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起病隐匿，常在血常规检查时偶被发现。有些病例在出现了血栓形成和出血症状后才明确诊断。主要临床表现有以下几方面：
1.血管与神经系统的表现 早期可有头痛、头昏、眩晕和耳鸣、疲乏、健忘、肢体麻木、多汗等。重者可出现盲点、复视和视力模糊等视觉异常。也可有心绞痛和间歇性跛行。该组症状主要是因红细胞数增加、全血容量增多和血黏度增高而导致的血管扩张、血流缓慢淤滞和组织缺氧所引起的。
2.血栓形成和栓塞症状 可发生在周围动脉、脑动脉和冠状动脉，引起偏瘫和心肌梗死等严重后果。血栓性静脉炎伴栓塞主要发生在肺部，但肠系膜、肝、脾和门静脉也可发生，可引起急腹症。当伴有血小板计数增高时，该组症状发生机会增加。
3.出血症状 血管充血、血管内膜损伤以及血小板第3因子减少等血小板功能紊乱可导致出血倾向。常见为鼻出血、牙龈出血和皮肤黏膜上的瘀点和瘀斑等。
4.组胺增高的表现 本症伴颗粒细胞增加，嗜碱粒细胞也增多，后者富含组胺。组胺释放增加可致消化性溃疡，故本症患者消化性溃疡发生率较正常人高4～5倍，溃疡所致的上消化道出血可威胁生命。皮肤瘙痒也常见，40%发生在热水浴之后，10%可伴荨麻疹。
最常见的体征是出血引起的面部、鼻、耳、唇、手掌和结膜充血，呈暗红色，如酒醉状。视网膜和口腔黏膜也显示充血。动脉血压升高。约3/4以上的患者可有脾脏肿大，由于继发性红细胞增多症通常无脾大，故脾大的体征有一定的鉴别诊断意义。脾大并非因血容量增加所致，故放血治疗时脾脏不会缩小。约1/3患者可有肝大，随疾病发展肿大逐渐明显。肝硬化可发生于晚期。肝脏和脾脏都不肿大的情况见于10%左右的病例。过度充血及髓外造血可能是引起脾脏肿大的主要原因。
具有皮肤和黏膜玫瑰红色，脾脏肿大，全血细胞增多，尤以红细胞增多的三大表现，并伴有动脉血氧饱和度正常的典型病例，诊断不困难。1968年真性红细胞增多症研究组提出的诊断标准已被广泛采用。诊断标准如下：①红细胞总容量，男性≥36ml/kg，女性≥32ml/kg(51Cr红细胞标记法);②动脉血氧饱和度≥92%;③脾脏肿大。
次要指标包括：①血小板数≥400×109/L;②白细胞数>12×109/L(无发热或感染);③中性粒细胞碱性磷酸酶积分>100(无发热或感染);④血清维生素B12>664.02pmol/L(900pg/ml)，未饱和维生素B12结合力>1623.12pmol/L(2200pg/ml)。凡符合诊断标准中主要指标的全部3项或符合主要指标中①、②项，再加次要指标中任何2项，诊断成立。如果暂时无条件测定红细胞总容量，可参考1971年Modan提出的诊断标准：A.血细胞比容男性>55%，女性>50%;B.无继发性或相对性红细胞增多症的明确原因;C.符合下列诸项中任3项，即白细胞计数>12×109/L(12000/mm3)(无发热、感染);血小板计数>300×109/L(30万/mm3);动脉血氧饱和度正常;中性粒细胞碱性磷酸积分>100;全骨髓增生，伴巨核细胞增多;脾脏肿大。
继发性红细胞增多症见于高山病、有右至左分流的先天性心脏病、慢性肺部疾患、高铁血红蛋白血症、氧亲和力增加的血红蛋白病、吸烟引起的碳氧血红蛋白过多症、各种肿瘤特别是肝、肾、脑及子宫肿瘤以及肾盂积水、肾动脉狭窄、肾囊肿、肾上腺皮质功能亢进，以及长期应用雄性激素等。睡眠性呼吸暂停综合征亦可伴有红细胞增多。大多由于组织缺氧引起红细胞生成素增加，导致红细胞代偿性增多;红细胞生成素或红细胞生成素样物质异常增加引起红细胞增多症。相对性和应激性红细胞增多症见于严重脱水、烫伤、肾上腺皮质功能减退等以及神经质、肥胖、轻度肥胖的中年患者。上述大多有明显原因，全身血容量减少，不难与真性红细胞增多症鉴别。如果血容量减少，不难与真性红细胞增多症鉴别。