(1)發病原因
MDS的發病原因尚未明確，生物、化學、物理等因素引起基因突變，染色體異常引起惡變細胞克隆性增殖。業界公認了病毒、某種藥物(化療藥物等)、放射線(放射線治療)、工業反應劑(苯、聚乙烯)、環境污染等致癌作用。誘導劑可能會引起染色體的再排列和基因的再排列，也可能只會引起基因表現的變化而引起MDS。但是，根據細胞培養、細胞遺傳學、分子生物學和臨牀研究，MDS是造血幹/祖先細胞水平的克隆性疾病。其發病原因與白血病類似。目前，至少有兩種淋巴細胞惡性增生性疾病——成人t細胞白血病和皮膚t細胞型淋巴瘤是由反轉記錄病毒感染引起的。另外，MDS的發病可能與反轉記錄病毒的作用和(和)細胞原癌基因突變、抗癌基因缺失、表現異常等因素有關。MDS患者發病的常見原癌基因是N-ras基因。Ras基因家族分爲H、N、K三種，MDS患者中最常見的是N-ras基因突變，發生在12、13、61外顯，突變後N-ras基因代碼蛋白表現異常，干擾細胞正常增生和分化信號，引起細胞增生和分化異常。MDS患者p53、Rb抑制癌基因的表現異常也有報告，但上述基因的變化多發生在MDS較晚期的RAEB、RAEB-T型患者中，MDS較早期的RA、RAS較少，因此基因的變化很難說明所有MDS患者的發病原因。
繼發性MDS患者常有明顯的發病誘因，苯類芳香烴化合物、化療藥物，特別是烷化劑、輻射引起細胞基因突變，引起MDS和其他腫瘤。另外，MDS多發生在中老年人身上，能否降低細胞內修復基因突變功能也許是致病因素之一。
(2)發病機制
MDS患者在發病因素的作用下，引起患者造血幹細胞損傷，G6PD同工酶類型、x染色體伴限制長度片段多態甲基化、x染色體失活分析等方法大部分MDS發生在造血幹細胞水平的克羅恩疾病中，因此不僅髓系、紅系、巨核系細胞受到影響，淋巴細胞系也受到影響，T、B細胞數量和功能異常但是，在一些患者中，其發病僅限於粒子、紅色、巨核、巨食祖細胞水平，僅限於粒子、紅色、巨核、巨食細胞等，淋巴細胞不受影響。
MDS發病具備階段性特性，可能與不一樣原癌基因和抗癌基因的轉變有關。原癌基因活化包括基因過度表現、擴張、重排、易位置、點突變等，抗癌基因變化包括等位基因丟失、缺失、重排、突變、表現下降等。造血幹細胞在不同的增生分化階段受到不同的原癌基因和抗癌基因的控制，該控制通過生長因子、細胞表面受體、酪氨酸激酶類、ATP、細胞蘇氨酸/絲氨酸類、核蛋白類等表現出來。這些表現產物按照嚴格的程序直接參與細胞增生分化的各種生理步驟，例如某個生理環節由於原癌基因和抑制癌基因的異常，細胞增生分化的紊亂，導致MDS和其他疾病。
MDS發病初期有原癌基因或抑制癌基因變化的造血幹細胞伴隨着自身增生分化功能的異常，但長期處於相對穩定的階段，此時患者臨牀病情穩定，只有輕度貧血，白細胞、血小板減少，但該異常克隆進一步惡化時，該克隆產生的另一個伴有染色體畸形的亞克隆幹細胞作爲主要造血幹細胞代替造血，染色體畸形使該幹細胞更加明顯的增生分化異常過度增生的異常克隆造血幹細胞有兩種進化方法:一是過度增生逐漸進化爲造血能力衰退，骨髓增生低，臨牀表現爲造血功能衰竭，是半數以上MDS患者死亡的原因。另一種演變爲急性白血病。由MDS轉變爲急性白血病大多爲急性髓系細胞性白血病，僅極少數爲急性淋巴細胞白血病，化療效果差，常不易緩解，即使緩解，緩解期也短。
