一切細胞、組織、器官和機體的生存與功能維持都必須依賴不斷進行的物質代謝過程，這種過程的每一步驟都有由多肽和(或)蛋白組成的相應的酶、受體、載體、膜泵等參與，當編碼這類多肽(蛋白)的基因發生突變、不能合成或合成了無活性的產物時，就會導致有關代謝途徑不能正常運轉，造成具有不同臨床表型的各種代謝缺陷病。其病理生理改變大致可以分為3類：

　　①通過該代謝途徑的某些終末產物缺乏，如過氧化酶體病、溶酶體病等，產生的癥狀多為持續性、進行性的，且與進食等因素無關;

　　②受累代謝途徑的中間和(或)旁路代謝產物大量蓄積，如苯丙酮尿癥、甲基丙二酸尿癥、同型胱氨酸尿癥、楓糖尿癥、半乳糖血癥等，通常都呈現累積物導致的中毒癥狀，常見者如嘔吐、嗜睡、昏迷、生長發育遲滯、低血糖、高氨血癥和酮、酸中毒等，其發病或早或遲，發病前常有無癥狀期，或癥狀呈間隙發作;

　　③由于代謝途徑受阻而導致對肝、腦、肌等組織的供能不足，如糖代謝障礙。先天性高乳酸血癥、脂肪酸氧化缺陷、線粒體呼吸鏈功能障礙等，臨床常見低血糖、高乳酸血癥、肌張力低下、體重不增等表現。

　　述病理生理變化多數會直接或間接地影響器官，特別是腦的發育和功能，導致殘疾，甚或危及生命。這類遺傳性疾病在1908年即被Garrod稱之為先天性代謝缺陷，都是單基因疾病，絕大多數屬常染色體隱性遺傳。這類疾病雖然罕見，但通常對機體造成的損害很大，尤其是在早期即累及神經系統，預后甚差。因此，臨床醫師對此必須提高警惕，致力于早期診斷，減少漏診、誤診，及早干預以避免傷殘發生。確切的診斷不僅對先證患兒的治療有利，亦有益于遺傳咨詢、改善人口素質。

　　先天性代謝缺陷病的診斷必須依靠實驗室檢查，應根據病史和癥狀特點由簡而繁、由初級至精確、按一定的步驟選擇進行。臨床應首先根據各種常規生化方法檢測結果對先證患兒進行初步診斷;然后進行相關的酶活力檢測即可確定診斷，并可用于疾病分型和雜合子的檢出。近幾十年來，隨著生化分析技術的不斷發展，各種酶學檢測、氣相層析、高壓液相層析、氣-質聯用等方法已廣泛用于各種體液內的酶類和氨基酸、有機酸、脂類、糖等代謝成分和酶類的分析，為臨床提供了精確的診斷依據。運用分子遺傳學方法對這類疾病的基因診斷則更有助于遺傳咨詢和群體遺傳學調研工作的開展。

　　目前對其中少數可以治療的疾病已廣泛進行新生兒期篩查，以便及早確診和治療，減少傷殘。國內已開展的有先天性甲狀腺功能減低癥、苯丙酮尿癥等的新生兒期篩查和血紅蛋白病、有機酸尿癥等的高危篩查，并正在逐步擴大篩查范圍。