尿素循环及相关疾病有许多类型（见表），还有许多其他的氨基酸和有机酸代谢疾病。也可参考可疑遗传性代谢病的诊断程序。
原发性尿素循环障碍（UCDs）包括氨甲酰磷酸合成酶（CPS）缺乏、鸟氨酸转氨甲酰酶（OTC）缺乏、精氨琥珀酸合成酶缺乏（瓜氨酸血症）、精氨琥珀酸裂解酶缺乏（精氨琥珀酸尿症）、精氨酸酶缺乏（精氨酸血症）和N-乙酰谷氨酸合成酶（NAGS）缺乏。酶缺乏越“接近”代谢途径起始，血氨升高越严重；因此，疾病严重程度依次为NAGS缺乏、CPS缺乏、OTC缺乏、瓜氨酸血症、精氨琥珀酸尿症和精氨酸血症。
所有UCDs的遗传方式均为常染色体隐性遗传，仅OTC缺乏症例外，其遗传方式为X连锁。
尿素循环和相关疾病
疾病（OMIM编号） | 蛋白质或酶缺陷 | 注释 |
|---|---|---|
鸟氨酸氨甲酰转移酶（OTC）缺乏症(311250*) | OTC | 生化特征：鸟氨酸和谷氨酰胺升高、瓜氨酸和精氨酸降低、尿乳清酸显著增加 临床特征：男性，周期性呕吐、烦躁、嗜睡、高血氨昏迷、脑水肿、痉挛、智力障碍、癫痫、死亡； 在女性中，表现不同，从生长延迟、身材矮小、蛋白质厌恶、产后高氨血症到与同样缺乏的男性症状一样严重 治疗：紧急高氨血症危机患者进行血液透析，苯甲酸钠，苯乙酸钠，苯丁酸钠，低蛋白饮食中添加必需氨基酸混合物，精氨酸，瓜氨酸 基因治疗、肝移植（治愈）的实验尝试 |
N-乙酰谷氨酸合成酶缺乏(237310*) | N-乙酰谷氨酸合成酶 | 生化特征：与OTC缺乏症相似，除了正常~低尿乳清酸盐 临床特征：与OTC缺乏症相似，除了携带者无症状 治疗：与OTC缺乏症相似，但是也需要N-氨基甲酰谷氨酸补充 |
氨甲酰磷酸合成酶（CPS）缺乏症(237300*) | 氨甲酰磷酸合成酶 | 生化特征：与OTC缺乏症相似，除了正常~低尿乳清酸盐 临床特征：与OTC缺乏症相似，除了携带者无症状 治疗：苯甲酸钠和精氨酸 |
瓜氨酸血症I型(215700*) | 精氨酸琥珀酸合成酶 | 生化特征：高血浆瓜氨酸和谷氨酰胺、瓜氨酸尿症、乳清酸尿症 临床特征：发作性高氨血症、生长不良、蛋白厌恶、嗜睡、呕吐、昏迷、癫痫、脑水肿、发育迟缓 治疗：与OTC缺乏症相似，除了不建议瓜氨酸补充 肝移植 |
瓜氨酸血症II型 (605814*, 603471*) | Citrin | 生化特征：血浆瓜氨酸、蛋氨酸、半乳糖和胆红素升高 临床特征：：新生儿发作，3月龄胆汁淤积解决； 成年人发作时，遗尿、月经初潮延迟、睡眠颠倒、呕吐、妄想、幻觉、精神病、昏迷 治疗： 肝移植；否则没有明确的治疗 |
精氨基琥珀酸尿症(207900*) | 精氨琥珀酸裂解酶 | 生化特征：血浆瓜氨酸和谷氨酰胺升高，尿精氨琥珀酸升高 临床特征：发作性高氨血症，肝纤维化，肝酶升高，肝肿大，蛋白厌恶，呕吐，癫痫，智力残疾，共济失调，嗜睡，昏迷，结节性脆发病 治疗：精氨酸补充 |
精氨酸血症(107830*) | 精氨酸酶I | 生化特征：血浆精氨酸升高，双氨基酸尿症（精氨酸尿症、赖氨酸尿症、胱氨酸尿症、鸟氨酸尿症）、乳清酸尿症、嘧啶尿症 临床特征：生长和发育延迟、厌食、呕吐、癫痫、痉挛、易怒、多动、蛋白不耐受、高氨血症 治疗：低蛋白饮食、苯甲酸盐、苯乙酸盐、肝移植 |
赖氨酸尿蛋白不耐受（双碱基氨基酸尿症II;222700*） | 二碱性氨基酸转运蛋白 | 生化特征：尿赖氨酸、鸟氨酸和精氨酸升高 临床特征：蛋白不耐受、发作性高氨血症、生长和发育迟缓、腹泻、呕吐、肝肿大、肝硬化、白细胞减少症、骨质疏松、骨脆性、昏迷 治疗：低蛋白饮食、瓜氨酸 |
高鸟胺酸血症，高氨血症，和高瓜氨酸血症(238970*) | 线粒体鸟氨酸转运蛋白 | 生化特征：血浆鸟氨酸升高，高瓜氨酸血症 临床特征：智力残疾、渐进性痉挛性截瘫、情节混乱、高氨血症、运动障碍、癫痫、呕吐、视网膜病变、神经异常传导和诱发电位、脑白质营养不良 治疗：赖氨酸、鸟氨酸或瓜氨酸补充 |
鸟氨酸血症(258870*) | 鸟氨酸转氨酶 | 生化特征：血浆鸟氨酸和尿鸟氨酸、赖氨酸和精氨酸升高；血浆赖氨酸、谷氨酸和谷氨酰胺降低 临床特征：近视，夜盲，失明，外周视力丧失，渐进性视网膜脉络膜萎缩，轻度的近端肌无力，肌病 治疗：吡哆醇、低精氨酸饮食、赖氨酸和alpha-氨基异丁酸盐增加鸟氨酸肾损失；脯氨酸或肌酸补充 |
高胰岛素血症-高氨血症综合征(606762*) | 谷氨酸脱氢酶过度活跃 | 生化特征：尿alpha-酮戊二酸盐升高 临床特征：癫痫，复发性低血糖，高胰岛素血症，无症状性高氨血症 治疗：预防低血糖 |
* 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。 | ||
尿素循环障碍的症状和体征
临床表现从轻度（生长障碍、智力障碍、发作性高氨血症）到重度（精神状态改变、昏迷和死亡）。
OTC缺乏症女性携带者表现为生长衰竭、发育迟缓、精神异常、偶发性（尤其是产后）高氨血症、与受影响男性相似的表型（即反复呕吐、易怒、嗜睡、高氨血症昏迷、脑水肿、痉挛、智力残疾、癫痫发作、死亡）。
尿素循环障碍的诊断
血清氨基酸特征
根据氨基酸分析作出尿素循环代谢障碍诊断。例如，升高的鸟氨酸表示CPS缺乏或OTC缺乏，而升高的瓜氨酸表示瓜氨酸血症。乳清酸测量可帮助鉴别CPS缺陷和OTC缺乏，因为氨基甲酰磷酸在OTC缺乏中的积累会通过旁路代谢转化为乳清酸。
基因检测可明确诊断。
尿素循环障碍的治疗
饮食限制蛋白质
精氨酸和瓜氨酸补充
苯丁酸钠
可能需要肝移植
尿素循环障碍的治疗是仍然提供足够的氨基酸用于生长，发育和正常蛋白质周转的饮食蛋白质限制。
精氨酸是治疗的主要成分。它提供足够的尿素循环中间体，促进更多氮基团进入尿素循环中间体，每种中间体均易于排泄。精氨酸也是乙酰谷氨酸合成的正调节因子。研究表明，对于缺乏 OTC 的患者来说，口服瓜氨酸比精氨酸更有效（1）。
辅助治疗还有钠苯甲酸盐、苯丁酸盐或苯乙酸盐，通过与甘氨酸（钠苯甲酸盐）和谷氨酰胺（苯丁酸盐和苯乙酸盐）结合，提供“氮汇”。
尽管治疗手段不断进展，很多UCDs仍很难治疗，很多病人最终需要肝移植。肝移植的时序是至关重要的。最理想的情况是，婴儿应成长到移植风险较低的年龄（>1岁），但重要的是不要等待太久，以免并发高氨血症发作（常与疾病相关）对中枢神经系统造成无法弥补的伤害。
治疗参考文献
1.Imbard A, Bouchereau J, Arnoux JB, et al.Citrulline in the management of patients with urea cycle disorders. Orphanet J Rare Dis.2023;18(1):207.Published 2023 Jul 21.doi:10.1186/s13023-023-02800-8
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Online Mendelian Inheritance in Man (OMIM) database: Complete gene, molecular, and chromosomal location information
