ICD-9-CM診斷代碼：272.7
ICD-10-CM診斷代碼：E
丙酮酸鹽脫氫酶缺乏症的致病原因是因為由於人體內丙酮酸鹽脫氫酶（Pyruvate dehydrogenase；E1）缺乏所導致的粒線體疾患。其臨床症狀相當廣泛，最常見的包含神經學症狀（先天性小頭症、肌肉張力低下、癲癇和/或共濟失調）、異常的腦部影像（胼胝體發育不全、Leigh症候群）以及代謝異常（血漿丙酮酸升高、高乳酸血症和/或代謝性酸中毒）。幾乎所有患者都有發展遲緩的情況。
病因學：
丙酮酸代謝過程需要許多酵素共同協調而成，包含由E1-alpha及E1-beta次單元所組成的E1、丙酮酸鹽脫氫酶的去磷酸酶(Pyruvate dehydrogenase phosphatase；PDP1)、二氫硫辛酸轉乙醯基酶(dihydrolipoamide acetyltransferase；E2)、二氫硫辛醯胺脫氫酶(Dihydrolipoamide dehydrogenase；E3)及E3結合蛋白(E3 binding protein；PDHX)。現已知多數患者的致病基因是位於X染色體上的E1-alpha次單位基因，但其他相關基因缺失亦會造成此症的發生(如下表)。
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酵素名稱
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功能
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缺陷基因
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染色體位置
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患者比例
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E1-alpha
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組成E1
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PDHA1基因
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Xp22.12
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佔多數
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E1-beta
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PDHB基因
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3p14.3
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少數
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PDP
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活化E1
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PDP1基因
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8q22.1
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少數
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E2
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代謝E1產物
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DLAT基因
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11q23.1
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少數
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E3
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代謝E2產物
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DLD 基因
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7q31.1
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少數
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E3結合蛋白
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幫助E3作用
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PDHX基因
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11p13
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少數
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而比較特別的是，E3不只跟丙酮酸代謝有關，亦會參與其他酵素代謝的途徑。因此E3缺乏症(dihydrolipoamide dehydrogenase deficiency)症狀會比單純的丙酮酸鹽脫氫酶缺乏症更為複雜。除了乳酸中毒及神經退化外，跟楓糖尿症有關的支鏈胺基酸濃度也會上升，所以也被列為楓糖尿症的亞型。。
臨床表徵：
一般而言，可分為代謝與神經學兩大主要特徵，兩者發生的機率相當頻繁。
| 代謝方面 |
新生兒期嚴重性乳酸中毒（fatal lactic acidosis） |
通常有致命危險 |
| 神經方面 |
肌肉張力低下（ hypotonic）與昏睡（lethargic），癲癇，心智遲緩（mental retardation）以及痙攣（spasticity）等。 |
與小腦共濟失調（cerebellar ataxia）有關 |
| 中間類型 |
間歇性週期性乳酸中毒 |
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| 其他 |
生長、語言以及心智遲緩。 |
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遺傳模式：
多數患者的致病基因是位於X染色體上的E1-alpha 次單位基因，為X染色體性聯遺傳。若母親為帶因者父親正常，則第二代的男孩中，有50%機率完全正常，50%機率患有此症；女孩有50%機率完全正常，50%機率為帶因者。
少數患者的缺陷基因如E3 基因，則是以體染色體隱性遺傳模式致病，意指父母親雙方各帶有此一缺陷基因，不分性別，每一胎皆有25%機率可遺傳此症。
診斷：
帶有異形合子(heterozygous)的女性患者具有多變性的臨床表徵，這與X染色體不同程度的不活化（X-chromosome inactivation）有很大的相關性。個案可能有微小生化異常但很容易被忽略。
治療：
一、飲食治療
生酮飲食是丙酮酸脫氫酶缺乏症患者的標準療法。其原理是患者無法有效代謝碳水化合物進而引發乳酸中毒，因此選擇高脂、低碳水化合物的飲食。研究顯示，生酮飲食對於減少癲癇發作並改善共濟失調、乳酸中毒和睡眠習慣特別有幫助。有一半丙酮酸脫氫酶缺乏症引發癲癇的患者在開始生酮飲食的一年內達到緩解；此外，研究也顯示生酮飲食可促進語言、社交、認知和運動發展。這些發展方面的益處在症狀較輕微的患者（如兒童期發病的共濟失調）中表現最為顯著。
二、藥物治療
維生素B1常用於丙酮酸脫氫酶缺乏症患者，劑量為每日 300-1000 毫克，分三次服用，儘管只有少部分患者對生化或神經學症狀有效果。
此外，亦可補充 lipoic acid (抗氧化)、N-acetylcysteine (抗氧化)、L-carnitine (預防因長期使用生酮飲食而導致的次發性肉鹼缺乏) 等。
McCormick等人於1985年的報告中指出針對因PDHA1基因缺陷的部分缺乏患者，在其新生兒期使用sodium benzoate藥物，可成功的治療先天性乳酸中毒與高血氨（hyperammonemia）症狀，這是此症先前從未觀察到的生化反應。
Fouque等人於2003年的調查中發現一種降低乳酸的藥物二氯乙酸鹽(dichloroacetate；DCA)， 是一種結構與丙酮酸的相似物。當細胞株有點突變（point mutations）時給予DCA的治療是有反應的，但當細胞株呈現缺失突變（deletion）時對DCA的治療並無反應。調查結論是還保有催化活性的E1-alpha對DCA有作用，這是因為可增加E1-alpha次單位的穩定性。DCA藥物再加上生酮飲食，並配合維生素B1（thiamine）的使用可做為一有效的治療方法。
預後：
新生兒時期發病的患嬰，通常無法存活超過一年。若較晚發病的患童雖然也會出現神經學症狀，但通常能存活至成人期。
2015年委託台大醫院基因醫學部 審稿
2024年徐瑞聲醫師 審閱更新
以上資料轉錄自「罕見遺傳疾病一點通」網頁