CML是一个起源于骨髓单株多能干细胞的获得性疾病,由于多能干细胞有向多个细胞系发育的潜能,CML急变时具不均一性,如急淋变、急粒变、急单变。
CML慢性期外周血粒细胞数数十倍甚至数百倍于正常粒细胞数,这些细胞可自由循环于骨髓、外周血、脾脏间;CML细胞的半衰期比正常人粒细胞长5~10倍,这些细胞形态学上为未完全成熟的粒细胞,同时形态学上完全成熟的粒细胞半衰期也比正常人长2~4倍。CML细胞的增殖速度比正常人慢,因此细胞寿命延长是CML外周血中粒细胞明显增高的主要原因,而不是它的增殖速度。CML慢性期时髓系定向干细胞明显增多,因此在干细胞培养中粒-单细胞集落形成单位(GM-CFU)数明显增多,可高于正常人10~20倍。
CML从单个病变细胞增殖,直至骨髓、外周血、脾脏中堆积大量的CML细胞,多种机制参与了这一过程。
CML起病时多能造血干细胞发生c-abl基因重排,形成肿瘤前期血细胞克隆,这一转化过程中的克隆、出现细胞遗传学变化,即形成Ph1染色体使ber/abl融合,融合基因下调酪氨酸激酶活力,使细胞凋亡紊乱。这些细胞中基因的不稳定性增加和DNA复制过程中的自发性错误使病变细胞向更异常的方向发展,直至出现另一个新的细胞遗传学变化。随着这些变化,细胞的增殖与分化失去正常关系,异常克隆抑制正常克隆生长,异常的未成熟克隆呈优势。