Kliiniset havainnot ihmisen kasvaimista ovat viitanneet siihen, että kasvaimilla on taipumus käydä läpi useita muutoksia taudin aikana; esimerkiksi aluksi hyvänlaatuiselta vaikuttava kasvain voi kehittyä pahanlaatuiseksi, tappavaksi syöväksi. Tämä kasvainten evoluutio- ja etenemisprosessi johtuu mitä todennäköisimmin kehittyvien kasvainkloonien sisäisestä hankitusta geneettisestä vaihtelevuudesta, johon liittyy isännän valintapaineita, jotka johtavat uusien kloonisten alalinjojen syntymiseen, joiden kasvu tai pahanlaatuisuus lisääntyy.
Kasvaimen etenemiseen kohti pahanlaatuisuutta liittyy etenevien solujen lisääntyvä geneettinen epävakaus. Useissa tutkimuksissa onkin todettu, että voimakkaasti metastaattiset solut ovat jatkuvasti fenotyyppisesti ja genotyyppisesti vähemmän vakaita kuin ei-metastaattiset solut. Tämä viittaa siihen, että monimuotoisuuden nopea syntyminen etenemisen aikana saattaa ainakin osittain johtua kasvainsolujen lisääntyneestä geneettisestä epävakaudesta. Lisämekanismi kasvainsolujen monimuotoisuuden syntymiselle on se, että ”epigeneettiset” ilmiöt voivat tuottaa biologista monimuotoisuutta DNA-muutosten kautta, jotka eivät sisällä DNA-sekvenssin muutoksia.
Syöpädiagnoosin toteamishetkellä leesio voi olla kooltaan yli 1 cm3 ja sisältää siten > 109 solua. Kun 99,9 % soluista tuhoutuu, mikä on todellakin merkittävä saavutus, 106 solua jää edelleen lisääntymään ja tuottamaan nopeasti biologista monimuotoisuutta, mukaan lukien hoitoresistentit variantit. Kolme tärkeintä alaa, joilla kasvainten biologinen heterogeenisuus osoittautuu todennäköisesti käytännöllisesti tärkeäksi, ovat kasvainpesäkkeiden havaitseminen monoklonaalisten vasta-aineiden tai kasvainsolujen merkkiaineiden avulla, uusien hoitomuotojen seulontamenetelmien suunnittelu ja lopuksi muiden hoitomuotojen kuin kirurgisen resektion soveltaminen.
Kasvainsolujen monimuotoisuuden merkitystä syövän etäpesäkkeiden hoidon tulokselle ei voi liioitella. Koska pahanlaatuisten kasvainsolujen osapopulaatioiden vaste sytotoksisille lääkkeille ja muille hoitomuodoille on heterogeeninen, on epätodennäköistä, että yhdellä ainoalla hoito-ohjelmalla pystyttäisiin tappamaan kaikki kasvaimen solut. Monissa kliinisissä tilanteissa yhdistelmälääkkeitä käyttävän hoitoprotokollan päätyttyä, joka eliminoi kliinisesti havaittavan kasvainrasituksen, uusia hoitomuotoja otetaan käyttöön vasta, kun potilas ilmaantuu jonkin ajan kuluttua, ja kliiniset merkit taudin uusiutumisesta ovat osoittaneet, että tauti on uusiutunut. Valitettavasti siihen mennessä, kun uusiutunut tauti diagnosoidaan ja siihen sovelletaan uutta hoitoprotokollaa, uusiutuneen vaurion (tai uusiutuneiden vaurioiden) kasvainsolut eroavat todennäköisesti merkittävästi alkuperäisen kasvaimen soluista.
Vuosien mittaan lukuisat tutkijat ovat käyttäneet isännän immuunimekanismeja syövän etäpesäkkeiden hallitsemiseksi. Kasvainsolujen tuhoamiseksi on käytetty useita lähestymistapoja, joissa on käytetty sekä spesifistä että epäspesifistä immunologista manipulointia. Käytännössä näyttää kuitenkin siltä, että immunologisten tekniikoiden menestyksekkäässä soveltamisessa syövän etäpesäkkeiden hallintaan on ainakin kolme pääkomponenttia: (1) pahanlaatuisten kasvainten heterogeeninen antigeeninen luonne, (2) metastaattisten kasvainsolujen luontainen antigeenisyys ja (3) primaarisen isännän kyky tunnistaa ja tuhota herkkiä kasvainsoluja.
Aktiivinen kliininen tutkimusalue metastaasien immuunihoidossa on monoklonaalisten vasta-aineiden tai immunokonjugaattien käyttö. Pelkästään monoklonaalisista vasta-aineista voi olla hyötyä metastaasin patogeneesin vaiheiden spesifisessä estämisessä. Immunokonjugaatteja käytetään näiden sytotoksisten aineiden kohdentamiseen etäpesäkkeisiin. Yksi tapa kiertää monoklonaalisen vasta-ainehoidon heterogeenisuusongelma on käyttää erilaisia monoklonaalisten vasta-aineiden yhdistelmiä, jotka on kohdistettu eri antigeeneihin.
Toinen lähestymistapa metastaasien immunoterapiaan on stimuloida isännän soluvälitteistä immuniteettia rokotteilla, jotka koostuvat primaarisista kasvaimista tai etäpesäkkeistä eristetyistä kasvainsoluista. Metastaaseja asuttavien solujen antigeeninen heterogeenisuus on otettava huomioon. Sen tunnustaminen, että primaariset pahanlaatuiset kasvaimet eivät koostu yhtenäisistä kokonaisuuksista vaan sisältävät solujen osapopulaatioita, joilla on erilaisia biologisia ominaisuuksia, edellyttää hoitomenetelmien kriittistä uudelleenarviointia. Samaa tautia sairastavien potilaiden välillä on heterogeenisuutta, ja yhden kasvaimen solut ovat biologisesti heterogeenisia. Tämä syövän monimutkaisuus ja monimuotoisuus viittaavat siihen, että meidän on tarkasteltava jokaista syöpäpotilasta niin, että hänellä on ainutlaatuinen sairaus.
Primääräkasvainten ja etäpesäkkeiden biologinen heterogeenisuus vaikuttaa kolmeen asiaan hoidon kannalta. Ensinnäkin kohdennettu hoito edellyttää kohdetta. Toiseksi heterogeenista tautia ei voida hoitaa homogeenisella hoidolla. Kolmanneksi kroonista tautia ei voida hoitaa akuutisti. Näiden periaatteiden vakava huomioon ottaminen mahdollistanee parempien hoitojen suunnittelun syövän etäpesäkkeiden kuolemaan johtavaa vaihetta varten.