미토콘드리아(사립체)는 모든 세포내에 존재하며 세포 대사를 위한 에너지 생성에 핵심적인 기관입니다. 미토콘드리아 안의 DNA에 돌연변이가 발생할 경우 여러 장기에 다양한 질환을 일으킬 수 있는데 MELAS 증후군이 대표적인 질환 중 하나입니다.
유병률은 일본의 경우 10만 명당 0.2명 정도로 보고되었으며 북유럽에는 더 흔하여 핀란드의 경우 10만 명당 16-18명 까지 보고되고 있습니다. MELAS 증후군은 신경계 증상이 주로 나타나는데 미토콘드리아성 뇌병증, 근육병, 젖산산증, 그리고 뇌졸중양 (stroke-like) 사건의 소견이 복합적으로 나타나는 질환입니다.
사립체는 모계로 통해 유전되므로 어머니로부터 유전되어 나타나며, 환자 본인이 첫 돌연변이로 나타날 수도 있습니다. MELAS 증후군을 완치시킬 수 있는 치료법은 없으며 대증요법으로 증상을 완화시키고 삶의 질을 향상시키는데 치료의 목적이 있습니다.
MELAS증후군은 유전질환으로 미토콘드리아 DNA의 돌연변이에 의해 유발됩니다. 대부분 모계유전을 하지만, 최근에는 산발적, 비유전적인 돌연변이에 의한 유전방식도 보고되고 있습니다. 80%이상이 미토콘드리아 DNA 중 MT-TL1 유전자의 A3243G 점 돌연변이와 연관된 것으로 알려져 있습니다. 미토콘드리아 유전자 질환은 미토콘드리아 기능 이상 정도에 따라 임상 양상이 다양하게 나타나는데, 미토콘드리아를 가지고 있는 모든 세포와 장기에서 증상이 나타날 수 있으나 특히 산소와 에너지 요구량이 높아 미토콘드리아가 많은 세포를 갖는 조직인 중추신경계, 근육, 심장, 내분비 기관에서 증상이 먼저 발생합니다.
MELAS의 핵심적인 증상은 반복적인 뇌졸중과, 인지저하, 간질, 근육병으로 위한 근위약, 젖산증입니다.
MELAS 증후군은 이른 나이에서는 정서, 운동발달이 정상이며 2세에서 10세 사이에 처음으로 증상이 나타나고 10세에서 40에도 나타날 수도 있습니다. 2세 이전 40세 이후에 시작되는 경우는 매우 드물다고 알려져 있습니다.
대부분의 첫 증상은 경련, 재발되는 두통, 오심, 구토 증상입니다. 전신 근경직-간대성 발작 후 운동에 대한 부적응과 사지 근위부의 약화 등이 첫 증상으로 나타나기도 합니다. 보통 한 개 이상의 증상을 나타내는데 경련은 의식을 변화시키며 재발하는 양상의 일과성 편마비, 피질성 시력상실과 같은 뇌졸중 증상과 연관되어 나타나며, 이런 사건은 축적되어 청소년기에 운동 기능과 시력, 의식을 저하시킵니다. 감각신경성 청력소실이 같이 동반되기도 합니다. 반복되는 발작 뒤에는 뇌실확장, 피질위축, 기저핵의 석회화 소견을 보이며 정신퇴화가 진행됩니다. 정신적인 이상과 인지적인 퇴화로 악화되면서 치매로 진행될 수 있습니다.
이 환자들에게서 관찰되는 편두통 또는 비슷한 종류의 두통은 뇌졸중 같은 증상을 반영하는 것일 수 있습니다.
근육병은 미토콘드리아 질환의 핵심적인 증상으로 90% 이상의 환자에서 이상이 있으며 운동시 쉽게 피로해지는 증상이나 사지 위약감이 발생합니다. 말초신경장애의 증상으로 마비, 욱신거림, 말단의 통증 등이 생길 수 있습니다.
안구마비로 인한 시각 불편을 호소하기도 하며, 시신경위축으로 인한 실명과 색소성 망막병증으로 인한 야맹증이 나타나기도 합니다.
MELAS 증후군에서 당뇨병이 발생할 가능성이 높은데, 보통 당뇨병 중 인슐린 비의존성 당뇨병과 연관이 많습니다.
일부에서는 빈맥과 호흡곤란을 보이며 이것은 Wolff-Parkinson-White 증후군이라는 부정맥에 의해 나타나는 증상들일 수 있습니다. 심근병증으로 인하여 2차적으로 호흡곤란 증상을 경험할 수 있는데, 비후성 심근병증이나 확장성 심근병증에 기인합니다.
급성 복통, 췌장염, 허혈성 대장염, 장폐색 등의 급성 소화기계 질환도 발현될 수 있으며, 정신적 장애(예: 우울증, 조울증)가 올 수 있습니다.
기타 증상으로는 무호흡, 진행성 외안근마비, 걸음장애, 요량 감소증이 발생할 수 있으며, 요량 감소증은 신장 증후군 발병의 징조가 될 수 있습니다. 70대까지 생존하는 경우도 있으나, 대게는 10세에서 35세 사이에 사망한다고 알려져 있습니다.
반복적인 뇌졸중양 증상이 가장 기본 증상으로 소아나 젊은 성인에서 뇌졸중 증상이 반복적으로 발생하면서 인지저하와 반복적인 두통, 경련과 함께 다양한 장기에 이상을 동반한다면 MELAS를 의심해보게 됩니다.
혈액, 뇌척수액 검사에서 젖산이 검출됩니다. 30% 정도의 환자에서 당뇨가 있으므로 혈당 및 당화혈색소 등의 확인이 필요합니다.
모든 조직에서 가능하나 일반적으로 혈액의 백혈구를 통해 검사를 시행하며 백혈구에서 이상이 뚜렷하지 않은 경우에는 피부 조직, 구강 점막, 소변, 모낭, 근육 등에서 추가로 검사를 시행합니다. 유전자 검사로는 일반적으로 MTTL1(A3423G, T3271C, A3252G)에 대한 검사를 시행하는데 환자의 80%에서 A3423G위치의 돌연변이와, 10% 정도에서 T3271C위치의 돌연변이와 관련된 것으로 알려져 있습니다. 드물게 MTTL2, MTTK, MTTF. MTTV 등 다른 유전자와 연관된 증례도 있습니다.
근생검은 미토콘드리아 질환을 진단하는 기본적인 검사입니다. 국소 마취 후 주로 팔(이두막근)이나 다리(대퇴직근)의 근육을 1cm 정도 절제하여 조직검사를 시행합니다. 미토콘드리아 질환에 특징적인 ragged-red fiber 여부를 확인하게 됩니다.
MELAS의 대표적인 증상인 뇌졸중을 확인하게 위해 시행합니다. 일반적인 뇌졸중과 달리 침범 부위가 혈관 영역에 잘 맞지 않는 다발성 병변이 관찰되는 경우가 많으며 후두엽을 중심으로 한 뇌의 뒤쪽을 침범하는 양상을 보입니다.
그 외 동반된 다른 증상을 확인하기 위해 다음과 같은 검사를 시행합니다.
· 키와 체중으로 성장 평가
· 청각 검사 / 안과 검사
· 신경학적 진찰/ 뇌파 검사/ 신경전도 검사
· 인식 능력 평가 / 물리 치료 평가
· 심장 평가
근본적인 치료법이 없는 질환으로 치료는 일반적인 미토콘드리아 질환에 준하여 이루어집니다. 코엔자임 큐10, 엘-카르니틴이 미토콘드리아 기능을 호전시키는 목적으로 투약해 볼 수 있으며 각종 비타민 제재가 제한적이지만 도움이 될 수 있습니다. 항경련제가 경련을 조절하는데 도움이 되며, 두통, 강직이나 근긴장이상 등에 대한 대증적 약물 치료를 하게 됩니다. 감각신경성 청력상실은 와우이식으로 치료할 수 있습니다.
보통 미토콘드리아 근육병 환자에서 적절한 유산소 운동이 산소 용량을 증가시키고 휴식시 젖산수치를 감소시킵니다. creatine monohydrate의 경구 섭취도 근육병에 도움이 된다고 보고되고 있습니다. L-arginine의 정맥주사가 급성 뇌졸중양 증상의 개선에 도움이 되며 경구 arginine의 복용은 무증상기에 사용하면 뇌졸중양 증상발현을 감소시킨다는 보고가 있습니다.
MELAS 증후군은 모계 유전되는 미토콘드리아 DNA의 변이가 원인으로 유전적 상담이 환자의 가족에게 도움이 될 수 있습니다.
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