小儿脑白质海绵状变性综合征的病因为天冬氨酸酰基转移酶(ASPA)基因异常导致此酶功能缺陷，进而脑中N-乙酰天冬氨酸大量堆积致病。好发于存在小儿脑白质海绵状变性综合征家族遗传史的、犹太裔的儿童及小婴儿。
小儿脑白质海绵状变性综合征是一种罕见的常染色体隐性遗传代谢病，基因定位于染色体17p。患儿是由于天冬氨酸酰基转移酶编码基因缺陷导致天冬氨酸酰基转移酶活性受损，乙酰天门冬氨酸转化为乙酰CoA和天门冬氨酸的过程障碍，导致N-乙酰天门冬氨酸在脑内堆积。N-乙酰天门冬氨酸在脑内引起脑白质海绵样变性，病变主要在脑皮质深层与白质浅层，其中包括弓状纤维。N-乙酰天门冬氨酸进入脑脊液、血循环由尿排出，同时发生N-乙酰天门冬氨酸酸血症及酸尿症，影响中枢神经系统及骨骼肌。