В биологическом и клиническом отношениях злокачественные новообразования, вызванные воздействием канцерогенов на производстве, неотличимы от опухолей, возникших под влиянием других причин. Рак - не единичная нозологическая форма заболевания, а совокупность нозологических форм (их более сотни), каждая из которых характеризуется собственными этиологическими (часто неизвестными), морфологическими, патофизиологическими и клиническими особенностями Сходство различных заболеваний этой группы выражается в определенных широких качественных признаках:
 

а)    клеточная неоплазия, анаплазия или гетеротопия, т. е. необычный прогрессирующий рост опухолевой ткани, часто инфильтрующий и деструктивный; структурные отличия (тканевая, клеточная и ядерная атипия и полиморфизм) между нормальным и злокачественным ростом; миграция, распространение и развитие опухолевых клеток (метастазирование) в отдаленных от первичной опухоли частях организма посредством их проникновения по кровяному и лимфатическому руслу;
 

б)    процесс канцерогенеза, т.е. превращение нормальной клетки в злокачественную (опухолевую) клетку.

Процесс (или процессы) канцерогенеза на сегодня остаются в значительной мере непонятыми, но некоторые известные их аспекты заслуживают упоминания. 

1.    Экспериментальные и эпидемиологические исследования позволяют предполагать, что канцерогенез представляет последовательность отдельных стадий, составляющих период времени между первым воздействием канцерогенного агента и клиническим проявлением опухоли. Значительная длительность этого периода, варьирующегося у человека от нескольких лет до нескольких десятилетий и, как представляется, не зависящая от интенсивности воздействия, сама по себе является поразительной и пока не объясненной чертой этого процесса.
 

2.    В своем простейшем варианте, примером которому может служить развитие опухолей кожи у мышей в ставших классическими экспериментах, многостадийный процесс сводится к двум стадиям: необратимой стадии «инициации», ведущей к образованию латентных злокачественных клеток, и стадии «промоции», в ходе которой происходит злокачественный рост этих клеток. В рамках этой модели все канцерогены можно разделить на полные, т. е. способные как на инициирующую, так и на промоторную активность (к ним относятся, например, полициклические углеводороды), и неполные, способные только либо к инициации (например, уретан), либо к промоции (например, форболовые эфиры). Однако это отличие не совсем четко, поскольку характер активности агента зависит не только от его внутренней природы, но и от дозы и способа попадания в организм.
 

3.    Согласно современной гипотезе, стадия инициации отождествляется с изменением в макромолекуле дезоксирибонуклеиновой кислоты (ДНК), несущей генетическую информацию. Повреждение в структуре ДНК может быть вызвано, например, реакцией с молекулой химического канцерогена или одного из продуктов его метаболизма. Если это нарушение не устраняется (репарация) с помощью ферментативных механизмов, оно приводит к «соматической мутации» в момент репликации (ауторепродукции) ДНК и клетки. В соответствии с данным определением эта мутация должна затрагивать гены, прямо или косвенно кон тролирующие размножение клеток. Гипотеза соматической мутации подтверждается данными о том, что многие вещества с доказанной канцерогенностью одновременно являются мутагенами; эта гипотеза в большей степени, чем альтернативные гипотезы, соответствует наиболее обоснованному факту биологии рака - передаче злокачественных свойств от одного поколения клеток к следующему, т. е. наследственному характеру этих свойств.
 

4.    Природа промоции пока еще очень неясна. Промоция - один из механизмов процесса, который принято обозначать как внегенетический канцерогенез в отличие от генетического канцерогенеза, включающего генные мутации в соматических клетках. Внегенетический канцерогенез охватывает ряд других, принятых теоретически, механизмов, действительная роль которых еще должна быть подтверждена: подавления репарации ДНК и иммунного ответа, нарушения гормонального баланса и сдвигов в гомеостазе клеточного обмена.

Не исключено, что канцерогенные вещества, не обнаружившие мутагенных свойств в экспериментальных тест-системах (например, сахарин), действуют именно посредством некоторых внегенетических механизмов.

Логическое следствие рассмотрения канцерогенеза как многостадийного процесса (по мнению Бойланда) состоит в том, что подобные представления «трудно увязать с концепцией порога в действии канцерогенных соединений, так как этот порог должен зависеть от наличия других важных факторов... С точки зрения канцерогенного риска любой фактор, вовлеченный на любой стадии в процесс развития опухоли, должен рассматриваться как опасный».