患者血清和CSF中可检出五种与本综合征有关的主要抗体
1、抗-Hu抗体（抗神经元抗体），与副肿瘤性脑脊髓炎有关。
2、抗-Yo抗体，是特异性抗小脑Purkinje细胞抗体（anti-Purkinjecellantibody，APCA），与副肿瘤性小脑变性和生殖系统或妇科肿瘤有关。
3、抗-Ri抗体（抗神经元骨架蛋白抗体），与副肿瘤性斜视性眼肌阵挛-肌阵挛和乳腺癌相关。
4、癌症相关性视网膜病（CAR）抗体。
5、抗电压门控钙通道抗体，见于LEMS及僵人综合征（SMS）患者，前三种抗体具有相当的特异性，可证实癌肿的存在，使医生针对相关的脏器进行检查。
副肿瘤综合征主要依据患者的临床表现及相关的抗体检查，未发现原发性肿瘤前易误诊，临床遇到持续神经系统症状的患者难以解释时应疑诊PNS，神经科医生对本综合征的警惕性尤为重要。
某些PNS患者有特征性表现，如PCD，POM及Lambert-Eaton综合征等常提示与肿瘤有关，如系统检查未发现癌肿，需定期复查，脑脊液及电生理检查有助于诊断，血清或CSF特异性自身抗体可确诊PNS和提示潜在的肿瘤性质。
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