粒線體到底是甚麼?
20億年前，原本粒線體的祖先是獨立生活在自然環境中的細菌，有自己的基因製造蛋白質。但是與(宿主)細胞共生後。他們適應了在細胞內的生活，成為生死與共的共同體，面對氧壓力對生物體的毒性，它適時地將其轉化為能量。此後細胞邁向演化之路，而共生的細菌則退居幕後，最後形成現代所謂的粒線體。
粒線體利用氧氣將我們吃進去的食物中獲得的營養徹底燃燒，提供我們能量腺苷三磷酸（ATP），為細胞的產能中心。而其中有許多能量供應鏈，就如同一家工廠要產出一輛能在路上跑的汽車，從引擎的製造，到汽車外殼、輪胎的裝置需要按部就班一步一步完成。
性能良好的車子不能缺乏任一步驟、任一零件。同理當粒線體內負責氧化還原反應產生能量的酵素，因為基因突變而失去應有的功能時，患者全身的器官都會受到影響，特別是耗能高的器官。
粒線體疾病臨床症狀相當多樣化，最常被影響的器官為腦神經細胞及肌肉系統，因為這些器官的能量需求最高。
粒線體疾病的種類及臨床症狀
例如粒線體疾病中一種 Leber氏遺傳性視神經病變（Leber’s hereditary optic neuropathy，簡稱LHON），病人的視神經在十五歲到三十五歲之間便會失去功能影響視力甚至失明。
另一種疾病: 粒線體腦病變、乳酸血症及類中風症狀（Mitochondrial encephalopathy, lactic acidosis, and stroke-like episodes，簡稱 MELAS）則是粒線體病變引起腦病變和肌肉病變。這種類中風患者通常年齡較輕，甚至十歲前就已發病。患者幼年的心理動作發展通常正常，但發育通常比正常人緩慢，有偏瘦矮小的外觀。2歲至10歲間症狀會陸續出現，有時中風前僅會有一些簡單的症狀，如偏頭痛…等，爾後急性發作後才會陸續發展出多種症狀。如肌躍動型癲癇、全身性僵直陣攣型發作、反覆性頭痛、食欲減退、反覆性嘔吐。
癲癇症狀通常伴隨著瞬間肢體偏癱或視野偏盲（hemianopia）及皮質性眼盲（cortical blindness） 之類中風症狀，是此症命名的由來。此類症狀有可能復發，腦的功能不良會隨著重複的中風發作而增加，累積的後遺症通常會出現於青少年期或成年期早期，逐漸損害動作能力、視覺及精神狀態。有些病人發作時可以合併急性精神症狀及行為改變，伴有幻覺…等。感覺神經性失聰為常見的臨床表徵之一。肌肉方面可能包括了運動耐力不佳或近端肢幹無力。
實驗室檢查方面，血中和腦脊髓液中的乳酸（lactic acid）和丙酮酸（pyruvic acid）會升高。典型 MELAS 肌肉切片可以顯示出粗糙不齊的紅色纖維（ragged red fiber）。不過如果肌肉切片沒有發現異常也無法完全排除是粒線體疾病的可能。
Leigh syndrome是一種粒線體基因體點突變而致病的粒線體疾病，如第 8993 個核甘酸 (T→G或 T→C點突變)及第 8344 個核甘酸突變，也可因大片段粒線體基因缺損突變而致病。因電子傳遞鏈中的complex I 酵素缺乏、complex IV (COX) 酵素缺乏或pyruvate dehydrogenase complex 酵素缺乏而致病。臨床呈現壞死性的腦性病變，此症表現為早期發病漸進式神經性退化的疾病，症狀包含肌肉無力、癲癇發作，50%的存活率為三歲，青少年中期存活率只剩不到20%，治療相當困難。
另一種疾病: 粒線體腦病變、乳酸血症及類中風症狀（Mitochondrial encephalopathy, lactic acidosis, and stroke-like episodes，簡稱 MELAS）則是粒線體病變引起腦病變和肌肉病變。這種類中風患者通常年齡較輕，甚至十歲前就已發病。患者幼年的心理動作發展通常正常，但發育通常比正常人緩慢，有偏瘦矮小的外觀。2歲至10歲間症狀會陸續出現，有時中風前僅會有一些簡單的症狀，如偏頭痛…等，爾後急性發作後才會陸續發展出多種症狀。如肌躍動型癲癇、全身性僵直陣攣型發作、反覆性頭痛、食欲減退、反覆性嘔吐。
癲癇症狀通常伴隨著瞬間肢體偏癱或視野偏盲（hemianopia）及皮質性眼盲（cortical blindness） 之類中風症狀，是此症命名的由來。此類症狀有可能復發，腦的功能不良會隨著重複的中風發作而增加，累積的後遺症通常會出現於青少年期或成年期早期，逐漸損害動作能力、視覺及精神狀態。有些病人發作時可以合併急性精神症狀及行為改變，伴有幻覺…等。感覺神經性失聰為常見的臨床表徵之一。肌肉方面可能包括了運動耐力不佳或近端肢幹無力。
實驗室檢查方面，血中和腦脊髓液中的乳酸（lactic acid）和丙酮酸（pyruvic acid）會升高。典型 MELAS 肌肉切片可以顯示出粗糙不齊的紅色纖維（ragged red fiber）。不過如果肌肉切片沒有發現異常也無法完全排除是粒線體疾病的可能。
Leigh syndrome是一種粒線體基因體點突變而致病的粒線體疾病，如第 8993 個核甘酸 (T→G或 T→C點突變)及第 8344 個核甘酸突變，也可因大片段粒線體基因缺損突變而致病。因電子傳遞鏈中的complex I 酵素缺乏、complex IV (COX) 酵素缺乏或pyruvate dehydrogenase complex 酵素缺乏而致病。臨床呈現壞死性的腦性病變，此症表現為早期發病漸進式神經性退化的疾病，症狀包含肌肉無力、癲癇發作，50%的存活率為三歲，青少年中期存活率只剩不到20%，治療相當困難。
肌陣攣性癲癇和破碎紅纖維病（MERRF，myoclonic epilepsy and ragged-red fiber disease），病人肌肉切片可以顯示出粗糙不齊的紅色纖維（ragged red fiber），臨床上會出現肌陣攣性抽搐、肌無力等症狀，而且會越來越嚴重。
還有一種粒線體疾病: 脂肪酸氧化作用缺陷（Fatty Acid Oxidation Defect簡稱FAODs），是體染色體隱性（autosomal recessive）遺傳，父母若為帶因者，則子女有25%的機率罹病。而台灣的發生率相當低，應不超過1/50,000，歐美發生率約為1/10,000。
臨床上的症狀因患者基因缺陷的突變點不同而有不同的症狀，有些新生兒時期會以低血糖、高血氨、代謝性酸中毒、腦病變、心肌病變到猝死都有可能。有些是晚發型以神經病變，肌肉病變，視網膜病變為表現。
參與脂肪酸氧化代謝的酵素很多，當其中某酵素出現異常，整個代謝作用會受到影響並致病；脂肪酸氧化作用缺陷發病的程度及時間不一，從新生兒至成人都有可能。
由於人體空腹時，能量的主要來源是脂肪酸，它是身體靜止狀態時、長時間運動時、心肌及骨骼肌的能量來源。脂肪酸（包含長鏈、中鏈、短鏈）在粒線體內經由 β-氧化作用（β-oxidation）分解，最後產生乙醯輔酶（Acyl-CoAs）進入檸檬酸循環或是在肝臟轉換成酮體，在長時間的禁食後，酮體產生能量供給心肌、骨骼肌及腦部使用。
如果脂肪酸代謝異常，當身體感染、發燒或禁食時會引起不適，症狀為肌肉無力、心臟肥大、肝臟腫大、低血糖、嘔吐、嗜睡，若無治療可能昏迷或致命。症狀出現於大量運動後或禁食，如：肌肉痛、無力、痙攣、血尿等，未治療可能造成腎衰竭，成人型不會有心臟問題或低血糖症狀。
如何診斷粒線體疾病?
粒線體疾病患者的症狀非常廣泛，臨床醫師不易早期診斷，而且雖然診斷工具種類很多，但沒有單一診斷工具具高度敏感性足以診斷粒線體疾病。
粒線體疾病的實驗室檢驗項目，包括血中乳酸值、口服葡萄糖乳酸刺激試驗、有機酸分析、胺基酸分析及肉鹼蛋白檢測。另外，可利用腦部核磁共振攝影、腦部核磁共振氫頻譜、肌肉切片之特殊染色及電子顯微鏡核查、呼吸鏈酵素檢驗、粒線體或細胞核基因分析等協助臨床診斷。
最重要是要有熟悉粒線體疾病多樣化臨床表現的醫師，能對此疾病提高警覺性，再藉助實驗室數據、病理發現、神經影像學表現及基因分析之結果綜合判斷。如果粒線體疾病能在疾病早期確診，比較能讓病患得到各專科醫師的適當照顧。
如何治療粒線體疾病?
治療方面的原則和一般疾病不同，主要是給予病人足夠的能量，避免病人進一步代謝的惡化。藥物上可使用輔助粒腺體功能的藥物，避免呼吸鏈累積不正常有害的代謝物，臨床上常用的是 CoQ10，有實驗顯示可以降低病人血液乳酸值，減少急性發作次數，各種抗氧化藥物的使用也可以考慮，但目前無治癒方式，只能延緩惡化。
長時間飢餓、生病發燒或運動後可能導致發病，因此照顧患者的家屬及醫師要隨時提高警覺。
此症臨床相當複雜，常常併有腦病變、心肌病變、肌肉無力、癲癇發作等，處理起來相當棘手。必須對粒線體疾病有深入的了解，才能提高診斷的機會。不管治療還是診斷，都需要有醫療團隊從不同角度處理，如果您有需求，請儘快求助專業的醫療團隊。
