線粒體疾病

簡介

線粒體是存在於人體每個細胞（除紅血球外）的「發電廠」。根據細胞類型，線粒體的數量由數百到數千個不等。線粒體對細胞的完整性和功能至關重要。線粒體的功能完整性同時依賴核DNA (nDNA）和線粒體DNA（mtDNA）。細胞核是細胞裡的一個細胞器，內含能決定我們身體特徵（如頭髮顏色）的DNA（nDNA），和大部份令身體能正常運作（如製造能量）的蛋白質。此外，線粒體中亦存在另一組DNA（mtDNA），它包含了製造蛋白質和產生能量的關鍵資訊。

細胞透過氧化磷酸化產生能量，而線粒體疾病是指一系列由氧化磷酸化功能障礙所引起的遺傳性代謝疾病。

成因及患病率

視乎不同種族，線粒體疾病的患病率為每10萬人中有5至20例⁸。線粒體疾病是由於影響其相關功能的基因發生變化（所謂的變異／突變）導致。這些基因可以在核 DNA（nDNA）和線粒體 DNA（mtDNA）中找到。

遺傳模式

• 由於受核DNA和線粒體DNA的影響，線粒體疾病可通過任何遺傳模式發生，包括常染色體隱性遺傳、常染色體顯性遺傳、與性染色體有關的X連鎖遺傳，和線粒體（母系）遺傳。
• 另一方面，零星的偶發性病例可由基因突變引起，而不是遺傳自父母²。
• 線粒體基因變異通常不存在於所有的線粒體DNA中，這種情況被稱為異質性。就常見的基因變異而言，異常的線粒體基因需要達到至少80-90%的臨界值，才會導致線粒體疾病。
• 不同細胞和組織的異質性和臨界值可以有顯著差異，因此線粒體疾病有機會同時影響多個器官。
• 到目前為止，有400多個基因被發現與線粒體疾病有關⁸。

臨床徵狀

線粒體存在於紅血球以外的大部分細胞中，所以病人有機會於任何年齡發病，徵狀可涉及一個或多個器官系統，包括神經和非神經系統。

神經系統的臨床表現可能包括：

• 中樞神經系統：類中風發作、腦癇、運動障礙、偏頭痛、認知障礙、發展遲緩、精神或情緒障礙、發展倒退
• 神經肌肉問題：眼瞼下垂、進行性外眼肌麻痹（眼球移動困難）、運動不耐受、因肌肉及／或神經問題導致無力
• 眼睛：白內障、視神經萎縮等
• 耳朵：感音神經性聽力障礙

非神經系統的臨床表現可能包括：

• 心肺功能：呼吸衰竭、心肌病變、心律不正
• 腎臟：腎功能不全，包括腎衰竭
• 內分泌：皮質醇不足、糖尿病、甲狀腺功能障礙、副甲狀腺功能障礙、卵巢早衰、男性不育、身材矮小
• 腸胃：生長遲緩、胃腸道活動障礙、肝衰竭
• 其他：脊椎後凸、骨髓衰竭

病人可能出現不同臨床徵狀，而被診斷患上各種線粒體綜合症，如萊氐症候群（Leigh Syndrome）、線粒體腦病變 (Mitochondrial Encephalomyopathy)、乳酸中毒、中風症候群（MELAS）或皮爾遜綜合症（Pearson Syndrome）等。

然而，大多數患者並未得到明確的線粒體綜合症診斷。 ^2,6

一些線粒體疾病患者可能會出現急性代謝危機，即病情突然變得非常危重。感染、發燒、長時間禁食而未能攝取足夠能量，和進行手術都可能引發代謝危機。

診斷

一般檢測

新生兒代謝病篩查並不能檢測到線粒體疾病。如果病人被懷疑患上線粒體疾病，檢測有以下目的：

• 通過血液、尿液及／或腦脊液樣本分析與線粒體疾病有關的潛在異常
• 檢視各器官是否受到影響及嚴重性
• 通過靶向基因測序，或核基因和線粒體基因組的次世代測序，確立明確的病因
• 如果未能通過基因測試找出病因，可通過活檢方式檢視線粒體功能，如皮膚和肌肉活檢

香港兒童醫院提供的特別測試及檢查

• 香港兒童醫院先天性新陳代謝科為疑似患上線粒體疾病的兒童提供評估、輔導、診斷檢測和治療。
• 本院提供一些特別化驗檢測，包括靶向基因測序，核基因組和線粒體基因組的次世代測序，以及肌肉樣本的氧化磷酸化分析。

治療

一般治療

• 病人一旦診斷為線粒體疾病，應就不同器官可能出現的併發症接受定期醫學監測及治療，以減低發病和死亡率。
• 患者應避免使用某些藥物，如異丙酚（propofol）。如病人有POLG基因變異，要避免使用丙戊酸（valproate）。
• 儘管絕大多數的線粒體疾病並沒有獲批的治療，一小部分線粒體疾病的基因缺陷可能會有特定的治療方案。
• 部分病人必須遵循特別飲食方案，並避免長時間禁食。
• 如遇上緊急醫療情況如代謝危機時，病人必須即時到急症室求醫，以獲得及時住院支援和監察。關於線粒體疾病緊急處理的信件或資訊單張，能為急症室或其他醫護人員提供有用的快速參考，以防他們沒有接觸過線粒體疾病。
• 線粒體疾病患者需要定期到先天性新陳代謝科覆診，進行臨床評估、血液／尿液化驗監測，和調整治療計劃，以切合身體需要。

香港兒童醫院提供的特別治療及跟進

本院為線粒體疾病患者提供專業服務，以全人方式治療其疾病及相關的醫療問題。

跨專科的先天性新陳代謝科團隊成員包括兒科醫生、遺傳科醫生、化學病理科醫生、護士、營養師、藥劑師、物理治療師、職業治療師、言語治療師、臨床心理學家和醫務社工。團隊亦會與其他兒科(亞)專科合作，加強治理這種對多個系統有潛在影響的疾病。

我們為住院病人、日間病人和門診病人提供評估和跟進，並為地區醫院、診所和家庭提供遠端支援。病人與照顧者會學到如何自行在家好好管理病情，同時與團隊保持聯繫，以獲得建議和支援。

參考資料和有用資源

¹Mitochondrial disorders in children: toward development of small-molecule treatment strategies. Koopman WJ, Beyrath J, Fung CW, Koene S, Rodenburg RJ, Willems PH, Smeitink JA. EMBO Mol Med. 2016 Apr 1;8(4):311-27.

²Mitochondrial diseases. Gorman GS, Chinnery PF, DiMauro S, Hirano M, Koga Y, McFarland R, Suomalainen A, Thorburn DR, Zeviani M, Turnbull DM. Nat Rev Dis Primers. 2016 Oct 20;2:16080.

³Mitochondrial genetics. Chinnery PF, Hudson G. Br Med Bull. 2013;106:135-59.

⁴Recognition, investigation and management of mitochondrial disease. Davison JE, Rahman S. Arch Dis Child. 2017 Jun 24. (Epub ahead of print)

⁵The mitochondrial proteome and human disease. Calvo SE, Mootha VK. Annu Rev Genomics Hum Genet. 2010;11:25-44.

⁶Mitochondrial medicine: a clinical guideline. Koene S, Smeitink J. Nijmegen: Khondrion BV, 2011.

⁷Biochemical diagnosis of mitochondrial disorders. Rodenburg RJ. J Inherit Metab Dis. 2011 Apr;34(2):283-92.

⁸Genetic basis of mitochondrial diseases. Gusic and Prokisch. FEBS Letters. 2021:1132-1158.

鳴謝

主要作者：馮卓穎醫生（代表香港兒童醫院先天性新陳代謝科團隊）
首次發佈：2024年3月

©2024年香港兒童醫院。 版權所有。