肿瘤的准确诊断和精准治疗依据单一肿瘤标本活检是不全面的，因其代表不了整块肿瘤。并且病理医师对肿瘤样品取材时，常关注晚期及最坏的瘤组织，而对最具进展性、侵袭性区域则可能漏检。
同样由于免疫标记物在肿瘤中异质性表达，所以以免疫组化为基础的检查更可能导致对病情了解不全面。
随着对肿瘤异质性的深入研究，科学家指出了肿瘤诊断应包括以下几点：
第一、预测预后与药物反应，精确诊断需在治疗前予以完成，尤其关注能使肿瘤侵袭性与治疗抵抗性增强的小亚群，但早期检出无疑是大难题；
第二、监测疾病演进，发现治疗所致残存瘤细胞和血液中播散瘤细胞。
第三、探讨与肿瘤的综合分类及多层次分型。
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