由认识到遗传变异对癌症的影响这一进展，引出了一个人们关注的领域--定向药物治疗。在人体细胞复杂的内部电路图中有几十条分子通信链或“信号路径”。现在人们已经知道，细胞癌变大约有十条路径，其中涉及许多关键的遗传改变。
研究的努力目标是制出这样的药物，它们能够干预促成细胞生长和导致变异基因的分子机制。有一些药已获批准使用，最有名的是基利克（Gleevec），它对一种不常见的白血病--急性粒细胞性白血病（CML）和一种更少见的胃癌--肠胃基质细胞瘤（GIST）很有效果。但急性粒细胞性白血病是较特殊的，它是由单一的一个基因变异引起的，使用的药物能够阻塞它的专有肿瘤信号传播机制。但不幸的是，经过一段时间，新的变异会绕过被基利克所阻塞的信号，从而形成抗药性。大多数癌要更为复杂，有多种变异，需用多端头武器对其进行攻击。
对准目标是十分关键的，最有希望的新诊断技术是DNA微阵列（DNA microarrary），也叫基因芯片。基因芯片可辨别出特殊基因的变异，同时也能监测许多基因的活动。人们希望通过这种精确的分子技术可研究出一系列能够准确地作用于癌的高度专门化的信号传播路径。
长久以来，人们认为癌是一种表现在身体不同部位--乳房、肺、脑等--的疾病，现在研究者们分辨的则是形成不同癌细胞的多种基因和蛋白，不但把它们与健康细胞区分开来，也对它们彼此进行区分，目的是主要根据基因特征来区分各种癌，而不是生长在身体的哪个部位和在显微镜下看起来是什么样，其目标是作出更精细的论断和用“更个性化的药物”来治疗癌症。
但是在大多数情况下，我们仍缺乏如何做到这一点的知识，魔弹还没有找到。许多新的治癌药物所瞄准的癌细胞部分并不一定是促使癌生长的因素，许多临床实验病人所用的药只对少数人起作用。事实上，在大多数情况下，科学家们并不能辨识出癌的根本弱点并清楚地了解他们所射击的目标。
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