单纯性3-甲基巴豆酰辅酶A羧化酶缺陷症（simple 3-hydroxy-3-methylglutaryl-CoA lyase deficiency）属常染色体隐性遗传。本症的特征性异常代谢产物为3-羟基异戊酸和3-甲基巴豆酰甘氨酸，其尿排泄量显著增高。其他异常产物可有2-氧戊二酸和3-甲基巴豆酰谷氨酸。患儿有严重继发性血浆游离肉碱缺乏，且肉碱酯与游离肉碱比值显著增高，主要为3-羟基异戊酰肉碱。
患儿在首次急性发作前的生长发育多为正常。一般在出生后的第1～3年因轻微感染而发病。临床表现为严重低血糖症、喂养困难、呕吐、嗜睡、呼吸暂停、肌张力低下或反射亢进等，可有肌阵挛或惊厥。个别病例有脱发、脑水肿或心跳骤停。血氨和肝脏转氨酶活性增高，伴代谢性酸中毒和酮尿。血浆游离肉碱浓度极低，肉碱酸比例增高。尿中排出大量3-羟基异戊酸和3-甲基巴豆酰甘氨酸时，单纯性3-甲基巴豆酰辅酶A羧化酶缺陷症的诊断可成立。但是，本症的临床表现类似于Reye综合征或3-羟-3-甲基戊二酰辅酶A裂解酶缺陷症。
单纯性3-甲基巴豆酰辅酶A羧化酶缺陷症对生物素治疗无反应，必须与生物素反应性多种羧化酶缺陷（multiple carboxylase deficiency）相鉴别。后者是由于生物素代谢障碍，即生物素酶缺陷症（biotinidase deficiency）和全羧化酶合酶缺陷症（holocarboxylase synthetase deficiency）所致，累及全部4种生物素依赖性羧化酶（biotin-dependent carboxylase），均有3-甲基巴豆酰辅酶A羧化酶缺陷症表现。尿中主要代谢产物为3-羟基异戊酸和3-甲基巴豆酰甘氨酸。多种羧化酶缺陷伴甲基枸橼酸和3-羟基丙酸轻度增高，为丙酰辅酶A羧化酶缺陷症（propionyl-CoA carboxylase deficiency）的特征。因此，单纯性3-甲基巴豆酰辅酶A羧化酶缺陷症的诊断有赖于尿有机酸谱的定量分析或成纤维细胞和白细胞酶学检查；血浆生物素酶测定有助于确定是否为单纯性酶缺陷症或同时伴有其他羧化酶缺陷症。培养成纤维细胞中3-甲基巴豆酰辅酶A羧化酶活性显著降低，其他羧化酶活性正常。杂合子患者的酶活性通常在正常范围内，故不能靠白细胞或培养成纤维细胞中酶活性测定检出。通过稳定放射性核素稀释法测定羊水中增高的3-羟基异戊酸浓度，以及测定绒膜绒毛标本或培养羊水细胞中3-甲基巴豆酰辅酶A羧化酶活性可进行产前诊断。
急性期患儿应予以葡萄糖输注并纠正酸中毒。应长期限制亮氨酸饮食，口服L-肉碱（75～100mg/kg）。生物素治疗无效。
