA缺陷 MtDNA缺陷 MtDNA和核DNA间的信号传递障碍
底物转运或利用障碍 蛋白运输障碍 三羧酸循环障碍 氧化磷酸化耦联障碍 呼吸链缺陷
2020-07-19
35
2、Alpers综合征
AS
常染色体隐性遗传， 多在出生后数月或2岁内发病。 进行性发展的脑病，出现运动和智力发育倒退、 难治性肌阵挛或局灶性运动性癫痫发作和共济失 调。 伴随肝脏功能障碍，出现致死性肝性脑病， 多数患者在11岁前死亡。
2020-07-19 Bao X, Wu Y, Wong LJ, et al. Alpers syndrome with prominent white matter
肌肉
疲劳 肌无力 横纹肌溶解
周围神经:
感觉神经病 自主神经病
2020-07-19
18
其他器官
眼部
眼外肌瘫痪 视力或视野：
皮层盲 色素性视网膜病 视神经病
耳
听力下降
身材矮小 糖尿病 心脏
传导阻滞 心肌病
消化系统
假性肠梗阻 肝功能衰竭
2020-07-19
19
主要内容
1. 定义和发展史 2. MtDNA的特点和发病机制 3. 主要临床表现 4. 常见类型 5. 辅助检查、诊断和鉴别诊断 6. 治疗和管理
2020-07-19
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临床分型
1. 线粒体肌病 2. 线粒体脑肌病 3. 线粒体神经病 4. 线粒体脑病
2020-07-19
21
（一）线粒体肌病
1、慢性进行性眼外肌瘫痪 2、线粒体肢带型肌病 3、线粒体胃肠肌病
2020-07-19
22
1、慢性进行性眼外肌瘫痪 CPEO
母系或常染色体遗传。 多在青少年期缓慢发病。 单纯CPEO：对称性持续性眼睑下垂和眼球活动 障碍，逐渐出现吞咽困难、四肢近端无力 CPEO叠加：听力下降、轴索性神经病、共济失 调、抑郁、帕金森病、性腺功能低下和白内障。
2020-07-19
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1、线粒体脑肌病伴高乳酸血症及卒 中样发作，MELAS
母系遗传，男:女=1.53:1 发病多数在2-31岁之间，极少在40岁后。
反复卒中样发作，多种类型的癫痫发作、智能发 育迟滞或痴呆、头痛、皮质盲、多毛、呕吐和发 热是最常见症状。
伴随四肢疲乏无力、听力下降和身材矮小等，出 现糖尿病、心肌病、肾病、视网膜病、胃肠病。 可以重叠Leigh综合征。 在发病后10-15年死亡。
2020-07-19 分析。中华神经科杂志，2014，47：26-29。
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（三）、线粒体脑病
1、Leigh综合征 2、Alpers综合征 3、脊髓小脑共济失调伴癫痫发作综合征
2020-07-19
33
1、Leigh综合征
LS
母系或常染色体遗传， 多见于婴幼儿，偶尔出现在青少年以及成年人。 精神和运动发育延迟、运动功能倒退或肢体无力以及癫痫 发作是最常见症状， 伴随眼球活动障碍、共济失调、视力下降和听力丧失，随 疾病发展出现呼吸节律异常或呼吸衰竭。 可以重叠其他类型线粒体病的表现。 一般在发病后数年死亡，个别患者呈良性病程。
Ma YY, Wu TF, Liu YP, et al. Genetic and biochemical findings in Chinese
children with Leigh syndrome. J Clin Neurosci. 2013;20: 1591-1594.
Zhang Y, Yang YL, Sun F, et al. Clinical and molecular survey in 124 Chinese
2020-07-19
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一般临床表现
发病年龄
婴儿: Leigh病、Alper病 儿童: MELAS; MERRF; Leigh；肌病和心肌病；
KSS 成人: 进行性眼外肌瘫痪; MELAS
2020-07-19
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神经系统
中枢神经
共济失调 癫痫发作 肌张力异常 偏头痛 精神运动倒退 痴呆 发作性脑病
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4、线粒体神经胃肠脑肌病
MENGIE
常染色体隐性遗传 发病年龄多在青少年期。
先有胃肠神经病，表现为腹泻、便秘或周期性的 假性肠梗阻或胃瘫，导致消瘦或恶病质。
伴随眼外肌瘫痪，表现为眼睑下垂和眼球活动障 碍。 常存在周围神经病和感音神经性耳聋。
唐吉刚，李传芬，李靖，等。线粒体神经胃肠脑肌病一例临床、病理及基因
2020-07-19 袁云，王朝霞，秦炯，等。线粒体胃肠肌病二例的临床和病理研究。中华
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神经科杂志，2003，36；142-145。
2020-07-19
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（二）线粒体脑肌病
1、线粒体脑肌病伴高乳酸血症及卒中样发作
2、肌阵挛性癫痫伴破碎红纤维 3、Kearn-Sayre综合征。 4、线粒体神经胃肠脑肌病。
2、肌阵挛性癫痫伴破碎红纤维 MERRF
母系遗传 多见于儿童 表现为各种癫痫发作 伴随肌无力、共济失调、耳聋、智力低下、视力 下降，偶尔伴发多发性对称性脂肪瘤。 可以叠加MELAS。
2020-07-19 Liu K, Zhao H, Ji K, Yan C. MERRF/MELAS overlap syndrome due to the
9
其他器官存在病变
皮层的海绵样改变
Wang Z, Qi XK, Yao S, Chen B, Luan X, Zhang W, Han M, Yuan Y.
Phenotypic patterns of MELAS/LS overlap syndrome associated with
2020-07-19 m.13513G>A mutation, and neuropathological findings in one autopsy
神经系统线粒体病研 究进展
主要内容
1. 定义和发展史 2. MtDNA的特点和发病机制 3. 主要临床表现 4. 常见类型 5. 辅助检查、诊断和鉴别诊断 6. 治疗和康复
2020-07-19
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1、线粒体病的定义
因遗传基因异常引起线粒体代谢酶的缺陷导致ATP 合成障碍而出现的一组多系统疾病，也称为线粒 体细胞病。
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m.3291T>C mutation. Metab Brain Dis. 2014; 29: 139-144.
3、Kearn-Sayre综合征
KSS
母系遗传 20岁前发病。 先持续性眼外肌瘫痪，而后视网膜色素变性导致 的视力下降以及心脏传导阻滞导致的心慌胸闷症 状
伴随肢体无力、小脑性共济失调、神经性耳聋以 及智能减退。 多因心脏病而猝死。
2020-07-19
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线粒体功能改变
线粒体正常功能
病理状态下的功能改变
产生ATP，占功能的50% 产生95%的活性氧 调节细胞氧化还原平衡 调控细胞的调亡
ATP合成障碍 氧自由基增加 细胞内的氧化还原失衡 诱导细胞凋亡
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主要内容
1. 定义和发展史 2. MtDNA的特点和发病机制 3. 主要临床表现 4. 常见类型 5. 辅助检查、诊断和鉴别诊断 6. 治疗和康复