先天性代谢错误是由酶或转运蛋白缺陷引起的遗传性疾病，导致有毒底物积累或必需产物缺乏。虽然个体罕见，但它们总体上影响相当数量的儿童，需要及时诊断和治疗。
苯丙酮尿症
苯丙酮尿症由苯丙氨酸羟化酶缺乏引起，该酶将苯丙氨酸转化为酪氨酸。苯丙氨酸积累并转化为苯丙酮酸和其他对发育中的大脑有毒的代谢物。未经治疗的PKU导致严重智力障碍、小头畸形、癫痫发作和色素沉着减少。
发达国家普遍进行PKU新生儿筛查。使用特殊医学配方的苯丙氨酸限制饮食治疗，如果早期开始，可防止神经损伤。酪氨酸变得条件性必需，必须补充。四氢生物蝶呤（苯丙氨酸羟化酶的辅因子）对部分患者有效。母体PKU需要在妊娠期间进行严格的代谢控制以防止胎儿损害。
枫糖尿症
MSUD由支链α-酮酸脱氢酶（分解亮氨酸、异亮氨酸和缬氨酸的酶复合物）缺乏引起。支链氨基酸及其相应的α-酮酸积累，在耵聍和尿液中产生特征性的甜味，该病因此得名。
新生儿表现包括喂养困难、嗜睡和进行性神经功能恶化。不经治疗，将发生昏迷和死亡。治疗涉及BCAA的饮食限制和并发疾病期间的仔细代谢监测。肝移植通过提供酶活性纠正代谢缺陷。
尿素循环障碍
尿素循环障碍由尿素循环中六种酶中任何一种的缺陷引起。鸟氨酸氨甲酰转移酶缺乏最常见，为X连锁。缺陷损害氮处理，引起氨积累。新生儿期的高氨血症引起嗜睡、呕吐、脑水肿和昏迷。
治疗包括蛋白质限制、精氨酸补充、氮清除药物如苯丁酸钠（为废物氮排泄提供替代途径）以及用于急性高氨血症危象的血液透析。肝移植可治愈。
糖原贮积症
GSD由糖原代谢酶缺陷引起，导致异常糖原积累。葡萄糖-6-磷酸酶缺乏引起的冯·吉克病导致严重空腹低血糖、乳酸性酸中毒、高尿酸血症和高脂血症。治疗包括生玉米淀粉以提供持续的葡萄糖释放。
酸性α-葡萄糖苷酶缺乏引起的庞贝病导致溶酶体中糖原积累，主要影响心脏和骨骼肌。婴儿型表现为心肌病和早期死亡。使用重组阿葡糖苷酶α的酶替代治疗改善预后。
溶酶体贮积症
LSD由溶酶体水解酶缺乏引起，导致未降解底物的积累。戈谢病是最常见的，由葡糖脑苷脂酶缺乏引起，导致巨噬细胞中葡糖脑苷脂积累。肝脾肿大、骨痛和血细胞减少是典型表现。可采用酶替代治疗和底物减少治疗。
己糖胺酶A缺乏引起的泰-萨克斯病导致GM2神经节苷脂积累，主要在神经元中。婴儿型表现为发育倒退、樱桃红斑点和失明，4岁前死亡。尚无有效治疗方法。高危人群中的携带者筛查已降低发病率。
线粒体疾病
线粒体疾病影响氧化磷酸化，由线粒体或核DNA突变引起。它们影响能量需求高的组织，特别是大脑和肌肉。MELAS表现为线粒体脑肌病、乳酸性酸中毒和卒中样发作。Leigh综合征引起亚急性坏死性脑病。诊断包括显示破碎红纤维的肌肉活检和呼吸链复合物的生化分析。
新生儿筛查
使用串联质谱的扩展新生儿筛查从干血斑中检测许多IEM。酰基肉碱谱鉴定脂肪酸氧化障碍和有机酸血症。氨基酸谱鉴定氨基酸病。早期检测允许症状前治疗，显著改善许多疾病的预后。
治疗原则
治疗策略包括底物限制，如PKU的低苯丙氨酸饮食。产物补充替代缺失的化合物，如先天性甲状腺功能减退症中的甲状腺激素。辅因子补充增强残余酶活性。酶替代治疗为溶酶体贮积症提供重组酶。底物减少治疗抑制积累底物的合成。肝移植为一些肝脏基础的疾病提供功能性酶活性。
