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1.血象和骨髓象：白细胞总数增高，在(10～500)×109/L，外周血和骨髓出现多形核淋巴细胞，在外周血占10%以上，此类细胞在光学显微镜下大小不等，细胞核呈多形性改变，扭曲、畸形或分叶状，核凹陷很深呈二叶或多叶，或折叠呈花瓣状，也称花细胞。贫血及血小板减少程度较轻。
2.细胞化学染色：ATL细胞POX呈阴性;ACP及β-葡萄糖醛酸酶均呈阳性;非特异性酯酶阳性，但不被NaF抑制。
3.免疫学检验：ATL细胞有成熟T细胞标志，表现为辅助T细胞(TH)，其免疫学标志为CD5+、CD2+、CD3+、CD4+、CD7-、CD8-，还不同程度表达T细胞激活标记CD25+，绵羊红细胞受体(Es)阳性。
4.分子生物学：有TcRβ基因重排、整合的HTLV-1原病毒基因序列的检出可确诊。
5.血清病毒学检验：病人血清抗HTLV抗体阳性，这是诊断ATL及HTLV-1健康携带者(无症状者)的重要依据。