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近年随着遗传学和分子生物学的飞速发展，对线粒体脑肌病发病机制的探索取得了显著进展。首先Anderson等于1987年完成了mtDNA的全部序列分析，Holt于1988年发现线粒体肌病的肌肉组织中mtDNA大片段缺失，同年Wallace报道了第一例LHON病人的mtDNA点突变，Zeviani报道了mtDNA缺失与KSS的关系。线粒体肌病检查在医学界中有多种的的检查方法，其中包括电生理检查，血清乳酸检查，影象学检查等等，每个检查方法都有各自的特点，经过个体的不同需求选择不同的检查方法。
电生理检查
肌电图为常用首选检查之一,临床有肌无力、肌萎缩等肌病表现时肌电图检查尤其重要。多数为肌源性改变,少数病例也可见神经源改变或两者兼有,偶见线粒体脑病病人肌电图正常。一些以脑病为主要表现的病人,肌电图亦可见到神经源或肌源性改变。此为肌电图在线粒体疾病的特征性所见。各种诱发电位检查,对各种脑病综合征的病变部位也具有辅助诊断作用。脑电图在伴有抽搐、癫痫样发作的线粒体脑病具有重要意义,其中以皮层损害为主的MELAS、MERRF、Alpers病不仅具有弥散全脑性脑电失律,亦可有局灶性改变,特别可见癫痫脑电图特有的棘慢波综合、尖波慢波综合。而Leigh病、KSS和Menke病的脑电图改变则相对较轻,局灶或特征性改变较少。有些病人发病之初,虽有发作性头痛,尚未出现脑损害,脑电图不仅可见弥散性全脑失律,亦可见明显局灶性病变,而线粒体肌病CPEO的脑电图却较少有阳性所见。心电图检查对KSS具有重要诊断意义。对母系遗传线粒体肌病合并心脏病变(MiMyCa)也具有重要辅助诊断意义。
血清乳酸检查
线粒体疾病血清乳酸值的升高也是重要诊断筛选指标。安静状态乳酸值若大于1.8～2.0 nm,即为异常。特别是运动后乳酸值升高更有意义。血清乳酸与丙酮酸的比值异常被认为是细胞内氧化还原代谢的指标。此比值小于20为正常,在呼吸链缺陷时升高。通常情况下脑脊液乳酸值低于血清值,病理状态下可升高,仅见于MELAS等脑组织损害明显疾病,其他类型线粒体疾病可见血清乳酸升高而脑脊液乳酸值无明显升高。血清乳酸运动试验方法:安静状态取血后,令病人作运动试验(可上楼梯运动5分钟或两级台阶上下运动5分钟),取血测乳酸,与运动前乳酸值对比,升高4.0 nm以上为异常。幼儿或瘫痪病人运动试验时亦可用葡萄糖刺激试验。具体方法为实验前取血测乳酸,口服葡萄糖2 g/kg之后90分钟,乳酸升高2倍以上为异常。
影像学(CT、MRI)检查
影像学(CT、MRI)的某些特征所见对线粒体脑肌病的临床诊断具有重要辅助作用。MELAS可见两侧半球后部即颞、顶、枕叶皮层多发卒中样异常信号,但其特点不按解剖血管分布,累及皮层和皮层下白质,可见皮层的层状异常信号,Alpers病亦常见到上述征象。Leigh病的CT和MRI特征性所见为对称性双侧基底节、丘脑、脑干等灰质核团损伤的异常信号;而KSS则见散在的既见于灰质又见于白质的异常信号。
分子生物学进展和基因检测方法
Schon于1988年发现KSS病人mtDNA缺失与13个碱基对的重复序列相连。Zeviani阐明了核基因与线粒体基因组间信号系统缺陷是造成常染色体遗传的CPEO的主要原因。1990年3个线粒体脑病MERRF、MELAS、NARP的mtDNA点突变被确定。1991年又发现了2个MELAS突变位置一样，即发生在tRNA Leu(UUR)基因上的新的点突变3271T-C碱基置换突变。另一个为累及心肌、骨骼肌而不影响中枢神经系统的MiMyCa综合征。1993年Santorelli报道了Leigh病患者的mtDNA新突变点。DeVivo等总结发现34例LHON至少与11mtDNA点突变有关，NARP的点突变与Leigh病相同。1993年DeVivo在分子水平上提出新的基因分类。1992年由Pearson和Ballinger提出线粒体肌病新类型糖尿病合并神经性聋。1994年Kadowaki, Van den Ouweland分别证实此综合征具有与MELAS一样的tRNA Leu(UUR)的3243核苷酸位点的点突变。
所以通过以上的方法，可以达到很好的全面的检查。肌电图为常用首选检查之一,临床有肌无力、肌萎缩等肌病表现时肌电图检查尤其重要。一些以脑病为主要表现的病人,肌电图亦可见到神经源或肌源性改变，此为肌电图在线粒体疾病的特征性所见。各种诱发电位检查,对各种脑病综合征的病变部位也具有辅助诊断作用。所以根据个人情况，选择合适的方法。