Рост и прогрессия опухоли

Рост и прогрессия опухоли описывают, как новообразование увеличивается со временем и как оно становится биологически более агрессивным. Рост отражает баланс между пролиферацией и потерей клеток, в то время как прогрессия — это тенденция опухолей приобретать, посредством клональной эволюции, все более злокачественные субпопуляции. Микроокружение опухоли, включая кровоснабжение, стромальные и иммунные клетки, формирует оба этих процесса.

Definition

Рост опухоли — это чистое увеличение массы опухоли, регулируемое балансом пролиферации и потери клеток, в то время как прогрессия опухоли — это приобретение со временем, посредством клональной эволюции, субпопуляций с все более злокачественными характеристиками.

Scope

Эта тема охватывает кинетику роста опухоли (пролиферация, потеря клеток и ростовая фракция), зависимость растущих опухолей от ангиогенеза, клональную эволюцию и гетерогенность, которые способствуют прогрессии к более агрессивным фенотипам, а также роль микроокружения опухоли. Это механистическая, справочно-образовательная тема, которая не предоставляет рекомендаций по лечению.

Core questions

• Что определяет скорость роста опухоли?
• Почему растущей опухоли требуется образование новых кровеносных сосудов?
• Как клональная эволюция способствует прогрессии к большей злокачественности?
• Как микроокружение опухоли влияет на рост и прогрессию?

Key concepts

• Ростовая фракция и время удвоения
• Пролиферация клеток против потери клеток
• Ангиогенез опухоли
• Клональная эволюция
• Внутриопухолевая гетерогенность
• Микроокружение опухоли и строма
• Давление отбора и клональная экспансия

Key theories

Клональная эволюция и гетерогенность опухоли

Опухоли представляют собой эволюционирующие клеточные популяции, в которых постоянные генетические изменения и отбор порождают внутриопухолевую гетерогенность, позволяя более агрессивным или резистентным субклонам размножаться и способствуя прогрессии к злокачественности.

Ангиогенный переключатель

Помимо небольшого размера, расширение опухоли зависит от индукции новых кровеносных сосудов; приобретение чистого проангиогенного баланса является одной из способностей, позволяющих поддерживать рост опухоли.

Mechanisms

Рост опухоли зависит от ростовой фракции — доли активно делящихся клеток — и от баланса между пролиферацией и потерей клеток в результате гибели или дифференцировки; даже небольшие ростовые фракции со временем могут привести к образованию больших опухолей. Как только опухоль превышает пределы диффузии, для дальнейшего расширения требуется ангиогенез для обеспечения кислородом и питательными веществами. Прогрессия обусловлена клональной эволюцией: нестабильность генома порождает варианты субклонов, а отбор под давлением микроокружения благоприятствует тем, которые обладают преимуществами в росте, выживании или инвазии, что приводит к внутриопухолевой гетерогенности. Окружающая строма, сосудистая сеть и иммунные клетки активно формируют эту динамику, а не являются пассивными наблюдателями.

Clinical relevance

Концепции кинетики роста, гетерогенности и микроокружения лежат в основе классификации опухолей, интерпретации маркеров пролиферации и обоснования комбинированных подходов, которые предвосхищают клональную эволюцию. В качестве справочной темы она объясняет, почему опухоли прогрессируют и становятся гетерогенными; она описывает биологию, а не дает рекомендации по индивидуальному лечению.

Epidemiology

Скорость роста и прогрессия значительно варьируются между типами опухолей и даже в пределах одной опухоли с течением времени, что способствует различиям в клиническом течении и исходе. Гетерогенность и клональная эволюция помогают объяснить, почему в остальном схожие опухоли могут вести себя по-разному.

History

Количественное исследование роста опухолей в середине XX века установило, что опухоли увеличиваются в соответствии с ростовой фракцией и потерей клеток, а не равномерной пролиферацией. Модель клональной эволюции Ноуэлла 1976 года переосмыслила прогрессию как дарвиновский отбор внутри опухолей, а более поздние работы по ангиогенезу и микроокружению интегрировали рост, сосудистое снабжение и стромальные взаимодействия в современное динамическое представление, отраженное в концепции отличительных признаков.

Key figures

• Peter Nowell
• Douglas Hanahan
• Robert Weinberg
• Charles Swanton

Seminal works

• nowell-1976
• hanahan-weinberg-2011
• burrell-2013

Frequently asked questions

Почему опухоль с низкой долей делящихся клеток все равно может вырасти большой?

Размер опухоли отражает чистый баланс между производством и потерей клеток с течением времени. Даже скромная ростовая фракция, поддерживаемая в течение многих циклов с ограниченной потерей клеток, может привести к образованию большой опухоли; наоборот, высокая пролиферация, компенсируемая высокой потерей клеток, может расти медленно.

Что такое внутриопухолевая гетерогенность и почему она важна?

Это генетическое и фенотипическое разнообразие среди клеток в пределах одной опухоли, порожденное клональной эволюцией. Это важно, потому что разные субклоны могут отличаться по агрессивности и по реакции на данный подход, что усложняет характеристику и лечение.