डाउन सिंड्रोम वाले बच्चों में रक्त के कैंसर 10 से 15 गुना अधिक आम हैं। विशेष रूप से, तीव्र लिम्फोब्लास्टिक ल्यूकेमिया 20 गुना अधिक आम है और तीव्र मायलोइड ल्यूकेमिया (तीव्र मेगाकार्योब्लास्टिक ल्यूकेमिया) का मेगाकार्योब्लास्टिक रूप 500 गुना अधिक आम है। तीव्र मेगाकार्योब्लास्टिक ल्यूकेमिया (एएमकेएल) मेगाकार्योबलास्ट्स का ल्यूकेमिया है, मेगाकार्योसाइट्स की पूर्ववर्ती कोशिकाएं जो रक्त प्लेटलेट बनाती हैं। तीव्र लिम्फोब्लास्टिक ल्यूकेमिया के बचपन के सभी मामलों में से 1-3% मामले डाउन सिंड्रोम के होते है। यह अक्सर 9 साल से अधिक उम्र के लोगों में होता है या जिनमे सफेद रक्त कोशिका एक माइक्रोलिटर में 50,000 से अधिक होती है और 1 वर्ष से कम उम्र के लोगों में यह दुर्लभ होती है। डीएस में तीव्र लिम्फोब्लास्टिक ल्यूकेमिया डीएस के बिना लोगों में तीव्र लिम्फोब्लास्टिक ल्यूकेमिया के अन्य मामलों की तुलना में खराब परिणाम प्राप्त करता है।डाउन सिंड्रोम में, एएमकेएल आमतौर पर क्षणिक मायलोप्रोलिफेरेटिव बीमारी (टीएमडी) से पहले होता है, जो रक्त कोशिका उत्पादन का एक विकार है जिसमें जीएटीए 1 जीन में उत्परिवर्तन के साथ गैर-कैंसर वाले मेगाकार्योबलास्ट गर्भावस्था के बाद की अवधि के दौरान तेजी से विभाजित होते हैं। यह स्तिथि डाउन सिंड्रोम वाले3-10% बच्चों को प्रभावित करती है   । जबकि यह अक्सर जन्म के 3 महीने के भीतर स्वचालित रूप से हल हो जाता है, यह गंभीर रक्त, यकृत, या अन्य जटिलताओं का कारण बन सकता है। लगभग 10% मामलों में, टीएमडी अपने संकल्प के बाद 3 महीने से 5 साल के दौरान एएमकेएल तक प्रगति करता है।
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