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为了实现上述目标，国家癌症研究所提出必须继续加强癌症研究，并在此基础上发展有效的、经循证医学认定的干预措施，以及使这些有效的干预措施能使所有需要的人受益的机制。一切计划的制定都是围绕目标及3D方案（Discovery发现，Development发展，Delivery发布，3D）进行的。美国国家癌症研究所，http://www.cancer.gov，为保证3D方案的相互衔接及具体计划的实现，国家癌症研究所创建了支持平台，包括加大投入，启动更多的原创研究；整合资源，加强各研究中心的合作；加强临床研究，快速有效地回答重要问题；以及加快成果转化等。最后，国家癌症研究所充分利用生物信息学及大众信息，使癌症的研究及防治在更广、更深的层面展开。
国家癌症研究所的主要任务是：维持一个健全的研究架构，并且具备面向未来发展的能力，对发展技术和培训人员方面给予优先考虑；努力寻找最可能的机会，以促进和改善癌症的早期诊断、美国国家癌症研究所治疗、预防和控制；将持续地评估各项业务和研究计划，对癌症的生物学以及其他有关疾病的特征，进行深入的研究。作为国家癌症计划的领导机构，NCI还担负科学普及的任务，包括向大众提供良好的资讯，以利于癌症预防，满足癌症病人及其家庭的各类需求。国家癌症研究所的目标是鼓励和支持癌症研究中的新发现并促进其应用，以及使癌症在不远的将来变为少见而易治的疾病。
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