甲狀腺未分化癌較少見，主要包括大細胞癌、小細胞癌和其他型別癌（鱗狀細胞癌、鉅細胞癌、腺樣囊性癌、粘液腺癌以及分化不良的乳頭狀癌和濾泡癌等） 。本病病因不明，在地方性甲狀腺腫地區發病率較高。目前多數學者認為未分化癌多由分化好的甲狀腺腫瘤間變而來（通常是乳頭狀癌），p53基因突變在這一轉化中起到重要作用。2002年美國腫瘤研究聯合委員會將甲狀腺癌TNM分期中將甲狀腺未分化癌均歸為Ⅳ期，而不考慮原發灶大小、淋巴結轉移情況。未分化癌為最具侵犯力的惡性病變中的一種，很難控制，目前仍然缺乏滿意的治療方法。
包括未分化癌在內的所有甲狀腺癌，在有條件時均應以手術切除為首選治療方法，因手術治療的療效肯定，且為今後的非手術治療奠定了基礎。手術的方法有很多種，但不是唯一治療方法，非手術療法是在無手術條件、或為手術後輔助治療的選擇。甲狀腺未分化癌雖發生於甲狀腺的濾泡細胞，但因其分化程度差，對垂體甲狀腺軸系統的依賴性差，一般不採用內分泌治療。但是服用甲狀腺素也是必要的，尤其適用於甲狀腺全切除後的病人，主要是代償作用，用來緩解或減輕甲減帶來的副作用。
多模式的綜合治療在甲狀腺未分化癌治療中的地位已逐漸達成共識，手術切除是其中的重要手段之一。對於手術可切除者可首選手術治療，但須避免過度擴大引起重要功能障礙，臨床有淋巴結轉移者須同時行頸部清掃，氣管切開是緩解氣道梗阻的有效手段，但不主張預防性氣管切開。術後結合放化療有助於改善區域性控制、提高生存率。腫瘤無法切除者，術前超分割放療加化療可能更有效，如果放療後病人沒有遠處轉移，而且區域性腫瘤可以切除，在能避免發生嚴重併發症的情況下應行手術切除，如果放療後出現遠處轉移，外科手術已沒有什麼意義，紫杉類藥物對甲狀腺未分化癌表現出較好的治療效果，臨終關懷亦成為綜合治療的一個重要環節。除此之外，以抗血管生成為代表的新型靶向治療為甲狀腺未分化癌的治療提供了新方法、新思路，但仍在試驗階段，需進一步研究和臨床驗證。
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