線粒體基因組具有的獨(dú)特優(yōu)點(diǎn)：線粒體DNA分子小、拷貝數(shù)高;結(jié)構(gòu)和組織簡單而高度保守，母系遺傳，缺乏重組，DNA突變率高，以發(fā)生病變。線粒體是人體的能源工廠，通過物質(zhì)和能量代謝過程，最后經(jīng)三梭酸循環(huán)、呼吸鏈產(chǎn)生ATP，為人體各種生理活動提供動力。研究證明，線粒體發(fā)生病變或調(diào)控線粒體的核基因組發(fā)生突變時，能量供應(yīng)發(fā)生障礙，可能產(chǎn)生神經(jīng)系統(tǒng)、心血管、內(nèi)分泌及其他系統(tǒng)疾病和腫瘤等疾患。線粒體肌病以骨骼肌極度不能耐受疲勞為主要特征。線粒體疾病一般發(fā)生于中、青年人，可能有家族史，多數(shù)患者的母親或母系親屬可能有類似疾病患者(母系遺傳)。

　　線粒體病最容易影響的組織是腦、骨骼肌及心肌。神經(jīng)系統(tǒng)損害主要表現(xiàn)有：眼外肌麻痹、中青年人卒中、癲癇發(fā)作、肌陣攣、視神經(jīng)病、肌病、神經(jīng)性耳聾、共濟(jì)失調(diào)、癡呆、周圍神經(jīng)病、肌張力障礙、腦脊液蛋白升高等。其它系統(tǒng)損害表現(xiàn)為：心臟傳導(dǎo)阻滯、心肌病、母系遺傳糖尿病、身材矮小、甲狀腺功能低下、視網(wǎng)膜色素變性、白內(nèi)障、乳酸酸中毒、近端腎小管功能缺陷、腎小球疾病、肝病、小腸假性梗阻、發(fā)作性嘔吐、全血細(xì)胞減少、胰腺功能失調(diào)及精神性疾病(特別是抑郁)、腫瘤等。

　　根據(jù)受累及的神經(jīng)系統(tǒng)部位，線粒體病分為腦病、肌病、腦肌病和其他中間類型。神經(jīng)科臨床多見的疾病有線粒體肌病，LHON，MELAS，CPEO，MERRF，KSS，Leigh病，NARP，Pearson綜合癥，Alpers病及Menkes病等。

　　線粒體病的實(shí)驗(yàn)室檢查異常包括：骨骼肌活檢中破碎紅纖維(RRF)，血清和腦脊液中的乳酸水平增高，肌電圖肌原性損害和/或神經(jīng)原性損害、周圍神經(jīng)病，聽力圖檢查示神經(jīng)性耳聾，基底節(jié)鈣化/壞死或MRI局限性信號異常，線粒體氧化磷酸化酶的缺陷，而mtDNA突變檢測正日益成為診斷線粒體病的利器。

　　線粒體基因組的遺傳表現(xiàn)出典型的母系遺傳的特點(diǎn)：只有女性患者可將致病基因傳遞給后代，而后代無論男女均可發(fā)病。而患病男性不能向下傳遞致病突變。線粒體病具有量效現(xiàn)象，即小量的線粒體DNA突變可能不出現(xiàn)臨床癥狀，隨著突變線粒體比例增高，出現(xiàn)臨床表現(xiàn)，且臨床嚴(yán)重程度可能和突變比例成正相關(guān)。精子的線粒體外膜上存在有泛素，當(dāng)精子進(jìn)入卵子后，受精卵以一種主動的方式降解了來自精子的線粒體及其中的DNA。

　　線粒體糖尿病(MIDD)常合并有MELAS綜合征(MitochondrialEncephalomyopathy,LacticAcidosis,andStroke-likeepisodes)：線粒體性腦肌病,乳酸酸中毒,卒中樣發(fā)作綜合征，病者除有肌無力外，伴發(fā)肌陣攣癲癇、共濟(jì)失調(diào)、視神經(jīng)萎縮、周圍神經(jīng)病以及神經(jīng)性耳聾和智能低下等癥，癲癇發(fā)作和發(fā)作性嘔吐為此型病者最常見癥狀。

　　糖尿病尤其2型糖尿病是一組具有顯著遺傳背景的多基因疾病，其遺傳特征不符合典型的孟德爾遺傳規(guī)律。然而，我國絕大部分醫(yī)院由于基因診斷技術(shù)所限，在目前診斷為2型糖尿病的人群中混雜有許多未明確診斷的單基因突變糖尿病，如MODY、線粒體糖尿病(MIDD)等。

　　線粒體基因突變糖尿病(MIDD)的發(fā)現(xiàn)是近年來糖尿病分子遺傳學(xué)研究的重要進(jìn)展之一,并成為糖尿病領(lǐng)域研究熱點(diǎn).自1992年，Ballinger首先報(bào)道了線粒體DNA的10.4kb的丟失，導(dǎo)致糖尿病的1個家系。同年vandenOuweland發(fā)現(xiàn)另1家系的糖尿病是線粒體的tRNALeu(UUR)基因的異常即第3243位點(diǎn)A→G的點(diǎn)突變引起，二人分別確認(rèn)線粒體糖尿病由線粒體基因突變引起。從此世界各地陸續(xù)有該基因突變致糖尿病的病例報(bào)道。大量研究證實(shí)，它是目前所知患病率最高的單基因突變糖尿病，已經(jīng)為國內(nèi)外學(xué)者所公認(rèn),能以簡易的分子生物學(xué)技術(shù)檢出,目前己成為首次進(jìn)入日常臨床基因診斷的一種糖尿病亞型。

　　線粒體糖尿病的病因：mtDNA3243A→G突變是病因。該突變發(fā)生于16SrRNA與tRNA交界處，改變了tRNALEU(UUR)雙氫尿苷環(huán)，引起線粒體末端轉(zhuǎn)錄損害，從而使線粒體蛋白質(zhì)合成異常和功能缺陷，影響呼吸鏈的組分與功能而致胰島β細(xì)胞葡萄糖氧化磷酸化障礙，ATP產(chǎn)生不足，致胰島素分泌障礙，能量合成障礙，引發(fā)糖尿病。胰島素抵抗亦不是其發(fā)病的主要病因。

　　臨床特點(diǎn)：本病系母系遺傳，多在45歲以前起病，最早者11歲，但亦有遲至81歲才發(fā)病，常有輕至中度神經(jīng)性耳聾癥狀，但耳聾與糖尿病起病時間可不一致，可間隔20年。多數(shù)患者初診為2型糖尿病，多無酮癥傾向，但其體形消瘦，常伴有神經(jīng)性耳聾及神經(jīng)肌肉癥狀。發(fā)病時其胰島β細(xì)胞功能尚可，常用口服降糖藥治療。隨著病程延長，胰島β細(xì)胞功能進(jìn)行性低下，降糖藥繼發(fā)性失效而需用胰島素治療，部分起病時即需要胰島素治療。亦有少數(shù)初診為1型糖尿病并發(fā)生過酮癥酸中毒，但與1型糖尿病的不同點(diǎn)在于：①發(fā)病年齡相對較晚;②病程呈緩慢進(jìn)展，臨床癥狀也隨著年齡的老化而加重;③胰島β細(xì)胞功能低下是不完全的;④胰島細(xì)胞抗體多為陰性，少數(shù)表現(xiàn)為低滴度持續(xù)陽性;⑤多有2型糖尿病家族史。臨床診斷以基因診斷技術(shù)確診。

　　治療和預(yù)防：(1)首先應(yīng)對先證者家系成員進(jìn)行臨床調(diào)查和基因型分析，并對已確診基因突變陽性者進(jìn)行隨訪。受訪者的糖耐量往往由正常變減低，要適時進(jìn)行干預(yù)治療，盡早保護(hù)胰島β細(xì)胞功能。(2)對已確診MIDD的患者，在降糖同時，及早補(bǔ)充呼吸鏈氧化磷酸化所需的輔酶Q等，可以延緩糖尿病的發(fā)展。(3)早期降糖可以用口服降糖藥，有適應(yīng)癥時應(yīng)用胰島素。