一、發病原因
本症是由於遺傳性膜轉運缺陷，導致尿中氨基酸排泄量增加，這種疾病的發生是常染色體隱性遺傳病所致膜載體改變的後果。正常時腎小球濾過的氨基酸在近端腎小管經特異性能量轉運過程幾乎全部被重吸收。在先天性氨基酸代謝異常時，未能很好代謝的氨基酸在血漿內濃度升高，而出現在尿中，此乃超濾負荷增加所致，非腎小管轉運缺陷。當近端腎小管氨基酸轉運缺陷時，可使重吸收障礙而出現氨基酸尿及血中氨基酸水平減低。當一種氨基酸重吸收有障礙，通過同一轉運係的其他氨基酸的重吸收也可以減低，並導致較廣泛的氨基酸尿，如胱氨酸尿。當一種氨基酸代謝異常，在體內蓄積，過量超濾，可抑製同一轉運係的其他氨基酸重吸收，如β-丙氨酸氨基轉移異常，發生高丙氨酸血症，而尿中出現大量牛磺酸，異丁酸，β-丙氨酸。當腎小管上皮細胞刷狀緣或基底膜外漏，重吸收的氨基酸又自細胞反流入管腔引起廣泛的氨基酸尿，如範科尼綜合征，賴氨酸尿等。當一種代謝產物在小管上皮細胞蓄積時可抑製重吸收率，引發氨基酸尿，如半乳糖血症和先天性果糖不耐受症，磷酸半乳糖或磷酸果糖可在腎小管細胞內蓄積。
二、發病機製
正常人腎小球濾液中的氨基酸含量與血漿大致相等，絕大部分由近端小管給予重吸收。在尿中排出的氨基酸主要有甘氨酸（70～200mg/d）、組氨酸（10～300mg/d）、牛黃酸（85～320mg/d）、甲基組氨酸（50～210mg/d）等。當腎小管對某種氨基酸轉運發生障礙時即出現該種氨基酸尿。
在多種氨基酸轉運缺陷病中，如胱氨酸尿症、二堿基氨基酸尿症、Hartnup病、亞氨基甘氨酸尿症、二羧基氨基酸尿症，表現為對結構相似的氨基酸轉運異常，提示膜上存在基因特異的膜受體或載體。這幾種轉運缺陷病隻影響一種氨基酸轉運的事實，說明具有底物特異性的轉運係統存在，此缺陷病均累及腎和（或）腸中的運轉係統，對其他組織不產生影響。本症Ⅰ型純合子缺乏胱氨酸、賴氨酸、精氨酸和鳥氨酸介導的小腸轉運，其雜合子具有正常氨基酸尿液排泌類型。Ⅱ型純合子缺乏腸道賴氨酸介導的轉運，但保存了轉運胱氨酸的能力，其雜合子對4種氨基酸的尿液排泄均有適度增加。Ⅲ型純合子保留了這4種氨基酸介導的小腸內轉運能力，其雜合子僅尿中賴氨酸和胱氨酸排量略有增加。
1、胱氨酸尿症：屬於常染色體隱性遺傳疾病。其發病機製為近端腎小管刷狀緣膜和胃腸道的轉運胱氨酸以及與它同一轉運係的賴氨酸、精氨酸、鳥氨酸的位點喪失，造成該組氨酸尿大量丟失；以後發現腎小管對半胱氨酸——同型胱氨酸形成的混合二硫化物亦同樣有重吸收障礙。在胱氨酸尿患者血中胱氨酸及其他3種氨基酸濃度不升高，而腎對這組氨基酸的清除率明顯增高，胱氨酸清除率比正常大30倍以上。給胱氨酸尿患者攝食賴氨酸和鳥氨酸後，血中濃度不升高，而糞中出現大量這些氨基酸。用空腸黏膜活組織標本作活性轉運研究，亦證實有轉運缺陷。胱氨酸尿患者每月尿排出胱氨酸平均3036.8mmol（正常最高值約74.88mmol/1g肌酐），明顯超飽和，且其溶解度低，在pH5～7的尿中隻能溶解l248～1664mmol/L，故易析出結晶，當尿濃縮時，結晶增多易形成結石，引起腎絞痛、尿路梗阻或感染的表現。
2、Hartnup病：是近端腎小管上皮細胞和空腸黏膜對中性單氨基、單羧基氨基酸轉運障礙所致。轉運障礙的氨基酸有丙氨酸、絲氨酸、蘇氨酸、纈氨酸、亮氨酸、異亮氨酸、苯丙氨酸、酪氨酸、色氨酸、組氨酸、穀氨酸及天門冬氨酸等。其中最重要的是色氨酸轉運缺陷。色氨酸在尿及糞便中大量丟失，使煙酰胺形成不足，致糙皮病樣皮膚損害和神經症狀。此外，在腸道內由色氨酸樣降解產生的吲哚及色胺，苯丙氨酸產生的苯乙胺，由酪氨酸產生的酪胺以及其他胺類，均顯著超過肝髒的解毒能力，進入血循環引起中樞神經係統症狀，表現為發作性小腦共濟失調及精神症狀。本病有兩型：伴有小腸功能障礙為Ⅰ型；無障礙者為Ⅱ型。
可並發尿結石、生長發育和智力障礙、低鈣血症、高尿酸血症、肌萎縮、小腦性共濟失調、胰腺炎、色素型視網膜炎等。
各種氨基酸尿的臨床表現有其共性和個性，各種氨基酸尿臨床表現的共同點是生長發育障礙，體型矮小和程度不等的智力發育遲緩，特征性表現多因氨基酸尿種類不同而各異。
一、胱氨酸尿症：該病一般出生後即發病，但多在20～30歲才明顯表現，並得以確診，主要臨床表現為：
1、特異性腎性氨基酸尿：尿中有大量胱氨酸與3種二堿氨基酸（賴氨酸，精氨酸和鳥氨酸），尿胱氨酸排泄量較大者（平均每天排出可達730mg）可在濃縮尿沉渣中見到胱氨酸結晶，3種亞型的同型合子尿中胱氨酸，賴氨酸，精氨酸及鳥氨酸都陽性，Ⅱ型及Ⅲ患者的異型合子尿中胱氨酸及賴氨酸也陽性。
2、尿路胱氨酸結石：因大量胱氨酸超過尿中飽和度，在硬性尿中溶解度下降，形成結石，胱氨酸結石占腎結石的1％～2％，黃棕色，質硬，大小不等，大者可呈鹿角形，常為多發性，不完全透X線，有淡薄陰影，因含有二硫化物，故不及鈣性結石密度陰影，結石與氰化硝普鈉呈陽性反應，可作為篩選性診斷試驗，尿路結石往往是患者獲得診斷的重要線索，一般常引起的症狀為腎絞痛，血尿，尿路梗阻，及繼發尿路感染，晚期可引起腎功能不全。
如尿胱氨酸排泄量較少，其濃度維持於飽和度以下，則稱之為無結石性胱氨酸尿症，研究提示，胱氨酸尿症患者的家係中，也可有若幹無結石的胱氨酸尿輕症患者。
3、軀體矮小，智力發育遲緩：可能與大量氨基酸（特別是賴氨酸）丟失有關。
4、吡咯烷及呱啶尿：由於空腸對這些氨基酸吸收不良，大量賴氨酸與鳥氨酸在腸道降解產生屍胺與腐胺，吸收後被還原成吡咯烷與呱啶從尿中排出。
5、其他：少數患者可合並高尿酸血症，低鈣血症，血友病，肌萎縮，胰腺炎，色素性視網膜炎等。
二、二堿基氨基酸尿症：本病係常染色體隱性遺傳病，是該編碼轉運蛋白的基因突變的結果，由於此種蛋白僅被用於轉運賴氨酸，精氨酸和鳥氨酸，而胱氨酸重吸收正常。
臨床表現：Ⅰ型一般無症狀，少數純合子可有智力減退；Ⅱ型二堿基氨基酸尿較Ⅰ型重，血漿二堿基氨基酸濃度降低，近年發現該型患者肝細胞可能存在運轉障礙，由於缺乏底物賴氨酸，精氨酸而導致鳥氨酸循環障礙，不能完全解毒，故患者出現蛋白質不耐受現象，表現為高氨血症，嘔吐，腹瀉，生長及智力發育障礙及脾大甚至肝性腦病，確診靠家族史和尿中氨基酸分析。
三、高胱氨酸尿症：本病為一種罕見的常染色體隱性遺傳病，僅有腎小管對胱氨酸的轉運障礙，空腸無相應的轉運障礙，患者尿中僅胱氨酸排出量輕度增加，二堿氨基酸排量正常，一般無尿路結石。
四、Hartnup病：臨床表現呈發作性，症狀常出現於兒童期，青春期，以後自行緩解，本病全身主要表現有：
1、糙皮病樣皮疹：皮膚暴露部位呈紅色，幹燥有鱗屑，或皸裂，起泡和滲出，有光敏感，陽光曬後加重，對煙酰胺治療反應良好。
2、發作性小腦共濟失調：多發生於疾病嚴重期，表現為步態不穩，四肢震顫，可有不自主舞蹈狀動作，眼聚集力差，眼球震顫，常有複視，嚴重者可有發作性虛脫或昏厥，偶有精神症狀和情緒不穩定，幻覺，譫妄或癡呆等，發作一般不超過1周，自行緩解，不留後遺症，智力一般正常或輕度損害，身材較矮小。
3、特異性氨基酸尿：主要為蘇氨酸，絲氨酸，組氨酸，丙氨酸，羥脯氨酸排出量正常，故可與全氨基酸尿區別，甘氨酸，脯氨酸和羥脯氨酸排出量正常，可與亞氨基甘氨酸尿區別，尿中二堿基氨基酸排出亦正常，可與胱氨酸尿區別。
4、腸道轉運障礙：由於腸道內氨基酸，尤其色氨酸經細菌分解產生大量吲哚代謝產物，硫酸吲哚酚（尿藍母），吲哚基-3-乙酸可出現在尿中。
5、糞檢：糞便中除色氨酸外，還有大量支鏈氨基酸，苯丙氨酸，及其他氨基酸，本病對兒童的生長發育影響較小，身高僅受到輕微的影響，智力發育基本正常。
五、氨基甘氨酸尿症：本病是一種常染色體隱性遺傳病，包括脯氨酸，羥脯氨酸及甘氨酸尿，是由於腎小管上皮細胞對上述3種氨基酸的共同轉運係統或對甘氨酸或亞氨基酸的選擇性轉運係統發生障礙所致，患者一般無症狀，偶有智力發育遲緩，抽搐及腦脊液中蛋白增多，本症可分4型：Ⅰ型有空腸轉運障礙，Ⅱ，Ⅲ，Ⅳ型均無空腸轉運障礙，本病預後良好，新生兒甘氨酸尿，常反映出生後初6個月正常發育時期的總氨基酸尿，持續甘氨酸尿出現在幼兒凡可尼綜合征，單純甘氨酸尿多為良性，一般無症狀。
六、二羧基氨基酸尿：本病係常染色體隱性遺傳病，是由於腎小管和小腸對穀氨酸，天門冬氨酸轉運障礙所致，臨床上分兩型：Ⅰ型有空腸吸收障礙，表現為空腹低血糖及酮症酸中毒（可能與糖原異生有關的氨基酸缺乏有關），小兒患者生長發育和智力發育障礙，先天性甲狀腺功能低下，發作性低血糖，CO2結合力降低，血脯氨酸增加，尿中有大量穀氨酸和天門冬氨酸，Ⅱ型見空腸吸收障礙，臨床十分少見，一般無症狀，僅有尿羧基氨基酸尿排出增多。
七、蛋氨酸吸收不良綜合征：本病罕見，係腎和腸上皮細胞對含硫氨基酸轉運障礙所致，臨床表現主要為白發，水腫，智力減退，陣發性過度換氣，間有抽搐，尿中有芹菜樣特殊氣味（係蛋氨酸尿與其降解產物α-羥丁氨酸所致），尿中還有大量苯丙酮酸與酪氨酸。
八、β-氨基酸尿：尿中排出較多的β-氨基酸尿，牛磺酸，β-丙氨酸，β-異丁酸出現在全氨基酸尿，正常人過多食用肉類和海鮮食品時尿中也可出現牛磺酸，本病臨床表現為癲癇樣發作與昏迷，β-丙氨酸-α-酮戊二酸轉氨酶活性降低。
本病病因不明確，可能與常染色體隱性遺傳有關，通常與近親結婚有關，本病無法直接預防對於有可疑染色體異常家族史的患者應進行遺傳學篩查，避免婚後因染色體遺傳造成子代患本病同時還應注意加強孕期營養，合理膳食，避免情緒激動等影響胚胎發育的不良刺激
腎性氨基酸尿時一組尿中含不同氨基酸的疾病，故實驗室檢查也各不相同。
一、胱氨酸尿症
1、尿沉渣鏡檢或經酸化，濃縮和冷凍尿沉澱中可見六角形扁平結晶。
2、尿液硝基氫氰酸鹽試驗陽性。
3、尿色譜法測定尿胱氨酸排量每天大於300mg/L，此外尿中尚可測得吡咯烷與呱啶。
4、尿中含有大量胱氨酸，賴氨酸，鳥氨酸
二、二堿氨基酸尿症：尿中檢出大量二堿氨基酸，而胱氨酸排量正常，血中相應氨基酸降低。
三、高胱氨酸尿症：本病僅有腎小管對胱氨酸的轉運障礙，空腸無相應的轉運障礙，患者尿中僅胱氨酸排出量輕度增加，二堿氨基酸排量正常。
四、Hartnup病：實驗室檢查發現主要是特異性氨基酸尿，尿中為蘇氨酸，絲氨酸，組氨酸，丙氨酸，而羥脯氨酸排出量正常，故可與全氨基酸尿區別，甘氨酸，脯氨酸和羥脯氨酸排出量正常，可與亞氨基甘氨酸尿區別，尿中二堿基氨基酸排出亦正常，可與胱氨酸尿區別，由於腸道轉運障礙，腸道內氨基酸，尤其色氨酸經細菌分解產生大量吲哚代謝產物，硫酸吲哚酚（尿藍母），吲哚基-3-乙酸可在尿中檢出，糞檢發現色氨酸，大量支鏈氨酸，苯丙氨酸，及其他氨基酸。
五、亞氨基甘氨酸尿：本病尿中包括脯氨酸，羥脯氨酸及甘氨酸。
六、二羥基氨基酸尿：本病由於小腸對穀氨酸，天門冬氨酸轉運障礙，可表現為空腹低血糖及酮症酸中毒（可能與糖原異生有關的氨基酸缺乏有關），並有特異性氨基酸尿，尿檢可見穀氨酸，天門冬氨酸增多。
七、蛋氨酸吸收不良綜合征：尿中有大量苯丙酮酸與酪氨酸，尿中還有芹菜樣特殊氣味（係蛋氨酸尿與其降解產物α-羥丁氨酸所致）。
八、β-氨基酸尿：尿中β-氨基酸尿，牛磺酸，β-丙氨酸，β-異丁酸出現在全氨基酸尿，正常人過多食用肉類和海鮮食品時尿中也可出現牛磺酸。
常規進行X線腹部平片，造影，B超檢查，常可發現雙側尿路多發性，陰影淡薄，大小不等的結石。
1、蛋白質：人體內的代謝產物主要來源於飲食中的蛋白質成分，尤其是動、植物蛋白質，如肉類、米、麵、豆製品等。因此，為了減輕殘存健康腎單位的工作負擔，病人的蛋白質攝入量必須和腎髒的排泄能力相適應。也就是說，腎衰病人蛋白質的攝入量應根據腎功能減退的程度，做相應的減少。例如：當血肌酐為170～440umol/L時，蛋白質的進食量以每日每公斤體重0.6克為宜，有大量蛋白尿者，每丟失1克尿蛋白，可額外補充1.5克蛋白質。當血肌酐超過440umol/L時，蛋白質的攝入量應進一步減少，以不超過30克（0.4克/kg）為好。但是，必須強調的是如果一味追求限製蛋白質攝入，將會導致病人出現營養不良，體質下降，效果並不好。因此，在減少蛋白質攝入總量的前提下，必須有選擇地補充營養價值高的蛋白質，以滿足機體所必需的營養需求，也就是增加某些動物蛋白質的攝入（如牛奶、雞蛋、魚、精瘦肉等），減少植物蛋白質的數量，前者含必需氨基酸的品種及數量均較後者高。由於糧食中含有不少植物蛋白質，因此建議食用澱粉食品，如麥澱粉、玉米澱粉、藕粉、土豆、山芋等（蛋白質含量僅為0.4％），代替普通的米、麵等主食（蛋白質含量為7-10％）。
2、熱量：欲使攝入的蛋白質獲得最大利用，不讓其轉化為能量消耗掉，在采取低蛋白質飲食的同時，還必須補充能量。每日每公斤體重至少35大卡的熱量。主要由糖供給，可吃水果、蔗糖製品、巧克力、果醬、蜂蜜等，脂肪也能提供部份熱量，素油不加限製。
一、治療
因本病屬遺傳性疾病，目前尚無根治辦法。其主要治療原則為早期發現，並根據氨基酸尿種類不同而進行不同的飲食控製和對症治療，以減少並發症。如胱氨酸尿病人，應給予低蛋氨酸飲食。色氨酸、苯丙氨酸、酪氨酸尿患者應給予高蛋白飲食，並補充煙酰胺；但如出現共濟失調及精神症狀時應禁食蛋白。
1、胱氨酸尿病的治療
（1）飲水療法：多喝水，特別在夜間也要保證一定的飲水量，以防止尿液濃縮時析出胱氨酸結晶；24h水攝入量至少在4L以上，以使尿胱氨酸濃度稀釋，保持在250mg/L以下。
（2）控製飲食：低蛋氨酸（為胱氨酸最重要的前身）飲食，有時可中等度減少胱氨酸尿。
（3）堿化尿液：可口服碳酸氫鈉或枸櫞酸鈉（10～38g/d），使尿液pH>7.5時，以增加胱氨酸溶解度，不利於結石形成。在尿液的pH為7.5時，胱氨酸的溶解度最高（約溶解280mg/L），但有可能促進磷酸鈣沉積，故也可在睡前服用250～500mg的乙酰唑胺（醋唑磺胺）。
（4）口服青黴胺：青黴胺（二甲基半胱氨酸）可與胱氨酸作用生成可溶性半胱氨酸-青黴胺二硫化合物從尿中排出，又可減少約50％的尿中遊離胱氨酸，因此有防止結石形成的作用。本藥不僅有預防作用，還可溶解正形成的結石。具體用法：1～2g/d，分3～4次口服。本藥因有負性血清病樣反應，如皮疹、發熱、關節痛以及骨髓抑製，腎損害（腎病綜合征）等副作用，故不宜作為常規應用藥物，隻用於上述一般治療不能控製或嚴重胱氨酸結石的患者。目前較新的藥物有N-乙酰-D-青黴胺及硫普羅寧（巰基丙酰甘氨酸），效果相同，毒性較低。
（5）對症處理：有腎結石患者，可考慮體外震波碎石或手術取石，還可服用中藥排石湯。控製繼發感染，緩解尿路梗阻，尿毒症者則可予透析或腎移植。
2、二堿基氨基酸尿的治療
（1）限製蛋白攝入量：因患者有高氨血症和蛋白不耐受現象，故要限製每天的蛋白質入量，特別是Ⅱ型病人。成人每天蛋白攝入量<0.8g/kg，在兒童要注意可能導致營養不良。但最近有報道，在充分補給精氨酸的基礎上，蛋白攝入量可適當放寬，對促進智力與生長發育皆有好處，特別是兒童患者。
（2）補充相應氨基酸：主要靜脈補充精氨酸，鳥氨酸或瓜氨酸。因小腸吸收障礙，口服精氨酸、鳥氨酸常無效。瓜氨酸屬中性氨基酸，轉運部位不同，它吸收後又能代謝轉換為精氨酸和鳥氨酸，故口服瓜氨酸和賴氨酸則有效，可預防高氨血症和糾正血漿氨基酸濃度。
3、Hartnup病的治療：本病無根治辦法，但患者隨年齡增長，特別在青春期後可自行緩解。
（1）高蛋白飲食：一般給予高蛋白飲食，補充煙酰胺50～100mg/d，煙酰胺（尼克酰胺）50～250mg/d，分次口服，即可緩解糙皮病症狀，維持病人健康。如出現小腦共濟失調及精神症狀，則應禁食高蛋白，可予靜脈補充葡萄糖以提供足夠的能量。
（2）口服碳酸氫鈉：以增加尿吲哚代謝物排出，減少結腸中支鏈氨基酸的脫羧作用。
（3）口服新黴素：殺滅腸道細菌及時防治腸道感染，因其可誘導症狀發作重者還應予洗胃或清潔灌腸。
4、亞氨基甘氨酸尿的治療：本病無需治療，預後良好。
5、二羧基氨基酸尿的治療：Ⅰ型患者可試用穀氨酸，連續日夜服用，可預防低血糖發生。Ⅱ型則無需治療。
6、蛋氨酸吸收不良綜合征：給予低量蛋氨酸飲食，即可以改善症狀與智力。
二、預後
本病因係隱性遺傳性疾病，各型臨床特點不盡相同，預後也不一致。多數經確診並對症治療可以減少並發症，使患兒長期存活，預後尚好。個別病人如長期不予治療可因並發症發展致腎功能不全。