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有机酸是指氨基酸、脂肪酸和糖等物质中间代谢途径中产生的羧基酸，有机酸代谢障碍是由于某种酶的缺乏导致相关羧基酸及其代谢产物的蓄积，引起全身代谢紊乱，脑、肝、肾、心脏及骨髓等多脏器损害；线粒体能量合成功能下降，肉碱等消耗增加继发肉碱缺乏。
1966年Tanaka K.运用气相色谱-质谱联用仪（GC-MS）证明了首例有机酸代谢障碍性疾病，即异戊酸血症，迄今已陆续发现了50多种疾病，并在发病机制、诊断、治疗及分子生物学研究方面取得了诸多进展。尽管有机酸代谢障碍性疾病大多罕见，但整体发病率呈现较高水平，预计在1∶2 000以上。串联质谱可以筛查10余种有机酸尿症，如串联质谱相应特征性的酰基肉碱增高，尿有机酸分析特异性有机酸的增高。这类疾病中最多见的是支链氨基酸（亮氨酸、异亮氨酸及缬氨酸）代谢障碍所致的疾病，其他代谢障碍包括色氨酸及赖氨酸代谢障碍引起的戊二酸血症Ⅰ型、生物素代谢障碍引起的多种羧化酶缺乏症、线粒体代谢障碍引起的乙基丙二酸血症及丙二酸血症。
有机酸代谢障碍性疾病半数以上在新生儿期及婴儿早期急性起病；也有间歇性发作，常因感染、发热、饥饿等急性诱发，对患儿造成进行性神经系统损伤：惊厥、智力运动障碍等；婴幼儿猝死，有时在疫苗接种后发病甚至猝死。急性期表现为食欲缺乏、呕吐、呼吸急促、意识障碍、肌张力低下、肝大；常出现代谢失调，如酮症或代谢性酸中毒，高氨血症，低血糖，肝功能损害，心肌酶谱增高，骨髓抑制（粒细胞减少、贫血、血小板减少）。缓解期表现为喂养困难、呕吐、体格及智力发育落后，癫痫、视听损害等。
有机酸代谢障碍性疾病多数是可治性疾病，通过早期诊断、个体化治疗，绝大多数患者获得有效治疗，预后较好。但由于其临床表现缺乏特征性，识别、诊断困难，容易漏诊、误诊，在疾病急性发作期病情危重，甚至导致死亡。新生儿筛查及尽早诊治可极大程度地改善预后，减少伤残和死亡。在先证者病因明确、基因诊断明确的前提下，进一步通过生化或基因分析进行产前诊断，减少危重类型的有机酸代谢障碍性疾病患儿的出生，对推进遗传代谢病的三级防控有重要的意义。筛查和诊疗技术的普及，有助于降低这类出生缺陷，提高患者的生存质量，产生巨大的社会效益及经济效益。主要有机酸代谢障碍性疾病详见表4-1。有机酸代谢病种类较多，下面对几种较常见的有机酸尿症分别进行阐述。
表4-1 有机酸代谢障碍性疾病
续表
甲基丙二酸血症（methymalonicacidemia，MMA，OMIM 251100）主要是由于基因变异导致甲基丙二酰辅酶A变位酶自身缺陷、辅酶钴胺素（cobalamin，cbl）代谢缺陷或其他遗传因素导致甲基丙二酸代谢障碍引起的一种有机酸血症，根据是否合并血同型半胱氨酸（homocysteine，HCY）增高，分为单纯型MMA及MMA合并同型半胱氨酸血症（合并型MMA）。MMA患病率存在地区差异，国际约为 1∶250 000～1∶48 000，中国约为 1∶46 531～1∶5 589，平均约为 1∶15 000，是我国最常见的一种有机酸血症。
甲基丙二酸是异亮氨酸、缬氨酸、甲硫氨酸、苏氨酸、胆固醇和奇数链脂肪酸分解代谢途径中甲基丙二酰辅酶A的代谢产物，正常情况下在甲基丙二酰辅酶A变位酶及甲基钴胺素的作用下转化成琥珀酰辅酶A，参与三羧酸循环。由于基因变异导致甲基丙二酰变位酶或甲基钴胺素活性下降从而导致甲基丙二酰辅酶A代谢受阻，其旁路代谢产物甲基丙二酸、丙酸、甲基枸橼酸及丙酰肉碱等代谢物异常蓄积。合并型MMA同时伴有血HCY增高。这些代谢物增高可引起脑、肝、肾、骨髓及心脏等多种损伤，以大脑损伤为主。
MMA致病基因至今已报道14种，单纯型MMA致病基因有8种，包括 MMUT 、 MMAA 、 MMAB 、 MCEE 、 ACSF3 、 SUCLG1 、 SUCLA2 及 ALDH6A1 基因，其中 MMUT 基因最常见，其次为 MMAA 及 MMAB 基因，其他基因变异导致的MMA较为罕见。导致合并型MMA基因有6种，包括 MMACHC 、 MMADHC 、 HCFC1 、 LMBRD1 、 ABCD4 及 CD320 基因，其中 MMACHC 基因最常见，其次为 HCFC1 基因，其他基因变异导致的MMA较为罕见。 HCFC1 基因属于X连锁隐性遗传，其余基因为常染色体隐性遗传。
MMA患儿无特异性临床表现，急性期主要为发热、感染、饥饿、疲劳、外伤等应激状态或高蛋白饮食、输血、药物及免疫接种等因素诱发下引起急性代谢紊乱，出现类似急性脑病样症状，如拒乳、呕吐、嗜睡、昏迷、惊厥、呼吸困难及肌张力低下。稳定期常见的症状和体征包括反复呕吐、惊厥、运动障碍、智力及肌张力低下。早发型患儿多于1岁内起病，以神经系统症状最为严重。迟发型患儿多在4～14岁出现症状，甚至成年期起病，常合并脊髓、外周神经、肝、肾、眼、血管及皮肤等多系统损害，儿童或青少年时期表现为认知能力下降、学习成绩下降及智力倒退等；部分患者以肺动脉高压及肾功能不全症状首发；部分成人患者以精神及心理异常为首发症状。
包括血尿常规、肝功能、肾功能、血气分析、血糖、血氨、血乳酸及肌酸激酶等。可出现贫血、全血细胞减少、酸中毒、血氨及乳酸升高。
串联质谱技术检测干血滤纸片中氨基酸、游离肉碱及酰基肉碱谱。MMA患者血丙酰肉碱（propionyl carnitine，C3，参考值0.5～4μmol/L）及 C3与乙酰肉碱（acetyl carnitine，C2）比值（C3/C2）增高（参考值＜0.20），部分合并型 MMA 患者血蛋氨酸（methionine，Met）水平降低（参考值10～50μmol/L）、C3/Met（参考值＜0.25）增高。
气相色谱-质谱技术检测尿有机酸水平。MMA患者尿甲基丙二酸及甲基枸橼酸增高。
合并型MMA患者血HCY不同程度的增高。
根据生化检测结果可选用Sanger测序或NGS检测MMA基因变异。由于MMA基因类型较多，建议采用NGS检测。
MMA患者脑部MRI没有特异性改变，表现多样，包括基底节损害、双侧苍白球信号异常、脑白质脱髓鞘变性、软化、坏死、脑萎缩及脑积水等。
MMA患者脑电图可呈高峰节律紊乱、慢波及痫样放电。
MMA可通过串联质谱技术进行新生儿筛查。绝大部分患者在生后串联质谱可被发现血C3增高，但存在一定程度的假阳性和假阴性，结合基因筛查互补，可提升筛查效率。
检测干血滤纸片中的C3水平，结合C3/C2、C3/Met比值，具有灵敏度及准确度高、特异度强、高通量特点，适用于新生儿MMA筛查。由于甲基丙二酸和丙酸是同一代谢通路中的上下游关系，两个疾病在串联质谱中均为C3增高，但如果同时出现Met下降，多为MMA合并型。由于早产、母亲孕期素食、新生儿溶血或其他因素导致新生儿血C3、C3/C2或C3/Met暂时性增高，存在一定程度假阳性。轻型MMA患者生后数天内C3、C3/C2或C3/Met可正常，检测结果为假阴性。部分出生后即发病的MMA患者，甲基丙二酸增高消耗肉碱，导致体内肉碱减少，血C3可正常。另外，随着采血时间延长，C3正常参考范围数值有所下降，如新生儿筛查异常，召回复查时因新生儿年龄增大C3绝对值正常参考值应有所变化，但判读原则维持了原来参考范围，导致复查结果假阴性。因此，结合C3/C2增高或C3/Met增高，可减少假阴性。另外，甲基丙二酸、甲基枸橼酸及同型半胱氨酸比较稳定，且不会随采血时间延长而改变，可以通过三重串联液质联用仪（LC-MS/MS）末梢血检测甲基丙二酸、甲基枸橼酸及同型半胱氨酸进行二级筛查，或并行新生儿筛查以减少漏筛。串联质谱筛查需要结合尿有机酸分析发现特征性指标甲基丙二酸、合并甲基枸橼酸及3-羟基丙酸增高，而确诊则需要基因检测明确基因变异类型。
由于MMA基因类型较多，生化表型差异较大，新生儿筛查存在一定程度的假阳性和假阴性，因此结合基因筛查互补，提升筛查效率。
（1）筛查基因选择：
已知明确的致病基因包括导致单纯型 MMA 的 MMUT 、 MMAA 、 MMAB 、 MCEE 、 ACSF3 、 SUCLG1 、 SUCLA2 及 ALDH6A1 基因，导致合并型MMA 的 MMACHC 、 MMADHC 、 HCFC1 、 LMBRD1 、 ABCD4 及 CD320 基因，其中 MMACHC 、 MMUT 基因致病变异所致患病的人群约占99%， MMAA 及 MMAB 基因致病变异所致患病的人群约占1%，其他基因致病变异所引起患病的情况罕见，故重点筛查时，优选 MMACHC 、 MMUT 、 MMAA 及 MMAB 基因作为检测基因筛查MMA。
（2）基因筛查方法选择：
基因变异以单核苷酸变异常见，外显子缺失或重复者较少，故可选择NGS技术作为检测方法。
（3）基因筛查结果解释：
MMA致病基因中除 HCFC1 基因为X连锁隐性遗传，其他基因为常染色体隐性遗传，故基因筛查结果的解释分为常染色体隐性遗传基因检测结果及 HCFC1 基因检测结果两类。
1）常染色体隐性遗传基因检测结果，检测到两个变异：
①若为已报道明确致病变异，提示为MMA患者；②若为未报道变异，预测均为致病变异，提示可能为MMA患者；③若为未报道变异，其中一个变异预测为致病不明确或良性，需要结合生化检验等鉴别是否为MMA。检测到一个变异：提示可能为MMA基因变异携带者，仍不能排除为MMA患者。
2） HCFC1 基因，男性检测到一个变异：
①若为已报道明确致病变异，提示为MMA患者；②若为未报道变异，预测为致病变异，提示可能为MMA患者；③若为未报道变异，预测为致病不明确或良性，提示需要鉴别是否为MMA。女性检测到一个变异：提示可能为MMA基因变异携带者，建议生化筛查；检测到两个变异（极为罕见）：①若均为已报道明确致病变异，提示为MMA患者；②若为未报道变异，预测均为致病变异，提示可能为MMA患者；③若为未报道变异，其中一个变异预测为致病不明确或良性，提示需要鉴别是否为MMA。
上述检测结果均需要结合血串联质谱氨基酸及酰基肉碱、尿气相质谱有机酸或血同型半胱氨酸等生化检测，如果生化检测符合可以明确，生化检测不符合需要长期生化及临床随访，排除MMA或迟发型MMA。
（4）基因筛查假阴性：
因技术限制，无法检测到一些致病变异位点，包括大片段缺失，内含子、启动子区域变异而导致假阴性。如果生化结果或临床支持MMA，也可以临床确诊。
鉴于MMA的发病机制及遗传特点，适合利用血串联质谱及基因检测技术联合筛查MMA，提高筛查确诊率，降低假阳性及假阴性率。
①血C3/C2增高，伴/不伴C3水平增高；②尿有机酸检测到甲基丙二酸升高；③血同型半胱氨酸水平正常；④ MMUT 、 MMAA 、 MMAB 、 MCEE 、 ACSF3 、 SUCLG1 、 SUCLA2 及 ALDH6A1 其中一个基因检测到复合杂合或纯合变异。
①血C3/C2增高，伴/不伴C3水平或C3/Met增高；②尿甲基丙二酸增高；③血同型半胱氨酸水平增高；④ MMACHC 、 MMADHC 、 HCFC1 、 LMBRD1 、 ABCD4 及 CD320 其中一个基因检测到半合子、复合杂合或纯合变异。
以补液、纠正酸中毒及电解质紊乱为主，同时限制蛋白质摄入，供给充足的热量，静脉滴注或口服左卡尼汀，100～300mg/（kg·d），肌内注射维生素 B 12 ，1～10mg/d，连续 5～6天。
（1）饮食治疗：
维生素B 12 无效或部分有效的单纯型MMA患者以饮食治疗为主，蛋白质总摄入量为婴幼儿期 2.5～3.0g/（kg·d），儿童每天30～40g，成人每天 50～65g。6个月内天然蛋白质摄入量控制为 1.2～1.8g/（kg·d），6 个月至 7 岁为0.6～1.2g/（kg·d），7～18 岁为 0.5～1.0g/（kg·d），＞ 18岁为 0.4～0.8g/（kg·d），其余给予不含异亮氨酸、缬氨酸、苏氨酸和蛋氨酸的特殊配方奶粉或蛋白粉。
（2）药物治疗：
①维生素B 12 ：用于维生素B 12 有效型的长期维持治疗，1.0～10.0mg/次，每1～10天一次。维生素B 12 剂型中羟钴胺效果优于氰钴胺。②左卡尼汀：50～200mg/（kg·d），口服或静脉滴注。③甜菜碱：合并型MMA患者，50～500mg/（kg·d），口服。④叶酸：合并贫血或合并型MMA患者，2.5～10mg/d，口服。
（3）其他治疗：
康复训练以利于患者的生长发育；对于维生素B 12 无效型且饮食控制治疗效果较差、病情反复发作的患者可尝试肝移植治疗或肝肾联合移植。
1.MMA患者预后与基因变异类型、发病早晚，以及维生素B 12 治疗效果有关。
2.MMA患者家族成员检测血串联质谱及尿气相质谱有助于发现同胞患者，基因分析可检出杂合子携带者。
3.产前诊断是MMA患者家庭优生优育的重要措施。患者母亲若再次妊娠，可在妊娠16～20周时行羊水穿刺或10～12周行绒毛膜穿刺取样提取胎儿细胞DNA，或胚胎植入前基因检测，对突变（变异）已知家系进行基因产前诊断。另外，通过检测羊水C3、C3/C2、甲基丙二酸及同型半胱氨酸水平，可协助产前诊断，并可弥补部分患者基因不明确，不能通过基因进行产前诊断的不足。
4.对于MMA高发地区，建议夫妻双方孕前筛查MMA相关基因，若均为相关基因变异携带者，建议进行MMA产前诊断。
丙酸血症（propionic academia，PA，OMIM 606054）主要是由于基因突变（变异）引起丙酰辅酶A羧化酶缺陷导致丙酸代谢障碍引起的一种有机酸血症，因人群不同，发病率差异大。西方国家平均发病率为 1∶50 000～1∶100 000，格陵兰岛因纽特人群发病率为1∶1 000，沙特阿拉伯发病率为1∶2 000～1∶5 000。我国700万筛查数据调查发病率约为1∶195 492。
PA是由于丙酰辅酶A羧化酶（propionyl-CoA carboxylase，PCC）活性缺陷，导致丙酰辅酶A转化为甲基丙二酰辅酶A受阻，进而引起丙酰CoA、丙酰肉碱、丙酸、3-羟基丙酸、甲基枸橼酸和丙酰甘氨酸等代谢产物异常增高，引起机体损伤的一种较常见的有机酸血症。
PA致病基因至今已报道两种，分别为 PCCA 和 PCCB 基因，均为常染色体隐性遗传。目前发现 PCCA 基因突变（变异）153个， PCCB 基因突变（变异）138个，不同民族突变（变异）类型存在明显差异。
PA临床表现多样，其临床特征以反复发作的酮症型酸中毒为主，可出现酸中毒、呕吐、脱水、高氨血症、惊厥、嗜睡、肌张力减低、骨质疏松、进行性昏迷。根据临床表现分为新生儿早发型、晚发型及不典型型。新生儿早发型因食欲缺乏、呕吐、嗜睡，继之以昏睡乏力、惊厥、昏迷，严重时可以引起死亡，多伴有代谢性酸中毒、酮尿症、低血糖、高氨血症，中性粒细胞计数减少，血小板计数减少；晚发型包括发育倒退、慢性呕吐、蛋白不耐受、肌张力低、基底节有时会发生梗死（张力失调和舞蹈手足徐动症）及心肌病。饥饿、感染、外科手术可诱发代谢危象，危象表现同新生儿早发型。不典型者可以仅表现为孤立的心肌病及心律失常，偶有代谢危象及神经认知异常，如果治疗不及时会有生命危险。
包括血尿常规、肝功能、肾功能、血气分析、血糖、血氨、血乳酸及肌酸激酶等。可出现贫血、中性粒细胞、血小板计数、全血细胞均减少，酸中毒、血氨及乳酸升高。
串联质谱技术检测干血滤纸片中氨基酸、游离肉碱及酰基肉碱谱。PA患者血C3及C3/C2比值增高，由于MMA和PA是同一代谢通路中的上下游关系，两个疾病在串联质谱中均为C3增高，部分患者血甘氨酸增高。
气相色谱-质谱技术检测尿有机酸水平。PA患者尿3-羟基丙酸、丙酰甘氨酸及甲基枸橼酸增高，可伴有甲基巴豆酰甘氨酸增高。
根据生化检测结果可选用Sanger测序或NGS检测PA致病基因变异。由于PA致病基因包括 PCCA 和 PCCB 两个基因，建议采用NGS。
PA患者脑部MRI无特异性改变，可表现为脑萎缩（伴脑室扩大、蛛网膜下间隙增宽）、髓鞘化延迟及不同程度的基底节改变。
PA患者脑电图可呈现严重的弥漫性慢波，脑电图异常先于癫痫发作。
由于丙酸和甲基丙二酸是一个通路上的上下游关系，在串联质谱筛查指标上完全一样，召回标准同甲基丙二酸血症。PA患者致病基因明确，可行基因筛查。
串联质谱筛查：检测干血滤纸片中的C3水平，结合C3/C2，具有灵敏度及准确度高、特异度强、高通量特点，适用于新生儿PA筛查。但由于早产、母亲孕期素食、新生儿溶血或其他因素导致新生儿血C3、C3/C2暂时性增高，存在一定程度假阳性。不同于MMA，轻型PA少见，一般新生儿筛查C3会增高明显，漏筛相对较少，部分PA患者出生后即发病。由于代谢产物消耗肉碱，导致体内肉碱减少，血C3也可正常。同MMA一样，也可以通过LC-MS/MS末梢血检测甲基丙二酸、甲基枸橼酸及同型半胱氨酸二级筛查或并行新生儿基因筛查，既可以减少漏筛，又可以与MMA直接鉴别。串联质谱筛查需要结合尿有机酸分析发现特征性指标甲基枸橼酸及3-羟基丙酸增高，确诊需要基因检测明确基因变异类型。
（1）基因筛查方法选择：
由于PA致病基因包括 PCCA 和 PCCB 两个基因，致病基因以点单核苷酸变异常见，外显子缺失或重复者较少，故可选择NGS技术作为检测方法。
（2）基因筛查结果解释：
PA致病基因均为常染色体隐性遗传，故基因筛查结果解释如下：①检测到两个变异：A.若为已报道明确致病变异，提示为PA患者；B.若为未报道变异，预测均为致病变异，提示可能为PA患者；C.若为未报道变异，其中一个变异预测为致病不明确或良性，需要结合生化检验等鉴别是否PA。②检测到一个变异：提示可能为PA基因变异携带者，仍不能排除为PA患者。
上述检测结果均需要结合血串联质谱氨基酸及酰基肉碱、尿气相质谱有机酸等生化检测，如果生化检测符合可以明确，生化检测不符合需要长期生化及临床随访，排除PA或迟发型PA。
（3）基因筛查假阴性：
因技术限制，部分致病变异位点，包括大片段缺失，内含子、启动子区域变异未检测到而导致假阴性。如果生化结果或临床支持MMA，也可以临床确诊。
（4）血串联质谱检测及基因检测联合筛查PA：
鉴于PA的发病机制及遗传特点，适合于利用血串联质谱及基因检测技术联合筛查PA，提高筛查确诊率，降低假阳性及假阴性率。
如果新生儿筛查阳性，但没有临床表现，则需根据以下实验室检测综合分析；如果有临床表现，也需结合临床特点、实验室检测、头颅MRI、家族史等综合分析。
（1）血串联质谱检测：
C3及C3/C2增高。
（2）尿气相色谱质谱检测：
尿3-羟基丙酸、甲基枸橼酸、丙酰基甘氨酸和巴豆酰甘氨酸均升高。
（3）其他生化检测：
代谢性酸中毒，可有血氨、乳酸升高。
（4）基因检测：
对所有临床诊断丙酸血症者需要进行 PCCA 和 PCCB 基因变异分析，以明确诊断。
（5）酶学检测：
一般不采用，当基因测定阴性而临床怀疑时需要检测。
（1）PA急性期治疗：
PA患儿在代谢失调的情况下出现以下情况需警惕PA危象：食欲缺乏、呕吐、气急并有吸吮力减弱、毛细血管充盈时间延长、异常蹬车样运动、肌张力低、惊厥、低体温，伴有实验室检查异常：AG＞15、pH＜7.3、尿酮体阳性、血乳酸升高、中性粒细胞减少、血小板计数减少。出现代谢危象时需积极抢救，否则有生命危险。以补液、纠正酸中毒及电解质紊乱为主，同时限制蛋白质摄入，供给充足的热量，静滴或口服左卡尼汀，100～300mg/（kg·d）。
（2）稳定期治疗：
PA和维生素B 12 无效单纯型甲基丙二酸血症类似，基本药物是左旋肉碱，50～200mg/（kg·d），口服或静脉滴注。关键是饮食管理，具体建议如下：
1）限制完整蛋白，主要限制饮食中的缬氨酸。缬氨酸的天然食物来源包括谷物、奶制品、香菇、蘑菇、花生、大豆蛋白和肉类。
2）使用不含蛋氨酸、苏氨酸、缬氨酸和异亮氨酸的特殊医学用途配方满足患儿的蛋白质、能量需求。
3）饮食中需限制碳链为奇数的脂肪酸，包括牛奶脂肪、黄油、奶油、猪油、部分海生动物油脂。
4）能量、蛋白质、蛋氨酸、苏氨酸、缬氨酸和异亮氨酸目标量详见表4-2。
5）其他治疗：康复训练，以利于患者的生长发育；对于饮食控制治疗效果较差、病情反复发作的患者可尝试肝移植治疗或肝肾联合移植。
表4-2 不同月龄营养素及部分氨基酸目标量
丙酸血症为常染色体隐性遗传病，应避免近亲结婚，复合杂合或纯合变异可能为患者，携带者一般表型正常。如果上一胎临床表型符合，且经过基因确诊，母亲再次妊娠胎儿受累风险为25%，与性别无关；如果父母双方都是本病的携带者，可在医生的帮助下，制订合理的生育策略，控制生育风险。
PA患者家庭产前诊断是优生优育的重要措施。患者母亲若再次妊娠，可在妊娠16～20周行羊水穿刺或10～12周行绒毛膜穿刺取样提取胎儿细胞DNA，或胚胎植入前基因检测，对变异已知家系进行基因产前诊断。另外，通过检测羊水C3、C3/C2、3-羟基丙酸及甲基枸橼酸，通过测定培养羊水细胞或绒毛膜绒毛组织检测丙酰辅酶A羧化酶活性，可协助产前诊断。
对于PA高发地区，建议夫妻双方孕前筛查PA相关基因，若均为相关基因变异携带者，建议进行PA产前诊断。
戊二酸血症Ⅰ型（glutaric acidemiaⅠ，GA-Ⅰ）是由于戊二酰辅酶A脱氢酶（glutaryl-CoA dehydrogenase，GCDH）缺陷引起的遗传代谢病，为常染色体隐性遗传，发病率为1∶100 000。GA-1发病率在不同的种族和人群有所不同，在古老的阿米什（Amish）人群、加拿大土著Oji-Cree人、吉卜赛人、美国印第安拉姆毕族人群中发病率更高，我国台湾省报道的发病率为1∶100 000，浙江省发病率为1∶130 000。
GA-1是一种由于戊二酰辅酶A脱氢酶（glutaryl-CoA dehydrogenase，GCDH）缺乏所致赖氨酸、羟赖氨酸及色氨酸代谢异常的疾病。赖氨酸、羟赖氨酸、色氨酸代谢途径中戊二酰辅酶A脱氢酶缺乏导致戊二酰肉碱（glutaryl carnitine，C5DC）及戊二酸，3-羟基戊二酸及 3-羟戊烯二酸增多，导致神经系统损害。在大鼠皮质纹状体细胞和海马细胞培养中，提示3-羟基戊二酸诱导激活N-甲基-D-天冬氨酸（N-Methyl-D-aspartic acid）受体，引起神经元退化，目前没有直接证据提示3-羟基戊二酸直接作用于谷氨酸受体，推测3-羟基戊二酸可能通过能量消耗诱导了电压依赖的镁离子阻断作用于NMDA受体，由于二羧酸不易通过大脑毛细血管上皮细胞，戊二酸与3-羟基戊二酸在脑中浓度高于血浆100～1 000倍，戊二酸与3-羟基戊二酸，以及在星状细胞和大脑神经元间穿梭的二羧酸可能具有神经毒性，抑制能量代谢，可激活N-甲基-D-天冬氨酸受体。
GA-1致病基因为 GCDH 基因，为常染色体隐性遗传，目前国际上已经报道了约253种变异（HGMD），其中大部分属于错义变异。 GCDH 基因变异具有遗传异质性，在不同种族和地区可能存在热点变异。
GA-1新生儿期多数症状不典型，常可观察到暂时性肌张力低，有75%的患者表现为头围增大，易激惹，此时头颅MRI扫描可显示颞叶发育不全，脑脊液间隙增宽，室管膜下假性囊肿，髓鞘化延迟，脑回未成熟。由于患儿新生儿期发病不典型，如早期治疗，上述表现均可改善甚至痊愈，在3～36月龄（或到72月龄时），可由发热、接种疫苗或外科疾病等因素诱发下，出现运动能力丧失、肌张力低、惊厥等。由于双侧纹状体损伤引起肌张力障碍，多数未治疗的患儿因轴向张力低，普遍可引起肌张力低，而有些隐匿发病的患儿可能没有此种表现。除纹状体损伤外，MRI还可出现额叶发育不良及硬膜下出血，偶有患儿视网膜出血，一些迟发患儿可能表现为头疼、呕吐、精细运动下降、脑白质发育不良。极少或例外的情况下，GA-1可有低血糖或酸中毒的情况。在某些6岁以上和经过适宜治疗后的患儿，脑病危象风险较前消退，某些迟发型或隐匿起病患儿可以仅表现为肌张力减退和肌张力障碍，不伴有脑病危象。
包括血尿常规、肝功能、肾功能、血气分析、血糖、血氨、血乳酸及肌酸激酶等。可出现低血糖，血氨、血乳酸升高，代谢性酸中毒，转氨酶、肌酸激酶升高。
串联质谱技术检测干血滤纸片中氨基酸、游离肉碱及酰基肉碱谱。C5DC（衍生化）或C5DC+C6OH（非衍生化），及C5DC/C8或C5DC+C6OH/C8比值增高。
气相色谱质谱技术检测尿有机酸水平。GA-1患者尿戊二酸、3-羟基戊二酸增高。
根据生化检测结果可选用Sanger测序或NGS检测GA-1致病基因变异。
GA-1典型的早期表现额颞叶脑实质萎缩，双侧大脑侧裂和颞前极蛛网膜下腔增宽，脑室扩张，交通性脑积水等；急性脑病危象发作史可见基底神经节尤其是尾状核和壳核在T 2 W呈高信号，DWⅠ水分子扩散受限，提示基底神经节细胞毒性水肿。
GA-1是一种可以治疗的遗传代谢病，早期诊断和治疗可以预防急性脑病危象和神经系统并发症，适合进行新生儿筛查。大部分GA-1患者在生后C5DC水平增高，可行生化筛查。GA-1致病基因明确，可行基因筛查。
检测干血滤纸片中的C5DC（衍生化）或C5DC+C6OH（非衍生化）水平，结合C5DC/C8或C5DC+C6OH/C8比值，具有灵敏度及准确度高、特异度强、高通量特点，适用于新生儿GA-1筛查。由于早产、母亲孕期素食或其他因素导致新生儿血C5DC或C5DC+C6OH及C5DC/C8或C5DC+C6OH/C8比值暂时性增高，存在一定程度假阳性。值得注意的是，部分尿戊二酸水平正常或轻微升高的GA-1患儿在新生儿筛查时C5DC或C5DC+C6OH正常，可能造成漏诊。因此，结合C5DC/C8或C5DC+C6OH/C8增高，可减少假阴性。串联质谱筛查需要结合尿有机酸分析发现特征性指标戊二酸、3-羟基戊二酸，确诊需要基因检测明确基因变异类型。
（1）基因筛查方法选择：
GA-1致病基因以单核苷酸变异常见，外显子缺失或重复者较少，故可选择NGS技术作为检测方法。
（2）基因筛查结果解释：
GA-1致病基因为常染色体隐性遗传，故基因筛查结果解释如下：
1）检测到两个变异：
①若为已报道明确致病变异，提示为GA-1患者；②若为未报道变异，预测均为致病变异，提示可能为GA-1患者；③若为未报道变异，其中一个变异预测为致病不明确或良性，需要结合生化检验等鉴别是否为患者。
2）检测到一个变异：
提示可能为GA-1基因变异携带者，仍不能排除为GA-1患者。
上述检测结果均需要结合血串联质谱氨基酸及酰基肉碱、尿气相质谱有机酸等生化检测，如果生化检测符合可以明确，生化检测不符合需要长期生化及临床随访，排除GA-1或迟发型GA-1。
（3）基因筛查假阴性：
如果生化和/或临床支持GA-1，但因技术限制，部分致病变异位点，包括大片段缺失，或内含子、启动子部分基因变异未检测到而导致假阴性。
GA-1鉴于其发病机制，适合利用血串联质谱及基因检测技术联合筛查GA-1，提高筛查确诊率，降低假阴性率。
有头围过大、急性脑病危象、基底神经核损伤、脑白质营养不良、运动异常等临床表现时需要考虑GA的诊断；新生儿筛查确诊患者可无临床表现。
C5DC及其比值增高是特征性指标。
戊二酸、3-羟基戊二酸、3羟戊烯二酸增高。
常有特征性改变，额叶及颞叶发育不良，基底节有异常信号。
GCDH 基因检测到纯合或复合杂合变异有助于明确诊断。
GA-1如能做到早期诊断和治疗可显著减少急性脑病危象和神经系统肌张力低等并发症。如诊断晚，可导致患儿致残率及致死率明显升高。
参考甲基丙二酸血症的处理原则，减少天然蛋白质摄入；继续使用特殊医用配方；提供额外的不含蛋白质的能量源；增加肉碱剂量。具体为能量 95～115kcal/（kg·d），天然蛋白质 0.6～0.7g/（kg·d），特殊医用配方来源的蛋白质 1.5～2.0g/（kg·d），左旋肉碱 50～100mg/（kg·d）。
（1）低蛋白饮食，限制饮食中赖氨酸、色氨酸摄入（补充不含色氨酸及赖氨酸的特殊氨基酸粉）。由于食物中色氨酸含量低于赖氨酸，故在饮食中主要关注赖氨酸摄入量。
（2）需补充肉碱 75～100mg/（kg·d）、维生素 B 2 （50～100mg/d）部分有效，无效可停药，泛酸 400～600μg/kg·d。
（3）能量、矿物质、其他维生素摄入量与同年龄、同性别健康儿童推荐量相同。
（4）需提供精氨酸，剂量为赖氨酸摄入量的1.5～2倍，精氨酸竞争性的戊二酸通过血-脑屏障，可以减少戊二酸等有机酸对脑的损伤。
（5）血清氨基酸控制目标详见表4-3。
表4-3 GA-1患者血清氨基酸控制目标
单位：μmol/L
（6）蛋白质、赖氨酸、色氨酸目标量详见表4-4。
表4-4 GA-1患者蛋白质、赖氨酸和色氨酸需求
GA-1很容易累及基底节，引起运动障碍，甚至偏瘫，在以上饮食及药物治疗基础上，病情稳定期可进行康复训练；合并癫痫者应抗癫痫治疗。
GA-1为常染色体隐性遗传病，应避免近亲结婚，复合杂合或纯合变异可能为患者，携带者一般表型正常。如果上一胎临床表型符合，且经过基因确诊，母亲再次妊娠胎儿受累风险为25%，与性别无关；如果双方都是本病的携带者，可在医生的帮助下，制订合理的生育策略，控制生育风险。
GA-1患者家庭产前诊断是优生优育的重要措施。患者母亲若再次妊娠，可在妊娠16～20周行羊水穿刺或10～12周行绒毛膜穿刺取样提取胎儿细胞DNA，或胚胎植入前基因检测，对变异已知家系进行基因产前诊断。另外，采用串联质谱技术检测羊水C5DC、C5DC/C8水平，气相色谱质谱技术检测羊水戊二酸水平，可协助明确产前诊断。
异戊酸血症（isovaleric acidemia，IVA，OMIM 243500）是由于亮氨酸分解代谢中异戊酰辅酶A脱氢酶（isovaleryl-CoA dehydrogenase，IVD）缺陷导致异戊酸、3-羟基异戊酸、异戊酰甘氨酸和异戊酰肉碱体内蓄积所致，为常染色体隐性遗传疾病，由Tanaka于1966年首先报道。不同国家和地区的IVA发病率差异较大。美国为1∶250 000，欧洲为 1∶622 489～1∶45 466，中东地区较高，为 1∶56 416～1∶33 282。根据全国 7 810 000 例新生儿串联质谱筛查数据，中国内地患病率约为1∶195 000。
异戊酰辅酶A脱氢酶是亮氨酸代谢的第三步，该酶缺陷引起异戊酰辅酶A氧化成3-甲基巴豆酰辅酶A的障碍，从而引起尿有机酸中的异戊酸、3-羟基异戊酸、异戊酰甘氨酸增高，血串联质谱的异戊酰肉碱（C5）增高。堆积的异戊酰辅酶A代谢产物不是其水解后的异戊酸，而是与甘氨酸结合形成的异物酰甘氨酸，这些指标升高具有重要诊断意义。
IVD基因位于染色体15q14-15，该基因长约15kb，包含12个外显子，编码394个氨基酸的蛋白。IVD基因首先在胞核中转录并运至胞质，通过末端信号肽转入线粒体，在线粒体基质中完成剪切、单体折叠，并组合成有活性的四聚体。迄今，IVA患者IVD基因的变异检测一共发现102余种致病突变（HGMD），包括错义突变、剪切突变、移码突变等。
IVA主要分为两种类型：急性新生儿型和慢性间歇型，部分通过新生儿筛查确诊患者可无临床表现。IVA患者中超过半数在新生儿期发生急性脑病，婴儿和儿童期可有反复呕吐，昏睡、昏迷及智力发育落后。近年来，新生儿串联质谱筛查血酰基肉碱谱可检出更多无症状或症状较轻的患者。
多在新生儿期两周内急性发病，表现为喂养困难、呕吐、嗜睡和惊厥等。患者可出现低体温和脱水。在急性发作期有特殊的“汗脚味”，这种特殊气味是由于未结合异戊酸所致，患者汗液和耳耵聍中最易闻到。实验室检查可有阴离子间隙增高所致酸中毒、高氨血症、低或高血糖、酮症及低钙血症。由于骨髓抑制可有全血细胞、中性粒细胞和血小板减少。不及时处理可因脑水肿和出血导致昏迷或死亡。
患者一般在新生儿期后诊断，临床表现为慢性间歇发作。发作常由上呼吸道感染或摄入高蛋白质饮食诱发，反复发生呕吐、嗜睡进展为昏迷、酸中毒伴酮尿，由于异戊酸水平过高还可出现“汗脚味”，限制蛋白质饮食并输注葡萄糖时可以缓解发作。急性发作时表现为酸中毒，酮症，昏迷和特殊气味，急性胰腺炎，骨髓增生症，范可尼综合征和心律失常均被报道过。间歇期可有轻度异戊酸的汗脚味或无特殊气味。新生儿发病型患者在度过早期急性期后临床表现与慢性型类似，但容易在合并其他疾病时诱发代谢失代偿，导致疾病的急性发作。在绝大多数有机酸血症患者中，婴儿期疾病急性发作频率最高，随着年龄的增长，感染机会和蛋白质摄入均减少，发作的频率也就随之减少。部分IVA慢性间歇型患者精神运动发育正常，但还有一些患者发育延迟伴轻度甚至重度的智力低下。许多患者厌食高蛋白食物。
患者可以有阴离子间隙升高的代谢性酸中毒、高氨血症、低或高血糖，以及低钙血症。
检测干血滤纸片中氨基酸、游离肉碱及酰基肉碱谱。IVA患者血中异戊酰肉碱（isoamyl carnitine，C5）增高。
检测尿有机酸水平，IVA患者急性发作时尿中异戊酰甘氨酸水平升高，可伴有异戊酸增高。
有研究报道可以测定成纤维细胞、淋巴细胞、羊水细胞和酶活性进行辅助诊断。
根据生化检测结果可选用Sanger测序或NGS检测IVA致病基因变异。
根据疾病的严重程度，患者头颅MRI可无异常，也可有不同程度脑发育不良、苍白球受累等表现。
IVA是一种可以治疗的遗传代谢病，早期筛查、诊断和治疗可以降低死亡率，适合进行新生儿筛查。串联质谱筛查大部分IVA患者在生后C5水平增高。IVA致病基因明确，可行基因筛查。
通过串联质谱筛查检测干血滤纸片中的C5水平增高是早期发现IVA的重要手段。串联质谱C5肉碱增高是筛查IVA的关键指标，然而C5酰基肉碱包括异戊酰基肉碱、2-甲基丁酰肉碱和特戊酰肉碱等同分异构体，串联质谱无法区分。短/支链特异性酰基辅酶A脱氢酶缺乏症（SBCADD，又名2-甲基丁酰辅酶A脱氢酶缺乏症）会引起血2-甲基丁酰肉碱增高，尿有机酸分析2-甲基丁酰甘氨酸显著升高可以鉴别。特戊酰肉碱是特戊酸的衍生物，后者是一些抗生素（阿莫西林、氨苄西林、匹氨西林及头孢菌素等）的成分之一，母亲分娩前或患儿使用这些抗生素，导致特戊酰肉碱升高，用于治疗急性呼吸窘迫综合征的中性粒细胞弹性蛋白酶抑制剂（西维来司他），也含有特戊酸，均可造成新生儿筛查的假阳性。在干血斑中进行二阶筛查，包括放射性核素稀释联合串联质谱测定异戊酰甘氨酸浓度，超高效液相色谱联合串联质谱分离C5碱基肉碱同分异构体可以进行鉴别。早产儿、低出生体重儿、极低出生体重儿等，由于酶成熟度低及存在肠道外营养，也可能造成初筛假阳性。建立不同出生体重、胎龄及生后1周内日龄各指标的截断值，以及增加检测指标的多个比值及引入次要指标等方法，一定程度上可减少假阳性率及召回人数，降低筛查费用及家长的焦虑，提高筛查效率。
（1）基因筛查方法选择：
IVA致病基因以点突变常见，外显子缺失或重复者较少，可选用Sanger测序或NGS检测IVD基因变异。
（2）基因筛查结果解释：
IVA致病基因为常染色体隐性遗传，故基因筛查结果解释如下：
1）检测到两个变异：
①若为已报道明确致病变异，提示为IVA患者；②若为未报道变异，预测均为致病变异，提示可能为IVA患者；③若为未报道变异，其中一个变异预测为致病不明确或良性，需要结合生化检验等鉴别是否为IVA。
2）检测到一个变异：
提示可能为IVA基因变异携带者，仍不能排除为IVA患者。
上述检测结果均需要结合血串联质谱氨基酸及酰基肉碱、尿气相质谱有机酸等生化检测，如果生化检测符合可以明确，生化检测不符合需要长期生化及临床随访，排除IVA或迟发型IVA。
（3）基因筛查假阴性：
如果生化和/或临床支持IVA，但因技术限制，部分致病变异位点，包括大片段缺失，或内含子、启动子部分基因变异未检测到而导致假阴性。
利用血串联质谱及基因检测技术联合筛查IVA，提高筛查确诊率，降低假阴性率。
急性期出现喂养困难、呕吐、嗜睡或昏迷表现；稳定期出现发育落后、反复酸中毒、尿酮体阳性，新生儿筛查确诊患者可无临床表现。
C5及其比值增高。新生儿筛查C5增高可因婴儿母亲分娩前后使用头孢类抗生素出现假阳性，结合用药史及复查C5逐渐恢复正常可鉴别；2-甲基丁酰辅酶A脱氢酶缺乏症患者血C5也增高，鉴别主要依赖于尿有机酸分析2-甲基丁酰甘氨酸增高及基因（ SBCAD ）检测。
异戊酰甘氨酸增高，可伴3-羟基异戊酸及异戊酸增高。
异戊酰辅酶脱氢酶基因（IVD）检测到纯合或复合杂合变异有助于明确诊断。
IVA治疗原则为预防疾病急性发作和维持间歇期治疗。
原则是促进合成代谢，纠正代谢紊乱，参考甲基丙二酸血症急性处理方法。IVA患者在伴有其他疾病时需要提高热量摄入和减少亮氨酸摄入，可以摄入糖类和无亮氨酸的氨基酸营养粉。亮氨酸摄入应减少至日常摄入量的50%。同时给予左旋肉碱 100～200mg/（kg·d）和甘氨酸 250～600mg/（kg·d）。
（1）饮食治疗：
限制天然蛋白，使用不含亮氨酸的特殊医用配方。如未使用特殊医用配方，天然蛋白摄入量为同年龄、同性别健康儿童推荐量的最小值。饮食管理目标：亮氨酸50～180μmol/L或实验室正常范围，甘氨酸200～400μmol/L。
（2）药物治疗：
左旋肉碱 50～100mg/（kg·d）和甘氨酸 150～250mg/（kg·d），分为 3～4 次服用。轻者可以酌情减量。
本病为常染色体隐性遗传病，应避免近亲结婚，复合杂合或纯合变异可能为患者，携带者一般表型正常。如果上一胎临床表型符合，且经过基因确诊，母亲再次妊娠胎儿受累风险为25%，与性别无关；如果双方都是本病的携带者，可在医生的帮助下，制订合理的生育策略，控制生育风险。
IVA患者家庭产前诊断是优生优育的重要措施。患者母亲若再次妊娠，可在妊娠16～20周行羊水穿刺或10～12周行绒毛膜穿刺取样提取胎儿细胞DNA，或胚胎植入前基因检测，对变异已知家系进行基因产前诊断。另外，采用串联质谱技术检测羊水C5水平，气相色谱质谱技术检测羊水异戊酰甘氨酸水平，可协助明确产前诊断。
多种羧化酶缺陷病（multiple carboxylase deficiency，MCD）是一种以神经系统及皮肤损害为特征的常染色体隐性遗传有机酸代谢病。MCD的病因包括生物素酶缺乏症（biotinidase deficiency，BTDD，OMIM 253260）及全羧化合成酶缺乏症（holo carboxylase synthetase deficiency，HCSD，OMIM 253270）。西方国家多种羧化酶缺乏中多见生物素酶缺乏症，BTDD发病率约为 1∶60 000，欧洲约为 1∶30 000，巴西最高，达1∶9 000。亚洲可能以HCSD多见，我国MCD中主要是HCSD，日本约为1∶100 000，泰国报道4例MCD均是HCSD。
生物素是B族水溶性维生素，游离生物素直接通过肠道进入游离生物素池，蛋白结合生物素以生物胞素形式进入人体，再经代谢后进入游离生物素池。游离生物素是线粒体丙酰辅酶A羧化酶、丙酮酰羧化酶、乙酰辅酶A羧化酶和甲基巴豆酰辅酶A羧化酶的辅酶，参与碳水化合物、蛋白质和脂肪三大营养物质的代谢。全羧化酶合成酶（HCS）将生物素与上述各种脱辅基羧化酶（apo carboxylases）结合，生物素的羧基通过酰胺酶与这些羧化酶特异性赖氨酸氨基结合，生成活性的全羧化酶，全羧化酶经蛋白分解降解成生物胞素，生物素酶清除酰胺酶结合，释放赖氨酸、赖氨酰肽及游离生物素，进入生物素再循环。BTDD是由于生物素活性下降，使生物胞素及食物中蛋白结合生物素裂解成生物素减少，生物胞素堆积，影响生物素的体内再循环及肠道吸收，导致内源性生物素不足；HCS活性下降，不能催化生物素与生物素依赖的多种羧化酶结合，从而影响多种羧化酶的活性，生物素生成不足或生物素与多种羧化酶结合障碍均可影响生物素依赖的丙酰辅酶A羧化酶、丙酮酰羧化酶、乙酰辅酶A羧化酶和甲基巴豆酰辅酶A羧化酶的辅酶的活性，使支链氨基酸的分解代谢、脂肪酸合成、糖原异生障碍，乳酸、3-羟基异戊酸、3-甲基巴豆酰甘氨酸、甲基枸橼酸及3-羟基丙酸等异常代谢产物在血、尿中蓄积，导致一系列临床症状。
BTDD和HCSD对应的致病基因分别为 BTD 基因和 HCS 基因，均为常染色体隐性遗传。
临床表现复杂，主要以神经系统和皮肤改变为特征，还有呼吸系统、消化系统和免疫系统等改变。
各年龄均可发病，新生儿和小婴儿表现为喂养困难、呼吸困难、喘鸣、呕吐、腹泻等非特异性改变，很难鉴别。迟发患者可在幼儿至成人各年龄段发病，常因发热、疲劳、饮食不当等诱发急性发作。
皮肤改变常为首发症状，主要表现为顽固皮疹、脱皮。大部分患者在头面部、颈部、躯干、臀部等部位皮肤出现红疹或红斑、溃烂或水疱、糠状或片状鳞屑，或皮肤干燥、脱皮等；少数仅在口周、眼周、肛周局部出现皮疹。
神经系统表现为肌张力低下、惊厥、意识障碍、痉挛性瘫痪、共济失调、协调功能障碍、智力、运动发育落后等，急性发作期可合并酮症、代谢性中毒、高乳酸血症（因丙酮酰羧化酶缺乏所致）、高氨血症、低血糖等代谢紊乱，未及时治疗后遗症严重，死亡率高。
50% BTDD患者有视力异常，与视神经萎缩、视网膜色素变，视网膜上皮细胞发育不良有关，也有眼部感染（结膜炎、角膜溃疡等），眼球运动异常等症状；76% BTD患者有不同程度的听力障碍（感觉神经源性），可能由于生物胞素堆积的毒性作用所致。因此，应对BTDD患者常规进行听力、视力、眼底检查以早期发现。不同于BTDD，HCS缺乏症患儿不伴听力或视力障碍。
串联质谱技术检测干血滤纸片中氨基酸、游离肉碱及酰基肉碱谱。多种羧化酶缺乏症患者血3-羟基异戊酰肉碱（3-hydroxy isoamyl carnitine，C5-OH）增高，伴或不伴丙酰肉碱（C3）或C3与乙酰肉碱（C2）比值增高。
气相色谱质谱技术检测尿有机酸水平。MCD患者尿液中3-甲基巴豆酰甘氨酸、3-羟基异戊酸、3-羟基丙酸、甲基枸橼酸、甲基巴豆酰甘氨酸可增高，可伴有乳酸、丙酮酸、3-羟基丁酸、乙酰乙酸、丙酰甘氨酸等代谢产物增高。
MCD患者生物素酶活性低于正常人，部分缺乏者酶活性为正常人的10%～30%，完全型BTDD患者生物素酶活性低于正常人10%，严重者可低于正常人1%。
BTDD患者头颅MRI或CT检查异常者主要为脑萎缩、皮质萎缩、脑白质减少、脑室扩大，也有基底神经节信号减少、水肿、钙化，脑水肿、出血性梗死等。
MCD是一种可以治疗的遗传代谢病，早期筛查、诊断和治疗可以降低死亡率，适合进行新生儿筛查。
通过串联质谱筛查：检测干血滤纸片中的C5-OH、C3、C3/C2水平。值得注意的是，该病部分早期仅有C5-OH增高，很难与其他导致血C5-OH水平增高的有机酸代谢病鉴别，包括3-甲基巴豆酰辅酶A羧化酶缺乏症、3-甲基戊烯二酸血症、2-甲基-3羟基丁酸血症，当然3-羟基-3-甲基戊二酸血症除C5-OH增高还存在C6DC增高，β-酮硫解酶缺乏除C5-OH增高还存在C5∶1增高，C5∶1增高程度比C5-OH高。气相色谱质谱技术检测尿3-甲基巴豆酰甘氨酸、3-羟基异戊酸、3-羟基丙酸、甲基枸橼酸、甲基巴豆酰甘氨酸水平，部分病例早期仅3-甲基巴豆酰甘氨酸、3-羟基异戊酸增高，很难与3-甲基巴豆酰辅酶A羧化酶缺乏症鉴别，需要基因测定明确诊断。
（1）基因筛查方法选择：
MCD致病基因以点突变常见，外显子缺失或重复者较少，再者，生化检测，无论血串联质谱还是尿有机酸分析有时难于和前面提到的C5-OH增高的其他有机酸尿症鉴别，因此选择NGS技术作为检测方法能够明确诊断。
（2）基因筛查结果解释：
MCD致病基因为常染色体隐性遗传，故基因筛查结果解释如下：
1）检测到两个变异：
①若为已报道明确致病变异，提示为MCD患者；②若为未报道变异，预测均为致病变异，提示可能为MCD患者；③若为未报道变异，其中一个变异预测为致病不明确或良性，需要结合生化检验等鉴别是否为MCD。
2）检测到一个变异：
提示可能为MCD基因变异携带者，仍不能排除为MCD患者。
上述检测结果均需要结合血串联质谱氨基酸及酰基肉碱、尿气相质谱有机酸等生化检测，如果生化检测符合可以明确，生化检测不符合需要长期生化及临床随访，排除MCD或迟发型MCD。
3）基因筛查假阴性：
如果生化和/或临床支持MCD，但因技术限制，部分致病变异位点，包括大片段缺失，或内含子、启动子部分基因变异未检测到而导致假阴性。
联合筛查MCD利用血串联质谱及基因检测技术联合筛查MCD，提高筛查确诊率，降低假阳性和假阴性率。
以皮肤、神经系统为主要临床表现高度疑似；新生儿筛查确诊患者可无临床表现。
血C5-OH及其比值增高，可以伴C3及C3/C2增高或仅C3/C2增高。血C5-OH增高需要与3-甲基巴豆酰辅酶A羧化酶缺乏症、3-甲基戊烯二酸尿症、3-羟基-3-甲基-戊二酰辅酶A裂解酶缺乏症、β-酮硫解酶缺乏症及生物素酶缺乏症鉴别诊断。
丙酮酸、3-羟基丙酸、3-羟基丁酸、3-羟基异戊酸、3-甲基巴豆酰甘氨酸等有机酸增高。
外周血DNA中检测到 HCS 基因或 BTD 基因纯合或复合杂合致病性变异分别诊断为HCSD及BTDD。
急性期代谢失调参考甲基丙二酸血症治疗原则，临床怀疑该疾病，急性期大剂量生物素（20mg/d）应用是缓解症状的关键，多数患儿生物素治疗数天至2周，临床症状明显改善，生化指标正常化；治疗1～2周后皮疹、糜烂等明显好转或消失，尿异常代谢产物一般在治疗后1～4周下降至正常，但血C5-OH浓度下降较慢，多在治疗后3～6个月后降至正常，少数患者生物素维持剂量为30～40mg/d，血C5-OH浓度仍增高，但尿代谢产物正常，临床无症状，这种情况也不需要大剂量生物素（C5-OH是否正常不能单独作为生物素调整剂量的依据），在保证没有临床症状，血串联质谱及尿有机酸特征性指标稳定前提下，剂量为5～20mg/d，可以逐渐减少剂量，部分患者可小剂量生物素治疗1～5mg/d，如果没有后遗症（主要神经系统及视力听力障碍），终生服用生物素一般不会出现代谢失调，发育完全正常。
MCD为常染色体隐性遗传病，应避免近亲结婚，复合杂合或纯合变异可能为患者，携带者一般表型正常。如果上一胎临床表型符合，且经过基因确诊，母亲再次妊娠胎儿受累风险为25%，与性别无关；如果双方都是本病的携带者，可在医生的帮助下，制订合理的生育策略，控制生育风险。
多种羧化酶缺乏症患者家庭产前诊断是优生优育重要措施。患者母亲若再次妊娠，可在妊娠exo 16～20周行羊水穿刺或10～12周行绒毛膜穿刺取样提取胎儿细胞DNA，或胚胎植入前基因检测，对变异已知家系进行基因产前诊断。另外，采用串联质谱技术检测羊水C5-OH水平，气相色谱质谱技术检测羊水异戊酰甘氨酸水平，可协助辅助明确产前诊断。
（黄新文）