苯丙酮尿癥（PKU）是一種常見的氨基酸代謝病，是由于苯丙氨酸（PA）代謝途徑中的酶缺陷，使得苯丙氨酸不能轉變成為酪氨酸，導致苯丙氨酸及其酮酸蓄積，并從尿中大量排出。本病在遺傳性氨基酸代謝缺陷疾病中比較常見，其遺傳方式為常染色體隱性遺傳。臨床表現(xiàn)不均一，主要臨床特征為智力低下、精神神經(jīng)癥狀、濕疹、皮膚抓痕征及色素脫失和鼠氣味等、腦電圖異常。如果能得到早期診斷和早期治療，則前述臨床表現(xiàn)可不發(fā)生，智力正常，腦電圖異常也可得到恢復。

氨基酸對于人體來說，非常重要。其中有八種氨基酸是人體不能自身合成，也不能由其他途徑轉化，必須從食物中才能攝取，稱為人體"必需氨基酸"。苯丙氨酸就是其中之一。苯丙氨酸是人體必需的氨基酸之一，正常小兒每日需要量為200～500mg，其中1/3供機體合成組織蛋白；2/3則通過肝細胞中苯丙氨酸-4-羥化酶（PAH）的作用轉化為酪氨酸，供合成甲狀腺素、多巴胺、腎上腺素和黑色素等之用。在苯丙氨酸的羥化過程中，除了PAH之外，還必須有輔酶四氫生物蝶呤（BH4）的參與，人體內的BH4來源于鳥苷三磷酸（GTP），在其轉化和再生過程中參與作用的酶有鳥苷三磷酸環(huán)化水合酶（GTP-CH）、6-丙酮酰四氫蝶呤合成酶（6-PTS）、二氫生物蝶呤還原酶（DHPR）和甲醇胺脫水酶（CD）等。 PAH、GTP-CH、6-PTS、DHPR和CD等酶的編碼基因分別位于12q22～24。1、14q22。1～22。2、llq22。3～23。3、4p15。3和10q22，任一上述編碼基因的突變都有可能導致相關酶的活力缺陷，致使體內苯丙氨酸代謝發(fā)生紊亂。

典型PKU是由于患兒肝細胞缺乏苯丙氨酸-4-羥化酶所致。絕大多數(shù)本病患兒為典型PKU病例，僅約1～3%屬BH4缺乏型，后者中約半數(shù)系6-PTS缺陷所致。

BH4缺乏型PKU是由于GTP-CH、6-PTS、CD或DHPR等酶缺乏所致；BH4是苯丙氨酸、酪氨酸和色氨酸等芳香氨基酸在羥化過程中所必需的輔酶，缺乏時不僅苯丙氨酸不能氧化成酪氨酸，而且造成多巴胺、5-羥色胺等重要的神經(jīng)遞質缺乏，加重神經(jīng)系統(tǒng)的功能損傷。故BH4缺乏型PKU的臨床癥狀更重。

當苯丙氨酸經(jīng)食物中攝取后，部分為機體蛋白合成所利用，其余部分要經(jīng)過肝臟，撒由其中的苯丙氨酸羥化酶轉化為酪氨酸。而酪氨酸可進一步轉化為多巴，腎上腺素，黑色素等等重要的生理活性物質。由于苯丙酮尿癥患者肝臟缺乏上述的酶，一方面，苯丙氨酸不能轉化為酪氨酸，從而在體內異常蓄積；另一方面，酪氨酸及多巴，腎上腺素，黑色素等等重要的生理活性物質的生成也受阻。這兩個方面均會造成腦的損害，以及其他一系列的病理變化。本癥的主要危害為腦損害。未經(jīng)治療患兒在生后數(shù)月就會出現(xiàn)不同程度的智力發(fā)育落后，大多數(shù)有煩躁，抑郁等精神癥狀，最終將造成中度至極重度智力低下，由于黑色素的缺乏，患兒表現(xiàn)頭發(fā)較黃，皮膚和虹膜顏色淺。由于血中蓄積的苯丙氨酸的旁路代謝，產(chǎn)物經(jīng)尿排出，常有鼠尿味。