Впервые атипичная ФКУ была описана I. Smith в 1974 г. S. Kaufman et al. В 1975 г. обнаружили дефицит дигидроптеридинредуктазы при этом состоянии.

Заболевание наследуется аутосомно-рецессивно. Генный дефект локализу­ется в коротком плече 4 хромосомы, участке 4р15.3. В результате недостаточ­ности дигидроптеридинредуктазы нарушается восстановление активной формы тетрагидробиоптерина, участвующего в качестве кофактора в гидро­ксилировании фенилаланина, тирозина и триптофана. Вследствие этого раз­виваются метаболические блоки на путях превращения фенилаланина в тиро­зин, а также образо­вания предшественников нейромедиаторов катехоламино­вого и серотонинового ряда L-дофы и 5-окситриптофана, что подтверждается резким снижением содержания в тканях и жидкостях больного организма (в том числе в мозге и цереброспинальной жидкости) их конечных продуктов - гомованилиновой и 5-оксиндолуксусной кислот.

Существенным для патогенеза заболевания является снижение уровня фо­латов в сыворотке крови, эритроцитах и цереброспинальной жидкости. Это объяс­няется тесной взаимосвязью обмена фолатов и биоптерина, в частности участием дигидроптеринредуктазы в метаболизме тетрагидрофолиевой ки­слоты.