即線粒體腦肌病伴乳酸血癥和卒中樣發作等一組臨床癥狀,多為母系遺傳。10歲前發育正常。10～40歲發病,首發癥狀為運動不耐受、卒中樣發作、偏輕癱、失語、皮層盲或聾。并有肢體無力、抽搐或陣發性頭痛、智能低下、癡呆及乳酸血癥,肌活檢見RRF、異常線粒體和晶格樣包涵體。CT可見30%～70%蒼白球鈣化,MRI皮層有層狀異常信號的特征所見。基因檢測可見3243或3271核苷酸點突變。MELAS患者卒中樣發作急性期主要累及顳頂或顳枕葉,病灶可累及皮質和深部的白質。與缺血性腦梗死不同,MELAS梗死灶與腦動脈灌注供血區分布不一致,主要集中在代謝旺盛的微血管區域,周圍水腫不明顯,伴有星型膠質細胞增生。MELAS患者累及神經系統的其他常見癥狀包括神經性耳聾、偏頭痛、認知功能受損、周圍神經病、抑郁及一些精神癥狀等。隱性起病的神經性耳聾常是MELAS的早期表現,常有家系遺傳,在未發病的患者親屬中也可發生。隨訪研究發現超過半數的MELAS患者有不同程度的聽力下降和母系遺傳的糖尿病和/或耳聾（MIDD）。其次,發病前出現不規則的偏頭痛也是MELAS患者早期的常見癥狀,頭痛常發生在疾病的間歇期，推測可能是線粒體能量代謝受損,一方面增加了神經元的興奮性,另一方面降低了誘發頭痛的閾值所致。再次，MELAS患者發病時可有不同程度的認知障礙,包括語言、記憶、定向力障礙等。最常見是前額葉的執行功能受損,MRI上表現為腦干后部、扣帶回的缺血樣改變,可能與腦皮質神經元變性有關。另外，少部分患者可出現周圍神經病，表現輕微感覺異常、襪套樣麻木感等，以隱匿性、漸進性起病為主，常累及遠端肢體。