苯丙酮尿癥是由于苯丙氨酸代謝途徑中酶缺陷所致，因患兒尿液中排出大量苯丙酮酸等代謝產物而得名。pKU是氨基酸代謝障礙中較常見的一種，屬常染色體隱性遺傳。其發病率隨種族而異，約為 l／6000～l／25000，我國發病率約為1／16500。
【發病機制】
苯丙氨酸是人體代謝過程中必需的氨基酸之一，正常小兒每日需要的攝人量約為200－500mg，其中1／3供蛋白合成，2／3則通過肝細胞中苯丙氨酸－4－羥化酶的作用轉化為酪氨酸，以供給合成甲狀腺素、腎上腺素和黑色素等多種用途。在苯丙氨酸羥化作用過程中除了paH外，還必須有輔酶四氫生物蝶呤的參與，人體內的BH4。來源于鳥苷三磷酸（GTP），在其合成和再生途徑中必須經過鳥苷三磷酸環化水合酶（GTP－CH）、6－丙酮酰四氫蝶呤合成酶（6－pts）和二氫生物蝶呤還原酶（DHPR）的催化。PAH、GTP-CH、DHPR等3種酶的編碼基因已經分別定位于12q24.1、14qll、4p15.1－p16.1；對6－PTS編碼基因的研究還在進行中。任一上述編碼基因的突變都有可能造成相關酶的活力缺陷，致使體內苯丙氨酸發生異常累積。
本病按酶缺陷不同可大致分為典型和BH4缺乏型兩種：典型PKU是由于患兒肝細胞缺乏苯丙氨酸－4－羥化酶（PAH），不能將苯丙氨酸轉化為酪氨酸，因此，苯丙氨酸在血、腦脊液、各種組織和尿液中的濃度極度增高，同時產生了大量苯丙酮酸、苯乙酸、苯乳酸和對羥基苯乙酸等旁路代謝產物并自尿中排出。高濃度的苯丙氨酸及其旁路代謝物即導致腦細胞受損。同時，由于酪氨酸來源減少，致使甲狀腺素、腎上腺素和黑色素等合成也不足。BH4缺乏型PKU是由GTP－CH、6－PTS或DHPR等酶缺乏所導致，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共同的輔酶，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－羥色胺等重要神經遞質的合成受阻，加重了神經系統的功能損害，故BH4缺乏型PKU的臨床癥狀更重、治療亦不易。
絕大多數本病患兒為典型PKU病例，僅1％左右為BH4缺乏型，后者約半數系6－PTS缺陷所致。
【臨床表現】
患兒出生時都正常，通常在3－6個月時始初現癥狀。1歲時癥狀明顯。
（一）神經系統 以智能發育落后為主，可有行為異常、多動甚或有肌痙攣或癲癇小發作，少數呈現肌張力增高和健反射亢進。BH4缺乏型PKU患兒的神經系統癥狀出現較早且較嚴重：常見肌張力減低，嗜睡和驚厥，智能落后明顯；如不經治療，常在幼兒期死亡。
（二）外貌 患兒在出生數月后因黑色素合成不足，毛發、皮膚和虹膜色澤變淺。
（三）其他 嘔吐和皮膚濕疹常見；尿和汗液有鼠尿臭味。
【診斷】
本病為少數可治性遺傳代謝病之一，應力求早期診斷與治療，以避免神經系統的不可逆損傷。由于患兒在早期不出現癥狀，因此，必須借助實驗室檢測。
（一）新生兒期篩查 新生兒喂給奶類3日，用厚濾紙采集其外周血液，晾干后即可寄送至篩查實驗室。其苯丙氨酸濃度可以采用Guthrie細菌生長抑制試驗半定量測定；亦可在苯丙氨酸脫氫酶作用下進行比色定量測定，后者的假陰性率較低。當苯丙氨酸含量＞0.24mmol/L（4mg/dl），亦即兩倍于正常參考值時，便應復查或采靜脈血定量測定苯丙氨酸和酪氨酸。通常，患兒血漿苯丙氨酸可高達 1.2mmol／L（20mg／dl）以上。
（二）尿三氯化鐵試驗和2，4一二硝基苯肼試驗 兩者都是檢測尿中苯丙酮酸的化學呈色法。由于其特異性欠佳，有假陽性和假陰性的可能，一般用作對較大兒童的初篩。
（三）血漿游離氨基酸分析和尿液有機酸分析 血漿和尿液的氨基酸、有機酸分析不僅為本病提供生化診斷依據，同時也可鑒別其他可能的氨基酸、有機酸代謝缺陷。
（四）尿蝶呤分析 應用高壓液相層析（HPLC）測定尿液中新蝶呤和生物蝶呤的含量，可以鑒別各型PKU：PAH缺乏的患兒尿中蝶呤總排出量增高，新蝶呤與生物蝶呤比值正常；DHPR缺乏患兒呈現蝶呤總排出量增加，四氫生物蝶呤減少；6－PTS缺乏患兒則呈現新蝶呤與生物蝶呤比值增高，新蝶呤排出量增加；GTPCH缺乏患兒呈現蝶呤總排出量減少。
（五）酶學診斷PAH僅存在于肝細胞中，因而它的活性檢測比較困難。其他3種酶的活性都可采用外周血中紅、白細胞或皮膚成纖維細胞測定。
（六）DNA分析 目前對PAH和DHPR缺陷可用DNA分析方法進行基因診斷。但由于基因的多態性眾多，分析結果務須謹慎。
【治療】
診斷一旦肯定，應立即給予積極治療，治療開始時年齡愈小，效果愈好。
（一）低苯丙氨酸飲食 對嬰兒可喂給特制的低苯丙氨酸奶粉；為幼兒添加輔食時應以淀粉類、蔬菜和水果等低蛋白質食物為主。由于苯丙氨酸是合成蛋白質的必需氨基酸，缺乏時亦會導致神經系統損害，故仍應按每日30－50mg／kg適量供給，以能維持血中苯丙氨酸濃度在 0.12～0.6mmol／L（2～10mg／dl）為宜。飲食控制至少需持續到青春期以后。
（二）Bo4、5－羥色氨酸和L-DOPA BH4缺乏型PKU患兒除飲食控制外，尚應給予此類藥物。
【預防】
對有本病家族史的夫婦必須采用DNA分析或檢測羊水中蝶呤等方法對其胎兒進行產前診斷。