一般我们所说的高蛋氨酸血症即原发性高甲硫氨酸血症(isolated hypermethioninemia，MM250850)多指单纯性甲硫氨酸(或叫蛋氨酸MET)增高，它是由于体内甲硫氨酸降解过程受阻导致血甲硫氨酸过多引起的疾病。肝脏疾病、酪氨酸血症Ⅰ型、经典型同型胱氨酸血症、过多摄人甲硫氮酸等也可引起继发性高蛋氨酸血症。

原发性高甲硫氨酸血症主要由于甲硫氨酸S-腺苷转移酶(methionineadenosyltransferaseI/Ⅲ，MAT I/Ⅲ)缺乏(MM250850)所致，甘氨酸N-甲基转移酶(glycineN-methyltransferase，GNMT)缺乏(MM606664)及S-腺苷同型半胱氨酸水解酶(S-adenosylhomocysteinehydrolase，AHCY)缺乏(MIM613752)也可导致高甲硫氨酸血症。呈常染色体隐性遗传，少数为常染色体显性遗传。多数患者无临床表现，少数有智力减退及其他神经系统症状，发病率约1/106349。

甲硫氨酸代谢途径包括转硫与转氨两个过程。甲硫氨酸产生同型半胱氨酸(Hcy)的转硫代谢途径(图2-8):甲硫氨酸通过S-腺苷基转移酶(MATI/Ⅲ)转变为S-腺苷甲硫氨酸(S-adenosylmethionine，SAMAdomet)，后者是细胞代谢中重要的甲基化供体，SAM/Adomet经甘氨酸N-甲基转移酶(GNMT)转变成S-腺苷同型半胱氨酸(S-adenosylhomocysteine，Adohcy)，Adohcy再经S-腺苷同型半胱氨酸水解酶(AHCY)生成同型半胱氨酸。上述代谢途径中任何一种酶相关基因突变，导致酶活性降低，影响甲基化反应，血中甲硫氨酸水平增高，而同型半胱氨酸降低。甲硫氨酸转氨途径中甲硫氨酸转氨酶或2-酮4-甲基硫代丁酸氧化脱羧酶缺乏影响转氨，后者导致甲硫氨酸增高。有文献报道，婴儿期后血浆甲硫氨酸浓度超过300-350μmol/L，才会导致转氨基代谢产物异常蓄积。