自1976年以来已报道40余例3-羟-3-甲基戊二酸尿症，此病似在阿拉伯人群中多见，但其他人种中亦有。患者成纤维细胞、白细胞或肝脏中3-3-甲基戊二酰辅酶A裂解酶缺乏，活性仅为正常的1%～5%。部分3-羟-3-甲基戊二酸尿症病人3-羟-3-基戊二酰辅酶A裂解酶活性正常，伴有高氨血症，为氨甲酰磷酸合成酶缺乏所致。本症属常染色体隐性遗传，为单基因缺陷病。其人类cDNA已被克隆，Northem转印检测人成纤维细胞或肝组织显示为单一1。7kb的mRNA带。
【临床表现】发病年龄分布呈双峰状，约30%在生后2～5天发病，60%在生后3～11月，但可迟至15岁。所有病人均有严重代谢性酸中毒，约90%病例有严重低血糖。约2/3病人表现为呕吐，1/3为肌张力低下，2/5出现嗜睡，部分病例发展为昏迷。约10%病例在急性发作期有惊厥。因酮体产生需要3-羟-3-甲基戊二酰辅酶A裂解酶，故此症病人无明显酮症。半数病人可有严重高氨血症、肝大伴血转氨酶增高。20%病例死亡。可有大头或小头畸形。CI检查异常包括脑萎缩、白质密度减低，可能与低血糖发作有关。大部分病例发育正常。许多病人最初被诊断为Reye综合征或Reye样综合征。
【诊断】新生儿和婴儿出现类似Reye综合征表现，意识模糊、强直体位，呼吸急促，呕吐，低血糖，高氨血症，肝大，血转氨酶增高但不伴有酮症等，应考虑到本症的可能。诊断的第一步是进行尿有机酸分析，其特征为3-羟-3-甲基戊二酸、3-甲基戊烯二酸、3-羟基异戊酸和3-甲基戊二酸增高，在急性发作期主要表现为前3种有机酸显著增高，而缓解期则仅以3-羟-3-甲基戊二酸、3-甲基戊烯二酸升高明显。严重酸中毒时可有戊二酸和己二酸的明显升高，但此时不伴有尿3-羟-3-甲基戊二酸、3-甲基戊烯二酸增多，可排除戊二酸尿症。急性期可伴或不伴有3-甲基巴豆酰甘氨酸升高，但缓解期正常。二维NMR可检测尿3-羟基异戊酸、3-甲基戊烯二酸和3-羟-3-甲基戊二酸，有助于快速诊断。仅凭尿代谢产物增高不能确诊3-羟-3-甲基戊二酰辅酶A裂解酶缺乏，而必须直接检测出白细胞或成纤维细中的酶缺陷。
3-羟-3-甲基戊二酰辅酶A裂解酶缺乏的杂合子可通过测定白细胞、淋巴细胞或成纤维细胞中酶的活性检出，其酶活性介于正常与纯合子之间，但部分杂合子酶活性无明显降低。在妊娠23周至分娩时检测出孕母尿中3-羟-3-甲基戊二酸、3-甲基戊烯二酸、3-羟基异戊酸和3-甲基戊二酸增高，可进行产前诊断，其中以3-甲基戊烯二酸增高最为明显，约为140mmol/mole肌酐。目前不能确定在妊娠期何时测定尿代谢产物进行产前诊断比较可靠，测定羊水中代谢产物较为准确。测定培养羊水细胞、绒膜绒毛标本或培养绒膜绒毛成纤维细胞中酶活性亦可进行早期产前诊断。