骨髓瘤细胞的出现是多发性骨髓瘤的主要特征，瘤细胞数量多少不等，一般都占有核细胞5％以上，多者可达80％～95％以上。
骨髓一般呈增生性骨髓象，各系统比例与瘤细胞数量有关，当瘤细胞所占比例较小时，粒细胞和红细胞系比例可大致正常，巨核细胞数也可在正常范围；当瘤细胞数量较多，所占比例较大时，粒细胞系，红细胞系及巨核细胞均可明显减少，值得提出的是，在部分患者，特别在病程早期，骨髓瘤细胞可呈灶性分布，单个部位骨髓穿刺不一定检出骨髓瘤细胞，此时应作多部位骨髓穿刺或骨髓活检，方可发现瘤细胞，瘤细胞易位于涂片尾部，应注意检查涂片尾部。
骨髓瘤细胞形态呈多样性，分化良好者与正常成熟浆细胞形态相似，分化不良者呈典型骨髓瘤细胞形态，而多数瘤细胞形态似幼浆细胞或浆母细胞形态，同一患者的骨髓中可出现形态不一的骨髓瘤细胞，典型骨髓瘤细胞较成熟浆细胞大，直径为30～50μm细胞外形不规则，可有伪足，胞质蓝染，核旁空晕消失或不明显，胞质中可见泡壁含核糖核酸，泡内含中性核蛋白的空泡，也可见到含本-周蛋白的类棒状小体，以及外层含免疫球蛋白。
而内含糖蛋白的拉塞尔小体，核较大，核染色质细致，有一或两个核仁，少数瘤细胞具有双核或多核，但核分裂并不常见，IgA型骨髓瘤细胞胞质经瑞特染色可呈火焰状，此因嗜碱性糖蛋白被嗜酸性糖蛋白取代的缘故，据观察，瘤细胞形态近似成熟浆细胞者病程进展较慢，瘤细胞形态呈分化不良者病程进展较快。
在透射电子显微镜下，瘤细胞的显著特征是内质网的增多和扩大，高尔基(Golgi)体极为发达，扩大的粗面内质网内含无定形物，椭圆形小体，这些物质与血清中M蛋白有关，发达的高尔基体内含致密小体和空泡，线粒体也增多，增大，嵴丰富，常可见到胞质内有空泡，拉塞尔小体，结晶体，包涵体，胞核大而圆，常偏于一侧，核染色质较粗，核仁大而多形化，有时可见核内包涵体，胞核与胞质发育成熟程度不成比例是瘤细胞在透射电子显微镜下的重要特征。
应用抗免疫球蛋白的重链抗体和抗免疫球蛋白轻链抗体，进行免疫荧光法检查，可发现骨髓瘤细胞呈阳性，但仅含有一种重链和一种轻链，与其血清中M蛋白(Mprotein)的重链，轻链类型一致。
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