缬氨酸，亮氨酸和异亮氨酸是支链氨基酸; 涉及其代谢的酶的缺乏导致有机酸的积累与严重的代谢性酸中毒。
支链氨基酸代谢有许多障碍（见表) 以及许多其他氨基酸和有机酸代谢紊乱。也可参考可疑遗传性代谢病的诊断程序。
支链氨基酸代谢* 疾病
疾病（OMIM编号） | 蛋白质或酶缺陷 | 注释 |
|---|---|---|
枫糖尿病，或支链酮酸尿症(248600†) | 支链alpha-酮酸脱氢酶复合物(BCKD) | 生化特征：血浆缬氨酸，亮氨酸，异亮氨酸，和别异亮氨酸升高 临床特征（不与临床类型关联的分子类型，除了高百分比的II型突变与硫胺反应相关）： 在典型类型中，肌张力过高、癫痫、昏迷、死亡 I中间类型中，智力残疾、神经系统症状、成熟的进展为压力症状 间歇型中，只有压力症状（如发烧、感染） 硫铵反应型中，与轻度中间型的特征相似 E3亚基缺陷型中，与中间型特征相似，但是伴随严重的乳酸性酸中毒，因为丙酮酸脱氢酶和alpha-酮戊二酸脱氢酶需要E3 紧急治疗：腹膜透析、血液透析、或两者都需要；积极的营养管理，包括高剂量葡萄糖、胰岛素和特殊静脉输入营养液；密切监测脑水肿和急性胰腺炎。 慢性治疗：限制支链氨基酸饮食、需要时补充硫铵 急性疾病的紧急计划，可能引起代谢危机 肝移植 |
IA型 | BCKD E1alpha组分 | |
IB型 | BCKD E1beta组分 | |
Ⅱ型 | BCKD E2 组分 | |
III型 | BCKD E3 组分 | |
丙酸血症(606054†) | 丙酰辅酶A羧化酶 | 生化特征：血浆甘氨酸、尿甲基枸橼酸、3-羟丙酸、丙酰甘氨酸、甲基巴豆酰甘氨酸升高 临床特征：肌张力减退、呕吐、嗜睡、昏迷、酮症酸中毒、低血糖、高氨血症、骨髓抑制、生长延迟、智力残疾、肢体残疾 治疗：急性发作期，高剂量葡萄糖和积极的液体复苏和蛋白质限制 对于极端的高氨血症，可能需要血液透析和腹膜透析 对于长期管理，控制苏氨酸、缬氨酸、异亮氨酸、蛋氨酸的摄入；补充肉毒碱；对于反应患者应用生物素（也可参见 多种羧化酶缺乏和生物素酶缺乏症，见下） 间歇性课程的抗生素考虑减少来自肠道细菌的丙酸负荷 急性疾病的紧急计划，可能引起代谢危机 |
I型 | alpha-亚基 | |
Ⅱ型 | beta亚基 | |
多种羧化酶缺乏症(253270†) | 羧化全酶合成酶 | 生化特征：与丙酸血症相同，但是也会升高乳酸和3-巴豆酸甲酯 临床特征：皮疹，脱发、癫痫、肌张力减退、发育延迟、酮酸中毒、有缺陷的T和B细胞免疫、听力缺失 治疗：生物素，肉碱 |
生物素酶缺乏症(253260†) | 生物素酶 | 临床特征与多种羧化酶缺乏相似 治疗：生物素 |
甲基丙二酸血症（mut缺陷；251000†） | 甲基丙二酸单酰辅酶A变位酶 Mut0（没有酶活性） Mut-（一些残余酶活性） | 生化特征：血浆甘氨酸升高、尿液丙二酸二甲酯、3-羟丙酸、柠檬酸甲酯和甲基巴豆酰甘氨酸增加 临床特征：肌张力减退、呕吐、嗜睡、昏迷、酮症酸中毒、低血糖、高氨血症、骨髓抑制、生长延迟、智力残疾、肢体残疾 治疗：急性发作期，高剂量葡萄糖和积极的液体复苏和蛋白质限制 密切监测中风，肾衰竭和急性胰腺炎 对于极端的高氨血症，可能需要血液透析和腹膜透析 对于长期管理，控制苏氨酸、缬氨酸、异亮氨酸、蛋氨酸的摄入；补充肉毒碱；对于mut-型患者，使用维生素B12 间歇性课程的抗生素考虑减少来自肠道细菌的丙酸负荷 急性疾病的紧急计划，可能引起代谢危机 |
甲基丙二酸血症(cblA; 251100†) | 线粒体钴胺素移位酶 | 生化特征：与变位酶缺乏造成的甲基丙二酸血症相似 临床特征：与变位酶缺乏造成的甲基丙二酸血症相似 治疗：响应高剂量羟钴胺 |
甲基丙二酸血症(cblB;251110†) | ATP：cob(l)阿拉明腺苷转移酶 | 生化特征：与变位酶缺乏造成的甲基丙二酸血症相似 临床特征：与变位酶缺乏造成的甲基丙二酸血症相似 治疗：响应高剂量羟钴胺 |
甲基丙二酸血症-高胱氨酸尿症（cblC；277400†） | 甲基丙二酰辅酶A变位酶和甲硫氨酸合酶 | 生化特征：与甲基丙二酸血症cblA和cblB相似，但是也会有高胱氨酸血症、高胱氨酸尿症、低蛋氨酸、高胱硫醚；血清钴胺素正常 临床特征：与cblA和cblB相似，但是也会有巨红细胞性贫血 治疗：蛋白限制、高剂量羟钴胺素 |
甲基丙二酸尿症和高胱氨酸尿症(cblD; 277410†) | 甲基丙二酰辅酶A变位酶和甲硫氨酸合酶 | 类似于甲基丙二酸尿症和高胱氨酸尿症 cblC |
甲基丙二酸尿症-高胱氨酸尿症(cblF; 277380†) | 有缺陷的溶酶体释放钴胺素 | 类似于甲基丙二酸尿症和高胱氨酸尿症 cblC |
内在因子缺乏症 (261000†) | 内因子 | 巨幼细胞性贫血 |
巨幼红细胞性贫血 1（Imerslund-Grasbeck 综合征；261100†） | 靶标（内在因子受体） | 巨幼细胞性贫血 |
转钴胺II缺乏 (275350†) | 钴胺传递蛋白II | 甲基丙二酸尿症、巨幼红细胞性贫血和全血细胞减少症 |
甲基丙二酸半醛脱氢酶缺乏合并轻度甲基丙二酸血症(603178†) | 甲基丙二酸半醛脱氢酶（也可参见 beta-和gamma-氨基酸紊乱，如下） | 生化特征：中度尿丙二酸二甲酯 临床表现： 发育迟缓、癫痫发作 治疗：无有效治疗方法 |
异戊酸血症 (243500†) | 异戊酰辅酶A脱氢酶 | 生化特征：异戊酰甘氨酸、3-羟基异戊酸 临床特征：汗脚臭味特征、呕吐、嗜睡、酸中毒、智力残疾、骨髓抑制、低血糖、酮症酸中毒、高氨血症、新生儿死亡。 治疗：控制甘氨酸摄入、亮氨酸、肉碱 |
3-甲基巴豆酰辅酶A羧化酶缺乏症 | 3-甲基巴豆酰辅酶A羧化酶 | 生化特征：3-羟基异戊酸、3-甲基巴豆酰甘氨酸、3-羟基异戊酰基肉碱升高 临床特征：发作性呕吐、酸中毒、低血糖、肌张力减退、智力障碍、昏迷；有时具有无症状智力障碍 治疗：控制亮氨酸摄入 (参见多羧化酶缺乏和生物素缺乏症，见上。) |
I型(210200†) | alpha-亚基 | |
II型(210210†) | beta亚基 | |
3-甲基戊烯二酸尿症I型(250950†) | 3-甲基戊烯二酰-辅酶A水合酶 | 生化特征：尿3-甲基戊烯二酸二甲酯和3-羟基异戊酸升高 临床特征：酸中毒、肌张力低下、肝肿大、语言发育迟缓 治疗：：肉碱；亮氨酸限制的益处是未知的 |
3-甲基戊烯二酸尿症II型（巴特综合征；302060†） | Tafazzin | 生化特征：尿3-甲基戊烯二酸二甲酯和3-甲基戊二酸升高 临床特征：肌病、扩张型心肌病、线粒体异常、嗜中性白血球减少症、发育迟缓 治疗：泛酸 Elamipretide 在早期临床试验中显示出积极作用。 |
3--甲基戊烯二酸尿症III型（Costeff视神经萎缩； 258501†） | 未确定 | 生化特征：尿3-甲基戊烯二酸二甲酯和3-甲基戊二酸升高 临床特征：视神经萎缩、共济失调、痉挛、舞蹈样运动 治疗：无有效治疗方法 |
3-甲基戊烯二酸尿症IV型(250951†) | 未确定 | 生化特征：尿3-甲基戊烯二酸二甲酯和3-甲基戊二酸升高 临床特征：表达多变、生长和发育延迟、肌张力减退、癫痫、视神经萎缩、耳聋、心肌病、酸中毒 治疗：无有效治疗方法 |
3-羟基-3-甲基戊二酰基-辅酶A裂解酶缺乏症(246450†) | 3-羟基-3-甲基戊二酰-辅酶A裂解酶 | 生化特征：尿3-羟基-3甲基戊二酸、3-甲基戊烯二酸二甲酯、3-羟基异戊酸升高；血浆3-甲基戊二酰肉碱升高 临床特征：瑞氏样综合征，呕吐，肌张力低下，酸中毒，低血糖，嗜睡，高氨血症无酮症 治疗：限制亮氨酸摄入，控制低血糖 |
甲羟戊酸尿症 (610377†)、高 IgD 综合征 (260920†) | 甲羟戊酸激酶 | 生化特征：肌酸激酶、转氨酶、白三烯、尿甲羟戊酸升高；胆固醇降低 临床特征：经典型中，身材矮小症、肌张力降低、发育延迟、畸形特征、白内障、呕吐、腹泻、肝脾肿大、关节痛、淋巴结肿大、大脑和小脑萎缩、贫血、血小板减少症、早期死亡 在较高IgD型中，反复热性发作、呕吐、腹泻、关节痛、腹痛、皮疹、脾肿大、血清IgD和IgA水平增高 治疗： 急性发作期间使用皮质类固醇； 有时会受益于IL-1阻断剂，肿瘤坏死因子阻断剂和干细胞移植 |
线粒体乙酰乙酰辅酶A硫解酶缺乏症(607809†) | 乙酰辅酶A硫解酶 | 生化特征：尿2-甲基-3-羟基丁酸和2-乙酰乙酸甲酯升高，血浆甲基巴豆酰甘氨酸升高 临床特征：酮酸中毒、呕吐、腹泻、昏迷、智力障碍 治疗：低蛋白饮食，控制异亮氨酸摄入 |
异丁酰辅酶A脱氢酶缺乏(611283†) | 异丁酰辅酶A脱氢酶 | 生化特征：C-4肉碱升高、游离肉碱降低 临床特征：贫血、心肌病 治疗：肉碱 |
3-羟异丁酰基-辅酶A脱酰酶缺乏症（甲基丙二酸尿症；250620†） | 3-羟异丁酰基-辅酶A脱酰酶 | 生化特征：S（2-羟丙基）-半胱氨酸和S（2-羟丙基）-半胱胺升高 临床特征：生长和发育延迟、畸形特征、脊柱异常、中枢神经系统畸形、死亡 治疗：无有效治疗方法 |
3-羟基丙二酸尿症(236795†) | 3-羟基异丁酸脱氢酶 | 生化特征：尿3-羟基异丁酸升高；50%的患者乳酸升高 临床特征：生理缺陷、中枢神经系统畸形、肌张力降低、酮症酸中毒 治疗：低蛋白饮食、肉碱 |
2-甲基丁酰甘氨酸尿症 (610006†) | 短支链酰基辅酶A脱氢酶 | 生化特征：尿2-甲基丁酰甘氨酸升高 临床特征：肌张力降低、肌肉萎缩、嗜睡、低血糖、低体温 治疗：无有效治疗方法 |
乙基丙二酸脑病变(602473†) | 未确定功能的线粒体蛋白 | 生化特征：尿乙基丙二酸和甲基酸升高、血清乳酸升高 临床特征：视网膜病变、手足发绀、腹泻、瘀斑、发育迟缓、智力障碍、锥体外系症状、共济失调、癫痫、基底核高血压病变 治疗：无有效治疗方法 |
丙二酸尿症(248360†) | 丙二酰-CoA脱羧酶 | 生化特征：乳酸、丙二酸、甲基丙二酸、丙二酰肉碱升高 临床特征：肌张力降低、发育延迟、低血糖、酸中毒 治疗：无有效治疗方法；低脂、高碳水化合物饮食 某些患者肉碱可能有效 |
高缬氨酸血症 (277100†) | 缬氨酸转氨酶 | 生化特征：尿和血清缬氨酸升高 临床特征：生长阻滞 治疗：控制缬氨酸摄入 |
*支链氨基酸是缬氨酸，亮氨酸和异亮氨酸。 | ||
† 有关完整的基因、分子和染色体位置信息，请参阅 Online Mendelian Inheritance in Man (OMIM) database。 | ||
枫糖尿症
是一组常染色体隐性遗传病，由脱羧酶的一个或多个亚单位的缺失所致。虽然相当罕见，在门诺派人口中发病率是显着的（可能是1/200出生） (1)。
临床表现包括体液闻起来像枫糖浆（在耳垢特别强）体液气味和压倒性的疾病在生命的第一天，呕吐及嗜睡开始，如果不及时治疗发展为抽搐，昏迷，甚至死亡。 轻型病人仅仅在应激下（感染和外科手术时）有临床表现。
生化检查表现为较明显的酮血症和酸血症。根据升高的支链氨基酸水平（特别是亮氨酸），诊断枫糖尿症，并通过基因检测加以证实。（参见测试新陈代谢疑似遗传性疾病。）
急性地，可能需要用腹膜透析或血液透析治疗枫糖浆尿病以及IV水合和营养（包括蛋白质限制和高剂量葡萄糖）。应密切监测患者的脑水肿和急性胰腺炎。
但需要小剂量的支链氨基酸以维持正常的代谢功能。硫胺素是脱羧的辅助因子，一些患者对高剂量口服硫胺素反应良好。应该制定应急计划，如何管理可能引起代谢危机的急性疾病。肝移植是治疗性的。
枫糖尿病参考
1.Puffenberger EG.Genetic heritage of the Old Order Mennonites of southeastern Pennsylvania. Am J Med Genet C Semin Med Genet.2003;121C(1):18-31.doi:10.1002/ajmg.c.20003
异戊酸血症
亮氨酸代谢过程的第三步，即亮氨酸的脱氢作用，将异戊酸辅酶A转化成3-甲基巴豆酰辅酶A。亮氨酸脱氢酶的缺乏可以导致异戊酸血症，常被大家称为“汗脚综合征”，因为积聚的异戊酸释放的气味闻起来如汗味。
临床表现，急性型发生在生后头几天，伴有喂养困难、呕吐、呼吸窘迫，婴儿可以发展称为阴离子间隙增大的代谢性酸中毒、低血糖症、高血氨症。骨髓抑制经常发生。慢性间歇性发作的患儿通常是数月或数年后发生。
根据血和尿中异戊酸及其代谢产物增加作出异戊酸血症诊断。（参见测试新陈代谢疑似遗传性疾病。）
异戊酸血症急性期治疗是给予补液和营养支持治疗（大剂量应用葡萄糖），给予措施增加异戊酸的清除率；甘氨酸和卡尼丁可以帮助增加排泄。如果上述措施无效，则给予换血疗法和腹膜透析。长期的治疗是限亮氨酸饮食治疗，补充甘氨酸和卡尼丁。
经过治疗预后较好。
丙酸血症
丙酸积累是由于丙酰辅酶 A 羧化酶缺乏引起的。该酶负责将丙酸代谢为甲基丙二酸。
病情始于生后头几天，伴有喂养困难、呕吐和阴离子间隙增大型代谢性酸中毒所致的呼吸窘迫、低糖血症、高氨血症。可能发生癫痫发作，并且骨髓抑制是常见的。生理压力可能引发复发性攻击。存活者可能出现肾小管病、智力损害和神经系统异常。丙酸血症可以看做是多种脱羧酶缺乏症，生物素缺乏症或生物素酶缺乏症的一部分。
丙酸血症诊断根据丙酸代谢产物水平升高，包括血和尿中柠檬酸甲酯和替格酸盐及其甘氨酸偶联物，根据测定白细胞和培养的成纤维细胞中丙酰辅酶A羧化酶的活性和/或基因检测来确定诊断。（参见测试新陈代谢疑似遗传性疾病。）
丙酸血症的急性治疗是用静脉输注水合（包括高剂量葡萄糖），营养，蛋白质限制；肉碱可能有帮助。如果这些措施不足，可能需要腹膜透析或血液透析。长期丙酸血症治疗是前体氨基酸和奇数链脂肪酸的饮食限制，并且可能需要持续肉碱补充。一部分患儿对大剂量生物素的治疗反应好，它是丙酰辅酶A及其他脱羧酶的辅助因子。应考虑间歇性疗程的抗生素以减少由肠道细菌引起的丙酸负荷。应该制定应急计划，如何管理可能引起代谢危机的急性疾病。
甲基丙二酸血症
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Online Mendelian Inheritance in Man (OMIM) database: Complete gene, molecular, and chromosomal location information
