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臨床實驗，是在癌症病患身上進行新的治療方法的實驗，希望找出更好的方法治療癌症，協助癌症患者恢復健康。臨床實驗測試範圍包含新的治療藥物，新的手術方法或放射治療方式，重新組合不同的療法，或發展全新的療法，如基因療法。
癌症实际上是用来描述一大类相关疾病的通用名词。癌症的每一个类型都是独特的，有着其自己的基因变化和生长特征。有些肿瘤生长得很快速而有些则需要很多年才会变得对患者有所威胁。不同癌症类型（甚至是同一器官上的不同类型，如乳腺癌的不同类型）间的这些差异是癌症治疗如此困难的主要原因之一。
姑息治疗的目的不是治愈癌症，而是缓解癌症引起的症状和痛苦，并提高患者及其家人的生活质量。姑息治疗可帮助患者生活得更舒适。在癌症晚期患者比例较高且治愈几率很小的地方，尤其需要这种疗法。
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免疫療法是利用人體內的免疫機制來對抗腫瘤細胞。已經有許多對抗癌症的免疫療法在研究中。目前較有進展的就是癌症疫苗療法和單株抗體療法，而免疫細胞療法則是最近這幾年最新發展的治療技術。
不斷增生的癌細胞撐破腫瘤，癌細胞因而擴散至腫瘤周遭的組織及鄰近的淋巴結甚至更遠處。此時癌細胞流竄於原始病灶附近，必需借助循環全身的化學治療藥物治療。
活體組織切片後取下的組織，經染色後由病理醫師判讀，此圖所示為惡性黑色素瘤之切片 病患可能經由許多症狀或檢驗結果被懷疑罹患癌症，但診斷惡性腫瘤最確定的方式就是經由病理醫師對活體組織切片或經手術取得的組織做病理檢查來證實癌細胞的存在。許多活體組織切片，例如皮膚、乳房或肝臟等，在醫師的診療室內即可取得。但是其他器官的切片，則需要在麻醉情形下在手術室進行。
上述中各種症狀都有可能由其他的疾病引起，癌症不一定是產生這些症狀的主因，確切原因仍需要鑑別診斷診察。
人乳头瘤病毒检测（包括人乳头瘤病毒核糖核酸和信使核糖核酸检测），这是宫颈癌筛查的首选方式；
准确诊断癌症对采取适当有效的治疗措施必不可少，因为每种癌症类型都需要特定的治疗方案。治疗通常包括手术、放疗和/或全身性治疗（化疗、激素治疗、靶向生物治疗）。适当选择治疗方案既要考虑癌症又要考虑接受治疗的个体情况。在限定时间内完成治疗方案对于实现预期的治疗效果很重要。
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在正常组织中，新生代细胞间通过细胞分裂和细胞死亡来保持着一种平衡。年老的细胞随着时间逐渐损坏而进入叫做细胞凋亡的过程。细胞凋亡是一个非常有秩序的过程，在这过程中，细胞的基因组、它所有的遗传信息都会损坏。细胞会碎片化，这些碎片可被邻近的细胞（被称为吞噬细胞）消化清除。这对于我们利用崭新而健康的细胞进行躯体的一些更新是正常而必需的过程。在细胞周期中有一些用于识别和清除异常分裂细胞的检验点。这些检验点负责防止癌细胞的发展，因为癌细胞能够用一种与正常细胞不同的方式来生长分裂。那些能够通过这些检验的癌细胞能够逃脱因其异常行为所触发的细胞死亡信号。对细胞死亡的逃脱，伴随着得以持续的细胞分裂而导致的肿瘤的形成。许多在癌症治疗部分讨论的化疗药物就是通过迫使癌细胞经历细胞凋亡过程来发挥作用的。
酶的产生: 癌细胞常常分泌一些能够使它们侵袭入邻近组织的酶。这些酶能够将肿瘤迁移扩散的屏障消化掉。