(一)發病原因
副腫瘤綜合征的病因目前並不十分清楚。以前普遍認為可能由於癌腫分泌某些直接損害神經系統的物質，如激素樣物質(hormone-like substance)和細胞因子(cytokines)。腫瘤產生的激素樣物質可引起高鈣血癥、無力以及行為異常。腫瘤產生的異位ACTH常可造成庫欣綜合征(Cushing’s syndrome)和行為異常。白細胞介素-1和腫瘤壞死因子可造成肌肉萎縮和無力。目前更傾向於副腫瘤病變的病因是全身性或潛在的腫瘤導致的自身免疫性反應。
(二)發病機制
探討發病機制有助於闡明自身免疫病的發病機制及腫瘤免疫學。目前有關的發病機制有以下假說：
1.抗體介導學說 Wilkinson(1964)描述，伴神經肌肉病的腫瘤患者血清中存在自身抗體，已證實骨髓瘤性多發性神經病、Lambert-Eaton綜合征等均與抗體介導的免疫反應有關。用副腫瘤抗原免疫動物或被動輸入腫瘤抗體，可復制出與人類副腫瘤病變及臨床表現相同的動物模型。
2.細胞免疫機制 患者的腫瘤組織和CNS病理切片可發現，血管周圍CD4+T細胞和CD19/20 B細胞炎性浸潤，細胞間質中CD8 T細胞、單核細胞及巨噬細胞浸潤;抗-Hu抗體陽性的PNS患者的外周血淋巴細胞表型，與抗-Hu抗體陰性的患者及正常對照組比較，CD4 CD45 RO+輔助T淋巴細胞顯著增多，這些細胞可分泌IFN-γ，提示發生特異性Th1輔助細胞亞型反應，Th2亞型增生不明顯。
3.遺傳因素 特異性HLA-Ⅰ類或Ⅱ類基因產物可遞呈腫瘤抗原，但特異性HLA單倍型可否引起副腫瘤綜合征還不清楚。人類HLA-B8、HLA-DQ及HLA-DR等與自身免疫病的關系密切，但迄今在抗-Hu自身抗體攜帶者中未發現特異性HLA血清型。PNS與遺傳因素的相關性尚需研究證實。
1.副腫瘤病變可累及神經系統的任何部位 如腦、脊髓、周圍神經、神經-肌肉接頭和肌肉等。副腫瘤綜合征可分10餘種，根據受損部位不同表現為不同的臨床癥狀、體征。副腫瘤綜合征按主要累及的部位可分為：
(1)累及中樞神經系統：包括小腦變性(PCD)、副腫瘤性腦脊髓炎(PEM)、副腫瘤性斜視性眼陣攣-肌陣攣(POM)及脊髓炎等。
(2)累及周圍神經：少見，不足1%的癌癥患者出現累及周圍神經的PNS，包括亞急性感覺神經元病(SSN)、亞急性運動神經病(SMN)、感覺-運動或自主神經元病等。
(3)累及神經-肌肉接頭及肌肉：如Lambert-Eaton肌無力綜合征(LEMS)、皮肌炎、多發性肌炎及壞死性肌病等。
2.副腫瘤綜合征共同的臨床特點
(1)多數患者的PNS癥狀出現於腫瘤之前，可在數年後才發現原發性腫瘤。
(2)亞急性起病，數天至數周癥狀發展至高峰，而後癥狀、體征可固定不變，患者就診時多存在嚴重的功能障礙或勞動能力喪失。
(3)PNS的特征性癥狀包括小腦變性、邊緣葉腦炎等，均提示副腫瘤性。小腦變性患者除眩暈、復視及共濟失調，可出現輕度蹠反射伸性。
(4)腦脊液細胞數增多，蛋白和IgG水平升高，電生理檢查可見相應的周圍神經或肌肉病變。
3.患者血清和CSF中可檢出五種與本綜合征有關的主要抗體
(1)抗-Hu抗體(抗神經元抗體)，與副腫瘤性腦脊髓炎有關。
(2)抗-Yo抗體，是特異性抗小腦Purkinje細胞抗體(anti-Purkinje cell antibody，APCA)，與副腫瘤性小腦變性和生殖系統或婦科腫瘤有關。
(3)抗-Ri抗體(抗神經元骨架蛋白抗體)，與副腫瘤性斜視性眼肌陣攣-肌陣攣和乳腺癌相關。
(4)癌癥相關性視網膜病(CAR)抗體。
(5)抗電壓門控鈣通道抗體，見於LEMS及僵人綜合征(SMS)患者。前三種抗體具有相當的特異性，可證實癌腫的存在，使醫生針對相關的臟器進行檢查。
副腫瘤綜合征主要依據患者的臨床表現及相關的抗體檢查，未發現原發性腫瘤前易誤診，臨床遇到持續神經系統癥狀的患者難以解釋時應疑診PNS，神經科醫生對本綜合征的警惕性尤為重要。
某些PNS患者有特征性表現，如PCD、POM及Lambert-Eaton綜合征等常提示與腫瘤有關，如系統檢查未發現癌腫，需定期復查。腦脊液及電生理檢查有助於診斷，血清或CSF特異性自身抗體可確診PNS和提示潛在的腫瘤性質。