癌症擴散是什麼原理?
經常說什麼癌擴散了,結果別的地方也有癌細胞了。是什麼原理啊?有辦法控制不擴散嗎?
(科研回答請附加參考文獻。)
更新了關於 癌症預後 TMN 系統和轉移的關係,轉移的基本原因。
癌症轉移,簡單的說就是癌細胞從原發腫瘤跑了出來,在其它地方又生根落戶了。
先說為什麼要研究癌症侵襲和轉移。
絕大部分癌症病人不會死於原發腫瘤。除非腫瘤長得過大,壓迫了重要器官,否則它就是難看點,活得不舒服。這就是為什麼腦瘤,不管是良性還是惡性,都那麼危險的原因。
而腫瘤擴散,會讓腫瘤出現在一些重要器官,比如腦,肝,骨,結果當然要致命的多。所以研究擴散的機理,對控制和治療癌症,至關重要。但可惜的是,至今我們對擴散的機制的了解還非常粗淺,大部分過程的細節還停留在假說和推測階段。不管下面說什麼,請牢記這一點。
找一個合適的圖還不容易,這個還算清楚,應該是 JP Thiery 在 Nature Review Cancer 2: 442-454, 2002 里的圖(我沒有原文,無法查證)
腫瘤和腫瘤不太一樣,上面給了以個最常見的腫瘤轉移的示意圖,針對的是上皮組織腫瘤。因為絕大部分腫瘤都是這個類別的,也算是最有代表性的轉移過程了,下面的說法,也以上皮組織腫瘤為默認對像。
腫瘤轉移的整個程,如上圖所示,稱為侵襲-轉移級聯過程(invasion-metastasis cascade),有幾個關鍵步驟:
1. 局部侵襲,突破基底膜,就是上圖中的 local invasion。一般來說,如果腫瘤不突基底膜,我們就叫它們良性腫瘤,突破了,就叫惡性腫瘤,或者癌症(cancer)。
2. 內滲,圖中的 intravasation,癌細胞進入血液或淋巴系統。
3. 外滲,圖中的 extravasation,癌細胞從血管進入周圍組織,形成微轉移(小於 2 毫米的病灶)。
4. 定植,圖中的 colonization,到這一步,形成可以檢查得到的轉移病灶,一般所指的癌症轉移達成。
一般來說,癌症確診時,會對病情給一個分級,一個常見的方法就是 TNM 系統,其中 T 就是局部侵襲的程度,比如良性惡性,腫瘤大小,N 是內滲程度,指被侵入的淋巴結個數,而 M 表示是否有轉移,就是定植這一步。最後會從這些指標得到一個癌症早晚期嚴重程度的數值 G。TNM staging system
一般來說,對於癌症,這幾步的難度是逐級增大的,我們的理解也是越來越少。所以一個病人血液里可以有上百萬的癌細胞,最終只有有數的轉移病灶,但這已經可以致命了。
為什麼會轉移
轉移是癌症的關鍵特徵之一,上面寫了,如果沒有局部侵襲,就連癌症都算不上。而對癌症的早晚期分級,也很大程度上是由轉移的程度決定的。所以在談轉移的時候,有必要先問一下,為什麼癌症會轉移。
癌症是細胞不受控制的惡性增殖。要增殖,就要獲取養分。對於上皮組織,主要的血管都在基底膜另一側,癌症為了獲取養份,可以通過刺激新生血管生成來達到。不過,讓山到你這邊來,當然也可以你去山那邊。主動突破基底膜,就可以讓癌症和血管淋巴系統直接接觸。另一方面,像基底膜這樣的胞外基質里,固定了很多促生長因子。這些因子因為固化了,所以沒有作用,但在身體出現損傷,比如傷口時,這些基質會化開,釋放出生長因子,幫助組織開始受傷處的修復。腫瘤通過自己主動的侵蝕基底膜,也可以釋放這些生長因子,反過來刺激自己的生長,久而久之,就把基底膜給蝕破了。
所以癌症要轉移。
但是,不同癌症的轉移能力是不同的。比如在皮膚癌中,大部分癌症都較良性,只有黑色素瘤,可以迅速向下擴散,非常惡性(所以黑色素瘤的一個關鍵惡性指標,是腫瘤的深度,被稱為 Breslow 深度(Breslow"s depth)。
Breslow"s depth
上皮細胞平時是保持在一個緊密相聯的有序空間中,由胞間蛋白質,把細胞和細胞,還有基質,給連結起來,各居其位。要轉移,就意味著腫瘤細胞能夠去除這些胞間連接蛋白的約束,獲得自由。這是和普通細胞不同的,這說明癌細胞中有一些特定的功能單元發生了改變,讓癌細胞獲得了這種侵襲的能力。有發現表明,很多癌症里,癌細胞獲得了類似於胚胎早期,快速發育成長時的細胞運動能力。越是惡性的腫瘤,這種能力越強。現在已經發現了數個基因和轉移能力有關,不過,對於這些基因,調控它們的關鍵機制是什麼,有沒有一個決定性的主基因,還沒有答案。
相關的,還有一個很直接的問題。腫瘤轉移的能力,是在什麼出現的。是在腫瘤早期就有了,還是隨著腫瘤晚期才因為腫瘤不停的變異才出現的?雖然原發腫瘤在發現時的大小和轉移數目相關性很大,學術界還是沒有定論。有人認為是隨著腫瘤長大,才出現導致轉移的關鍵變異,有人則認為,是那些特別惡性的長得快的腫瘤一上來就有轉移能力,也有人認為腫瘤大了,癌細胞多了,自然轉移機會就多了。當然,這些觀點各有道理,不同腫瘤的機制也是不一樣的。
----@一路向北 提到:
絕大絕大多數良性腫瘤是不存在轉移這麼一說的,但有極個別例外。
例如好發於上下頜骨的「成釉細胞瘤(也稱造釉細胞瘤)」是良性腫瘤無疑,但已經證實它具有高度的"局部侵襲性"(您文中提到的轉移過程),並且可以惡變。
因而其屬於"臨界瘤". 所以手術時一般切除的範圍較大。
初來知乎,看到這個問題還是蠻開心的,大家回答的也都很不錯,補充@talich 前述的一些問題,談談近年來的研究中癌症轉移中的關鍵點和熱點問題。
因為和自己的專業關聯性蠻強,想層層深入的談談EMT及其相關的問題,近年來大家在忙活的一些假設推論實驗結論等等,也還是比較粗略,不過希望可以讓你對癌症轉移的原理機制有更深入的認識。
如Talich前面介紹的,轉移是一個極其複雜的過程,涉及腫瘤細胞運動、內滲、在血液或淋巴系統中的循環、外滲以及在新組織和器官中的生長。癌細胞轉移首先需從原位脫離,遷移與侵襲間葉組織,繼之進入脈管,隨淋巴液或血液播散至淋巴結或遠隔器官處再穿出脈管,在新的微環境中生存、繁殖,繼而發生微血管等生長,形成繼發瘤。
癌細胞具有侵襲性和轉移性緣於其表型的改變,包括典型的上皮細胞特徵的喪失,取而代之的是間質細胞相關的特徵。這常涉及到一個轉分化過程,稱為上皮-間質轉化(EMT),最初是在1982年由Greenburg和Hay提出的,它是癌細胞的特徵,表徵為遷移性、侵襲性和對凋亡耐受性的增強。
腫瘤細胞遷移的啟動是轉移級聯的前提。正常情況下,潛在EMT過程的激活使癌細胞具有向遠處器官或組織侵襲及轉移的明顯優勢。 儘管EMT並不是轉移的唯一機制,但它是癌症轉移啟動中最重要的機制。
在EMT過程中,上皮細胞獲得成纖維細胞樣特性並呈現細胞間粘附的下降及運動的增加。EMT的特徵是E-鈣粘附蛋白表達的缺失,E-鈣粘附蛋白表達是上皮表型的重要監管人(caretaker)。(*E-鈣粘附蛋白是一種細胞-細胞粘附分子,可參與同型的、鈣依賴的細胞間相互作用以形成上皮粘附連接。)
有研究顯示,數個轉錄因子在EMT的調節中發揮作用,包括Snail/Slung家族中的鋅指蛋白、鹼性螺旋-環-螺旋因子Twist、E12/E47、Goosecoid、 δE F 1 / Z E B 1及S I P 1。通過抑制編碼c a d h e r i n s、claudins、integrins、mucins、plakophilin、occludin及ZO1等常見基因中的一個子集而誘導EMT,這些轉錄因子在EMT過程中發揮分子開關的作用。
EMT是一個動態過程,受細胞從其微環境中接收到的信號調控。大量研究發現, 多種信號通路參與了腫瘤細胞的EMT過程, 如Wnt、轉化生長因子-β(transforming growth factor-β,TGF-β)、Notch信號通路等. 近年來研究較熱的microRNA(miRNA)也可能通過多種信號通路參與腫瘤EMT過程。(該圖獲取自王宏剛,2010,miRNA部分信息過時,下文略補充)
(該圖獲取自王宏剛,2010,miRNA部分信息過時,下文略補充)
- Wnt信號通路 Wnt/PCP通路主要是通過激活Rho家族蛋白(Ras超家族中小分子量G蛋白), 指導非對稱細胞骨架形成及細胞形態的協同極化, 參與胃癌等腫瘤細胞的遷移和侵襲過程。
- TGF-β信號通路 TGF-β是TGF的一個重要亞類, 其家族龐大, 包括9個亞族, 共27類因子, 不僅調節胚胎髮育過程中的EMT現象[19], 在腫瘤EMT過程中也起著重要作用。 目前已有大量關於TGF-β參與腫瘤EMT過程的研究報道, 其機制主要是通過Smad依賴通路和非Smad依賴通路完成的。
- Notch信號通路 在腫瘤中, Notch受體在其配體刺激下發生裂解, 其胞內結構域(intracellular portion of Notch, NICD)被釋放出來, 從胞質易位入核, 調控鹼性螺旋-環-螺旋類轉錄因子(basic helix-loop-helix, bHLH), HES(hairy and enhancer of split)和HES相關抑制蛋白家族以及鋅指轉錄因子Snail、Slug等下游靶基因的轉錄, 不僅能調控肝癌、胰腺癌等腫瘤的形成, 在腫瘤EMT過程中也有著重要作用。
- Hedgehog信號通路 Hedgehog信號通路被阻斷後, 胰腺癌細胞的EMT過程受到了抑制,降低了胰腺癌的侵襲和轉移。
- 磷脂醯肌醇3-激酶 (phosphatidylinositol-3-kinases, PI3K)信號通路 肝癌細胞在低氧時會發生EMT現象,其機制可能是激活PI3K下游的蛋白激酶B(protein kinase B,PKB), 使其磷酸化, 而這個過程卻可以被PI3K 抑製劑LY294002阻斷,這個結果推斷低氧誘導肝癌細胞發生EMT是通過PI3K/AKT通路完成的。
- NF-kB信號通路 NF-kB是一類重要的轉錄調節因子,靜息狀態時,NF-kB與其抑制蛋白IkB結合, 以無活性的形式存在於胞質內。在刺激因素作用下,胞質中的IkB發生磷酸化降解,解除了對NF-kB的抑制,釋放其進入核內參與調節多種基因的轉錄表達,在腫瘤EMT過程中起著重要作用。
- miRNA調節
主要分為兩類:
「致癌miRNA」——通過負性調節抑癌基因或控制細胞分化和凋亡基因,從而促進腫瘤的發生髮展。
「抑癌miRNA」——通過調節抑癌基因或控制細胞分化和凋亡基因.從而抑制或者延緩腫瘤的發生髮展。
NATURE REVIEWS | Drug Discovery VOlUME 9 | OCTOBER 2010 | 777
NATURE REVIEWS | Drug Discovery VOlUME 9 | OCTOBER 2010 | 777
由此可見,對於你的問題,有辦法控制不擴散嗎?就有了解答,比如這些基礎研究的一個良好應用就是可以有針對性的設計藥物,通過藥物作用於多種關鍵靶點阻斷不同信號轉導通路,降低某種耐藥性基因的表達等等方法來達到控制癌症轉移,通過臨床實踐檢驗後,幫助人類抵禦癌症的侵蝕。
參考文獻較多,暫不一一列出,歡迎討論交流。^^
.簡單的講,就是@韋准 的答案。通常講的擴散指的是第2條:轉移。一旦出現腫瘤細胞進入淋巴結或血管,腫瘤細胞就很容易沿著這些途徑跑到其他地方去。在這個過程中,腫瘤細胞會發生各種基因突變,不斷加強自身遷徙和運動的能力,並不斷適應各種不同的體內環境。有興趣的可以去閱讀下molecular basis of metastasis, Anne C. Chiang et al. NEJM 359:26,是介紹腫瘤細胞轉移的經典文獻。
目前的抗腫瘤治療中,化療、靶向治療是針對腫瘤轉移的主要治療手段,通過把藥物送到全身各處來清除全身可能潛在的腫瘤細胞。手術、放療對區域淋巴結轉移是有控制作用的,對全身廣泛轉移則作用不大。
術前/術後輔助治療(放、化療等),即在腫瘤完全切除後進行的治療,一定意義上可以控制腫瘤的擴散。但是目前這些治療的作用是降低腫瘤複發轉移的概率,而不是徹底的杜絕複發轉移。如果哪天腫瘤的擴散可以被完全控制,我們也就可以宣布:腫瘤被人類徹底攻克了。
癌症擴散是什麼原理?
關於癌症的發生,發展和擴散,基於目前科學家對癌症的研究,講一個相對科普的版本吧。首先我們要看癌細胞和正常細胞有什麼差別,癌細胞是如何發生髮展的,最後再看癌症是如何通過淋巴結、血液和組織擴散的。
如果一句話描述的話,擴散是因為不受控制的癌細胞兇殘而狡猾的本性決定,癌細胞使出洪荒之力想要發展壯大,當然癌細胞擴散發展的戰略是極其錯誤的,因為結果是患者死了癌細胞掛了;但是從癌細胞的發展擴散的戰術上來講,癌細胞可謂是無敵了。
癌細胞和正常細胞有哪些不同?
癌細胞是不正常的細胞,換句話說,它們不再對控制細胞生長和死亡的許多信號作出反應。癌細胞起源於組織,當他們成長和分裂時,他們越來越偏離常態。隨著時間的推移,這些細胞對維持正常組織的控制的抵抗力越來越強,結果,它們分裂的速度比祖細胞要快得多,並且越來越不依賴於其他細胞的信號。儘管它們的多重異常通常會使它們成為細胞凋亡的主要靶點,癌細胞甚至逃避程序性細胞死亡。在癌症晚期,細胞突破正常組織邊界和轉移(擴散)到身體的新部位。
在正常細胞中,數百個基因錯綜複雜地控制細胞分裂的過程。正常的生長需要平衡那些促進細胞增殖的基因和抑制細胞增殖的基因。它還依賴於當受損細胞應該凋亡時,發出信號的基因的活性。
在控制細胞增殖的不同基因突變後,細胞就會癌變。根據癌症基因組計劃(Cancer Cenome Project)的研究結果,大多數癌細胞擁有60種或更多的突變。醫學研究人員面臨的挑戰是確定哪些突變對特定類型的癌症負責。這個過程類似於大海撈針,因為這些細胞中的許多突變與癌症的生長几乎沒有什麼關係。
不同的癌症有不同的突變特徵。然而,對多種腫瘤類型的科學研究表明,某些基因在癌細胞中比其他基因更易突變。例如,促進生長的基因,如信號蛋白基因ras基因,是癌細胞中最常見的突變基因,變得異常活躍併產生受生長因子刺激反應強烈的細胞。一些化療藥物通過阻斷生長信號蛋白的作用來抵消這些突變。例如乳腺癌藥物赫塞汀(Herceptin),阻止過度的受體酪氨酸激酶(RTK),以及藥物格列衛(Gleevec)阻止與慢性粒細胞白血病相關的突變信號激酶。
其他與癌症相關的基因突變使得抑制細胞增殖的基因或那些需要細胞凋亡的基因失活。這些基因,被稱為抑癌基因,就像增殖的剎車一樣,細胞內的兩個拷貝都必須突變,這樣不受控制的分裂才會發生。例如,許多癌細胞攜帶兩個突變的p53基因拷貝,p53是一種多功能蛋白質,通常檢測DNA損傷並充當調控基因的轉錄因子。
癌細胞的基因突變是如何累積的?
由於獨立事件的結果,基因突變會隨時間累積。因此,發展成癌症的路徑涉及多個步驟。事實上,許多科學家認為癌症的進展為微進化過程。
為了理解這意味著什麼,可以考慮以下問題:當一個突變給予癌細胞生長優勢,可以使自身比正常細胞更多的複製的時候,它的後代可以在對資源的競爭中超越自己的對手,是不是很狡猾。之後,第二次突變可能為癌細胞提供另一個繁殖優勢,而這反過來又加劇了它的競爭優勢。而且,如果關鍵檢查點缺失或修復基因受損,則損傷累積率進一步增加。每一個新的突變都會發生這個過程,持續提供優勢,它是生物進化的驅動力。
其實不僅僅是癌細胞這樣,這幾乎是生物界的普遍規律,人類社會也是這樣。兇殘狡猾的總是有更多的機會,和狡猾的步步為營的癌細胞對比,正常細胞真的是敦厚老實的一塌糊塗啊。不過正常細胞要是不敦厚老實,而是和癌細胞一樣的話,我們也夠嗆的,就像滿世界都是犯罪分子一樣。畢竟我們沒法對正常細胞有雙重標準,希望他們該老實的時候就老實,該狡猾的時候就狡猾啊,還是從戒煙等良好生活入手,減少正常細胞叛變的可能性吧。
具體的多步驟變化可以參考圖1和圖2。
圖1:癌細胞的微進化
圖1:正常、健康的細胞群體可以隨著時間的推移而轉變成具有侵襲性、癌性細胞群體。圖顯示五種不同的細胞群體,分別為:正常、增生、非典型增生、原位癌、微小浸潤。在最左邊的是正常的細胞,顯示的是一個單層的、封閉的空心環型。在第二群細胞中,環狀左側的一組細胞開始分裂並增多,形成環狀的第二層和第三層細胞。在非典型增生中,環的左側三層細胞擴大成紫色和藍色的小團塊,迅速增殖的細胞。這些細胞不再排成一行,有些甚至堆積在一起。在原位癌中,小細胞團進一步擴大形成藍色和紫色的密集種群,突變的癌細胞佔據環內正常健康細胞的大部分空間。在最後的細胞群體,微小浸潤細胞群,在健康細胞環的左側出現破裂,一些紫色的、突變的癌細胞從密集的癌細胞團塊內溢出。癌細胞的形成真的是步步為營啊。
圖2:結腸的一個細胞如何癌變的模型
結腸細胞中的一系列基因突變可以使它們變成癌,即癌細胞的集合。
正常情況下,基因可以確保細胞有條不紊的生長和繁殖。他們確保生產身體需要的細胞數量以保持身體健康。有時當一個細胞分裂時,基因會發生改變,這種變化稱為突變。這意味著一個基因已被損壞或丟失或複製了兩次。突變可能在一個細胞分裂時偶然發生。一些突變意味著細胞不再能理解它接受到的指令,並開始失去控制。在一個正常細胞變成癌細胞之前,必須經歷好幾種(一種說法為大約6種)不同的突變。
特定基因的突變可能意味著產生了過多的、引起細胞分裂的蛋白質。或可能不再產生通常告訴細胞停止分裂的蛋白質了。可能產生異常的蛋白質,這些蛋白質不再正常的工作。
突變是如何發生的?
當一個細胞分裂時,突變可能發生。他們也可以由細胞內的生命過程引起。或者也可以通過來自身體外的東西造成的,比如煙草中的化學物質。有些人可能繼承了有缺陷的特定基因,使他們更容易患癌症。
一些基因每天都受到損傷,細胞能很好的修復他們。但隨著時間的推移,損傷可能會累積。一旦細胞開始生長得太快,它們更容易發生進一步的突變,也不太可能修復受損的基因。
癌症是如何開始的?
細胞變化和癌症:
所有癌症都始於細胞。我們的身體是由超過十萬億個(100,000,000,000,000)細胞組成的。不同類型的細胞組成不同的人體組織,例如肝細胞組成肝臟。當一個細胞或多個細胞發生異常變化,以不受控制的方式分裂的時候時,癌症就開始了。一些癌症可能最終會擴散到其他組織。
通常來講,每種類型的細胞都有合適的數量。這是因為細胞能產生信號來控制分裂的次數,以及多久分裂一次。如果這些信號中有一個是錯誤的或缺失的,細胞可能開始不受控制的生長並繁殖過多,形成一個腫塊,稱為腫瘤。在癌細胞開始的部位被稱為原發部位,如肺癌的原發部位就在肺支氣管。
某些類型的癌症,白血病,開始於血細胞。它們不會形成固體腫瘤。而是癌細胞在血液聚集,有時也會在骨髓聚集。
癌症的開始,需要一個細胞或一組細胞的基因發生特定的變化。
癌症是如何生長的?
良性和惡性腫瘤:
腫瘤(腫塊)可能是良性的或癌性的(惡性)。良性意味著它不是癌症。
良性腫瘤:
· 通常長得相當慢
· 不會擴散到身體的其他部位。
· 表面通常由正常細胞覆蓋
良性腫瘤是由和正常細胞非常相似的細胞組成的,所以相對來講還是比較本分的,有點相當於小偷小摸的行為吧,通常不至於給人們造成很大的傷害。它們只有在如下情況下才會引起問題:
· 長得很大
· 變得讓人不舒服或有礙觀瞻
· 壓迫其他身體器官
· 佔據顱骨內部的空間(如腦腫瘤)
· 釋放激素影響身體正常的工作
而惡性腫瘤是由癌細胞組成的。它們的性格絕對不是老實敦厚或者小偷小摸而已啊,惡性腫瘤:
· 通常比良性腫瘤生長得快。
· 擴散和和損傷周圍組織
· 可能通過血液擴散到其他部位,或通過淋巴系統形成繼發性腫瘤。擴散到身體的其他部位稱為轉移。
癌症是如何越長越大的?
首先,癌細胞形成後,被包含在它們所形成的身體組織中,例如膀胱內壁或乳腺導管中。醫生稱這種為淺表癌的生長。也可以稱為原位癌。
癌細胞生長分裂,產生更多的細胞,最終形成腫瘤。腫瘤可能含有數以百萬計的細胞。所有的身體組織都有覆蓋組織內的細胞的一層基底膜。一旦癌細胞突破了基底膜,就被稱為浸潤性癌症,癌細胞突破基底膜的策略和過程也體現了其狡猾和兇殘。
血液供應與癌症:
隨著腫瘤長大,它的中心越來越遠離它正在生長的部位的血管。因此,腫瘤的中心得到的氧氣和所有細胞需要生存的其他營養物質都越來越少。
和健康的細胞一樣,沒有氧氣和營養物質,癌細胞沒法生存。因此,他們持續不斷的不受控制的發出稱為血管生成因子的信號,促使新生血管進入腫瘤。這就是所謂的血管生成。沒有血液供應的話,腫瘤能生長的尺寸不會比大頭針的針頭要大。正常的細胞也會發出這種信號促進血管生成,例如當我們的手割傷後,但是一旦傷口癒合,正常細胞就會停止發送血管生成的信號。但是癌細胞是不管不顧的,它們只管自己的死活。
一旦癌症可以刺激血管生長,它可以長得越來越大,長的越來越快。它會刺激附近血管數百個新毛細血管的生長,使其產生營養和氧氣。
血管生成的研究:
正在進行很多血管生成的研究。研究發現腫瘤邊緣的血管生成因子非常高。阻止血管生長的藥物(抗血管生成藥物)可以阻止癌細胞生長到周圍組織或擴散。他們通常不能完全清除癌細胞,但在某些情況下可能縮小或阻止腫瘤生長。
一些抗血管生成藥物可以控制某些類型的癌症。
癌症是如何擴散到周圍組織的?
當腫瘤長得越大,它就在人體內佔據更多的空間。癌症可以對周圍組織造成壓迫。它還可以直接進入附近的身體結構。這叫做局部入侵/浸潤。癌症是如何長入腫瘤周圍正常組織的,我們目前還不能完全了解。在癌症的早期階段,腫瘤通常是良性的,並且局限於組織的正常邊界內。然而,隨著腫瘤的生長和惡變,它們獲得突破這些邊界的能力並侵入鄰近組織。
癌症可能從它開始的地方,只是隨機的往一個方向成長。然而,腫瘤可以更容易的擴散到一些組織。例如,有很強的內壁和緻密組織的大的血管,例如軟骨組織,腫瘤很難長進去。所以在局部,腫瘤會沿著「阻力最小的路徑」生長。這意味著他們可能只是採取最容易前行的路線,看起來癌細胞比我們很多人都要聰明吧,畢竟我們經常是不撞南牆不回頭的啊(寫到這裡笑哭了)。
腫瘤可能生長到周圍組織的3種不同的方式:即組織、血液和淋巴系統。一個特定的腫瘤可能會使用所有這3種擴散途徑。最常用哪種方式擴散將取決於腫瘤的類型,也部分取決於腫瘤在體內生長的部位。
腫瘤生長對附近組織的壓迫:
隨著腫瘤的生長並佔據更多的空間,它開始壓迫附近的正常組織。腫瘤的生長會強行突破正常的組織,如下圖所示:
腫瘤會發生這種手指形狀的生長,是因為生長的癌症能更容易穿過/突破一些路徑。例如,癌症可能在兩層肌肉組織之間生長,而不是直接穿過一個特定的肌肉。
當腫瘤生長時,它會擠壓和阻塞所在部位的小血管。由於低血氧水平,一些正常的組織就會開始死亡。這使得癌症更容易繼續沿著它的路徑推進,實在是兇殘。
酶的利用:
一些正常細胞產生名為酶的化學物質,酶能分解細胞和組織。細胞利用酶來攻擊入侵的細菌和病毒。他們也使用酶分解和清除身體受損的部位。受損的細胞必須被清除,這樣身體可以產生新的細胞來更換。這是自然癒合過程的所有部分。
許多腫瘤中含有的這些酶,比正常組織含有的酶的數量要更大得多。一些癌症中也含有大量的產生的酶的正常白細胞。他們是身體對癌症免疫反應的一部分。我們還不確定這些酶是從哪裡來的,但是它們可能使癌症更容易穿過健康的組織形成一條通路。
當癌細胞穿透並分解正常組織時,由於鄰近血管受到損傷,可能會導致出血。
癌細胞通過組織:
癌細胞與正常細胞的一個不同之處,在於它們可以更容易移動和遷移。因此,有可能癌細胞擴散到鄰近組織的方式之一是細胞的直接遊走,癌細胞真的為了發展壯大和擴散窮盡了洪荒之力啊。
正常細胞表面有粘附分子,使細胞粘附在其他細胞的細胞膜上。這種粘附有助於細胞停留在適當的位置,也有助於細胞間信號的傳遞。但是癌細胞失去了使其與鄰近細胞結合的粘附分子。有些癌細胞有能力通過血液或淋巴液轉移或擴散到身體的其他部位。一旦進入血流,癌細胞釋放化學信使,稱為趨化因子,使它們通過血管進入周圍組織。
科學家們已經發現了癌細胞產生的一種刺激他們遊走的物質。這種物質似乎在癌症的局部擴散中起著重要作用。
這項研究很有趣,因為如果發現了一種能幫助癌細胞移動的物質,那麼研究人員就可以開始尋找阻止這種物質工作的方法。他們可能也能找到阻止癌細胞產生這種物質的方法。如果癌症的擴散可以被停止,它可能更容易治癒。
研究人員還試圖了解癌細胞在移動和擴散到身體其他部位時如何改變自身的形狀。
癌症是如何擴散到其他部位的?
原發性和繼發性癌症:
腫瘤在體內開始生長的部位被稱為原發性癌症或原發部位。如果癌細胞擴散到身體的另一部分,新的癌症部位被稱為繼發性癌症或轉移灶。
一些癌症可能擴散到身體的多個部位形成多個繼發性癌症或多處轉移。
癌症如何擴散到身體的其他部位?
癌細胞可以被血液或淋巴系統中輸送到身體的其他部位。在那裡他們可以長成新的腫瘤。
該圖顯示了一個已經擴散到肝臟的原發性腸道的癌症。
為了擴散,原發癌中的一些細胞必須分裂,向身體的另一部分遷移,並在那裡開始生長。癌細胞不像正常細胞那樣粘在一起。它們也可能產生刺激它們移動的物質。
血液在體內總是向同一方向循環。血液循環有助於解釋某些癌症是如何擴散到身體的特定部位的。例如,結腸癌常常擴散到肝臟。這是因為血液循環從腸道回到心臟的過程中會經過肝臟。如果大腸中出現癌症,一些癌細胞進入血液循環,它們可能會在血液流經時粘附在肝臟里。然後,他們可以從血管內穿過管壁到肝臟,繼續生長發展成為繼發性癌症。
不同癌症常見的轉移部位:
圖表顯示的是出現在覆蓋於身體組織內壁細胞中的腫瘤,例如腸壁。腫瘤在使細胞保持在適當位置的基底膜上生長。
然後,一些細胞進入該部位的小淋巴管或毛細血管。
通過血液循環擴散:
如果癌細胞進入小血管,然後可以隨後進入血液。它們被稱為循環腫瘤細胞(CTC)。
研究人員目前正在研究使用血液檢測來發現循環腫瘤細胞來診斷癌症,並避免像活檢這樣侵入性的檢查。他們也在研究是否能夠檢查循環癌細胞來預測哪種治療方法對每個病人最有效。
循環血液中一路清掃癌細胞,直到他們被困在某處。通常他們被困在被稱為毛細血管的很小的血管中。
然後細胞必須穿過毛細血管壁,進入附近器官的組織。如果條件適合它生長,有它所需要的營養的話,細胞就可以繁殖形成新的腫瘤。
這是一個相當複雜的旅程,大多數的癌細胞都無法生存。可能在成千上萬的癌細胞中,只有少數能存活下來,形成繼發性癌症(轉移)。
有些癌細胞可能是由我們免疫系統中的白細胞殺死的。其他癌細胞可能會因為血流湍急而死亡。
在湍急的血流中,血液循環中的癌細胞可能會試圖粘附血小板形成團塊,給自己一些保護,真的是機智得很啊。血小板是幫助血液凝固的血細胞。這也有助於癌細胞在下一個毛細血管網中被過濾出來,這樣它們就可以進入周圍的組織。
淋巴系統是什麼?
我們的身體內有淋巴管和淋巴結組成的網路。這個網路是人體免疫系統的一部分。它收集體液、廢物和人體組織內血液外的其他物質(例如病毒和細菌)。
淋巴管很像運載全身血液的靜脈血管,但是和血管輸送血液不同,淋巴管輸送的是清澈的水狀液體——淋巴液。淋巴系統是身體中的管道和腺體網路,過濾體液並抵抗感染。它也設置陷阱捕捉受損或有害的細胞例如癌細胞。
如果癌細胞進入靠近原發腫瘤的小淋巴管,它們就可以進入附近的淋巴腺。癌細胞可能會被困在那裡。在淋巴腺中,它們可能被破壞,但有些可能存活並生長,在一個或多個淋巴結中形成腫瘤。醫生稱此為淋巴結轉移擴散。
癌症是如何擴散到淋巴結的?
癌症可以從癌症開始的地方(原發部位)擴散到身體的其他部位。
當癌細胞脫離腫瘤時,它們可以通過血液或淋巴系統到達身體的其他部位。癌細胞可以通過血液到達遠處器官。如果它們通過淋巴系統擴散,癌細胞可能會最終留在淋巴結中。無論哪種方式,大多數逃離的癌細胞在他們開始在其他地方生長之前,就已經死亡或被殺滅。但一兩個癌細胞可能定居在一個新的部位,開始成長,並形成新的腫瘤。癌症擴散到身體的其他部位被稱為癌症轉移。
為了使癌細胞擴散到身體的其他部位,癌細胞必須經歷許多改變。首先他們必須能夠脫離原來的腫瘤,然後附在淋巴管或血管的外壁上。然後,他們必須經由血管壁和血液或淋巴結一起流動到新的器官或淋巴結。
當癌症在淋巴結內生長時,通常會影響腫瘤附近的淋巴結。這些淋巴結已經做了過濾或殺死癌細胞的大部分工作。
微轉移:
微轉移是癌症擴散(轉移)的很小的區域,太小以至於看不到。癌細胞的某些區域太小,以至於無法在在任何類型的影像(如CT和磁共振)掃描中顯示出來。
對於某些類型的癌症,血液檢測可以檢測出癌細胞釋放的某些蛋白質。這些可能表明體內有很小的、影像檢查無法顯示的轉移灶。但對大多數癌症,血液檢測不能判斷癌症是否擴散。
對大部分癌症,醫生只能說一個病人是否可能有微轉移。這可能是基於以下因素:
· 此前許多以同樣方式治療的其他病人的經驗。醫生總結和發表這些信息互相學習。
· 手術過程中切除的腫瘤血管是否存在癌細胞(如睾丸癌)。如果發現癌細胞,癌細胞就更有可能到達血液並擴散到身體的其他地方。
· 癌症的等級(細胞異常的程度):等級越高,癌細胞生長的速度越快,細胞擴散的可能性也越大。
· 手術中切除的淋巴結是否含有癌細胞(如乳腺癌或腸癌)。如果淋巴結含有癌細胞,這表明癌細胞已經脫離了原來的原發病灶。但有目前還沒有辦法知道是否細胞已經擴散到身體的其他部位。
這個信息在癌症治療上是很重要的。如果醫生認為微轉移可能存在,他們可以提供輔助的治療,如化療、放療或激素治療。這樣做的目的是在癌細胞團生長增大到足以在影像檢查中看到之前,殺死任何區域的癌細胞。因此,一些合適的輔助治療可能增加癌症的治癒機會。
----更多文章請到尚方慧診講腫瘤 - 知乎專欄;更多回答請看尚方慧診SFHZ
----關注微信公眾號(sfhz-patient)獲得更多腫瘤專業資訊和國內外腫瘤就醫深度見解
癌細胞擴散的途徑:1.直接蔓延;2.轉移:淋巴道轉移、血道轉移、種植性轉移
癌細胞轉移比患上癌症更加危險,那麼,癌細胞為什麼會轉移呢?
癌細胞之所以很不安分,在人體內到處橫行,跟它特殊的生長方式有密切的關係。一是癌細胞分裂周期短,繁殖速度快,由於數量急劇地增加,原有的空間容納不下那麼多細胞,腫瘤邊緣的細胞就被"擠"進周圍的組織。二是由於癌細胞表面的化學組成及結構的特殊性,使癌細胞間的粘著力低,連接鬆散,容易與癌塊脫離,為擴散創造了條件。三是癌細胞能分泌特殊物質,溶解及破壞周圍組織,為擴散轉移開闢了道路。這就使得癌細胞擴散轉移的速度很快。
再問:有些患者做過手術和放化療,已經選用了標準的治療手段,為什麼還會複發和轉移?
雖然手術是腫瘤治療首選,可切除較大的腫瘤組織,但對循環腫瘤細胞無能為力,一旦機體的免疫功能低下,清除散在腫瘤細胞的能力不足,就容易轉移和複發;放療也是局部治療手段,同樣無法對付放射野之外的病灶,無法消滅循環腫瘤細胞。化療對於化療敏感的細胞能有效殺傷,但在殺死腫瘤細胞的同時,也會對正常細胞及機體免疫和造血功能帶來很大損害,且腫瘤細胞容易產生耐藥性。一些散落的零星腫瘤細胞就是腫瘤複發和轉移的種子,它可能會遊動到全身任何部位,如果局部的環境允許,就有可能留下來,生長、繁殖,並最終形成新的腫瘤。建議將問題換為「簡述腫瘤轉移機制」,自行檢索,CNKI上有綜述,大部分腫瘤學教材上有這一章,實在不行百度也可
樓上@阿東WitK 用很簡單的一句話就說了大概。那麼為方便非專業人士,來個漢語常用字解釋版:
字面上看,腫瘤,腫起來的瘤嘛。
細胞是大家都大致有概念的東西吧,想像身體某處細胞不正常增生了,一大坨長在同一個地方,那裡是不是會腫起來嗷?這一大坨裡面各種亂七八糟的東西和周圍正常細胞相比,異常程度越高,腫瘤的「壞」度越大,良性腫瘤可以治療到痊癒,惡性腫瘤就是我們常說的癌症啦。
好了,聯繫一下生活中的例子,坨狀物是不是可以掰開來?或者不叫掰開來,就是這一坨醬和那一坨黏糊糊的分開了,分開了就分開了嘛。腫瘤也如此。這個部位的一大坨,太大了不容易活了,掰一半扔到其他地方去,紮根了繼續長大,那就是腫瘤轉移了。你能阻止這坨噁心的東西在身體的各種管子里到處跑嗎,目前暫時不能。
常見的有胃癌啦,你覺得往哪裡轉移最方便?沒錯是腸子。
還有肝癌啦,心肝肺一起說的嘛,肝癌轉肺癌也常見嗷?
這種事都是及早發現及早治療的,去醫院抽個血做生化就行,拿到的單子上有一欄叫甲胎蛋白,或者叫AFP,如果很高那就要當心啦。【不過孕婦就不一定了,還有,如果之前有肝損傷/肝捐贈移植也有可能出現AFP升高,這一點當年在檢驗科實習的時候某生化組老師反覆強調=。=
順便,有一種叫做基底細胞瘤的,是唯一不會轉移的,不過容易複發。【不排除我的病理書過淺沒寫稀有病理哈,我病理60病理實驗61水過的。。。
還有就是,有一種叫做副腫瘤綜合征的東西。身體里長了那一坨東西以後,人有時會出現各種各樣的不舒服癥狀,有些明擺著和你長得那一坨癌變細胞沒有太大的直接關係,但是你就是不舒服,怎麼辦呢,醫生把這類全部叫做副腫瘤綜合征,什麼樣稀奇古怪的表現都有,當然也有什麼都不表現的,大千世界嘛。
癌細胞表面糖蛋白比正常細胞少。黏著性降低,容易從組織中遊離。
1.直接蔓延,局部侵潤;2.轉移:淋巴道轉移、血道轉移、種植性轉移
昨天病理才考過
腫瘤細胞特殊之處在於其瘋狂的增殖和黏連性差,這樣導致某些時候,當腫瘤細胞進入到快速分裂期的時候,病人病情就發展很快。舉個例子,你家出現一隻蟑螂,瘋狂繁殖之後成為很多蟑螂,然後很可能跑到鄰居家去。。。鄰居就也悲劇了。
所以,如果早期還只是一隻蟑螂的時候就把它消滅,安全型就大大提高。蟑螂越多,想根除越難,當然,腫瘤細胞是否轉移也有個體差異,樓上的牛們都提到淋巴轉移是比較常見和危險的,淋巴液體循環導致你永遠不知道腫瘤細胞會在哪裡紮根,腫瘤切除之後,再發也可能是原發或轉移。
看題主的意思,可能會涉及到腫瘤切除之後的轉移,於是想起原來TED上的熒游標記確認腫瘤區域切除和擴散的方法,可惜還未能廣泛應用於臨床,不然覺得對病人大有裨益,感興趣的可以找出來看下。
以前認為,癌症的根源在於基因變異;但是在這種理論下,很難理解擴散性癌細胞表現出的那些非常標誌性的行為:它們會吞噬周圍的細胞,脫離當前的組織,穿過血管壁,進入血液循環,不被免疫系統攻擊,再次穿過血管壁,有選擇、有優先性地攻擊某些組織(肝臟、肺部、骨髓、傷口)……這一系列訓練有素的行為,非常不可能是由完全隨機的基因變異造成的……
而人體中有一種細胞,和擴散性癌細胞這一系列的行為完全一致——巨噬細胞(它們產生於脊髓,隨血液循環遊遍全身,並且會優先到身體的傷口處,或者肝臟、肺部等組織,以替換這些組織中的駐留巨噬細胞)。另外,擴散性癌細胞中還有非常高水平的組織蛋白酶(可以分解蛋白質,為什麼某些癌組織會腐爛……),這又是巨噬細胞的特徵……
現在越來越多的理論支持,癌症是一種代謝疾病,癌細胞是由於線粒體受損而產生的。而擴散性癌細胞,則是巨噬細胞與癌細胞融合後的結果,或者是在癌組織的環境中,巨噬細胞原本正常的線粒體受損導致的。
更多信息,請移步:
癌,貪糖者;貪糖者癌。 - 原始飲食 - 知乎專欄
歡迎交流。
植物學上有個「頂端優勢」的概念。頂端的芽會抵制下面的芽的生長。如果把頂端的芽去了,下面的芽失去抑制,就可以生長了。
癌症的擴散是類似的。一般是手術將最大的腫瘤去除後,身體裡面其他的大大小小的腫瘤之芽就有機會生長了。
非主流意見,隨意一說。僅供參考。
長征以及轉移根據地
癌症是一種基因疾病,意味著特定細胞中編碼基因的DNA發生突變。當然,單個細胞在整個分裂周期內均可發生突變,有些突變是先天遺傳的,有些突變是後天獲得的,但有時候控制細胞生長的基因,在特定位點能獲得足夠的突變,致使這些細胞複製失去控制。這些細胞與正常細胞的不同之處在於它們不會自然死亡,而其他細胞會經歷程序性死亡。有時,你的免疫系統會把這些細胞當作目標並殺死它們。但若你得了癌症,而免疫系統的反應無法殺死這些細胞,這並不表示你的免疫系統出了問題,而是癌症已找到逃避免疫細胞的辦法了。如果癌變細胞繼續生長和突變,它們就能獲得穿越天然屏障的能力(如將細胞和組織隔離的膜),然後擴散至整個血液中。因此,癌細胞有點像超級細胞,儘管你的身體盡最大努力去阻止它們,它們還是會繼續生長。
參考自嘉會醫學研究與教育集團醫學叢書《與癌共舞》
更多問題,可以關注我的微信公眾號:嘉會醫療JiahuiHealth
重新回答一遍吧。先說腫瘤分期怎麼寫的TNM分期法,分別代表,局部腫瘤,淋巴結,遠處轉移。淋巴結也會分局部和遠處。那麼腫瘤轉移方式就有了,腫瘤本身的局部浸潤,淋巴管轉移,遠處屬於血管轉移。還有腹腔盆腔的種植轉移。挺好理解挺好記憶的吧
我覺得就好比你買了一箱子蘋果,中間有一個輕微腐爛,爛水粘到別的蘋果......慢慢就全都爛掉了!
就是一個癌細胞從自己活膩的地方到另一個癌細胞活膩的地方去了~
癌症擴散是一種癌細胞無限分化,這種分化與一般分化不同,一般的細胞分化到了一定的值便停止分化,而癌細胞會一直不停分化,特別是攻擊完身體里的白細胞之後。
包括通過淋巴道、血道,還有一種是種植性轉移, 早期一般是淋巴道,中晚期血道,要看腫瘤類型
推薦閱讀:
※在中國取錢時突遇 ATM 機多吐錢,如何保障自身安全?
※買什麼樣的枕頭對頸椎最好?
※為什麼許多升降電梯上的按鈕沒有設置「取消」功能?
※怎樣選擇合適的尿不濕?或者尿不濕和尿布哪個更好?
※「鴨脖子上有淋巴,而淋巴是排毒的,所以不宜多吃」的說法正確嗎?