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(一)发病原因
由于原发于胸腺的还是原发于肺的燕麦细胞癌病理学上还没有可靠的依据，在明确诊断原发胸腺燕麦细胞癌之前，临床上必须彻底排除原发于肺部的燕麦细胞癌。燕麦细胞癌与类癌肿瘤的区别在于前者瘤细胞胞质极少，核分裂象更多，腺样癌巢更少见。另有一些细胞形态介于二者之间的肿瘤，常称“非典型类癌”或“神经内分泌细胞癌”。
(二)发病机制
Srover等曾描述了3例原发于胸腺的合并有鳞状上皮细胞癌的燕麦细胞癌，这些肿瘤中鳞状上皮癌细胞形成小的癌巢散布于燕麦细胞癌细胞中，光镜下，两种癌细胞分界清楚。由于这种相似的混合物可见于原发的支气管源性肿瘤，所以这种病例必须排除从他处转移到纵隔的可能性。电镜特点：超微结构上，胸腺燕麦细胞癌由密集的多角形细胞构成，毗邻癌细胞的胞质是钝角的犬牙交错状，并由基底膜样物质不完全包绕，细胞间隙内充填胶原和絮状颗粒样基质的混合物，偶见细胞巢中由于细胞坏死形成的假腺腔。胞间连接呈点状，总是存在，但并不丰富。核呈卵圆形或轻度不规则，其内染色质均匀散布。部分胞质可隔离核膜突入核内形成假包涵体，常不见核仁。在肿瘤细胞的胞质中常见丰富的有膜包绕的高密度核心的神经分泌颗粒，直径一般为140～150µm，在已知的肿瘤中关于直径的结论常是一致的，偶可见到类似于垂体催乳素瘤中的胞吐作用。在激素分泌活跃的肿瘤细胞中粗面内质网非常丰富，成平行或同心圆状排列;高尔基体数量也明显增多;合成ACTH的胸腺燕麦细胞癌也表现出丰富的滑面内质网。
胸腺燕麦细胞癌细胞胞质丰富，其中常见中间丝，有时在核周形成螺旋状结构，其内可见一些中心致密的颗粒，就细胞间连结复合物来说，胸腺燕麦细胞癌比胸腺类癌更明显，光镜下见到的肿瘤内的鳞状上皮分化灶，在超微结构方面可见胞质内张力丝，值得注意的是在鳞状上皮细胞内也可见到致密核的颗粒。