癌症起源于单个细胞的体细胞突变

每种癌症表型都始于其祖先细胞中的单个基因突变事件。在随后的细胞分裂周期中，子代细胞会积累额外的突变，从而获得致癌性。

已有超过 570 个基因在癌症中频繁发生突变，其中大多数为体细胞突变。这意味着此类突变并非遗传而来，而是在生物体一生中于其体细胞内逐渐产生的。

然而，单个基因突变不足以将正常细胞转化为癌细胞。只有在一段时间内相继发生至少五到六次独立且罕见的遗传改变，才可能导致恶性肿瘤的发生。这种癌症发展的多阶段过程由多击中理论（multi-hit theory）加以解释。 

考虑一组健康的体细胞。在极少数情况下，其中一个细胞可能在其细胞周期调控基因——基因X中获得一个随机突变，使其分裂速度略快于邻近细胞。

假设该突变未被DNA修复酶修复，则此细胞的子代将携带相同的突变基因X。随着时间推移，这些克隆细胞中的一个可能在另一个不同的基因Y上获得新的随机突变。

这种新突变可能使子代细胞积累随机突变的速度快于其健康的邻近细胞和其他克隆细胞。

随后，基因Z中出现第三个突变，该基因为另一个与癌症发生密切相关 的基因，可能导致细胞逃避免终末分化和凋亡。这类突变细胞类型持续增殖，形成一团异常细胞。

此外，代谢通路基因中的随机突变可能使细胞增强代谢，为快速生长和肿瘤形成提供能量。

例如，在结肠癌患者中，经常观察到 APC、c-Myc、K-Ras 和 p53 等与癌症密切相关基因的突变。