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小兒熱性驚厥的機制尚未完全明確，一般認為是由遺傳因素與環(huán)境因素共同決定，主要與遺傳、腦發(fā)育未成熟和發(fā)熱有關(guān)。熱性驚厥既往有常染色體線性和隱性遺傳伴不完全外顯，也有多基因遺傳方式。研究證實熱性驚厥患者存在熱性驚厥敏感基因，通過基因連鎖分析已發(fā)現(xiàn)六個相關(guān)的基因位點。25%到40%的病例有陽性家族史，一級親屬中有熱性驚厥病史，患熱性驚厥的風(fēng)險為9%到22%，家族中發(fā)病病例越多風(fēng)險越高，有家族聚集發(fā)病者風(fēng)險加倍，最高患病率可達50%，很少在六個月前和六歲后發(fā)作。

目前尚不能滿意的解釋發(fā)作的年齡規(guī)律，但確定與腦發(fā)育不成熟有關(guān)，有動物實驗提示發(fā)熱和過熱可產(chǎn)生過度換氣，呼吸性堿中毒也可誘導(dǎo)驚厥發(fā)作，鐵缺乏可引起神經(jīng)發(fā)育和髓鞘形成受損。使神經(jīng)興奮性易泛化導(dǎo)致驚厥，有學(xué)者認為缺鐵性貧血可能參與或促使小兒熱性驚厥的發(fā)生。