胚胎移植前做哪些检测,可以降低线粒体遗传病风险?

2021-07-02 08:39:22 医学界妇产科频道

本文涉及专业知识,仅供医学专业人士阅读参考

线粒体病的临床范畴广泛,带来沉重的负担

线粒体是细胞内的重要细胞器,其主要功能是提供细胞所需要的能量以维持机体的正常活动。线粒体结构和功能的异常经常会诱发多系统疾病,线粒体遗传病的治疗和预防是我国目前所面临的重大卫生保健问题,也是当今生命科学研究的重点问题。

5月30日,复旦大学上海医学院马端教授在“2021生殖医学新进展学习班暨第七届集爱中美生殖医学高层论坛”现场,与大家分享《线粒体遗传病及应对策略》主题演讲。以下内容根据马端教授现场演讲整理。

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遗传相关疾病的分类

马端教授介绍,遗传相关疾病的分类大致分为单基因疾病和复杂性疾病,单基因疾病包括孟德尔遗传病和线粒体遗传病,复杂性疾病包括多基因疾病、染色体疾病和表观遗传疾病。

本次重点介绍线粒体遗传病。

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线粒体基因组的特点

马端教授介绍,人类基因组分为核基因组 (nuclear genome) 和线粒体基因组(mitochondrial genome)。线粒体基因组的形态为双链环状DNA分子,线粒体基因组结构特点包括:

1.基因内无内含子,缺少非翻译区,基因排列紧凑;

2.基因之间无终止子,基因间无间隔,有些甚至重叠;

3.两条链都具有编码功能,但两条链编码不对称;

4.部分线粒体基因的密码子与细胞核基因的密码子不同。

这些特点表明,线粒体基因组在构成上与核基因组不同,也反映两者的起源不同,也因为这些特点,线粒体遗传病有着自身的特殊性。

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线粒体遗传病临床特点及发病机制

马端教授介绍,线粒体病与线粒体遗传病概念不同。

线粒体病:指线粒体结构和功能缺陷致使ATP合成障碍、能量来源不足导致的疾病。

线粒体遗传病:是由线粒体DNA突变引起的因线粒体结构和功能异常导致的疾病。

由此可知,线粒体病的临床范畴更广泛,除了包括线粒体遗传病之外,还包括由于核基因导致的线粒体结构和功能缺陷病。

线粒体遗传病的临床特点

  • 线粒体遗传病目前患病率为1/5000,少见但非罕见,疾病反复发作,累积全生命周期,病变可以累积单个或多个器官,疾病的严重性与突变基因、位点与病程有关,轻重不一。

  • 线粒体病具有母系遗传的特点,但近期发表在PNAS上的研究提示,线粒体也存在双亲遗传的可能。

线粒体遗传病的发病机制

  • 线粒体DNA是裸露的分子,无组蛋白保护,无DNA损伤修复系统,因此,突变率比核DNA高10-20倍。

  • 各个器官线粒体突变的比例是不同的,临床也称之为组织异质性。当线粒体突变比例达到一定程度时,不能满足特定器官的能量代谢,才引起器官的功能异常,这叫做阈值效应。

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常见的线粒体遗传病

线粒体遗传病种类繁多,临床包括40余种疾病。

亚急性坏死性脑病(Leigh Syndrome)

  • 由于线粒体功能异常导致神经功能缺损的一种“以基底节核团、脑干结构受累为主的双侧对称性的海绵状变性、坏死为主要病理及影像学特点”的神经变性病;

  • 多于婴儿或青少年期起病,典型的表现为精神运动发育迟滞或倒退、肌张力低、喂养困难、呼吸节律异常、视听障碍、共济失调、不自主运动和癫痫发作;

  • 确诊需要病理及基因证实。

Leber遗传性视神经病

  • 通常在20岁~30岁发病,但发病年龄范围可从儿童时期一直到70多岁;

  • 表现为急性亚急性视力减退,首发症状为视物模糊,几个月之内出现失明;

  • 男女发病比例为4:1。

眼外肌麻痹-色素性视网膜炎-心脏传导阻滞综合征(Kearns-Sayre Syndrome)

  • 患者逐渐出现上眼睑下垂,肌无力,智能减退,神经性耳聋等症状;

  • 致病原因:线粒体4997个核苷酸分子的缺失,涵盖12个线粒体基因;

  • 临床表现取决于突变线粒体的异质性程度和组织分布,当肌细胞缺陷线粒体大于85%,可发生所有KSS症状。

mt12S RNA与耳聋

  • 氨基糖甙类抗生素主要有庆大霉素、奈替米星、链霉素、丁胺卡那霉素等,临床上主要用于治疗革兰氏阴性杆菌等细菌引起的感染。2-5%的听力正常人接触该类抗生素后会出现不可逆的听力损失。研究发现这与mt12S RNA突变有关。

  • 因此,在高危人群和易感人群中基因突变筛查,并建立基因档案,是减少母系遗传药物性耳聋发生率的有效措施;

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    线粒体遗传病的治疗

    线粒体遗传病相对常见,常表现为神经和肌肉功能异常,临床上主要有以下治疗方法:

    • 植入前诊断可以检测线粒体DNA是否变异;

    • 生殖细胞核移植、纺锤体移植和极体移植可根治线粒体遗传病。

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    本文作者:医学界报道小组

    责任编辑:一川

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