1.前纵隔转移腺癌
由于胸腺癌与鼻咽、肺、肾、唾液腺、生殖器、直肠的前纵隔转移腺癌具有很大的相似性，胸腺癌与其胸腔外“拟态”具不同超微结构的惟一形式是胸腺的清亮细胞癌。与肾和女性泌尿生殖器官管道的清亮细胞不同的是，胸腺清亮细胞癌包含大量的胞质张力丝和结构完好的胞粒小体，微丝形成缺乏和大量糖原质。然而，不管怎样只要是诊断为胸腺癌的病例，界定原发胸腺外癌瘤的详尽临床资料必须加以考虑。
2.淋巴上皮瘤样鳞癌
与胸腺区域内大细胞淋巴瘤的相似性。一般在胸腺癌是对细胞角蛋白和EMA阳性而CLA阴性。
3.精细胞瘤、胚腺癌
多通过组织病理学检查鉴别，但偶有病例须采用电镜和免疫细胞化学技术。睾瘤无胸腺癌所具有的胞质张力丝和结构完好的胞桥小体；另一方面，睾瘤有大量胞质糖原质和复合核仁形式。胚腺癌通常包括超微结构性胞质AFP小球且缺少真性张力丝。从免疫组织化学上讲，睾瘤呈胎盘碱性磷酸酶阳性和EMA阴性、细胞角蛋白阴性。胚胎腺癌呈EMA阴性，细胞角蛋白阳性，且包括PLAP和AFP。出现胸腺囊肿的胸腺癌可能与被称为“增生性胸腺囊肿”的病理难以区分，而这类增生性囊肿是以鳞状囊肿内细胞巢的凹入下层基质的不规则部分为特征的。然而与鳞腺癌不同的是，这类增生从细胞的角度讲是良性的，且无自发性坏死。
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