氮大部分來自於蛋白質與氨基酸代謝，而尿素循環是體內移除氮的主要路徑。尿素循環主要在肝臟中表現，其反應有部份是在粒線體，有一部份是在細胞質裡面，能夠把有毒的物質（血氨），轉換成較無毒的物質（尿素），然後由小便中排出。

瓜胺酸血症是尿素循環代謝異常的其中一種，共分為第一型及第二型兩型。尿素循環中，瓜胺酸（citrulline）是Carbamoyl phosphate與Ornithine （鳥胺酸）作用後的產物。在正常情況之下，citrin負責將天門冬胺酸（asparate）從粒線體運送至細胞質，瓜胺酸（citrulline）進一步藉著精胺琥珀酸合成酶（argininosuccinate synthetase）和天門冬胺酸（asparate）結合，產生精胺琥珀酸（argininosucinate， AS）。每一分子的尿素，包含了兩個原子的氮（N），一個來自氨（NH3），一個則來自於天門冬胺酸（asparate）。argininosuccinate synthetase的缺乏導致瓜胺酸的堆積，稱為瓜胺酸血症第一型。缺乏Citrin這個蛋白質，則造成瓜胺酸血症第二型。

遺傳模式：
瓜胺酸血症第一型與第二型皆為體染色體隱性遺傳的疾病，病患必須同時帶有兩個缺陷基因（由父母各得到一個）才會發病。若父母均為帶原者，有25％的機會生下病童，有50％的機會小孩為帶原者。罹病機率並無性別之分。

第一型瓜胺酸血症（Citrullinemia Type I）

症狀：
　　為尿素循環障礙（Urea Cycle disorder）的疾病之一，因位於第9對短臂（9q34.11）染色體精胺丁二酸合成酵素（Argininosuccinate synthetase；ASS）基因突變使酵素的功能異常所導致；患者常因無法代謝血氨，而造成高血氨症。患者發病的時間變異很大，有的在出生24小時便會出現症狀，但亦有至幼兒期或更晚才發病的例子。若在新生兒期發病，早期的一般症狀是餵食欠佳、嘔吐、昏睡、焦躁不安、呼吸急促等，他們的病情通常會快速地變化，而表現出更嚴重的神經學與自律神經的問題，如果沒有適當的治療，大部份的病人都會死亡或產生併發症。

診斷：
　　血漿胺基酸分析會發現瓜胺酸濃度通常大於>1000 µmol/L（正常值：小於50 µmol/L）；精氨酸（arginine）和烏胺酸（ornithine）數值可能低下或正常；賴氨酸（lysine）、麩醯胺酸（glutamine）和丙氨酸（alanine）數值增加，此三胺基酸為高血氨症的替代性指標。

　　利用基因檢驗可確認ASS1基因上面是否帶有致病變異。

治療：
　　治療的目標是要修正生化上的失調以及確保營養上的需求。於高血氨狀況之下，立即限制飲食蛋白質，加強非蛋白質的熱量來源，避免代償失調。嚴重的話，可能以血液透析快速移除血氨。

低蛋白飲食：
　　根據患者的年紀以及疾病的嚴重程度決定蛋白質的攝取量，每個患者的需求是相當不同的。6個月以前，由於是快速生長的時期，患者可能需1.5g/kg/day或者更多的蛋白質；學齡前時期，蛋白質攝取通常降低到1.2~1.5g/kg/day；學齡兒童，則可以降到1 g/kg/day。青春期後，蛋白質的量則可以小於0.5g/kg/day。

藥物：
　　藥物提供另一個排除廢物氮的途徑。
　　1. Sodium benzoate（Ucephan）：與甘胺酸（glycine）結合形成馬尿酸（hippurate），然後由尿液排出。每1莫耳的benzoate移除1莫耳的氮。通常給的IV劑量是250 mg/kg/day；口服劑量為375mg/kg/day，分3-4次服用，並搭配低蛋白飲食。副作用為噁心、嘔吐、耳鳴、視覺障礙。
　　2. Sodium phenylbutyrate（Buphenyl）：在肝臟中會被氧化成phenylacetate，然後會和glutamine結合，最後產物phenylacetylglutamine經由尿液排出。每1莫耳的phenylbutyrate移除2 莫耳的氮。給予劑量是200-250 mg/kg/day。
　　3. 精胺酸（Arginine）：經由精胺酸酵素（arginase）作用之後，每1莫耳精胺酸分解成1莫耳的尿素及1莫耳的鳥胺酸（ornithine）。高血氨的情況下，給予劑量600 mg/kg/day。穩定的患童給予口服劑量為400—700 mg/kg/day。

瓜胺酸血症第二型 (Citrullinemia Type II)

症狀：
　　此型是因為體內Citrin蛋白功能缺乏所引起。又可細分為新生兒期發作型（neonatal interahepatic cholestatic cause by citrin deficiency; NICCD），及成人期發作型（Adult-onset Type II Citrullinemia）。
　　新生兒期發作型的患者在出生1〜5個月間便會發生膽汁鬱積性黃疸，肝臟功能不正常，出現多種高胺基酸血症，半乳糖血症及脂肪肝等症狀。嚴重者會導致生長遲緩，異常出血不止或貧血、低血糖，肝臟腫大，甚至肝臟衰竭。治療包括補充脂溶性維生素，盡量維持高蛋白高脂肪飲食。大部份病患症狀可在1〜2歲後便會緩解。目前對於這些患者是否會演變成成人期發作型仍不清楚，需要長期追蹤以了解疾病演進並及早處理。

　　成人期發作型的患者會因為反覆的高血氨發作，而造成突然意識不安，行為異常，記憶喪失或其他神經精神症狀，甚至會導致抽搐或死亡。一般說來，成人期發作型好發於20〜50歲，並可能會伴隨有其他肝臟問題。

治療：
　　多數新生兒期發作型患者，經由脂溶性維他命的補充，及採用無乳糖並含中鏈脂肪（middle-chain triglycerides; MCT）的特殊奶粉，平均於12個月大時便能獲致良好的治療成效；少數個案甚至不需特定的治療，症狀也能逐漸的改善。
　　成人期發作型患者若經肝臟移植的治療，將可有效預防高血氨問題的發生，並矯正代謝異常的問題。研究發現口服精胺酸（arginine）將可減少血氨的堆積，而減少熱量及增加蛋白質的攝取，則能改善高三酸甘油脂血症（Hypertriglyceridemia）。
　　一般來說，尿素循環代謝障礙的患者（包括瓜胺酸血症第一型）為避免發生高血氨，宜採低蛋白／高熱量的飲食，但此一飲食方式卻對citrin蛋白功能缺乏的瓜胺酸血症第二型有害；高熱量的飲食，將增加瓜胺酸血症第二型患者NADH的生成，干擾正常的尿素合成，並刺激檸檬酸—蘋果酸（citrate-malate）的運送，而導致高血氨，及脂肪肝、高三酸甘油脂症的發生，所以飲食反而是應該避免高熱量、高碳水化合物的飲食，增加蛋白質的攝取。此外應避免飲酒或含酒精類的食物，以避免因酒精刺激酒精脫氫酶（alcohol dehydrogenase; ADH）在肝臟中的活性而促使NADH合成增加，產生有害物質。另外，關於用藥方面，應避免使用acetaminophen（解熱鎮痛劑）及rabeprozole （用來抑制胃酸分泌、治療潰瘍或逆流性食道炎）。曾有臨床個案報告描述此症患者因使用這類藥物而發病，因此如需用藥請務必詢問主治醫師，以確保用藥安全。

參考資料：
www.emedicine.com
www.icomm.ca/geneinfo/arginsucc.htm
www.genetic-counseling.com.tw/