胱氨酸结石是由先天性胱氨酸尿所致，属常染色体隐性遗传。胱氨酸结石是Wollaston于1810年在膀胱内首次发现的，它称这种来自膀胱的结石为“膀胱氧化物”（希腊语kystis）。Berzelius意识到这种复合物并非氧化物，但是他仍认为这种结石最初源于膀胱，所以他称之为胱氨酸。Friedman于1902年首次描述了它的化学结构。1908年，Garrod指出胱氨酸尿症是含硫氨基酸代谢异常的先天疾病。这种错误的观点一直持续到20世纪中期。后来的Dent和Rose的研究显示胱氨酸尿症患者的尿二碱基氨基酸排泄量异常升高而血中含量正常。Harris等人描述了胱氨酸尿症的基因学基础，包括指出它是常染色体隐性遗传病。Crawhall等人于1963年首次应用青霉胺治疗胱氨酸尿症。后来随着分子生物学的进步，发现了位于染色体2p上的转运分子rBAT，这使我们对胱氨酸尿症的发病机制有了进一步的认识。1994年首次报道负责编码rBAT蛋白的SLC3AI基因变异与I型胱氨酸尿症有关，由此开始了包括I型和非I型胱氨酸尿症的基因多重性变异的发现。
典型的胱氨酸尿是隐性遗传，1955年， Harris等人发现胱氨酸尿症的遗传学远比这复杂。通过测量患者父母的胱氨酸排泄量，他们发现具有两种遗传方式：完全隐性遗传，这一类型中，父母的胱氨酸排泄量正常；显性遗传，父母的胱氨酸排泄量高于正常值。另外一些学者发现，在一些患者中存在小肠吸收胱氨酸障碍，这揭示可以有三种胱氨酸表型。目前，临床上最方便的分类仍是Rosenberg于1966年基于杂合子基因变异对胱氨酸排泄量的影响。这样，根据患者父母的胱氨酸排泄量可以分为：
I型(隐性)：胱氨酸<100umol/g.cr；(24mg/g)
II型(显性) 胱氨酸>1000umol/ g.cr；(>240mg/g)
III型(部分显性)：胱氨酸为100-1000umol/g.cr；(24-240mg/g)
但这种分型不能与目前的分子分析很好的联系，所以目前主要分为I型和非I型（临床分为II型和III型）胱氨酸尿症。I型和非I型杂合子主要区别在于尿中胱氨酸以及其他二硫基氨基酸的浓度，I型杂合子非活动期尿胱氨酸浓度正常，而非I型杂合子浓度较高，其中，II型更远高于III型浓度（表）。
表 胱氨酸尿症的分类：基本-表型关系与分子遗传学
Harris
完全隐性
不完全隐性
Rosenberg
I型
II型
III型
分子
I型
非I型
尿胱氨酸
纯合子
升高
杂合子
正常
非常高(10倍)
升高(2倍)
口服胱氨酸后血浆浓度
无变化
无变化
升高
肠道转运体
(纯合子)
缺失
缺失
减少
蛋白
rBAT
b0,+AT(BAT1)
氨基酸转运系统
纯合子
B0,+
b0,+
杂合子
rBAT/b0,+AT
rBAT/b0,+AT
近端肾小管的位置
S3>S1，S2
直部
S1，S2>S3
曲部
转运体特性
高亲和力、低容量
低亲和力、高容量
基因
SLC3A1
SLC7A9
染色体
2p16.3-p21
19q13.1
变异数目
>60
35
临床症状
纯合子
有症状
大部分有症状(90%)
杂合子
无症状
少数有症状(13%)
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