確定癌症的定義特徵是一項不小的挑戰
考慮到複雜的因果路徑和癌症的異質性，正如Bertolaso（2016）所論證的那樣，試圖確定癌症特徵的嘗試的歷史一直繞圈子，更不用說形成統一的理論了，這也就不足為奇了。要麼對癌症的定義含糊不清，以包括非病理性狀態，要麼狹義地集中於特定類型的原因，以排除可能被包括在內的病例。提出的許多定義包括：「異常增殖」、「生長不受控制」、「細胞分化而不是增殖的疾病」、「組織結構破壞的結果」、「系統生物學疾病」、「個體發育受阻」、一種「免疫功能受到抑制」的疾病、一種「代謝性」疾病，當然也是一種「基因組」疾病。Bertolaso認為，如此多樣的定義是由於癌症有許多原因和許多作用；此外，它涉及在各種時間和空間尺度上的許多不同類型的失調。可以說，確定癌症的定義特徵是一項不小的挑戰，更不用說形成疾病病因學的統一「理論」了。
癌症理論是不成熟的科學的標誌嗎？
但是，人們可能會問，缺乏統一的癌症理論是否值得關注？這是不成熟的科學的標誌嗎？金凱德（Kincaid）提出相反的觀點（2008年），「如果沒有精確的疾病定義，沒有成熟的疾病理論和正常的生物學功能，並且疾病實體不是自然類型，生物醫學科學將取得重大進展」。指出腫瘤微環境如何塑造癌細胞的行為時，金凱德認為：「在必要條件和充分條件下，沒有明確定義什麼構成癌細胞。但是，沒有人認為癌症研究應該在我們確定這個定義之前就停止，或者認為語言統一對於理解科學很重要。科學當然仍在取得進步……同樣，也沒有關於該疾病及其正常功能的簡約理論。相反，我們有零星的因果解釋」。
Kincaid是正確的。許多癌症研究的特點都是零星的，提供了部分或局部受限制的特徵，這些特徵是與癌細胞的這種或那種突變相關的細胞某些特定活性的喪失或促進的，我們是否需要統一的癌症理論仍然是一個懸而未決的問題。或者，至少，關於這種統一理論起什麼作用的問題是一些辯論的問題。這反映在以下事實上：尋求確定與細胞出生和死亡相關的遺傳機制的研究計劃已獲得了許多不同的名稱：「致癌基因範式」。
癌症研究項目的更好方法涉及致力於「解釋性框架」
一個似乎合理的建議是，構架癌症研究項目的更好方法涉及致力於「解釋性框架」。例如，Blassimie等。（2013年）將對癌基因的搜索描述為「解釋性框架」：「因果模式，（在Darden 2002的意義上），直覺，假設，證據標準以及來自不同實驗環境和儀器設備的各種證據和數據」，「建立因果相關性的選擇性和局部標準，以推動對生物機制的尋找，表徵和使用。」 這樣的框架不是由一套法律或一般原則組成，而是有助於在尋找原因的過程中產生策略，並縮小調查範圍。Blassime等。認為「解釋性框架可以改變對機制因果相關性的科學觀點，而不必完全取代先前的解釋性框架」。換句話說，解釋性框架可以「共存」或「逐漸取代」，而不是彼此處於互斥關係。隨著新問題的出現和新信息的發現，這個解釋性的框架變得詳盡了。取決於我們對這個框架的描述有多寬鬆或嚴格，例如，不必將其與關注癌症的組織微環境相矛盾。
這種多方面的方法也許是應對這種異質性疾病的一種方法，其中可以在非常不同的時間和空間尺度上描述因果關係。就像其他複雜的多因素疾病一樣，癌症不是單一現象，而是疾病過程的異類，幾乎沒有確定的性質或獨特的原因。如下所述，這不僅使分類變得困難，而且使解釋變得非常困難。
生物科學中的所有解釋是否必須確定原因或機制？
解釋癌症：從理論、模型和機制，三方面才能解釋癌症是什麼意思。雖然這個問題是還是模棱兩可的，充滿爭議。因為，通過「癌症」可以想到幾個解釋的目標：將細胞轉化為「癌細胞」，致癌的（一般）過程，實體瘤的侵襲和轉移過程，出現和作用腫瘤內異質性，不同癌症類型的發病率差異率，不同環境，社會經濟群體，種族，年齡或性別的癌症發病率或死亡率模式。這些解釋性目標中的每一個都可以要求完全不同的種類解釋，而不僅僅是不同的解釋信息。
癌症科學家呼籲廣泛的概括，例如，還將針對具體結果提供詳細的，具體的機理解釋。這些解釋在種類上是不同的這一事實可能（部分地）解釋了為什麼在哲學家之間對於解釋的目的和特徵以及癌症研究的進展似乎有如此多的看法。當然，生物學哲學家之間關於解釋規範的爭論由來已久。例如，生物科學中的所有解釋是否必須確定原因或機制，還是「數學」或「平衡」解釋在種類上是截然不同的，仍在爭論不休， 系統和合成生物學的科學解釋和哲學。但是，癌症科學家之間也存在著關於競爭研究議程和解釋策略的爭論歷史。
解釋癌症需要確定細胞的染色體改變、突變和表觀遺傳變化
癌症的機轉如何呢？正如上面提到的，大多數癌症研究人員的主要關注點似乎是在細胞和分子水平上確定調節細胞生死的機制。癌細胞的兩個特徵是其不受控制的生長以及無法發生細胞死亡。這通常是通過「細胞機制」的改變，突變以及與細胞分裂或細胞死亡調控相關的途徑的相關破壞來實現的（Hanahan＆Weinberg 2001）。因此，很自然地認為，解釋癌症需要確定細胞的染色體改變、突變和表觀遺傳變化，從而賦予它們獨特的癌細胞功能，並描述這些突變系統地產生這些作用的方式。就癌症被認為是在體細胞分裂過程中一系列細胞突變的產物而言，這種解釋癌症的框架被稱為「體細胞突變理論」。從這種觀點來看，癌症的發作可能是由於「致癌基因」或「腫瘤抑制因子」的遺傳，或是由於吸煙或紫外線輻射導致的DNA損傷而加速的。
癌作用是由DNA損傷或細胞分裂過程中的錯誤引起的？
數十年來，從各種證據來源（從Virchow對癌細胞染色體異常的觀察到癌症發病率的流行病學模式）到「src」基因的發現（最初發現的一種突變），這些癌症的圖片拼湊在一起與癌症有關。對癌作為致癌基因產物的這種看法取代了對癌的「調節」觀點，根據該觀點，癌是「正常生長限制條件的破壞」（有關歷史，請參見例如Morange 1993、1997、2003）。並非巧合的是，「致癌基因範式」的出現與某些最早的生物工程技術同時出現，這使早期的癌症研究人員能夠使用分子生物學技術來研究與癌症進展相關的基因（Fujimura 1987）。雖然這是一個還原論研究計劃，從目的是分解感興趣的系統並了解運行的部分的意義上講，並不是所有多階段理論的早期倡導者都是細胞和分子生物學家。致癌性多階段理論的兩個第一倡導者-阿米蒂奇（Armitage）和（Doll）發現，吸煙者肺癌的平均終生發病率曲線似乎與不吸煙者的外形相同，只是移到了更早的年齡。這表明癌症可能是由於在整個生命過程中受到一系列限速的侮辱而引起的。自1980年代以來，已經鑑定出數百種基因，這些基因的突變與癌症的特徵有關。根據這種觀點，致癌作用是由DNA損傷或細胞分裂過程中的錯誤引起的。
鑑定在細胞衰老中特定基因和蛋白質，來確定癌細胞的活動和組織
在一個典型的例子中，Vogelstein和他的小組從家族性或遺傳性腸癌（FAP或家族性腺瘤性息肉病）病人那裡收集了組織樣本（惡變前息肉）。他們發現與各種癌症相關的基因突變是通過一系列步驟積累的，這些步驟被稱為「Vogelstein級聯」。對家族性或強遺傳性癌症（年齡相對較小並在家庭中發生的癌症）的研究使得能夠鑑定幾種基因，突變（無論是在體細胞分裂過程中遺傳還是獲得）在癌症中起作用：APC，RB和p53（分別與家族性腺瘤性息肉病，視網膜母細胞瘤和Li Fraumeni綜合徵有關）。
解釋癌症的圖模可能會與所謂的「新機制主義者」提倡的科學解釋圖模產生很好的共鳴。根據這種觀點，生物學科學家的主要目標之一是確定機制。從這種觀點來看，生物科學的獨特之處在於其對機制（而不是法則或一般性原理）的關注（通常是想像的）是物理科學的核心。機械學的解釋指出了通常會產生特定關注結果的部分和過程（Machamer等，2000）。例如，如果我們希望了解細胞凋亡的調控（細胞死亡），則可以鑑定在細胞衰老中起重要作用的特定基因和蛋白質，並確定他們的活動和組織如何產生（或未能產生）給定的結果。這種生物學目的解釋的目的和特徵的機制圖看起來似乎可以很好地表徵當前的癌症研究，或者至少是該研究過去25年的成果。
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