晚发型线粒体脑肌病伴高乳酸血症和卒中样发作临床特点

赵丹华 赵旭彤 邢海英 张晓 张哲 刘献增 袁云 王朝霞

线粒体脑肌病伴高乳酸血症和卒中样发作（MELAS）是常见的线粒体脑肌病之一，具有多系统受累的特点，常见的症状有脑卒中样发作、头痛、癫、认知功能减退、糖尿病、耳聋、运动不耐受、身材矮小及多毛等。骨骼肌活检可见特征性破碎红纤维（RRF）和（或）琥珀酸脱氢酶深染血管（SSVs）。80%以上的患者存在线粒体DNA（mtDNA）3243A ＞G 突变［1］。脑卒中样发作是MELAS 的核心症状，表现为突发的偏盲/皮质盲、失语、偏瘫及精神症状，头部MRI 显示为顶、枕、颞叶交界区大片长T2信号。经典型MELAS 患者在40 岁之前出现脑卒中样发作症状［2］，仅1%～6%的患者40 岁以后发病，称之为晚发型MELAS，临床相对罕见，仅见个案报道［3⁃16］。因临床医师对晚发型患者的认识程度不够，导致患者从就诊至确诊的时间明显延长。因此，我们总结10 例晚发型MELAS 患者的临床、病理及基因突变特点，探讨该类型患者的疾病发展规律。

临床资料

一、病例选择

1. 纳入与排除标准 （1）符合2012 年Yatsuga等［17］提出的MELAS 诊断标准：A 临床表现符合脑卒中样发作特点，①头痛伴呕吐。②癫发作。③偏瘫。④皮质盲或偏盲。⑤头部CT 和（或）MRI 证实颅内有局灶的急性病变。B 有线粒体功能障碍证据，①静息血浆和（或）脑脊液乳酸≥2 mmol/L，或者线粒体相关酶活性缺乏。②肌肉活检提示线粒体功能障碍，如出现RRF、SSVs 或细胞色素C 氧化酶（COX）阴性肌纤维，或者电子显微镜显示肌纤维内异常线粒体聚集。③存在可以导致MELAS 的致病性mtDNA 突变。确诊MELAS 需要至少同时满足A 项中的2 项以及B 项中的2 项标准。（2）首次脑卒中样发作的年龄≥40 岁。（3）临床资料完整。（4）排除临床以皮质病变为主但骨骼肌病理学检查及mtDNA 基因检测均无阳性发现的患者。（5）排除首次脑卒中样发作年龄＜40 岁的患者。（6）排除临床资料不完整的患者。（7）本研究经北京大学第一医院道德伦理委员会审核批准，所有患者对各项检查项目均知情同意并签署知情同意书。

2.一般资料 选择2007 年1 月至2018 年12 月在北京大学第一医院神经内科确诊的晚发型MELAS 患 者 共10 例，其 中 男 性1 例，女 性9 例。就诊时年龄45 ～67 岁，平均年龄52 岁，首次脑卒中样发作年龄40 ～67 岁，平均年龄50 岁，脑卒中样发作次数共13 次。此10 例患者分别来自无血缘关系的不同家庭。

二、临床特点

1.临床表现 本组10 例晚发型MELAS 患者主要临床表现有癫发作6 例、感觉性失语6 例、头痛5 例、认知功能障碍3 例、意识障碍3 例、头晕3 例、精神障碍2 例、肢体轻瘫2 例、视力下降1 例、听力减退1 例。既往患糖尿病5 例，神经性耳聋6 例，高血压病3 例，丘脑梗死1 例，脑干梗死1 例，癫1 例（表1）；长期吸烟1 例，身材矮小`3 例。6 例患者存在母系遗传的糖尿病家族史。2 例患者在发病前其子女已被诊断为MELAS。

2.辅助检查 实验室检查：本组有9 例患者肌酸激酶（CK）正常，1 例（例5）轻度升高至246 U/L（25 ～170 U/L）；血脂升高者6 例（例2、例3、例6、例7、例8、例9），其中甘油三酯（TG）1.72 ～2.91 mmol/L（＜1.70 mmol/L），总胆固醇（TC）5.39 ～6.38 mmol/L（＜5.20 mmol/L），低密度脂蛋白胆固醇（LDL⁃C）为3.94 ～4.14 mmol/L（＜3.40 mmol/L），正常者4 例。影像学检查：头部MRI 显示脑卒中样发作急性期病灶主要累及1 个或者多个脑叶的皮质肿胀以及皮质下水肿（图1a），各脑叶受累次数分别为：颞叶9 次，枕叶7 次，顶叶4 次，额叶4 次，丘脑3 次，小脑2 次。有4 例患者同时合并脑干、基底节区或放射冠区的多发缺血灶（图1b），1 例患者有病灶内少量出血。7 例患者行头部MRA 检查，1 例存在右颈内动脉及大脑中动脉狭窄，狭窄程度约50%，6 例正常。超声检查：7 例患者行颈动脉超声，其中6 例存在动脉粥样硬化斑块，1 例无异常。骨骼肌病理学检查：共8 例患者获得其知情同意后行肱二头肌组织活检术，HE染色显示肌束内结缔组织无明显增生，肌间小血管壁无明显增厚，血管周围无炎性细胞浸润和异常物质沉积，肌纤维排列紧密，可见个别小圆状萎缩肌纤维，未见肥大、坏死、再生肌纤维；改良Gomori 三色（MGT）染色可见个别RRF。油红O（ORO）染色显示破碎样肌纤维内脂肪滴轻度增多。高碘酸⁃雪夫（PAS）染色可见破碎肌纤维缺乏糖原。其中7 例可观察到典型RRF（图2a）、COX 阴性肌纤维及SSVs（图2b），符合线粒体病的病理改变特点；1 例未见典型病理改变。mtDNA 突变检测：采用聚合酶链反应⁃限制性片段长度多态性（PCR⁃RFLP）法对所有患者进行mtDNA 热点突变筛查，主要包括3243A ＞G、8344 A ＞G 及8993T ＞C（G）突变；采用焦磷酸测序法测定血液中3243A ＞G 突变的比例；对未见上述位点突变者，进一步应用第二代测序技术（NGS）行mtDNA 全长序列检测。结果显示，10 例患者中9 例存在m.3243A ＞G 突变，其中有7 例患者经焦磷酸测序法检测其血液中的突变比例为9%～33%；另1 例患者未检测到上述突变，该例患者的骨骼肌活检亦无典型线粒体病改变，进一步提取该例患者的肌肉组织DNA，进行mtDNA NGS 测序，发现其存在致病性m.10191T ＞C 突变。

表1 10 例晚发型MELAS 患者的临床、病理学资料及基因突变分析Table 1. Clinical, pathological data and mtDNA mutation analysis of 10 patients with late⁃onset MELAS

讨 论

图1 例9 患者，男性，53 岁，先后被诊断为急性缺血性卒中及MELAS，头部MRI 检查所见 1a 横断面T2⁃FLAIR 成像显示左侧颞枕叶高信号（脑卒中样发作急性期，箭头所示）1b 横断面DWI 显示右侧丘脑急性梗死灶（箭头所示）Figure 1 Brain MRI findings of Case 9 A 53⁃year⁃old male patient was diagnosed as acute ischemic stroke and MELAS successively. Axial T2 ⁃ FLAIR disclosed hyperintensity in the left temporal and occipital lobes (the acute stage of stroke⁃like episodes; arrow indicates, Panel 1a).Axial DWI revealed acute infarction of right thalamus (arrow indicates, Panel 1b).

本研究中的10 例患者均经骨骼肌病理和基因检查明确诊断，首次脑卒中样发作均在40 岁以后，与1992 年Hirano 等［2］提 出 的40 岁之 前 出 现 脑卒 中样发作的诊断标准不同，我们将其称之为晚发型MELAS。目前文献所报道的晚发型MELAS 患者的发 病 年 龄 均 超 过40 岁，最 大 为80 岁［12］，仅1 例 为36 岁发病［18］。由于脑卒中样发作是诊断MELAS 的必备条件，因此，在本研究中我们将MELAS 的发病年龄定义为首次脑卒中样发作的年龄，而非糖尿病、耳聋等其他症状出现的年龄［18］。本组患者主要的临床表现有脑卒中样发作、癫发作、头痛、失语、痴呆、精神障碍、耳聋和运动不耐受，与典型的MELAS 患者无明显差异［19］。但本组患者有显著的脑血管病危险因素，除糖尿病外，还可见高血压（3/10）及高脂血症（6/10），且颈动脉粥样硬化（6/7）及大脑中动脉狭窄（1/7）的比例也明显升高，这些因素都导致晚发型MELAS 易被误诊为缺血性卒中。甚至有患者首先出现了缺血性卒中，而后才出现MELAS 的脑卒中样发作，提示晚发型MELAS 患者可以合并缺血性卒中。通过总结我们发现，详细的病史和家族史是明确诊断的第一步。本组9 例携带m.3243A ＞G 突变的患者有多年的糖尿病和（或）神经性耳聋病史，6 例有母系遗传家族史，是提示MELAS 诊断的重要线索。此外，虽然偏瘫是缺血性卒中的常见症状，但在本组患者中并不常见，仅2 例在脑卒中样发作时出现偏瘫，比例较低。

脑卒中样发作的神经影像学特点也有助于诊断MELAS。本组晚发型患者的脑卒中样发作病灶主要分布在颞叶、枕叶和顶叶交界区，额叶和丘脑也可以被累及，与典型的MELAS 患者无差异。上述病灶不符合血管分布，而且DWI 上显示皮质高信号，提示细胞毒性水肿，而皮质下病灶无高信号，提示血管源性水肿，这些特点均与缺血性卒中不符。但值得注意的是，晚发型MELAS 患者除上述典型MELAS 皮质病变外，也可出现腔隙性缺血灶及梗死灶，主要分布在脑干、基底节区或放射冠区，为脑小血管病的常见受累部位，且这种改变并不少见［20］。

RRF 是MELAS 患者的典型病理改变，也是诊断MELAS 的病理标准之一。但是，RRF 并非见于所有的MELAS 患者，仍有少部分患者骨骼肌病理无RRF。本研究行肌肉组织活检的8 例患者中，有1 例（例10）病理未见RRF。目前研究认为，RRF 的形成与肌纤维内突变型线粒体的比例、线粒体的增生程度及基因突变类型有关［21］。若肌纤维内突变型线粒体的比例较低或低龄时异常线粒体累积较少，可以无RRF 出现，此后随着年龄的增长及异常线粒体的增多，才有RRF 形成。此外，不同mtDNA 突变出现RRFs 的比例也有所不同。在携带编码还原型烟酰胺腺嘌呤二核苷酸（NADH）脱氢酶（ND）亚单位的mtDNA 突变的患者中，RRF 阴性的比例高于mtDNA 的转运RNA（tDNA）编码基因突变［1，21］。而本组例10 为ND3 基因编码区m.10191T ＞C 突变，推测是导致其RRF 阴性的主要原因。

本组10 例患者有9 例携带m.3243A ＞G 突变，提示m.3243A ＞G 突变为晚发型MELAS 的热点突变，与经典型患者相同［19］。回顾已报道的28 例晚发型MELAS 患者的基因检测结果，其中m.3243A ＞G 突变24 例，m.4332G ＞A、m.13513G ＞A、m.13635C ＞A和m.14487T ＞C 突 变各1 例［3⁃16］，也支 持 这一结论。由此推测，共同的分子生物学基础是晚发型和经典型患者临床表型基本一致的原因。本组患者血液中m.3243A ＞G 突变的比例较低，与文献中4% ～31%的比例接近［3，5，12，14］，因此推测突变比例低可能是脑卒中样发作出现较晚的原因。有研究发现，当m.3243A ＞G 突变的比例在10%～30%之间时，临床表型以糖尿病为主［22］，由此提示线粒体糖尿病患者随着年龄的增长，可能进展为MELAS。因此，早期识别这部分患者，及早给予左旋精氨酸、辅酶Q10 以及左旋肉碱等药物治疗，可能延缓脑卒中样发作的发生。

利益冲突无