半乳糖血症（galactosemia）是一种遗传性糖代谢缺陷症，由于乳糖或半乳糖转变为6-磷酸葡萄糖所需的酶活性缺如或明显减低，半乳糖转变为6-磷酸葡萄糖发生障碍而使半乳糖及其旁路产物在组织和细胞堆积，影响器官、组织和细胞的功能，临床以肝功能衰竭、中枢神经系统退行性变、白内障和女性高促性腺激素性卵巢早期衰竭为特征。本病为常染色体隐性遗传，不同地区、不同民族人群中的发病率存在着差异，全世界均有本病的病例报道。
半乳糖代谢需要四种酶催化
β-D-半乳糖转化为1-磷酸葡萄糖需要4种酶的参与（Leloir途径，下图）。在图中共有4种酶，共同组成Leloir通路。在代谢过程中所产生的1-磷酸葡萄糖，还要经转位酶作用转变为6-磷酸葡萄糖再进入葡萄糖代谢循环。引起遗传性半乳糖血症的酶缺陷主要是GALK、GALT和GALE，由于酶缺陷而使半乳糖主要代谢通路受阻，除引起半乳糖-1-磷酸和半乳糖在组织和细胞中堆积，还导致半乳糖代谢旁路开放，产生有害的半乳糖醇（galactitol）和半乳糖酸（galactonate）。
半乳糖的主要代谢途径
注：GALK：半乳糖激酶；GALT：半乳糖-1-磷酸尿苷转移酶；GALE：尿苷二磷酸半乳糖-4-差向酶
上述3种酶由不同基因编码，GALK、GALT和GALE基因分别定位于9p13、17q24和1p36，GALK长度为7.3kb，与胞质内浆网膜相连系，共8个外显子；GALT长4kb，11个外显子，人、小鼠、酵母和大肠杆菌的相同的酶，在外显子6、9和10的一部分有相同的保留序列；GALE长4kb，含11个外显子。3种酶的等位基因均存在不均一性，如GALT的等位基因即存在D/G、G/G、D/Los、Angeles等。等位基因又有D1和D2两种，前者增加酶活性，后者恰恰相反（D=duarte）。GALK是乳酸代谢过程中的第一步所需的酶，属小分子质量激酶，属GHMP（galactokinase，homoserine kinase mevalonate kinase and phosphomevalonate kinase）。已发现GALK基因的20多种突变，主要为缺失和点突变，其中P28T为罗马人奠基性突变。突变所致影响只限于晶状体而不牵涉全身。
GALE酶缺陷影响半乳糖代谢的第三步。GALE基因也有许多突变，但突变对酶活性的影响因突变不同而异，有的只牵涉周围某些组织如晶状体，有的则影响全身。前者称为“良性”周围型半乳糖血症；后者为严重型半乳糖血症，其临床表现与GAKT酶活性完全丧失相似，如V94M和G90E等。同样引起半乳糖的堆积，为什么GALE有些突变只影响局部，有些突变则引起全身受累，目前尚无法解释。
相关代谢酶突变导致半乳糖血症
经典的半乳糖血症为常染色体遗传性疾病，病因为半乳糖代谢过程中所需的3种酶基因发生突变，使所表达的酶活性全部或部分丧失。到目前为止，已有229种序列异常，其中突变类型196种。以GALT为例，等位基因为G/G型，则酶活性全部消失；D/G型则酶活性丧失一部分。迄今为止GALT已被发现有160多种突变，包括错义、无义、移码、拼接和缺失突变，在不同种族人群中每种突变的频率不相同，以Q188R最为常见，K285N次之。
