一、发病原因
本病为遗传性疾病，有高度遗传异质性，已发现20个基因位点，按发现的顺序依次命名为SPG1～SPG20，其中5个基因已被克隆。
1、常染色体显性遗传与染色体2p、8q、14q和15q有关，SPG4致病基因位于2p2l-24，是CAG重复动态突变，蛋白产物spastin蛋白与转染细胞微管相连引起长轴微管细胞骨架调控受损，最为常见，且与痴呆有关，2p常见变异临床表现差异显著。
2、常染色体隐性遗传与8p、15q和16q有关，15q最常见，SPG5、SPG7和Sj？gren-Larsson综合征分别定位于8p12-13，16q24。3和17p11。2；SPG5和Sj？gren-Larsson综合征的基因产物分别为paraplegin和FAIDH，SPG5基因突变形式有缺失和插入，paraplegin蛋白是线粒体内膜的金属蛋白酶，与16q变异有关。已证实患者存在氧化磷酸化缺陷。
3、X连锁隐性遗传少见，SPG1致病基因定位于Xq28，基因产物为细胞黏附分子L1（CAM-L1），已发现致病性突变包括点突变（Ile179Ser，Gly370Arg）和3、26、28号外显子小缺失；SPG2致病基因Xq21-22，基因产物为含脂质蛋白（PLP），已发现5种致病性点突变（His139Tyr，Trp144Term，Ser169Phe，Ile186Thr，Phe236Ser）。
二、发病机制
目前仅有少量病理研究，主要见于常染色体显性遗传的单纯型。其主要的病理改变为最长的上行和下行的神经传导束轴突变性，包括支配下肢的皮质脊髓束、薄束、少量楔束、脊髓小脑束。胸髓较重，变性轴突的神经细胞仍然保留，脊髓前角细胞可有少量缺失。后根神经节及后根、周围神经正常，无脱髓鞘性改变。基底核、小脑、脑干、视神经也常受累。
paraplegin基因突变所致SPG7患者肌活检可发现蓬毛样红纤维（RRF）。