自20世纪70年代以来，人们对于肿瘤病因的研究和认识进入了崭新阶段，认识到其发生发展是多因素（物理、化学、病毒等）和多阶段的复杂过程，这一过程不仅在于环境中致癌因素作用于细胞遗传物质需要累积一定剂量和时间，而且细胞在受到这一作用的同时也会产生一系列修复作用，癌变则是两者共同作用而导致的一系列生物学变化，其本质则是细胞分子遗传方面的改变。肿瘤的发生过程主要包括肿瘤的启动（initiation）、促进（promotion）、转化（conversion）到发展（progression）等，在这个多阶段的演变过程中，常常积累一系列基因的突变，可涉及不同染色体上多种基因的变化。其中，癌基因和抑癌基因的发现标志着肿瘤研究真正进入了分子肿瘤学时代。

在研究恶性肿瘤的发生发展过程中，癌基因（oncogene）的发现是人们认识肿瘤分子机制的关键事件。1969年，Robert Huebner和GeorgeTodaro首次提出了癌基因学说，认为细胞癌变是由于病毒基因组中的癌基因引起的，癌基因是病毒基因组的一部分，如果癌基因受到阻遏，则细胞可以保持在正常状态；一旦阻遏被解除，细胞即发生恶性转化 ^［13］。后来，在正常细胞的DNA中也发现了与病毒癌基因几乎完全相同的DNA序列，被称为细胞癌基因。在绝大多数情况下，潜在的癌基因处于不表达状态，或其表达水平不足以引起细胞的恶性转化，或野生型蛋白的表达不具有恶性转化作用，所以又将其称为原癌基因（proto-oncogene）。进一步的研究揭示了原癌基因是正常细胞生长发育中不可缺少的功能性基因，只是由于发生了某种形式的基因改变，如点突变、易位重排、基因扩增等，从而扰乱了原来功能正常有序的原癌基因，成为对肿瘤发生发展起重要作用的癌基因。

迄今已发现200多个癌基因，常见的癌基因包括 c-cerb、 c-fos、 c-jun、 ras、 myc、 c-met、 c-kit等。依据癌基因功能，可以分为以下几类：①表达生长因子类的癌基因，如 sis、 int1、 int2等；②表达生长因子受体类的癌基因，如 erbB、 fms、 met等；③表达酪氨酸蛋白激酶（非受体）类的癌基因，如 src、 abl、 fes等；④表达丝氨酸/苏氨酸蛋白激酶类的癌基因，如 raf、 mos、 cot等；⑤表达G蛋白类的癌基因，如 bcl-2、 ras家族；⑥表达胞质调节因子类的癌基因，如 crk、 dbl、 elf-4E等；⑦表达核转录因子蛋白类的癌基因，如 maf、 myc、 myb家族等。目前，研究者们主要运用免疫组化、原位杂交、Western blot、RT-PCR等技术对癌基因进行定量和半定量的研究。研究的方式大多为研究一个或多个基因与某一肿瘤的发生发展及其与肿瘤的临床指征的关系，阐明这些基因在不同肿瘤中的作用。此外，研究还发现化学致癌物与癌基因之间存在关联，化学致癌物可通过点突变、染色体易位、甲基化、形成DNA加合物的方式激活某些癌基因的表达，从而诱发肿瘤。

近年来，随着人类基因组计划的完成、基因芯片和高通量测序技术的发展，癌基因的研究也进入了高通量平行检测的时代，即采用癌基因专用芯片或表达谱测序等进行检测，既提高了研究效率，又增加了数据的可靠性和全面性。目前，已有学者采用这些高通量方法研究了多种常见恶性肿瘤如肺癌、胃癌、乳腺癌、膀胱癌等的癌基因表达谱的改变，为肿瘤的早期诊断及预后评价等提供了更加高效的工具。

早在20世纪70年代初，英国的Harris通过体细胞杂交研究即已得到正常细胞内存在抑癌基因的线索。其后，Knudson在研究视网膜母细胞瘤（retinoblastoma，RB）时，提出了著名的“两次突变”假说，认为在有遗传倾向的患者体内，所有干细胞及体细胞中都存在一种突变 ^［14］。在此基础上，发育过程中任何一个视网膜母细胞若再出现第二次突变，即可导致肿瘤发生。肿瘤发生的数目依第二次突变发生的频率而定，可能不出现肿瘤，也可能出现3～4个肿瘤。在此假说的基础上，Francke发现13号染色体长臂的缺失与视网膜母细胞瘤有关，将位于该区的 RB1基因转入不表达 RB1基因的骨肉瘤细胞中，可降低其成瘤性。因此，视网膜母细胞瘤基因1（ RB1）是人类第一个成功分离克隆的抑癌基因。

抑癌基因是一类与癌基因作用相反的基因，从特性而言，抑癌基因是一类正常的基因，主要在细胞周期和细胞生长调控中起负性作用。在肿瘤发生发展过程中，抑癌基因可能由于点突变、缺失和甲基化等而失活，进而导致细胞发生癌变。抑癌基因一般符合3个基本条件：①该基因在恶性肿瘤的相应正常组织中必须正常表达；②在恶性肿瘤中该基因出现功能失活或结构改变或表达缺陷；③将该基因的野生型导入该基因异常的肿瘤细胞内，可部分或全部改变其恶性表型。迄今通过细胞遗传学研究、连锁分析、杂合性丢失研究、mRNA差异展示等方法，已鉴定出了数十种肿瘤抑制基因，如 TP53、 RB1、 P16（ MTS1）、 P15（ MTS2）、 APC、 DCC、 BRCA1/2、 FHIT、 PTEN等。

细胞周期调控是近20年来生命科学最引人注目的研究领域之一。肿瘤细胞的最基本特征是细胞的失控性生长，其根本原因就是细胞周期调控机制的破坏。细胞周期调控机制的破坏导致了基因组不稳定性，突变基因数量增加。这些突变的基因往往就是癌基因或抑癌基因；同时，很大一部分的癌基因和抑癌基因又是细胞周期调控机制的组成部分，如 TP53、 Rb、 P16、 Cyclin D1、 BRCA1、 C-MYC等。因此，在肿瘤发展过程中，细胞周期调控机制的异常可导致细胞进入失控性生长状态，从而出现癌变。

致癌物在靶器官细胞水平上可造成DNA损伤从而引起基因组的点突变、移位、丢失。DNA的损伤如果没有得到及时和有效的修复，可造成癌基因的活化或抑癌基因的失活，破坏正常细胞的调节而导致癌变。遗传因素、环境暴露因素（如吸烟和特异的化学物质）等均可以影响个体DNA的修复能力。

目前已认识到，肿瘤的发生发展是由于多个癌基因、抑癌基因及其他功能基因改变累积的结果，经过多阶段、多步骤逐步演化而产生；在细胞水平上则要经过永生化、分化逆转、转化等多个阶段，细胞的生长特性逐步得到强化；在基因水平上，外界致癌因素或细胞内环境恶化导致突变基因数目增多，基因组异常逐步扩大，并由于细胞周期调控机制的破坏，细胞基因组表现为不稳定性，进而发展为肿瘤。