การแพร่กระจายของมะเร็ง

การแพร่กระจายของมะเร็ง (Metastasis) คือการที่เนื้องอกร้ายแพร่กระจายจากตำแหน่งเริ่มต้นไปยังเนื้อเยื่อที่อยู่ห่างไกลออกไป ซึ่งจะก่อให้เกิดเนื้องอกทุติยภูมิขึ้นมา กระบวนการนี้ดำเนินไปตามลำดับขั้นตอน ได้แก่ การรุกรานเฉพาะที่ การเข้าสู่หลอดเลือด การอยู่รอดในระบบไหลเวียนโลหิต การออกจากระบบไหลเวียนโลหิตในตำแหน่งที่ห่างไกล และการเจริญเติบโต ซึ่งเรียกว่า กระบวนการแพร่กระจายของมะเร็ง (metastatic cascade) เนื่องจากเป็นสาเหตุหลักของการเสียชีวิตจากโรคมะเร็ง การแพร่กระจายของมะเร็งจึงเป็นหัวใจสำคัญในการทำความเข้าใจความร้ายแรงของโรค

Definition

การแพร่กระจายของมะเร็ง (Metastasis) คือกระบวนการที่เซลล์มะเร็งร้ายแพร่กระจายจากเนื้องอกปฐมภูมิผ่านกระบวนการหลายขั้นตอน ได้แก่ การรุกราน การเข้าสู่หลอดเลือด การอยู่รอดในระบบไหลเวียนโลหิต การออกจากหลอดเลือด และการตั้งรกราก เพื่อสร้างเนื้องอกทุติยภูมิในตำแหน่งที่อยู่ห่างไกลทางกายวิภาค

Scope

หัวข้อนี้ครอบคลุมขั้นตอนของกระบวนการแพร่กระจายของมะเร็ง เส้นทางการแพร่กระจาย (ทางน้ำเหลือง ทางกระแสเลือด และทางช่องว่างในร่างกาย) การที่อวัยวะมีแนวโน้มที่จะเป็นเป้าหมายของการแพร่กระจายตามแนวคิด "เมล็ดพันธุ์และดิน" (seed-and-soil concept) และโปรแกรมระดับเซลล์ เช่น การเปลี่ยนผ่านของเซลล์เยื่อบุผิวเป็นเซลล์มีเซนไคม์ (epithelial-mesenchymal transition) ที่ช่วยให้เกิดการรุกรานและการแพร่กระจาย หัวข้อนี้เป็นหัวข้อเชิงกลไกและให้ความรู้เชิงอ้างอิง และไม่ได้ให้คำแนะนำในการรักษา

Core questions

• ขั้นตอนตามลำดับของกระบวนการแพร่กระจายของมะเร็งมีอะไรบ้าง?
• เซลล์เนื้องอกแพร่กระจายไปยังตำแหน่งที่ห่างไกลด้วยเส้นทางใดบ้าง?
• ทำไมเนื้องอกบางชนิดจึงแพร่กระจายไปยังอวัยวะบางส่วนเป็นพิเศษ?
• โปรแกรมต่างๆ เช่น การเปลี่ยนผ่านของเซลล์เยื่อบุผิวเป็นเซลล์มีเซนไคม์ ช่วยให้เกิดการรุกรานและการแพร่กระจายได้อย่างไร?

Key concepts

• กระบวนการแพร่กระจายของมะเร็ง
• การรุกรานเฉพาะที่และการทำลายเยื่อบุฐาน
• การเข้าสู่หลอดเลือดและการออกจากหลอดเลือด
• เซลล์เนื้องอกที่หมุนเวียน
• การแพร่กระจายทางน้ำเหลือง ทางกระแสเลือด และทางช่องว่างในร่างกาย
• การที่อวัยวะมีแนวโน้มที่จะเป็นเป้าหมายของการแพร่กระจาย
• การเปลี่ยนผ่านของเซลล์เยื่อบุผิวเป็นเซลล์มีเซนไคม์
• การตั้งรกรากและการพักตัว

Key theories

สมมติฐานเมล็ดพันธุ์และดิน

สมมติฐานนี้เสนอโดย Paget และได้รับการทบทวนโดย Fidler โดยระบุว่าการตั้งรกรากของการแพร่กระจายของมะเร็งไม่ได้ขึ้นอยู่กับเซลล์เนื้องอกที่แพร่กระจาย (เมล็ดพันธุ์) เท่านั้น แต่ยังขึ้นอยู่กับความเข้ากันได้กับสภาพแวดล้อมจุลภาคของอวัยวะเป้าหมาย (ดิน) ซึ่งอธิบายรูปแบบการแพร่กระจายของมะเร็งที่ไม่สุ่มและจำเพาะกับอวัยวะ

ความไม่มีประสิทธิภาพของการแพร่กระจายของมะเร็ง

แม้ว่าเซลล์จำนวนมากสามารถหลุดเข้าสู่ระบบไหลเวียนโลหิตได้ แต่มีเพียงส่วนน้อยเท่านั้นที่สามารถทำทุกขั้นตอนของกระบวนการได้อย่างสมบูรณ์และเจริญเติบโตในตำแหน่งที่ห่างไกล โดยขั้นตอนการตั้งรกรากและการเจริญเติบโตทำหน้าที่เป็นอุปสรรคสำคัญที่จำกัดอัตรา

Mechanisms

การแพร่กระจายของมะเร็งดำเนินไปตามลำดับขั้นตอนที่แน่นอน เซลล์เนื้องอกจะรุกรานเฉพาะที่ก่อน โดยการย่อยสลายเยื่อบุฐานและเมทริกซ์นอกเซลล์ และได้รับความสามารถในการเคลื่อนที่ ซึ่งมักจะเกิดจากการเปลี่ยนผ่านของเซลล์เยื่อบุผิวเป็นเซลล์มีเซนไคม์บางส่วนที่ทำให้การยึดเกาะระหว่างเซลล์คลายตัวลง จากนั้นเซลล์จะเข้าสู่หลอดเลือดหรือหลอดน้ำเหลือง อยู่รอดในการขนส่งในระบบไหลเวียนโลหิต หยุดและออกจากหลอดเลือดในตำแหน่งที่ห่างไกล และสุดท้ายก็ตั้งรกรากในเนื้อเยื่อนั้นเพื่อสร้างเนื้องอกทุติยภูมิที่สามารถตรวจพบได้ทางคลินิก แต่ละขั้นตอนเป็นแบบเลือกสรรและไม่มีประสิทธิภาพ และการตั้งรกรากที่ประสบความสำเร็จขึ้นอยู่กับความเข้ากันได้ระหว่างเซลล์ที่แพร่กระจายกับสภาพแวดล้อมจุลภาคของอวัยวะเป้าหมาย ซึ่งสอดคล้องกับแนวคิด "เมล็ดพันธุ์และดิน" การพักตัวในตำแหน่งที่ห่างไกลสามารถชะลอการเจริญเติบโตได้เป็นเวลานาน

Clinical relevance

การแพร่กระจายของมะเร็งเป็นตัวกำหนดระยะของเนื้องอกและเป็นสาเหตุหลักของการเสียชีวิตจากโรคมะเร็ง ดังนั้นเส้นทางและรูปแบบการแพร่กระจายไปยังอวัยวะต่างๆ จึงเป็นพื้นฐานของระบบการจัดระยะและการตีความเนื้องอกทุติยภูมิ ในฐานะหัวข้ออ้างอิง หัวข้อนี้จะอธิบายว่าเนื้องอกแพร่กระจายได้อย่างไรและทำไม; โดยจะอธิบายชีววิทยาและไม่ใช่พื้นฐานสำหรับการจัดระยะหรือการตัดสินใจในการรักษาเฉพาะบุคคล ซึ่งต้องอาศัยการประเมินทางคลินิกและพยาธิวิทยาอย่างครบถ้วน

Epidemiology

การเสียชีวิตจากโรคมะเร็งส่วนใหญ่เกิดจากการแพร่กระจายของมะเร็งมากกว่าโรคที่ตำแหน่งปฐมภูมิ และรูปแบบการแพร่กระจายของมะเร็งมักจะจำเพาะกับอวัยวะสำหรับมะเร็งหลายชนิด รูปแบบเหล่านี้ให้ข้อมูลเกี่ยวกับการกระจายตัวที่คาดการณ์ไว้ของเนื้องอกทุติยภูมิในการปฏิบัติงานด้านการวินิจฉัย

History

สมมติฐาน "เมล็ดพันธุ์และดิน" ของ Stephen Paget ในปี 1889 เสนอว่ารูปแบบการแพร่กระจายของมะเร็งสะท้อนถึงความเข้ากันได้ระหว่างเนื้องอกกับโฮสต์มากกว่าความบังเอิญ งานวิจัยเชิงทดลองในศตวรรษที่ 20 โดยเฉพาะอย่างยิ่งโดย Fidler ได้แสดงให้เห็นถึงความไม่มีประสิทธิภาพของการแพร่กระจายและการเลือกอวัยวะเป้าหมาย และตั้งแต่ทศวรรษ 1990 เป็นต้นมา การศึกษาทางโมเลกุลเกี่ยวกับการรุกราน เซลล์เนื้องอกที่หมุนเวียน และการเปลี่ยนผ่านของเซลล์เยื่อบุผิวเป็นเซลล์มีเซนไคม์ ได้สร้างกระบวนการหลายขั้นตอนให้เป็นกรอบการทำงานที่ทันสมัยสำหรับการทำความเข้าใจการแพร่กระจาย

Debates

ความสามารถในการแพร่กระจายของมะเร็งเกิดขึ้นเมื่อใดในระหว่างการวิวัฒนาการของเนื้องอก?

ไม่ว่าความสามารถในการแพร่กระจายจะเกิดขึ้นในภายหลังในฐานะคุณสมบัติของเซลล์ย่อยขั้นสูงที่หายาก หรือถูกกำหนดค่อนข้างเร็วในการพัฒนาเนื้องอก ยังคงเป็นคำถามที่ยังคงมีการถกเถียงกันอยู่ โดยมีหลักฐานที่อ้างถึงสำหรับทั้งสองแบบจำลองเวลาและผลที่ตามมาสำหรับวิธีทำความเข้าใจการแพร่กระจาย

Key figures

• Stephen Paget
• Isaiah Fidler
• Joan Massague
• Robert Weinberg
• Jean Paul Thiery

Seminal works

• fidler-2003
• chambers-2002
• gupta-massague-2006

Frequently asked questions

สมมติฐานเมล็ดพันธุ์และดินคืออะไร?

เป็นแนวคิดที่ว่าการแพร่กระจายของมะเร็งไม่ได้เกิดขึ้นแบบสุ่ม: เซลล์เนื้องอกที่แพร่กระจาย (เมล็ดพันธุ์) จะเจริญเติบโตได้เฉพาะในที่ที่สภาพแวดล้อมจุลภาคของอวัยวะเป้าหมาย (ดิน) เข้ากันได้เท่านั้น ซึ่งอธิบายว่าทำไมเนื้องอกบางชนิดจึงมีแนวโน้มที่จะแพร่กระจายไปยังอวัยวะบางส่วนเป็นพิเศษ

ทำไมการแพร่กระจายของมะเร็งจึงถูกอธิบายว่าไม่มีประสิทธิภาพ?

แม้ว่าเซลล์จำนวนมากอาจเข้าสู่ระบบไหลเวียนโลหิต แต่มีเพียงส่วนน้อยเท่านั้นที่อยู่รอดจากการขนส่ง ออกจากตำแหน่งที่ห่างไกล และเจริญเติบโตได้สำเร็จที่นั่น ขั้นตอนการตั้งรกรากและการเจริญเติบโตทำหน้าที่เป็นอุปสรรคสำคัญ ดังนั้นเซลล์ที่แพร่กระจายส่วนใหญ่จึงไม่เคยสร้างการแพร่กระจายที่ปรากฏให้เห็นทางคลินิก