相對于典型MS最容易侵犯腦室周圍白質、小腦和腦干，NMO常選擇性地累及視神經和脊髓。NMO脊髓病變具有不同于MS的特征，為多個脊髓節段的廣泛脫髓鞘，伴同時累及灰白質的空腔形成、壞死和急性軸突病變，病灶中有顯著嗜酸性粒細胞和中性粒細胞浸潤，圍繞透明樣變血管周圍，有免疫球蛋白(IgG和IgM)和補體活化產物的沉積，呈特征性的框邊樣(rim)和玫瑰花形(rosette)，提示體液免疫機制參與了NMO發病過程。
相對于典型MS最容易侵犯腦室周圍白質、小腦和腦干，NMO常選擇性地累及視神經和脊髓。NMO脊髓病變具有不同于MS的特征，為多個脊髓節段的廣泛脫髓鞘，伴同時累及灰白質的空腔形成、壞死和急性軸突病變，病灶中有顯著嗜酸性粒細胞和中性粒細胞浸潤，圍繞透明樣變血管周圍，有免疫球蛋白(IgG和IgM)和補體活化產物的沉積，呈特征性的框邊樣(rim)和玫瑰花形(rosette)，提示體液免疫機制參與了NMO發病過程。