近几十年来，血液系统恶性肿瘤的细胞遗传学研究表明，特征性的染色体异常是真正体现肿瘤生物学本质的重要指标，在白血病的诊断和分型中起到决定性的作用。从白血病的MIC分型到新近的WHO分型，白血病的染色体异常越来越成为白血病分型的独立指标，而且被作为一个独立的预后指标指导临床治疗。
常规染色体技术与染色体原位杂交技术在肿瘤细胞遗传学方面应用广泛而深入。
（一）染色体显带技术
按照肿瘤细胞染色体研究的标本应直接取自肿瘤组织本身的原则，白血病的染色体研究标本通常以骨髓为宜，且骨髓取材容易，是用作染色体分析的良好材料，可以直接法、短期培养法、同步培养法制备染色体标本。制备好的染色体标本需要经过显带才能使其细致的结构及特征显现出来，以便于识别。常用于骨髓染色体的显带技术有Q、G显带和R显带技术。
1．Q带技术 染色体标本经特定的荧光染料喹吖因着色后，在染色体上出现明暗相间的条纹，即为Q带。其具有特异性强、带型恒定、对标本变异不敏感等优点。国际上将其定为参考带型。但是，因其需要特殊的荧光染料，并且要在昂贵的荧光纤维镜下观察，在一般实验室难以实施，加之Q显带标本不易长久保存，所以，常以G显带和R显带代之。但在骨髓细胞中，很难获得高质量的G显带和R显带标本，Q显带则是一种行之有效的方法。另对Y染色体和其他染色体的多态性识别，选用Q显带方法较为合适。
2．G带技术 G显带是以吉姆萨、瑞氏或其他类似染料染色成深浅和宽度不同的带型。G带和Q带带型非常相似，区别仅仅在于着丝粒附近及第1、16号染色体上的副缢痕区着色的差异，这些区段在Q带中一般没有荧光，而在G显带中则为深带。此外，在Q显带上，Y染色体长臂的远端部分呈现典型的强荧光。
3．R带技术 R显带所产生的带纹在染色强度上与G带相反，故也称逆转显带。在R显带时，染色体的末端为阳性着色，故在观察染色体的末端缺失时需选用R显带。另外，因其不经胰酶处理，不会导致染色体膨胀、发毛，所以在白血病及其他肿瘤染色体检查时常应用。
（二）荧光原位杂交技术（FISH）
FISH是用荧光染料标记已知的DNA序列与常规染色体标本上的同源互补序列杂交，然后用荧光技术显示靶序列。
FISH技术既适用于分裂细胞，又适用于间期细胞的DNA检测；应用染色体特异的DNA探针，不需要显带即可鉴定染色体异位或标记染色体的来源；对于特异性染色体异位，可用FISH方法分析成百上千个细胞，可检测出常规显带技术不容易发现的微小缺失等异常。由于具有以上优势，FISH技术可以克服常规染色体技术在白血病及肿瘤应用中的缺陷，但由于需要已知的特异性探针，不利于新的染色体异常的发现。另外，若应用整条染色体探针，不容易确定异常的区、带，所以，应用于白血病的研究时，必须与常规染色体技术结合。
（三）恶性血液病细胞遗传学改变的基本特征
尽管恶性血液病的遗传学改变种类繁多，但其基本特征概括起来，不外乎以下4种：①获得性；②克隆性；③原发性和继发性；④平衡性和非平衡性。
（四）染色体的异常及其意义
1．数目异常 正常人体细胞是二倍体，即46条染色体，白血病的肿瘤细胞染色体常出现数目增多或减少，并可出现成倍增加形成高倍体细胞。
（1）低超二倍体（47～50条），中等预后。
（2）高超二倍体（＞50条），预后相对较好。
（3）亚二倍体（＜46条），预后较差。
（4）假二倍体（染色体数目正常，但伴有结构异常），预后差。
（5）近三倍体。
（6）近四倍体。
（7）伴有单一染色体缺失或增加的核型异常。
（8）三倍体、四倍体，有时不是23的整倍，称为高异倍体。
2．结构异常 主要是由于缺失、部分重复、倒位、插入、易位、等臂染色体等形成的，如慢性粒细胞白血病的Ph染色体，急性非淋巴细胞白血病M2的t（8；21）（q22；q22）、M3的t（15；17）（q22；q12）、M4E0的inv（16）（p13；q22）、M5的t（9；11）（p21；q23）等。
目前资料表明，大约90%以上的ALL可检测出克隆性核型异常，其中66%为特异性染色体重排；采用改良的细胞培养方法和常规显带技术在50%～80%的AML病例可发现克隆性核型异常，而采用高分辨技术则核型异常检出率可达93%。2%～6%的儿童ALL中有t（9；22）易位形成的Ph染色体，即9号染色体上的细胞原癌基因abl重组到22号染色体的断裂点丛集区M－bcr，形成融合基因bcr／abl，进而产生P190、P210和P230 3种融合蛋白，ALL中主要存在P190蛋白。Ph（＋）的儿童ALL预后不良；ALL中染色体数＞50者，预后最好，认为是由于这些异常细胞容易被药物清除之故；假二倍体预后极差；Williams发现，有染色体易位者67%治疗失败，仅14%病例完全缓解期达3年，无易位者只有23%失败。
ALL中常见的结构异常有B－ALL的t（1；19）、t（4；11）、t（11；14）、t（9；22）；L3的t（8；14）、t（2；8）和t（8；22）；T－ALL有inv（14）、t（14；14）、t（10；14）；有单核、B淋巴细胞双表型的MAL有t（9；11）。目前发现，ALL的特殊染色体变化与免疫分型相关，而AML的染色体改变主要与FAB亚型相关，并已分出10个亚型。
在ALL中伴有t（4；11）、t（8；14）及t（9；22）易位者预后不好，Pre－B伴t（1；19）预后较差，在AML中，t（8；16）发生在M5中时则缓解率低。
根据MIC分类正确分型有助于制订化疗方案及判断预后：①ALL－L1诱导缓解率90%以上，ALL－L2 75%，AML中M2、M3及部分M4预后好，M5预后较差；②免疫分型中早前B预后好，成熟B预后差，T－ALL预后较差，混合型白血病预后差；③细胞遗传学表明，全部核型为整倍体预后好，部分整倍体其次；全部核型畸变预后差，超二倍体的40%死亡，假二倍体及亚二倍体的80%死亡。
单一核型畸变，较复杂核型畸变预后为好。用分子生物学方法观察伴Y丢失者预后差，缓解后Y染色体出现，复发时Y丢失，此现象早于形态学改变。儿童慢性粒细胞白血病Ph阴性预后不好，在急变时除Ph染色体畸变外，80%～90%出现超二倍体或8号染色体为三体，或额外Ph，这些细胞遗传学的改变常较临床早几个月甚至几年出现。
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