زیستشناسی و پاتوفیزیولوژی سرطان
زیستشناسی و پاتوفیزیولوژی سرطان به مطالعه چگونگی کسب تغییرات ژنتیکی و اپیژنتیکی توسط سلولهای طبیعی میپردازد که به آنها اجازه میدهد بدون توجه به کنترلهایی که بافت سالم را تنظیم میکنند، رشد کنند، زنده بمانند، تهاجم کنند و گسترش یابند. این رشته، پایه و اساس علوم پایه انکولوژی پزشکی است و توضیح میدهد که چرا نئوپلاسمها ایجاد میشوند، چگونه پیشرفت میکنند و چگونه قابلیتهای بیولوژیکی مشترک آنها هم آسیبپذیریها و هم اهداف درمانی را ایجاد میکند.
Definition
زیستشناسی و پاتوفیزیولوژی سرطان رشتهای است که نئوپلازی را در سطح سلولی و مولکولی توصیف میکند و سرطان را به عنوان بیماریای در نظر میگیرد که در آن تغییرات ارثی در سلولهای سوماتیک، جمعیتی را تولید میکنند که تکثیر مییابند، از سرکوب رشد و مرگ سلولی فرار میکنند و به تدریج تهاجم و انتشار مییابند.
Scope
این حوزه خواننده را با فرآیندهای اصلی که بدخیمی را تعریف میکنند، آشنا میسازد: قابلیتهای اکتسابی که سلولهای سرطانی را از همتایان طبیعیشان متمایز میکند، محرکهای ژنتیکی و مولکولی که آنها را آغاز و پایدار میکنند، تکامل چندمرحلهای از آغاز تا بیماری تهاجمی، نقش حمایتی ریزمحیط تومور و رگهای خونی جدید، و آبشاری که تومورها از طریق آن متاستاز میدهند. این یک نقشه مفهومی از موضوعات فرعی است تا یک بررسی جامع از هر یک؛ مدیریت بالینی در بخشهای دیگر انکولوژی پزشکی پوشش داده میشود.
Sub-topics
Core questions
- چه چیزی یک سلول سرطانی را از بافت طبیعی منشأ آن متمایز میکند؟
- کدام تغییرات ژنتیکی و مولکولی رشد بدخیم را آغاز و پایدار میکنند؟
- چگونه یک تومور از یک سلول تغییر یافته منفرد به بیماری تهاجمی و منتشر تکامل مییابد؟
- چگونه سلولهای غیربدخیم اطراف و عروق خونی از رشد تومور حمایت میکنند؟
- سلولهای سرطانی با چه مراحلی محل اولیه را ترک کرده و اندامهای دوردست را کلونیزه میکنند؟
Key concepts
- نئوپلازی و بدخیمی
- انکوژنها و ژنهای سرکوبکننده تومور
- تغییرات محرک در مقابل تغییرات مسافر
- سرطانزایی چندمرحلهای
- تکامل کلونال و ناهمگونی تومور
- ریزمحیط تومور
- رگزایی (Angiogenesis)
- تهاجم و متاستاز
Key theories
- نشانههای مشخصه سرطان (Hallmarks of cancer)
- یک چارچوب یکپارچه که پیشنهاد میکند ژنوتیپهای متنوع سلولهای سرطانی بر مجموعهای کوچک از قابلیتهای بیولوژیکی اکتسابی همگرا میشوند — مانند حفظ سیگنالینگ تکثیری، فرار از سرکوبکنندههای رشد، مقاومت در برابر مرگ سلولی، امکان جاودانگی تکثیری، القای رگزایی و فعالسازی تهاجم و متاستاز — که بعدها با ویژگیهای توانمندساز و نشانههای نوظهور گسترش یافت.
- جهش سوماتیک و تکامل کلونال
- این دیدگاه که سرطان از تغییرات ارثی در سلولهای سوماتیک منشأ میگیرد و از طریق دورهای متوالی جهش و انتخاب پیشرفت میکند و زیرکلونهای از نظر ژنتیکی متنوعی را تولید میکند که چشمانداز آنها اکنون میتواند مستقیماً از ژنوم تومور خوانده شود.
Mechanisms
بدخیمی زمانی پدیدار میشود که سلولهای سوماتیک تغییراتی را انباشته میکنند که تعادل طبیعی تکثیر، تمایز و مرگ را مختل میکند. انکوژنهای فعال شده و ژنهای سرکوبکننده تومور غیرفعال شده، کنترلهای سیگنالینگ رشد و چرخه سلولی را از حالت تنظیم خارج میکنند، در حالی که نقص در ترمیم DNA و نگهداری ژنوم، تغییرات بیشتر را تسریع میبخشد. این سلولهای تغییر یافته تحت انتخاب گسترش مییابند و کلونهای ناهمگن تولید میکنند و استرومای حمایتی و رگهای خونی جدیدی را جذب میکنند که مواد مغذی را تأمین کرده و مواد زائد را دفع میکنند. کسب قابلیتهای تهاجمی و مهاجرتی سپس به سلولها اجازه میدهد تا غشاهای پایه را بشکنند، وارد گردش خون شوند و اندامهای دوردست را کلونیزه کنند. چارچوب نشانههای مشخصه (hallmark framework) این فرآیندها را به عنوان مجموعهای تکرار شونده از قابلیتهای اکتسابی مشترک در انواع سرطان سازماندهی میکند.
Clinical relevance
درک زیستشناسی سرطان، زیربنای نحوه تفسیر پاتولوژی تومور، آزمایشهای مولکولی و پیشآگهی توسط انکولوژیستها است و توضیح میدهد که چرا درمانها به سمت محرکهای خاص یا قابلیتهای مشترک هدایت میشوند. این حوزه ماهیت مرجع و آموزشی دارد: زیستشناسی را توصیف میکند که مبنای طبقهبندی و تحقیقات است و منبعی برای توصیههای تشخیصی یا درمانی فردی نیست.
Epidemiology
نئوپلاسمها از علل اصلی مرگ و میر در سراسر جهان هستند و صدها بیماری متمایز را شامل میشوند که بر اساس بافت منشأ و ویژگیهای مولکولی تعریف میشوند. الگوهای دقیق بروز و مرگ و میر در اپیدمیولوژی سرطان و مدخلهای خاص بیماری مورد بررسی قرار میگیرند، نه در اینجا.
History
زیستشناسی مدرن سرطان از همگرایی انکولوژی ویروسی، ژنتیک سوماتیک و زیستشناسی مولکولی در نیمه دوم قرن بیستم رشد کرد، که انکوژنها و ژنهای سرکوبکننده تومور را شناسایی کرد و سرطان را به عنوان یک بیماری ژنتیکی سلولهای سوماتیک تعریف نمود. چارچوب نشانههای مشخصه (hallmarks framework) این درک را در مجموعهای کوچک از قابلیتهای مشترک ترکیب کرد و توالییابی ژنوم در مقیاس بزرگ بعدها تغییرات محرک تکرار شونده را در انواع تومورها ترسیم کرد.
Key figures
- Douglas Hanahan
- Robert Weinberg
- Bert Vogelstein
- Kenneth Kinzler
Related topics
Seminal works
- hanahan-weinberg-2000
- hanahan-weinberg-2011
- vogelstein-2013
Frequently asked questions
- آیا سرطان یک بیماری است یا چندین بیماری؟
- سرطان خانوادهای از صدها بیماری متمایز است که بر اساس بافت منشأ و پروفایل مولکولی متفاوت هستند، با این حال مجموعهای تکرار شونده از قابلیتهای بیولوژیکی اکتسابی را به اشتراک میگذارند که بدخیمی را تعریف میکند.
- نامیدن سرطان به عنوان یک بیماری ژنتیکی به چه معناست؟
- به این معنی است که سرطانها از تغییرات ارثی در DNA سلولهای سوماتیک — که معمولاً از والدین به ارث نمیرسند — ناشی میشوند که رشد، بقا و نگهداری ژنوم را از حالت تنظیم خارج میکنند.