すべてのがん表現型は、その祖先細胞の1つにおける単一の突然変異イベントとして始まります。その後の細胞分裂サイクル中に、娘細胞は追加の突然変異を発達させて発がん性を獲得します。

がんでは頻繁に変異する遺伝子が570以上あり、その大部分は体細胞変異です。つまり、このような突然変異は遺伝するのではなく、生物が生きている間に体内の体細胞で発生するのです。

しかし、健康な細胞をがん細胞に変えるには、単一の突然変異では不十分です。一定期間にわたって少なくとも5〜6の独立したまれな遺伝的変化が連続して起こると、悪性腫瘍を引き起こす可能性があります。このがん発生の多段階のプロセスは、マルチヒット理論によって説明されます。

健康な体細胞のグループを考えてみましょう。まれに、細胞の1つがその細胞周期調節遺伝子の1つである遺伝子Xにランダムな突然変異を獲得することがあり、これにより、隣接する細胞よりもわずかに速く分裂することができます。

突然変異がDNA修復酵素によって修復されないままになっているとします。その場合、この細胞の子孫は同じ変異遺伝子Xを持っています。時間の経過とともに、これらのクローン細胞の1つは、異なる遺伝子であるYの別のランダムな変異を獲得する可能性があります。

この新しい突然変異により、娘細胞は健康な隣人や他のクローン細胞よりも速い速度でランダムな突然変異を蓄積できる可能性があります。

その後、別のがんクリティカル遺伝子である遺伝子Zの3番目の突然変異により、細胞は最終分化とアポトーシスから逃れることができます。このような変異細胞型は増殖を続け、異常な細胞の塊を形成します。

さらに、代謝経路遺伝子のランダムな突然変異により、細胞は代謝を増加させて急速な成長と腫瘍形成を促進する可能性があります。

たとえば、APC、c-Myc、K-Ras、p53などのがんに重要な遺伝子の変異は、結腸がん患者で頻繁に観察されます。