引起甲硫氨酸代謝障礙的原因有遺傳和環境營養兩種因素。遺傳因素引起三種關鍵酶即甲烯四氫葉酸還原酶(MTHFR)、胱硫醚縮合酶(CBS)、甲硫氨酸合成酶(MS)缺乏或活性降低。先天性胱硫醚縮合酶缺陷癥或胱氨酸尿癥純合子表現為CBS酶嚴重缺乏，患者常早年發生動脈粥樣硬化，而且波及全身大、中、小動脈，病變彌漫且嚴重，多較早死亡。目前研究較多的主要是輕中度高同型半胱氨酸血癥，發現編碼MTHFR、CBS、MS酶的基因發生堿基突變或插入、缺失，引起相應的酶缺陷或活性下降。
環境營養因素指代謝輔助因子如葉酸、維生素B6、B12缺乏，這些因子在同型半胱氨酸代謝反應中為必需因子，均可導致高同型半胱氨酸血癥的發生。許多研究已經證實冠心病患者血漿同型半胱氨酸升高以及血清葉酸、維生素B6、B12水平下降
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