吉兰-巴雷综合征发病第2周后，大多数患者脑脊液内蛋白增高而细胞数正常或接近正常，脑脊液蛋白质升高的机制普遍认为：①神经根脱髓鞘后，蛋白溢入脑脊液；②由于神经根的炎症，使脑脊液中蛋白回吸收障碍，而水分吸收相对较好，使蛋白浓缩；③机体的迟发性自身免疫反应中的球蛋白进入蛛网膜下腔。因免疫反应发生在周围神经的髓鞘，不在中枢神经内，故脑脊液细胞数不增加，称为蛋白-细胞分离现象，此现象为本病的特征。