MERRF 증후군은 어머니로부터 유전되는 미토콘드리아 DNA 돌연변이에 의해서 발생합니다. 환자들의 80%이상에서 핵소체 8344위치에서 돌연변이가 발생하며 이 돌연변이는 미토콘드리아에서 에너지 생산에 관여하는 산화적 인산화 과정에 필수적인 단백질을 합성하는 과정을 방해합니다. 관련 유전자는 MTTK, MTTL1, MTTH, MTTS2, MTTF 등이 있습니다.
진단은 근간대경련, 전신성 간질, 운동실조 등의 임상증상과 근생검상에서 특징적인 병리소견으로 확진됩니다.
혈액, 뇌척수액 검사에서 젖산이 검출됩니다. MERRF 증후군 환자의 휴식 때와 운동 후에흔히 혈중 유산염과 피루브산이 증가되어 있습니다. 뇌척수액의 단백질이 대개 증가되어 있을 수 있지만 100mg/dL를 넘어가지는 않습니다.
뇌파상에서 대개 배경파의 서파양상을 보이는 전신적인 극서파 복합을 보이나, 부분성의 간질양 활동을 보일 수도 있다. 심전도상에서는 조기 흥분을 흔히 보이나, 심차단이 나타나지는 않습니다. 근전도, 신경전도 상에서는 근병증의 소견이 관찰되며, 신경병증이 같이 나타날 수도 있습니다. 뇌자기공명영상에서는 종종 뇌위축과 기저핵 석회화를 보입니다.
유전자 검사로는 4종류의 MTTK(A8344G, T8356C, G8363A, G8361A)에 대한 검사로 MERRF 증후군 환자의 90% 정도를 찾아낼 수 있습니다. 이 중 가장 흔한 변이는 A8344G인데 80%이상의 환자에서 보입니다. 나머지 3종류의 변이가 10% 가량 보입니다. 이 외의 10%가량의 환자들은 A8296G, 단일 미토콘드리아 DNA 결손, A3243G, MTTF, MTND5 등의 변이를 보이는데 돌연변이 스캐닝과 염기서열결정법을 통해 알 수 있습니다.
코엔자임 큐10, 엘-카르니틴이 미토콘드리아 기능을 호전시키는 목적으로 사용된 적은 있으나, 유전적 결함에 대한 근본적인 치료는 현재로서는 없습니다.
경련은 항경련제를 이용해 치료가 가능합니다. 물리치료를 통해 손상된 운동 능력의 회복을 도와줄 수 있으며, 산소운동이 도움이 됩니다. 심장이상에 약물치료를 할 수 있습니다.
모계유전을 하므로 이에 대한 유전상담이 필요하며, 가족 구성원의 유전 가능성에 대한 평가가 임신 전에 필요할 수 있습니다.

환아는 정상기능을 갖는 망막의 막대세포와 원뿔세포가 존재하지 않아 망막전위도검사에서 원뿔세포반응과 막대세포반응이 모두 소실되어 있으며, 출생 시 혹은 출생 직후부터 시작된 심한 시력 소실 혹은 실명, 눈떨림, 방황주시, 느리고 완만한 동공반사, 망막 색소 변성 등의 증상을 보입니다.
시각적 자극에 대한 반응의 감소가 첫 증상으로 나타나며, 손으로 눈을 찌르는 증상을 흔히 보이고, 이로 인해 안구함몰을 유발하기도 합니다. 그 외 증상들로 사시, 눈떨림, 눈부심, 백내장, 원추각막 등이 있을 수 있고, 일부 환아에서는 청력소실, 정신지연, 발달지연이 동반되기도 합니다.
중추신경계 기형은 36-68%에서 동반되며 뇌량 무형성증(corpus callosal agenesis)이 가장 많이 발생되고 그 외 대이랑(macrogyria), 다왜소이랑(polymicrogyria)과 같은 이랑(gyrus)이상, 후두부 척수뇌막류 및 뇌류, 수도폐쇄(aqueductal stenosis), 요천추부수막류 및 이분척추 등이 발생됩니다.
전신기형은 47-65%에서 동반되는데, 이중 안면기형으로 안면혈관종, 귀의 형성부전, 구순, 구개열, 소구증(microstomia), 두 개 안면골 형성부전증(craniofacial dysostosis), 눈의 발달 이상으로 백내장, 각막경화(sclerocornea), 망막발육부전(retinal dysgenesis) 등이 발생할 수 있습니다. 심혈관계 기형으로는 심실중격결손, 동맥관개존증, 대동맥축착, 우심증, 단심실, 비뇨생식기계 기형으로 다낭성신, 수신증, 잠재고환, 외성기의 발생부전 등이 발생할 수 있습니다. 이외에도 다지증, 합지증, 유문협착증, 선천성 횡경막 탈장, Meckel 게실, 선천성풍진증후군, 코넬리아 드 랑게 증후군(Cornelia de Langes syndrome), 클리펠-페일 증후군(Klippel-Feil syndrome) 등이 동반될 수 있다고 합니다.
유전자 이상에 의한 질환으로, 40~50%의 환자에서 유전자의 돌연변이가 발견됩니다. 알려진 12가지 유전자 이상 중 상염색체 열성으로 유전하는 돌연변이가 11가지(GUCY2D, RPE65, SPATA7, AIPL1, LCA5, RPGRIP1, CRB1, CEP290, IMPDH1, RD3, RDH12)이며, 드물게 상염색체 우성으로 유전하는 경우(CRX)도 있습니다.
망막전위도검사가 필수적이며, 망막의 기능을 평가하여 반응이 거의 없을 때 망막의 원뿔세포와 막대세포반응이 모두 소실되었음을 의미합니다.


안저소견은 매우 다양합니다. 정상 안저소견부터, 황색망막반점, 후추소금안저, 희점망막염 안저, 대리석 문양안저, 맥락망막위축, 황반결손 등의 다양한 소견이 보고되어 있습니다. 안저소견은 연령이 증가함에 따라 변화할 수 있는데 초기에는 정상으로 보이다가 시간이 지나면 망막세포상피의 변화가 관찰되기도 합니다.
의심되는 환아에 대해서 유전자 돌연변이 분석을 시행해볼 수 있습니다. 또한 임상 증상에 따라 어떤 유전자 검사를 먼저 해보는게 도움이 될지 선택할 수도 있습니다.
유전자 돌연변이에 의한 유전적 질환으로 증상에 대한 보조적인 치료를 시행합니다. 또한 환아 가족들에게 유전상담을 시행하는 것이 도움이 될 수 있습니다.