粒線體疾病有哪些？認識這些潛藏的健康危機

近年來，全球醫療研究機構和專家對於粒線體（Mitochondria）相關醫學領域，進行了大量的研究，主要是粒線體在許多疾病中，具有極為關鍵性的作用，尤其是粒線體對能量代謝、遺傳病、神經系統疾病及免疫系統功能有重要的影響；甚至粒線體也與長新冠後遺症所造成的損傷有關；因此，粒線體疾病相當複雜，而對於粒線體疾病的診斷和控制，通常也需要跨專業領域的醫療團隊來進行；隨著基因療法的發展，未來可能會有更多的發現和治療選項。 

有見於此，【醫師好生活】特別提供粒線體疾病的全面解析，粒線體疾病有哪些？認識粒線體疾病潛藏的健康危機？粒線體是什麼？粒線體疾病的特點與分類？粒線體疾病的定義與特徵？常見的粒線體疾病類型及其症狀？粒線體疾病的遺傳方式與風險因素？如何檢測與診斷粒線體疾病？粒線體疾病的治療方法與日常管理建議？來幫助大家更了解粒線體的重要性與如何保養粒線體？

粒線體

粒線體（Mitochondria）是細胞內的細胞器（Organelle），直徑約0.5~10微米，主要負責產生能量，粒線體被稱為「細胞的發電廠」，粒線體主要功能是透過氧化磷酸化來生成腺苷三磷酸（Adenosine Triphosphate，ATP），這是細胞代謝的主要能量來源；此外，粒線體還有獨立在細胞核的遺傳物質，也就是「粒線體DNA」，能夠在一定程度上執行自我複製。

粒線體的功能

粒線體涉及多種重要的細胞過程，粒線體的功能，包括：

1. 細胞呼吸 

粒線體內的酶促反應通過消耗氧氣將葡萄糖和脂肪酸轉化為能量。

2. 鈣離子儲存 

粒線體幫助調節細胞內鈣離子的濃度，有助於重要的細胞信號傳遞。

3. 細胞凋亡 

粒線體受細胞的程序性死亡影響，參與細胞自我毀滅的過程，以確保受損或不必要的細胞被清除。

4. 熱量產生

某些專門的細胞，如：棕色脂肪細胞，會透過粒線體產生熱量以保持體溫。

粒線體是什麼

在我們體內，除紅血球外，每個細胞都有粒線體，大多數存在於真核細胞內的細胞器（Organelle），在不同的組織細胞中，都有為數不同的粒線體，約由50個至數千個不等；粒線體主要功能是為細胞提供正常運作所需的能量ATP，這些ATP是由腺嘌呤核、三磷酸等物質，水解產生的能量ATP（腺苷三磷酸Adenosine Triphosphate）；粒線體能透過氧化磷酸化的過程，將我們食物中獲得的能量轉化為ATP（腺苷三磷酸），ATP是細胞進行各項生理活動所需的能量形式；因此，粒線體被稱為「細胞的發電廠」。

當細胞正常運作下，需有完整且流動性佳的細胞膜，加上粒線體也有粒線體膜，因而含有雙層磷脂質、蛋白質、膽固醇、醣脂質等，其中磷脂質含磷酸及三酸甘油脂含量佔比75%，因此，細胞膜與粒線體及粒線體膜的健康，都是維持細胞健康和正常運作的關鍵。

粒線體的特點

粒線體在維持細胞的正常運作和人體的健康中，扮演非常重要的角色，以下是粒線體的特點，包括：

1. 雙層膜結構 

粒線體有外膜和內膜，內膜摺疊形成稱為嵴（cristae）的結構，有助於增加表面積，進行能量生成。

2. 粒線體DNA 

粒線體擁有自己的DNA，（稱為mtDNA），這與細胞核內的DNA不同，並僅透過母系遺傳途徑。

3. 能量生成 

粒線體的核心功能是進行「細胞呼吸」，在這個過程中，葡萄糖和脂肪酸等營養物質會被分解轉化為ATP。

4. 其他功能 

除能量生成以外，粒線體還可協助調節細胞內鈣濃度、誘導細胞凋亡，透過細胞程序性死亡及對抗氧化反應。 

粒線體疾病的定義與特徵

粒線體是細胞內的重要結構，負責生產能量及維持細胞正常功能，粒線體疾病（Mitochondrial diseases）主要是由於粒線體DNA（mtDNA）突變或粒線體缺陷、衰竭，甚至粒線體功能異常所導致；粒線體主要負責生成細胞能量，因此粒線體疾病通常會影響到需要大量能量的器官和組織，如：肌肉、大腦、心臟和肝臟等。以下是粒線體疾病常見的典型症狀，包括：

粒線體疾病症狀

粒線體疾病症狀很多種，且嚴重程度不同，主要取決於受影響的細胞和器官，症狀，通常包括：

1. 肌肉無力與疲勞（肌病）
2. 癲癇發作
3. 失明或視力問題
4. 聽力喪失
5. 心臟問題，（如：心肌病）
6. 肝功能異常
7. 腎功能衰竭
8. 中樞神經系統問題，（如：學習障礙、智力發育遲緩）

粒線體疾病原因

1. 粒線體DNA突變

這些突變會影響粒線體內的蛋白質合成，導致粒線體無法正常生成能量。

2. 核基因突變

有些粒線體功能受核基因控制，核基因的突變也會導致粒線體疾病。

粒線體遺傳方式

粒線體疾病有兩種主要遺傳方式：

1. 母系遺傳：由於粒線體DNA僅來自母親，因此粒線體疾病也只會由母親傳遞給子女。

2. 染色體隱性或顯性遺傳

有些粒線體疾病是由核基因突變所引起，這些基因會透過父母雙方直接遺傳。

常見的粒線體疾病類型及其症狀

大多數粒線體功能受核DNA控制，少部分受粒線體DNA的調控，任何一種基因缺陷都可能造成粒線體功能受損；粒線體疾病有那些？粒線體與數百種臨床疾病有關，常見的粒線體疾病，是由於粒線體功能障礙所引起的遺傳性疾病，主要會影響需要大量能量的器官和系統，如：肌肉、腦部和心臟等。

目前在台灣，已知與粒線體缺陷相關的疾病約有50多種，粒線體疾病已列入政府公告的罕見疾病，台灣約有300~400個家族有粒線體基因缺陷問題，缺陷率達1/10,000；大部份屬於遺傳性疾病，但也有部份是因自體基因突變所造成；粒線體疾病有那些？較常見粒線體類型及粒線體疾病症狀，包括：

1. 貧血
2. 癡呆
3. 高血壓
4. 糖尿病
5. 視網膜病變
6. 癲癇發作
7. 神經發育障礙
8. 罕見疾病 （Leigh症候群、MELAS症候群、LHON症候群等相關疾病）

這些粒線體疾病的類型和症狀各有不同，粒線體疾病大致包括：肌肉無力、視力問題、心臟問題等；因此，患有粒線體疾病的患者需要長期的治療和控制，以緩解症狀及提高生活品質。以下是幾種類型的粒線體疾病及粒線體罕見疾病的常見臨床症狀：

（一）Leigh症候群（Leigh syndrome）（亞急性壞死性腦肌病變）

• Leigh症候群主要特徵：
  • Leigh症候群的臨床表現大都一致，Leigh症候群是一種影響中樞神經系統的嚴重疾病，通常在嬰兒期或幼兒期發病；發病時肌肉無特殊情狀或脂肪堆積，部分病患可能肝臟受影響，出現心肌病變和粒線體性肌肉病變，呈現不規則雜紅色的肌肉纖維和粒線體有半結晶物，但極大部分肌肉結構型態與粒線體型態均為正常。當病患有感染或發燒時，會使病情更加惡化，最後造成雙側基底核退化，基底核壞死伴隨腦幹顯著的血管增生。
    病患受遺傳缺陷類別不同而有極大不同影響，一般有核基因變異者，可能會有PDH E1-alnk突變，男性通常罹病較為嚴重，核基因變異的體隱性，常見於近親通婚罹病者；如屬粒線體變異受母系遺傳影響，臨床表現可能有眼肌麻痺，視神經萎縮，腦性運動失調，中風及癲癇發作，發育遲緩、身材小，行為異常等；據臨床統計：Leigh症候群平均發病年齡約於1歲6個月，病程至死亡約5年左右。
• Leigh症候群常見臨床症狀：
  1. 發育遲緩 
  2. 肌肉無力（肌肉張力低）
  3. 抽搐、顫抖
  4. 視神經萎縮 
  5. 腦性運動失調（行為異常，動作異常）
  6. 眼肌麻痺
  7. 中風發作
  8. 呼吸忽快忽慢（陳氏呼吸）
  9. 色素性視網膜炎 
  10. 癲癇發作
  11. 呼吸困難
  12. 吞嚥困難
  13. 心臟、肝臟等多器官功能障礙
• Leigh症候群病因 
  • 由於體內粒線體分子的缺陷，影響能量代謝酵素的問題不同，目前Leigh症候群病因可分為：
    1. 線體基因變異
    2. 遺傳的形式：可歸類為：母性遺傳、性連遺傳、體隱性遺傳。
• Leigh症候群檢驗方式 
  1. 基因檢查 
  2. 生化酵素測定
  3. 電腦斷層（CT）
  4. 核磁共振（MRI）   

（二）MELAS症候群（線粒體腦病變，乳酸血症和類中風症狀）（Mitochondrial encephalomyopathy，lactic acidosis, and stroke-like episodes）

MELAS症候群會影響身體多種系統的疾病，特別是大腦和神經系統和肌肉，通常患者於2歲~10歲左右會陸續出現臨床表徵，大多數患有MELAS的人體內都有乳酸堆積，這種狀況稱為乳酸酸中毒；血液酸度增加會導致嘔吐、肌肉無力和呼吸困難等症狀；另有部分MELAS患者可能會出現不自主肌肉痙攣，肌肉協調障礙，聽力損失，心臟和腎臟問題等；MELAS症候群通常在童年或青少年時期發病。

• MELAS症候群常見臨床症狀 
  1. 噁心、嘔吐
  2. 反覆頭痛、疼痛
  3. 極度疲勞
  4. 肌肉無力
  5. 呼吸困難
  6. 認知障礙
  7. 聽力受損
  8. 食慾不振
  9. 中風發作（通常伴隨癲癇發作） 
  10. 肌肉協調障礙
  11. 不自主肌肉痙攣
  12. 乳酸中毒（血液中乳酸水平過高）
  13. 心臟、腎臟、糖尿病等問題
• MELAS症候群也可能由於粒線體DNA突變所導致，會經由母親遺傳給下一代，患者的父親並不會有導致MELAS症候群的風險性；MELAS症候群是一種嚴重的神經系統疾病，通常在嬰兒期或幼兒期發病，臨床表現為：
  1. 發育遲緩
  2. 癲癇發作
  3. 呼吸困難
• MELAS症候群檢驗方式
  • 主要依據臨床症狀判斷，搭配輔助檢查，包括：
    1. 眼底檢查
    2. 測定血中乳酸值
    3. 腦部核磁共振
    4. 粒線體酵素定量分析
    5. 基因檢查

（三）LHON症候群（雷伯氏視神經萎縮症）Leber’s Hereditary Optic Neuropathy (LHON)

LHON症候群主要是由於粒線體基因異常，導致視網膜神經節細胞病變的疾病，患者發病的年紀大多在年輕成人階段或青春期就發病，發病年紀約介於15~35歲之間，不過臨床統計其實也有2~80歲發病的案例；發病時大都以急性或亞急性速度進展，患者可能會出現不同於典型視神經炎的無痛性的視力下降，初期通常是視線中心區域出現視野障礙（Central scotoma），視力下降非常迅速，可能在2周內由1.0~0.05以下，甚至僅能看到手動的程度。

• LHON症候群（雷伯氏視神經萎縮症）主要特徵：
  • LHON症候群是影響視神經的疾病，最後可能導致視力喪失，有些患者可能因受損神經節細胞的種類因素，會有視野內出現特殊色塊的現象，病情進展至後期，視野缺損可能範圍擴大，由一開始是單眼逐漸進展指雙眼，或雙眼同時發病；患者在劇烈運動導致體溫升高，會導致症狀加劇，稱為多發性硬化症（Uhthoff’s phenomenon），症狀如未加以控制與治療，最後可能導致視力喪失，雙目失明。
• LHON症候群常見臨床症狀：
  1. 頭痛、頭暈
  2. 眼睛不適
  3. 顫抖
  4. 青少年或成人早期突然視力模糊
  5. 視野中央模糊或暗點
  6. 視覺出現光線閃爍感
  7. 最終可能導致雙目失明
  8. 肢體感覺異常（合併出現動作障礙）
  9. 心臟傳導缺陷 （Cardiac conduction defects）
  10. 心律不整  

粒線體疾病在台灣，已知與粒線體缺陷相關疾病約有50多種，以上列舉僅提供辨識瞭解粒腺體疾病，如有類似病徵或想更進一步瞭解，可即時諮詢專業醫師，有助於及早發現病情，及早治療與控制。

粒線體疾病的遺傳方式與風險因素

粒線體疾病的遺傳方式和風險因素主要與粒線體DNA（mtDNA）和核DNA的突變有關，粒線體疾病通常是由母親傳遞給子女，由於粒線體DNA主要來自母親的卵細胞，遺傳方式包括：單純遺傳、雙親遺傳、雜合遺傳；風險因素，包括：家族史、年齡、生活習慣等，因此，了解遺傳方式和風險因素有助於預防粒線體疾病發生。

如何檢測與診斷粒線體疾病

粒線體疾病的檢測與診斷需要綜合臨床表現、家族史、基因檢測、生化檢查和影像檢查等來進行診斷，基因檢測可以確定是否存在粒線體DNA的突變或缺陷，生化檢查可以檢測血液中的特定指標，影像檢查可以觀察器官的狀況；早期檢測和診斷有助於及時治療和控制，粒線體疾病的症狀繁多，且涉及不同器官系統。

• 粒線體檢測與診斷方法
  1. 臨床症狀評估
  2. 家族史
  3. 血液檢查 
  4. 尿液檢查 
  5. 眼底檢查
  6. 心臟超音波或心電圖（ECG）
  7. 電腦斷層（CT）
  8. 核磁共振（MRI）
  9. 切片檢查 
  10. 基因檢查
  11. 新生兒篩查
  12. 生化酵素測定
  13. 電子顯微鏡檢查
  14. 有機酸測試
  15. 肌肉酶測試
  16. 氧消耗測試
  17. 呼吸鍊測試
  18. 乳酸和丙酮酸測量
  19. 粒線體酵素定量分析

以上檢查項目，由醫師視病患個人的病況，需求患者配合進行檢查測試，在依據檢查結果進行診斷與治療。

粒線體疾病的治療方法與日常管理建議

粒線體疾病治療

目前並沒有針對粒線體疾病的治癒方法，但可以透過對症治療來控制粒線體疾病症狀，由於粒線體疾病的症狀多樣且影響不同器官，治療方式需要根據個人的情況量身制定治療方案。

粒線體疾病治療方法

1. 藥物治療：如使用癲癇藥物來控制癲癇發作。 
2. 物理治療：如物理治療和職能治療：幫助改善肌肉功能和協調能力。
3. 補充粒線體保健品：日常營養可補充粒線體保健品，包括：輔酶Q10、維生素B2（核黃素）、左旋肉鹼（L-carnitine），有助於維持粒線體功能；維生素C、維生素E和硫辛酸等抗氧化劑，有助於減少粒線體損傷，減少由自由基引起的細胞損害；另外，適量補充鎂、鋅、鐵等礦物質，以支持整體健康和粒線體功能。
4. 乳酸清除劑：一些患者可能會因粒線體功能不全，而產生乳酸中毒，可由醫師開立乳酸清除劑，如：雙胍類藥物，有助於控制乳酸濃度。
5. 心臟和呼吸系統支持：如使用心臟監測和使用呼吸器等輔助設備，控制症狀。
6. 手術治療：依各類粒線體疾病需要，必要時醫師可能建議採用手術治療方式。

粒線體疾病的診斷治療和控制，通常需要跨專業領域的醫療團隊來進行，隨著基因療法的發展，未來可能會有更多的治療選項。

粒線體疾病的日常管理建議

粒線體疾病日常管理，包括：適量運動、均衡飲食、定期追蹤檢查等；患有粒線體疾病的患者需要定期就醫，遵循醫生的建議，保持良好的生活習慣，以維持健康和提高生活質量；以下是粒線體疾病日常管理建議： 

1. 營養與飲食調整：
建議採用高脂低碳飲食（生酮飲食），有些粒線體疾病患者由高脂肪、低碳水化合物的生酮飲食中得到改善，這種飲食方式能促進脂肪代謝，提供粒線體另一種能量來源（酮體），減少對葡萄糖代謝的依賴。

2. 避免禁食和低血糖：
粒線體疾病患者容易因食慾不振，選擇禁食，導致能量供應不足，因此，建議保持定時規律進食，避免低血糖非常重要；宜少量多餐、攝取複合碳水化合物，幫助穩定血糖。 

3. 適量補充維生素和礦物質：
確保飲食中有充足的維生素和礦物質，尤其是維生素B、C、E及鎂、鋅和鐵等礦物質，以支持整體健康和粒線體功能。

4. 避免危險因素與預防措施：
避免過度勞累和壓力、避免高溫和寒冷溫差大、避免酒精與毒素、預防感染，保持良好的衛生習慣和避免接觸傳染病患者。 

5. 定期追蹤及健康檢查：
粒線體疾病會影響多個系統，患者應定期接受多科醫療監控，如：神經科、心臟科、內分泌科等，定期追蹤、健康檢查及調整治療。

6. 定期接種疫苗：
定期接種粒線體疾病相關疫苗，預防疾病感染。

7. 遺傳基因諮詢：
粒線體疾病具有遺傳性，患者及家人應接受基因諮詢，以了解疾病遺傳風險和生育選擇。

8. 考慮參與實驗性基因療法：
基因療法目前仍在研究中，但未來可能會透過基因編輯或替換受損基因來治療粒線體疾病。

9. 考慮參與幹細胞療法：
幹細胞療法也在研究中，目標是修復受損的粒線體功能，這種療法可能在未來能為患者提供更多的治療選擇。

10. 適量規律運動：
適量規律運動、避免長時間久坐，也有助於增進粒腺體功能，藉由運動可使身體構建更多的線粒體，來因應高能量的運動需求；透過適量規律運動有利於增加線粒體數量，同時刺激免疫球蛋白，去除損傷的粒線體，增進粒線體功能。

粒線體疾病的治療，以對症療法和日常管理為主，透過補充劑、藥物、飲食調整、物理治療和定期醫療監控，能有效控制粒線體疾病症狀，改善生活質量；此外，患者需要避免過度勞累和壓力，並採取適當的預防措施來避免危險因素，隨著基因和幹細胞療法的發展，未來可能會出現更有效的治療方案。