关于本病的病因所知甚少。目前推测可能与空肠弯曲菌感染有关，已报道有3例患者在患空肠弯曲菌肠炎后出现多灶性运动神经病的临床表现和抗神经节苷脂GM1抗体滴度升高，这表明空肠弯曲菌的脂多糖成分(LPS)有可能诱导抗神经节苷脂抗体产生的作用。
目前至少有两点证据表明本病的发生与自身免疫有关，一是20%～84%的患者血清GM1抗体升高，二是相当一部分病人对免疫抑制药(静脉应用免疫球蛋白和环磷酰胺)治疗有效。但免疫反应的确切机制和潜在的靶抗原仍不清楚。
病理方面，在接近部分运动传导阻滞部位的运动神经活检显示，其主要病理改变为脱髓鞘和施万细胞增生形成的洋葱球样结构，无炎细胞浸润。腓肠神经活检有时可见轻度的轴突变性和脱髓鞘改变。
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