（1）多形分层型
组织学表现以显著的细胞多形性为特征。梭形、卵圆形和巨细胞同时存在，后者既可为良性又可为恶性。这些细胞的多形性改变、明显的有丝分裂、染色过深的核、粗大的染色质和体大的核仁等不典型性常见于此种病变。有时，巨细胞、单核及梭形细胞均有浓染的嗜曙红胞浆，并伴有前期的肌样质。但从无横行的条纹状图像可见。
上述细胞的多形成分可能也是形成病灶的主要成份，但同时有所谓的分层改变。梭形细胞和胶原纤维多呈螺旋状或风车状排列，常常在其中心由胶原或小血管形成的嗜曙红区向周围放射。梭形细胞的银染色显示—特别明显的网状模式，并包围单个细胞，而在组织细胞占优势的区域，外包绕小的细胞组织。在分层区的中央，嗜银性表现特别明显。由于病变区含有脂质，因此，可见含量不等的泡沫细胞。有时，还可见急性和/或慢性炎症浸润现象。
胞浆的PAS染色呈阳性，但相当不规则，且较多变，而且主要对抗淀粉酶和透明质酸酶（为粘多糖而非糖原）。同一肿瘤中，可在多形改变占优势的区域旁侧发现典型的分层和胶原化外观。
恶性纤维组织细胞瘤尚须与所有具有显著多形性的肿瘤，尤其是非常少见的多形性横纹肌肉瘤相鉴别。后者很难见到横纹，在电镜下可显示成横纹肌细胞的分化；另外，对淀粉酸敏感的PAS阳性（糖原）是明显而不变的。
本病与多形性的脂肪肉瘤的鉴别诊断比较困难。后者无分层改变，但有成脂细胞和脂细胞的分化。在恶性纤维组织细胞瘤中也可能存在胞浆内空泡，但在成脂细胞中，空泡能向细胞核和周围转移，并使核变平，另外，在恶性纤维组织细胞瘤细胞形成的空泡中含有粘多糖物质。由于两种肿瘤（前者和多形性脂肪肉瘤）的脂质染色均为阳性，故对鉴别诊断无任何意义。
在未分化和多形癌中也可能呈现恶性纤维组织细胞瘤外观，在这些肿瘤中，对糖原和乐蛋白的特殊染色，并通过电镜检查寻找上皮分化区，具确定诊断的作用。
隆凸性皮肤纤维肉瘤，位于皮肤，并有其临床特征，诸如，具有弥散性分层外观，而无多形细胞，呈低度恶性的组织学表现，以及无坏死现象等。根据上述临床表现可与恶性纤维组织细胞瘤相鉴别，两者之间唯一可做为诊断的是前者均在皮肤发病且形态小而无坏死。
（2）粘液样变异
Weiss和Enzinger（1977年）认为：确定粘液样变种的重要依据之一是前者含有占整个肿瘤一半以上的粘液样成份。粘液样改变区域的恶性纤维组织细胞瘤以多形、分层为特征的区域旁排列。有时两者的组织学结构可明显分开，有时，则杂乱地混合在一起。细胞内或细胞外粘多糖的堆积，可极大地改变肿瘤的外观。其成束状或分层状的模式可相应减少，或全部消失。血管显示更加清楚，细胞含有空泡。在粘液样区见不到成束的分层的改变；血管呈丛状样弥散，以致很难与粘液样脂肪肉瘤相鉴别，形成空泡的细胞也可能类似于脂肪母细胞，两者不同之处，在于前者含有粘多糖酶。后者一般具有低度恶性肿瘤的特征。事实上，多形细胞的多形性并不十分显著，而丛状血管增生则比较广泛弥散和典型。在高度恶性的粘液样脂肪肉瘤或多形性脂肪肉瘤病例中，均无典型的恶性纤维组织细胞瘤所特有的分层外观。
在纤维肉瘤中，也可能存在粘液样病变区，但纤维肉瘤为单一形态的梭形细胞增生，并排列呈“人”字形。在具有粘液样外观的假性肉瘤病灶中，还有必要对结节性筋膜炎进行论述。后者的结构，类似于形成颗粒组织；血管的曲线改变（呈“S”形）和不清晰的非典型性有丝分裂图像，有助于诊断。
最后，肌肉粘液瘤因无血管增生及恶性细胞成分，而与粘液样恶性纤维组织细胞瘤有所不同。
（3）巨细胞变异
Enzinger等在1972年所论述的此类变异，含明显的巨细胞成份为特征。细胞增生并聚合成多个互相融合的小结节。显著的巨细胞中存在典型和非典型细胞核的特征。炎症改变居优势，在多发的坏死区周围更加明显。有时，在新生结节周围，有结缔组织的骨软骨样化生。
（4）炎症变异
Oberling于1935年对腹膜后的病变命名为“黄肉芽肿”，kiriakoj和kemp.1972年确认其为炎症型的恶性纤维组织细胞瘤。其细胞成份与多形性类型中的细胞成份桢，但在本病中，黄色瘤和炎症的成份居优势。
在组织学方面：组织细胞型细胞充满脂质（黄色瘤细胞），显示程度不同的多形性及不典型性，在不同程度上与炎症成份组合但无坏死；加之，以淋巴细胞、单核细胞和粒细胞为主。血管成份丰富。因此，可见其为肉芽组织。如果检查更多的病灶标本，则可发现能做为确诊恶性纤维组织细胞瘤根据的多形分层区域。
鉴别诊断必须包括分层的多形性恶性纤维组织细胞瘤和炎症成份特别明显的纤维肉瘤。在炎症成分特别明显时，必须与多形分层的恶性纤维组织细胞瘤及纤维肉瘤鉴别诊断，但在此两种肿瘤中，炎症成份在大多数情况下与坏死区并存，而且最重要的是无扩展的黄色瘤成份。另一需与本病相鉴别的还有非肿瘤的炎症性/肉芽肿过程，所以为了明确其恶性改变的性质和基于鉴别诊断的需要，在进行病理检查时，应尽可能地多取检查的标本。
（5）血管瘤变异
血管瘤变种的情况多在儿童和成年早期出现，而且必须与恶性血管瘤相鉴别。Enzinger 1979年将其确定为三种典型表现：①多发生在融合区的索或小泡处的组织细胞密集区；②类似于动脉瘤样骨囊肿的囊性—出血性病灶；③弥漫的炎症性浸润。
炎症成份通常在肿瘤周围形成一层状结构。血管坏死和出血区占肿瘤的大部，并常位于中央。血管腔隙内无内皮衬里，其基础细胞为单核或多核的组织细胞，一般在其周围有假囊。
（6）组织细胞变异
肿瘤最主要由球形细胞组成。其圆核外周有时包绕着锯齿状的外膜。通常可见形体较大的核仁和呈嗜曙红性的胞浆。细胞具有吞噬活动的特点。分层的外观很少出现，而且散在发生。与这些基础细胞同时出现的有巨细胞、泡沫细胞和梭形细胞。多发的坏列区与炎症性淋巴单核细胞浸润并存。
组织细胞变种，需与上皮样肉瘤相鉴别。后者在浅表部位发病时，具有典型的假肉芽样改变，并伴发中心性坏死；在深部发病者，其细胞呈结节和串珠状。另外，还需与未分化癌的转移和恶性淋巴瘤的大细胞相鉴别。
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