甲胎蛋白（AFP）基因是肝细胞恶变时早期被激活的基因之一，因而在临床上被用于早期诊断肝癌。然而，AFP在肝癌发生过程中发挥何种作用并不清楚。李孟森经过长期研究发现，AFP与甲胎蛋白受体结合后，通过受体介导的信号传递，促进癌基因的表达，从而诱导肝细胞恶变。由于AFP发挥作用受AFPR调节，因而他认为AFPR的表达在肝细胞恶变过程应该早于AFP，也就是说，AFPR表达能够预警肝细胞的恶变。

李孟森课题组证明，在体标本或体外肝细胞在乙肝病毒的-x蛋白作用下，肝细胞AFPR的表达优先于其他癌蛋白。这显示，AFPR是肝细胞恶变的驱动因子，有望作为预警肝癌发生的标志物。此研究的另一个重要发现是，采用荧光量子点标记AFP后，通过静脉注射，能示踪癌细胞的转移。这些发现解决了手术时无法观察到的微小转移病灶的问题，为精准清除癌细胞关键技术的建立奠定了理论和技术基础。