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母系遺傳的奇妙之處：MELAS是如何從母親傳遞給下一代的？
MELAS（線粒體腦血管病、乳酸酸中毒和類中風發作）是屬於線粒體疾病的一種，這類疾病還包括MIDD（母系遺傳的糖尿病和聽力損失）、MERRF綜合症和Leber遺傳性視神經病。這一疾病首次於1984年被確定。一個非常特別的特徵是，這些疾病是由於線粒體基因組的缺陷造成的，而這些基因組是純粹由女性父母遺傳下來的。
MELAS的最常見突變為線粒體突變，mtDNA，稱為m.3243A>G。
症狀與表現
MELAS會影響許多身體系統，特別是腦和神經系統（腦-）以及肌肉（肌病）。在大多數情況下，該疾病的跡象和症狀會在童年時期出現，通常是在一段正常發展的期間之後。MELAS的兒童通常在2到10歲之間出現症狀之前，早期的心理運動發展是正常的。雖然不太常見，但嬰兒期也可能出現發育不良、生長遲緩和進展性聽力損失。在年長兒童中，通常表現為反復發作的偏頭痛樣頭痛、厭食、嘔吐和癲癇發作。患有MELAS的兒童經常被發現身材矮小。
大多數MELAS患者體內會出現乳酸堆積，這稱為乳酸酸中毒。
血液中酸度的增加可能導致嘔吐、腹痛、極度疲倦、肌肉無力、失去腸道控制和呼吸困難。較少情況下，MELAS患者可能經歷不自主的肌肉痙攣（肌陣攣）、受損的肌肉協調（共濟失調）、聽力損失、心臟和腎臟問題、糖尿病、癲癇和內分泌失調。
鑑別診斷
某些病例的表現與Kearns–Sayre綜合症相似。與MELAS類似的還有與肌纖維型紅色紋理相關的肌陣攣癲癇（MERRF），因為它們都涉及癲癇發作、智力惡化和肌病，肌肉活檢會顯示紅色紋理。MERRF患者也可能有聽力損失、由於視神經萎縮引起的視力障礙和矮小。MERRF中的特徵性肌陣攣癲癇發作可能有助於縮小診斷範圍，但應考慮進行基因檢測以區分這兩種疾病。Leigh綜合症也可能以進展性神經退行性變、癲癇發作和嘔吐的形式出現，主要見於年幼兒童。
遺傳學
MELAS主要是由線粒體DNA中的基因突變引起的，但也可能由核DNA中的突變引起。
NADH脫氫酶
某些受影響的基因（MT-ND1, MT-ND5）編碼的蛋白質是線粒體中的NADH脫氫酶（也稱複合體I）的一部分，有助於將氧氣和簡單糖轉化為能量。
轉運RNA
其他基因（MT-TH、MT-TL1和MT-TV）編碼線粒體特有的轉運RNA（tRNA）。MT-TL1的突變導致超過80%的MELAS病例，這些突變會損害線粒體製造蛋白質、利用氧氣和產生能量的能力。研究人員尚未確定線粒體DNA的變化如何導致MELAS的特定跡象和症狀。他們仍在調查線粒體基因突變在不同組織中的影響，特別是在大腦中。
遺傳方式
這種情況以線粒體的方式遺傳，也稱為母系遺傳和均質性。這種遺傳方式適用於包含在線粒體DNA中的基因。由於卵子提供發育中的胚胎的線粒體而不是精子，因此只有女性能將線粒體疾病傳遞給她的孩子。線粒體疾病可以在家庭的每一代中出現，並且可以影響男性和女性，但父親不會將線粒體特徵傳遞給他的孩子。在大多數情況下，MELAS患者是從母親那裡遺傳到改變的線粒體基因。較不常見的是，該疾病是由線粒體基因的新的突變引起的，並且在沒有MELAS家族史的人中發生。
儘管在1984年首次被認可和描述，但該疾病早在更早之前就已經存在。
Josiah Wedgwood在其最小的女兒Mary Ann Wedgwood身上詳細描述了這種疾病。她的疾病可能與她的哥哥Thomas Wedgwood、她的姐姐Susannah Darwin和Susannah的第二個兒子著名的自然學家查理斯·達爾文所遭受的疾病有關。這些疾病在Wedgwood-Darwin家族中具有明確的母系遺傳模式。
診斷
磁共振成像（MRI）：多發性腦皮質梗塞相似區域處於不同的缺血進展階段，這些區域不符合任何已知的血管範圍。初始病變通常發生在枕葉或頂葉，最終涉及小腦、大腦皮層、基底神經節和丘腦。乳酸水平經常在血清和腦脊液中升高。MR光譜可以顯示受影響及甚至未受影響腦區的乳酸峰值。肌肉活檢顯示紅色紋理。然而，基因評估應先進行，這在大多數情況下消除了做肌肉活檢的需要。診斷可以是分子或臨床：諸如40歲之前或之後的類中風發作、伴有癲癇發作或癡呆的腦病、血乳酸酸中毒或肌肉活檢中的紅色紋理等。由於線粒體均質性，因此尿液和血液檢測更可取，而不是單純的血液檢測。PCR和ARMS-PCR是常用的、可靠的、快速的和具成本效益的MELAS診斷技術。聽力損失和線粒體糖尿病是常見特徵。眼睛可能有獨特的斑點性色素，稱為黃斑病。
治療
目前沒有治療措施可治癒該疾病。這種疾病仍然是進展性的和致命的。根據身體在特定時期受影響的部位來管理患者。使用了酶、氨基酸、抗氧化劑和維生素等治療方法。目前對於MELAS的治療包括支持剩餘的良好線粒體，通過所謂的「線粒體雞尾酒」來達成，並避開已知的線粒體毒素。此外，一些補充劑可能有助於改善：CoQ10對某些MELAS患者有幫助。B族100被推薦作為B族維生素是能量的維生素。煙酰胺因為複合體I接受來自NADH的電子，最終將電子轉移到CoQ10，也被廣泛使用。核黃素被報道能改善由於複合體I缺陷和3250T-C突變的患者功能。在急性和間歇期期間，建議使用L-精氨酸。這可能減少因為缺乏一氧化氮而導致腦內動脈擴張受損而造成的腦損傷。檸檬酸也被用來提高血漿中精氨酸的濃度，儘管劑量仍在Baylor研究。靜脈注射精氨酸的治療方式被認為通過一氧化氮使腦部血管放鬆。
流行病學
MELAS的確切發病率尚不清楚。它是更常見的一組疾病中的一種，被稱為線粒體疾病。綜合各種線粒體疾病，約每4000人中就有1人。
目前，隨著科學的進步，我們對母系遺傳及其影響的理解日益深入，MELAS的研究也在不斷推進。這不僅是對疾病的探索，也是對母系遺傳這種奇妙過程的反思。我們是否能夠在未來發現更多遺傳疾病的根源，進而提供更有效的治療方案呢？
