(一)發病原因
和東方馬腦炎病毒一樣,西方馬型腦炎同屬於蟲媒病毒A組.其代表株有2個：一個為Mc Millan株,是從西部人群中分離到的;一株為Highland株,是從鳥中分離到的。兩株抗原性有明顯差別。病毒株間其抗原性也存在地區性差異。
(二)發病機制
被受感染節肢動物叮咬之後，病毒在局部組織及局部淋巴結復制。病毒血癥的發生與持續取決於神經系統外局部組織內病毒復制的階段，單核-巨噬細胞系統清除病毒的速度以及特異性抗體的出現，故而出現臨床表現較大差異。
肉眼所見大腦充血水種，並有廣泛的神經細胞變性，腦組織多處有出血灶。顯微鏡檢查見神經細胞變性壞死、血管周圍有淋巴細胞、單核細胞和多形核白細胞浸潤，形成“血管周圍套”。有的膠質細胞增生和多形核白細胞堆積形成結節。病灶主要見於大腦基底節，腦幹灰質和白質，也可侵犯小腦和脊髓。
西方馬型腦炎病程3～5天，大多在8～14天。成年人多無後遺癥，乳幼兒後遺癥常有智能低下、情緒不穩、四肢強直性癱瘓。老年患者則表現為精神障礙和人格改變。
本病和東方馬腦炎一樣，診斷主要靠流行病學資料和血清學檢查。本病的臨床癥狀和體征與聖路易腦炎無法鑒別。確診主要依靠雙份血清補體結合試驗或血凝抑制試驗是否4倍升高。近年來多采用酶聯免疫法檢測血清特異性IgM，病後1天即可測得該抗體，且持續3個月，此法常用作早期快速診斷。從病人血清和腦脊液中分離西方馬型腦炎病毒很少成功。如病人死亡，可取腦組織進行病毒分離，如陽性可以確診。我國於1956年曾從類似腦炎病人屍檢腦組織中分離出西方馬型腦炎病毒。1957年又從牛血清中測得本病毒抗體。但未見病例報道。自然界和人群中是否存在A組蟲媒病毒的感染，有待進一步證實。