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分化型甲状腺癌的病因比较复杂，所有肿瘤的发生都是因为基因发生变化，造成了正常的甲状腺细胞，在某些外界因素的刺激下发生基因DNA损伤，这种损伤没有修复，逐渐会出现生长失去控制发生癌变，但是绝大多数是被体内免疫系统所识别，因为人在不停的产生突变细胞，而这些细胞绝大多数都被免疫系统所识别，最后被消灭掉。至于甲状腺癌的具体发病机制还不是很清楚，虽然和大量的碘有关系，但是文献上互相矛盾，因为日本人大量用碘，但是没有报道日本的甲状腺癌发病率非常高。再有在儿童期接触了大量的放射线照射，例如长崎和广岛接受了极大剂量的放射线照射，包括儿童期儿科病人接受放疗，也可以诱发甲状腺癌。但是有一点需要强调的，对于成人来说，医用X线平片、CT，没有报道会导致增加甲状腺癌的发病率，对于幼儿，需要对甲状腺进行保护，在做CT或者做X线的时候。