白血病的病因比較復雜，可由內因、外因引起，而且是多種因素互相作用的結果。目前比較明確的病因因素主要有：
⑴ 放射線: 1945美國在日本的長崎和廣島分別扔下了原子彈。在原子彈爆炸后的幸存者中，許多人陸續發生了白血病。最初是在原子彈爆炸后2～3年發現的，到爆炸后第5年，白血病的發病率到達最高峰，以后仍然保持在較高水平。一直到爆炸26年后，幸存者中發生白血病的仍比普通人為高。這是放射線能引起人白血病的最直接證據。此外，在防護條件不好情況下從事放射線工作的人員以及長期接受X線治療的病人，如強直性脊椎炎病人中，白血病的發病率也都比正常人高幾倍，證明放射線確有引致白血病的作用。
⑵ 化學因素：有一些化學物和藥品如二苯蒽等可在小白鼠中有誘發白血病，一些抗白血病藥物如馬里蘭也有這樣的作用，從而在動物實驗中確定了化學因素的致白血病作用。在人類肯定能引起白血病的化學物有苯及甲苯等。
⑶ 病毒因素：早在50年代就發現了一種小鼠白血病病毒感染新生的乳鼠后可以引起小鼠白血病。因此，人們一直懷疑人類白血病也可由病毒引起，但長期來都得不到肯定的結論。直到最近，在人類的白血病病毒病因方面采取的了重大的突破。
1977年，在日本西南沿海地區發現了一種成人T淋巴細胞白血病。1980年，把這些白血病細胞在體外培養成功，并進而分離出一種新的人類白血病病毒。經過大量的研究證實了它就是引起成人T細胞白血病的元兇。至于人類其他類型白血病與病毒的關系，目前還不很清楚。
⑷ 遺傳因素：有人統計分析了同一家族中發生好幾例白血病病人的情況，認為其中可能有遺傳因素的存在。在一些先天遺傳性疾病如先天性愚型中，也比較容易發生白血病。在同卵的雙生子女中，一方發生白血病，另一方發生白血病的機會高達25%。這些例子都說明在白血病發病過程中，有遺傳因素存在的可能。
總的來看，白血病的發病是一個復雜的多因素作用的結果；遺傳素質、病毒、放射、化學物質可能相互影響，重疊作用而導致白血病的發生。
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