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癌症到底为什么会发生？细胞层面的病理变化是怎么出现的，又是怎么发展的？癌症的“种子”怎么选择“土壤”，又如何扎根？对这一系列问题，科学一直都在艰难地探索着。
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1775年，英国医生珀西瓦尔·波特（Perceval Pott）发现烟囱清扫工容易患阴囊癌，从而推测癌症是由于长期接触煤烟引起的。1915年，日本病理学家山极胜三郎（Yamagiwa Katsusaburo）和市川厚一（Ichikawa Koichi）通过长期给兔子耳朵涂擦煤焦油，诱发兔子患皮肤癌，这是世界上最早的癌症动物模型，这证明了化学物质可以致癌。
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1902年，首例由放射性物质引起的皮肤癌出现，世人认识到物理因素也可能致癌。
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1911年，美国病毒学家弗朗西斯·劳斯（Francis Rous）宣布从患癌家鸡身上发现了可以引起癌症的病毒，并将之命名为劳斯肉瘤病毒（Rous sarcoma virus，RSV）。55年后，他凭此发现获得了诺贝尔生理学或医学奖。
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劳斯肉瘤病毒这种反转录病毒是通过干扰宿主的DNA引发癌症的，学术界意识到癌症发病的根本原因是遗传物质的改变。不管是化学物质、物理因素还是病毒致癌因素，都是通过改变遗传物质引发癌症的。
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1914年，德国生物学家西奥多·鲍维里（Theodor Boveri）出版了《关于恶性肿瘤的起源》，提出癌变可能由染色体变异的单细胞引起，染色体的变异导致细胞分裂失控，从而形成癌症。
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近代科学经过一个半世纪的快速发展，终于将人类对癌症病原的认知和治疗癌症的战斗带入了崭新的时期。更加波澜壮阔的医学发展浪潮，逐渐拉开序幕。
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现代的号角
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1948年，被誉为“现代化疗之父”的美国医学家西德尼·法伯（Sidney Farbe）通过使用抗代谢药物氨基喋呤（Aminopterin），暂时缓解了儿童急性白血病。抗代谢药物与细胞代谢所必需的重要化学物质结构相似，能竞争性地阻断重要的代谢过程，从而导致细胞死亡。1960年，甲氨喋呤（Methotrexate，MTX）、强的松（Prednisone）、6-羟基嘌呤（6-hydroxypurine）和长春新碱（Vincristine，VCR）四种药物联合治疗法（VAMP疗法）问世。
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对癌症病因的研究同样进展迅速。经过近50年的观察和研究，美国外科医生协会在1964年发表了第一份吸烟与健康报告，指出吸烟与肺癌有关，引发了后续一系列的禁烟行动。同年，科学家首次发现EB病毒与伯基特淋巴瘤（Burkitt’s lymphoma）有关，随后发现它与鼻咽癌也密切相关。
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1976年，美国科学家迈克尔·毕晓普（Michael Bishop）和哈罗德·瓦慕斯（Harold Varmus）发现动物体内普遍存在原癌基因（Protooncogene），而且会被致癌物质激活成为癌基因（Oncogene）。1982年，巴里·马歇尔（Barry Marshall）和罗宾·沃伦（Robin Warren）发现幽门螺杆菌（Helicobacter pylori）能够引发胃癌。1983年，哈拉尔德·豪森（Harald Hausen）发现人乳头瘤状病毒（Human Papillomavirus，HPV）能够引发宫颈癌。这些科学家都因他们在癌症领域的重大发现先后获得了诺贝尔生理学或医学奖。
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此时，科学家已经认识到癌症的发生与基因有关，新的癌症相关基因不断被发现，针对癌症基因的靶向治疗也应运而生。比如：1985年HER2基因被发现后，医学家发现很多乳腺癌患者HER2的表达远远高于正常水平，而使用阻断HER2的药物能够有效减少死亡率。1998年上市的赫赛汀（又名曲妥珠单抗，Herceptin）就属于这类药物，这种单克隆抗体药可以攻击HER2表达过量的癌细胞，治疗HER2阳性转移性乳腺癌患者。
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21世纪初，用于治疗慢性粒细胞白血病（Chronic Myelocytic Leukemia，CML）的格列卫（Gleevec），治疗EGFR基因缺陷肺癌的络氨酸激酶抑制剂EGFR-TKI，治疗转移性结直肠癌的贝伐单抗（Bevacizumab）陆续在美国上市。2005年，一代EGFR-TKI在中国上市。有趣的是，因为人群间肿瘤基因组变化的差异，中国肺癌患者中的EGFR基因突变比例远远高于美国患者，这使诞生于美国的EGFR-TKI反而对更大比例的中国患者起效。靶向治疗只对基因变异的肿瘤细胞进行特异性杀伤，并不损害正常细胞，安全性远高于化疗和放疗，因此也成为极受欢迎的新型肿瘤疗法。
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免疫治疗（Immunotherapy）也在悄然兴起。1992年，日本的本庶佑（Tasuku Honjo）团队通过消减杂交技术从凋亡的B细胞系中发现了日后大放异彩的PD-1蛋白。同年，美籍华人科学家陈列平团队发现了B7共刺激分子，并首次将之引入到肿瘤领域，验证了共刺激分子在肿瘤免疫领域的巨大潜力。后来，该团队更是在1999年发现了PD-1的配体蛋白PD-L1，建立了以PD-1/PD-L1通路为靶向的癌症免疫疗法。
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1996年，美国科学家詹姆斯·艾利森（James Alison）发现，用抗体阻断T细胞表面CTLA-4受体的作用可以抑制小鼠的肿瘤。他敏锐地意识到这一研究的价值，并致力于将CTLA-4抑制剂用于肿瘤的临床治疗。
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历史的车轮滚滚向前，一个划时代的技术革命于此刻爆发，恰逢其时，再次加速了医学战车向癌症的冲锋。
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未来的希望
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1986年，曾发现逆转录酶的诺贝尔奖得主雷纳托·杜尔贝科（Renato Dulbecco）在《科学》杂志发表短文《癌症研究的转折点——人类基因组测序》（A Turning Point of Cancer Research-Sequencing the Human Genome），提出癌症研究应该从研究单个致癌基因，改为在整个人体基因组的基础上寻找攻克癌症的新思路。这篇文章被认为是“人类基因组计划标书”。
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基因组是生命所有遗传信息的根本，对基因组的精准解析是所有遗传机制研究的前提条件。人类基因组计划的成功让科学家看到了通过基因测序诊断疾病的希望，但当时低下的基因测序效率和高昂的测序成本严重阻碍了这一领域的发展，基因诊断也被视为看似美好却不实用的“屠龙之术”。
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技术的进步和积累水到渠成，总在最需要的关头应运而生。高通量测序技术（Next Generation Sequencing，NGS）在21世纪初，承载着万千期待闪亮登场，大大降低了测序所需的经济和时间成本。
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“屠龙之术”正在走向应用，技术的东风催生了一系列大规模科学研究计划。2006年，美国国立卫生研究院（National Institutes of Health，NIH）与美国国家癌症中心（National Cancer Institute，NCI）共同启动癌症基因组图谱（The Cancer Genome Atlas，TCGA）计划。2008年，已完成第一个亚洲人基因组研究“炎黄计划”的华大基因，与多家顶尖机构共同发起了国际癌症基因组联盟（International Cancer Genome Consortium，ICGC），该联盟囊括了20余个国家和地区的上百个研究团队，致力于对250种以上癌症基因组进行大规模研究。不同人群所患的不同种类、不同亚型的癌症在基因组层面的秘密被快速、全面地揭示出来。据不完全统计，10年来已有超过20万例癌症患者的肿瘤细胞基因组得到测序和解析，人类对癌症内在机制有了前所未有的深入认识。
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医疗方法的发展也不甘落后，新突破不断。在2006年和2009年，FDA相继批准两款预防HPV病毒感染的宫颈癌疫苗，癌症变得像传染病一样可预防。2010年，首个也是目前唯一一个癌症治疗性疫苗Provenge（sipuleucel-T）获批。这个疫苗利用患者自身树突细胞的免疫功能来治疗转移性前列腺癌，不必再用传统的激素疗法。
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2011年，首个免疫检查点抑制剂、针对CTLA-4分子的Yevory（Ipilimumab）获批。癌症免疫治疗以其独特创新的治疗机制和令人振奋的治疗效果，成为当时最火热的名词，无可争议地当选《科学》杂志评选的2013年十大世界突破性科学成就之首。2014年，临床效果更好、针对PD-1的免疫检查点抑制剂Keytruda和Opvido上市。2018年，最早应用CTLA-4抗体治疗癌症的艾利森和最早发现PD-1的本庶佑双双加入星光熠熠的诺贝尔奖得主名单。
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以CAR-T疗法、Neoantigen疗法为代表的细胞免疫疗法也在飞速发展。2017年，改造患者T细胞以增加其对肿瘤细胞杀伤能力的CAR-T疗法（Chimeric Antigen Receptor T-Cell疗法）获批上市。2014年，Neoantigen疗法的临床试验宣告成功，这种疗法从患者体内筛选出能识别、杀伤具体种类肿瘤细胞的特异性抗原蛋白的T细胞，对其进行扩增培养并输送回患者体内，针对特定种类的肿瘤细胞进行个性化治疗。
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从“束手无策”到“尽力而为”，再到“因病制宜”，人类与癌症的抗争之路日渐光明，人类也终于来到了“因人而异、精准治疗”的阶段。2016年，时任美国总统奥巴马宣布启动“抗癌登月计划”，其目的是降低癌症的发病率和死亡率，实现癌症的可防、可控、可治。探索太空的登月计划是一项艰难而耗时长久的任务，攻克癌症亦是这样的任务。登月计划的结局是人类最终登上了月球，而人类也有信心最终攻克癌症。
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