انسفالومیلیت پارانئوپلاستیک (Paraneoplastic encephalomyelitis یا PEM) یک اختلال التهابی است که به عنوان پاسخی ایمنی‌واسطه به سرطان سیستمیک رخ می‌دهد. علائم این بیماری به طور مستقیم به عوارض سرطان یا درمان‌های خاص سرطان مرتبط نیستند. سیستم عصبی مرکزی و محیطی ممکن است تحت تأثیر قرار بگیرند. تقریباً تمام سرطان‌ها با PEM مرتبط هستند، اما سرطان ریه سلول کوچک (small cell lung cancer یا SCLC) در ۷۵٪ موارد شایع‌ترین است. تظاهرات بالینی بر اساس بخش آسیب‌دیده از سیستم عصبی متفاوت است و می‌توان آن‌ها را به صورت زیر طبقه‌بندی کرد:

• انسفالومیلیت پارانئوپلاستیک با میلیت: این وضعیت در بیماران مبتلا به SCLC شایع است. بیماران دچار نوروپاتی حسی (sensory neuronopathy) می‌شوند که ممکن است با از دست دادن حس در نواحی پروگزیمال مانند گردن و تنه همراه باشد. نقص‌های حرکتی نیز ممکن است رخ دهد.

• انسفالیت لیمبیک (Limbic encephalitis): بیماران با تغییرات حاد یا تحت حاد در خلق و رفتار، مشکلات حافظه کوتاه‌مدت، اختلالات شناختی و تشنج‌های جزئی پیچیده که علائم آن طی روزها تا هفته‌ها توسعه می‌یابند، روبرو می‌شوند. علائم شایع دیگر شامل هایپرترمی (hyperthermia)، خواب‌آلودگی (somnolence) و اختلالات غدد درون‌ریز مرتبط با اختلال عملکرد هیپوتالاموس هستند. دو سوم بیماران همچنین انسفالومیلیت خواهند داشت. سرطان‌های مرتبط شامل SCLC، سمینوم یا دیگر تومورهای بیضه، سرطان پستان، لنفوم هوچکین و تیموما هستند. علائم عصبی معمولاً چند هفته تا چند ماه پیش از تشخیص سرطان ظاهر می‌شوند.

• انسفالیت ساقه مغز (Brain stem encephalitis): بیماران با طیف وسیعی از علائم از جمله اوپسوکلونوس (opsoclonus)، نیستاگموس (nystagmus)، دیسفاژی (dysphagia)، دیزآرتری (dysarthria)، از دست دادن حس سه‌قلو (trigeminal sensory loss)، ناشنوایی حسی-عصبی (sensorineural deafness)، هیپوونتیلاسیون مرکزی (central hypoventilation)، سرگیجه (vertigo) و نقص‌های حرکتی خارج‌چشمی فوق‌هسته‌ای، بین‌هسته‌ای و هسته‌ای روبرو می‌شوند. ارتباطات بدخیم شامل SCLC، تومورهای بیضه، سرطان پستان، هایپرنفروما (hypernephroma) و آدنوکارسینوم پروستات (prostate adenocarcinoma) می‌باشد.