(一)发病原因
JMML起源于多能造血干细胞，故可造成红系增生障碍，血小板数与量异常，以及淋巴细胞功能异常。与成人型不同，其异常增生主要在粒单系统，体外干细胞培养主要形成CFU-GM。染色体检查多为正常，个别可见-7， 8(8三体)或 21(21三体)。6%～20%有单体7，个别有t(1;13)，t(7;11)，t(7;20)， 13(13三体)。JMML与多发性神经纤维瘤Ⅰ型(NF1)关系密切，而后被人们关注，NF1是一种常染色体显性遗传病，NF1儿童明显增加发展成为恶性髓系白血病的危险，包括粒单核白血病，急性髓系白血病。NF1基因位于17q21.2，1990年被克隆，编码信号蛋白神经纤维素(neurofibromin)，约15%的JMML的患儿伴有NF1，有15%无NF1证据而有NF1基因突变。NF1基因的丢失使细胞内的Ras信号传导途径激活，从而导致NF1患儿发展成白血病。
JMML的病因不清，20%以上的患者有7号染色体异常，如单体7。其他的染色体异常包括t(1;13)、t(7;12)、t(7;20)、 13、 21、 8等，但染色体异常与JMML发病机制的相关性尚不清楚。
(二)发病机制
在分子生物学水平上，JMML中有15%～30%的患者发现有Ras基因的点突变。Ras基因是一种原癌基因，Ras基因的突变使Ras信号传导途径激活，是肿瘤发生的机制之一。另外，JMML的患儿中约15%伴有多发性神经纤维瘤Ⅰ型(NF1)，有15%无NF1证据而有NF1基因突变。NF1是一种常染色体显性遗传病，发生恶性髓系疾病的危险增加，包括粒单核细胞白血病和急性髓系白血病等。NF1基因位于17q11.2，编码Ras-GPT酶活性蛋白，在GM-CSF信号途径中起作用。NF1基因在不成熟髓细胞中作为肿瘤抑制基因，通过影响Ras-GPT负性调节造血生长。NF1基因的丢失使细胞内的Ras信号传导途径激活，从而导致NF1患儿发展成白血病。异常克隆的形成和Ras途径的失调是白血病形成的两个不同阶段，Ras途径激活是JMML形成的前提条件。约50%的JMML有通过Ras或NF1突变激活Ras信号途径的证据。尽管如此，仍有50%的JMML患者未观察到NF1/Ras通路异常，这些患者的发病机制以及与Ras通路的关系尚不能确定。p53基因是抑癌基因，有报道发现在JMML诊断时NF1基因第31外显子有种系突变，在疾病进展时有野生型p53等位基因第6外显子的丢失，而未发现NF1等位基因丢失，说明在JMML肿瘤形成和进展中，NF1和p53有关联。
JMML也为来自多能造血干细胞的疾病，但其分子生物学异常与成人MPD有明显区别。体外培养JMML细胞对GM-CSF高度敏感，但对其他生长因子如IL-3，未观察到此现象。不加人外源性造血因子，JMML患者的粒单系祖细胞可大量自发生长，这种自发生长不是由于GM-CSF浓度增加所致，而是由于祖细胞对GM-CSF的敏感性增加所致。这种自发克隆生长很少见于其他MPD和Ph CML及正常人，因此，细胞培养粒单核克隆自发生长对JMML诊断起重要作用。JMML细胞经长期培养保持单克隆性质，而Ph CML细胞在相同的培养体系中形成多克隆。