(一)發病原因
本病為遺傳性疾病，有高度遺傳異質性，已發現20個基因位點，按發現的順序依次命名為SPG1～SPG20，其中5個基因已被克隆。
1.常染色體顯性遺傳與染色體2p、8q、14q和15q有關，SPG4致病基因位於2p2l-24，是CAG重復動態突變，蛋白產物spastin蛋白與轉染細胞微管相連引起長軸微管細胞骨架調控受損，最為常見，且與癡呆有關，2p常見變異臨床表現差異顯著。
2.常染色體隱性遺傳與8p、15q和16q有關，15q最常見，SPG5、SPG7和Sjögren-Larsson綜合征分別定位於8p12-13，16q24.3和17p11.2;SPG5和Sjögren-Larsson綜合征的基因產物分別為paraplegin和FAIDH，SPG5基因突變形式有缺失和插入，paraplegin蛋白是線粒體內膜的金屬蛋白酶，與16q變異有關。已證實患者存在氧化磷酸化缺陷。
3.X連鎖隱性遺傳少見，SPG1致病基因定位於Xq28，基因產物為細胞黏附分子L1(CAM-L1)，已發現致病性突變包括點突變(Ile179Ser，Gly370Arg)和3、26、28號外顯子小缺失;SPG2致病基因Xq21-22，基因產物為含脂質蛋白(PLP)，已發現5種致病性點突變(His139Tyr，Trp144Term，Ser169Phe，Ile186Thr，Phe236Ser)。
(二)發病機制
目前僅有少量病理研究，主要見於常染色體顯性遺傳的單純型。其主要的病理改變為最長的上行和下行的神經傳導束軸突變性，包括支配下肢的皮質脊髓束、薄束、少量楔束、脊髓小腦束。胸髓較重，變性軸突的神經細胞仍然保留，脊髓前角細胞可有少量缺失。後根神經節及後根、周圍神經正常，無脫髓鞘性改變。基底核、小腦、腦幹、視神經也常受累。
paraplegin基因突變所致SPG7患者肌活檢可發現蓬毛樣紅纖維(RRF)。
本病以緩慢進行性雙下肢痙攣性無力為主要特征。多在兒童或青春期發病，男性略多，臨床上可分2型：
1.單純型 較多見，僅表現痙攣性截癱，患者病初感覺雙下肢僵硬，走路易跌倒，上樓困難，可見剪刀步態、雙下肢肌張力增高、腱反射亢進和病理征等。如兒童期起病可見弓形足畸形，伴腓腸肌縮短(假性攣縮)，患兒隻能用足尖走路，雙腿發育落後而較細。隨著病情進展雙上肢出現錐體束征，感覺和自主神經功能一般正常，有報道足部精細感覺可缺失。有的患者雙手僵硬，動作笨拙，輕度構音障礙。
2.變異型 痙攣性截癱伴其他損害，構成各種綜合征。
(1)HSP伴脊髓小腦和眼部癥狀(Ferguson-Critchley綜合征)：30～40歲出現脊髓小腦共濟失調表現，雙腿痙攣性肌無力，可有雙下肢遠端深感覺減退，伴視神經萎縮、復視、水平性眼球震顫、側向及垂直註視受限和構音障礙等，頗似多發性硬化。可在一個傢族幾代中出現，可伴錐體外系癥狀，如四肢僵硬、面無表情、前沖步態和不自主運動等。
(2)HSP伴錐體外系體征：如靜止性震顫、帕金森樣肌強直、肌張力減低性舌運動和手足徐動癥等，最常見帕金森綜合征伴痙攣性無力和錐體束征。
(3)HSP伴視神經萎縮(Behr綜合征)：通常合並小腦體征也稱為視神經萎縮-共濟失調綜合征，為常染色體隱性遺傳。10歲前逐漸出現視力下降，眼底視盤顳側蒼白，乳頭黃斑束萎縮，合並雙下肢痙攣、腭裂、言語不清、遠端肌萎縮、畸形足、共濟失調和腦積水等。完全型常於20歲前死亡，頓挫型壽命可正常，僅視力輕度下降。
(4)HSP伴黃斑變性(Kjellin綜合征)：約25歲發病，痙攣性無力伴雙手和腿部小肌肉進行性萎縮、精神發育遲滯和中心性視網膜變性等;合並眼肌麻痹稱為Barnard-Scholz綜合征。
(5)HSP伴精神發育遲滯或癡呆：又稱魚鱗癬樣紅皮癥-痙攣性截癱-精神發育遲滯(Sjögren-Larsson)綜合征，為常染色體隱性遺傳。幼兒期發病或生後不久出現頸、腋窩、肘窩、下腹部及腹股溝等皮膚彌漫性潮紅和增厚，隨後皮膚角化脫屑，呈暗紅色鱗癬，痙攣性截癱或四肢癱(下肢重)，常伴假性延髓性麻痹、癲癇大發作或小發作、手足徐動、輕至重度精神發育遲滯等;1/3的病例視網膜黃斑色素變性導致視力障礙，可見視神經萎縮或視神經炎，但不失明;患兒身材矮小，牙釉質發育不全，指(趾)生長不整齊。預後不良，多在發病不久死亡，罕有存活至兒童期。
(6)HSP伴多發性神經病：表現感覺運動性多發性神經病伴皮質脊髓束病變體征，兒童或青少年期起病，至成年早期不能行走時病變才停止進展。腓腸神經活檢呈典型增生性多發性神經病。
(7)HSP伴遠端肌萎縮(Tyorer綜合征)：為常染色體隱性遺傳。兒童早期發病，伴手部肌萎縮，繼之出現下肢痙攣或攣縮，身材短小，輕度小腦癥狀，手指徐動和耳聾等，部分病例不自主苦笑，構音障礙，至20～30歲仍不能走路。
(8)HSP伴早老性癡呆(Mast綜合征)：11～20歲發病，表現爆發性語言、面具臉、手足徐動和共濟失調等。
(9)Charlevoix-Sageunay綜合征：多在幼兒發病，表現痙攣性截癱、共濟失調、智力低下、二尖瓣脫垂、雙手肌萎縮和尿失禁等。
根據傢族史，兒童期(少數20～30歲)發病，緩慢進行性雙下肢痙攣性截癱，剪刀步態，伴視神經萎縮、錐體外系癥狀、共濟失調、肌萎縮、癡呆和皮膚病變等。