主要形态学特点是在合适的背景中区分出郎格罕斯细胞。郎格罕斯细胞大约有10-15微米，组织学上可以通过特征性的有沟的、折叠的、凹折的或分叶状的核，染色质细腻、有不太清晰的核仁、核膜薄。可以出现核的非典型性，但是如出现明显的恶性的细胞学特征时，应倾向考虑为郎格罕斯细胞肉瘤，下面会讨论。核分裂相数目变化很大。细胞的胞浆通常中等丰富、轻度嗜酸性。特征性的背景通常包括数量不等的嗜酸性粒细胞、组织细胞（包括多核细胞型，常呈骨巨细胞样）、中性粒细胞和小淋巴细胞。偶尔会发现伴有中央坏死的嗜酸性粒细胞脓肿。病变早期，常见到大量的郎格罕斯细胞、嗜酸性和中性粒细胞，然而晚期病变常呈严重的纤维化，常包含泡沫样巨噬细胞。淋巴结受累时最先出现在窦内、继而出现在副皮质区，然而在脾脏最易累及红髓。当郎格罕斯细胞增生症常与恶性淋巴瘤伴发时，经常小灶性地出现在淋巴瘤肿瘤内或旁。骨髓的累及的在活检时比涂片时更易发现，常由小灶性的病变组成，可以伴有纤维化。
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