Новообразование - Neoplasm

Новообразование
Другие имена Опухоль, опухоль, карциноциты
Рак толстой кишки 2.jpg
Образец колэктомии, содержащий злокачественное новообразование, а именно инвазивный пример колоректального рака (кратерообразная красноватая опухоль неправильной формы)
Специальность Онкология
Симптомы Кусок
Осложнения Рак
Причины Радиация , фактор окружающей среды , некоторые инфекции

Новообразования ( / п я р л æ г əm , п я ə - / ) представляет собой тип аномального и чрезмерного роста ткани . Процесс, который происходит с образованием новообразования, называется неоплазией . Рост новообразования не скоординирован с ростом нормальной окружающей ткани и продолжает расти ненормально, даже если исходный триггер удален. Этот аномальный рост обычно образует массу, которую можно назвать опухолью .

МКБ-10 классифицирует новообразования на четыре основные группы: доброкачественные новообразования , новообразования in situ , злокачественные новообразования и новообразования неопределенного или неизвестного характера. Злокачественные новообразования, также известные как рак, являются предметом внимания онкологии .

До аномального роста ткани, такого как неоплазия, клетки часто претерпевают аномальный образец роста, такой как метаплазия или дисплазия . Однако метаплазия или дисплазия не всегда прогрессируют до неоплазии, а могут возникать и при других состояниях. Слово происходит от древнегреческого νέος- neo «новый» и πλάσμα плазменный «образование, создание».

Типы

Новообразование может быть доброкачественным , потенциально злокачественным или злокачественным ( рак ).

  • Доброкачественные опухоли включают миому матки , остеофиты и меланоцитарные невусы (родинки на коже). Они ограничены и локализованы и не трансформируются в рак.
  • Потенциально злокачественные новообразования включают карциному in situ . Они локализованы, не вторгаются и не разрушаются, но со временем могут трансформироваться в рак.
  • Злокачественные новообразования обычно называют раком. Они проникают в окружающие ткани и разрушают их, могут образовывать метастазы и, если их не лечить или не реагировать на лечение, обычно приводят к летальному исходу.
  • Вторичное новообразование относится к любому классу раковых опухолей, которые являются либо метастатическим ответвлением первичной опухоли, либо явно несвязанной опухолью, частота которой увеличивается после определенных видов лечения рака, таких как химиотерапия или лучевая терапия .
  • В редких случаях может быть метастатическое новообразование без известного места первичного рака, и это классифицируется как рак неизвестного первичного происхождения .

Клональность

Неопластические опухоли часто неоднородны и содержат более одного типа клеток, но их возникновение и продолжающийся рост обычно зависят от одной популяции неопластических клеток. Предполагается, что эти клетки являются клональными , то есть происходят от одной и той же клетки, и все они несут одну и ту же генетическую или эпигенетическую аномалию, что свидетельствует о клональности. Для лимфоидных новообразований, например лимфомы и лейкемии , клональность подтверждается амплификацией одной реаранжировки их гена иммуноглобулина (для поражений В-клеток ) или гена рецептора Т-клеток (для поражений Т-клеток ). В настоящее время считается, что демонстрация клональности необходима для идентификации пролиферации лимфоидных клеток как неопластической.

Заманчиво определять новообразования как клональные клеточные пролиферации, но демонстрация клональности не всегда возможна. Следовательно, клональность не требуется при определении неоплазии.

Новообразование против опухоли

Слово опухоль или опухоль происходит от латинского слова, обозначающего опухоль , который является одним из основных признаков воспаления. Первоначально это слово относилось к любой форме опухоли , неопластической или нет. В современном английском языке опухоль используется как синоним новообразования (твердое или заполненное жидкостью кистозное поражение, которое может быть или не быть образовано аномальным ростом неопластических клеток), которое кажется увеличенным в размерах. Некоторые новообразования не образуют опухоли - к ним относятся лейкемия и большинство форм карциномы in situ . Опухоль также не является синонимом рака . Хотя рак по определению является злокачественным, опухоль может быть доброкачественной , предраковой или злокачественной .

Термины масса и узелок часто используются как синонимы опухоли . В целом, однако, термин опухоль используется в общем, без ссылки на физический размер поражения. Более конкретно, термин масса часто используется, когда поражение имеет максимальный диаметр не менее 20 миллиметров (мм) в наибольшем направлении, тогда как термин узелок обычно используется, когда размер поражения меньше 20 мм в его наибольшем измерении. (25,4 мм = 1 дюйм).

Причины

Неопластическая опухоли кожи щек, здесь доброкачественные новообразования из потовых желез , называемых hidradenoma , который не является твердым , но заполненная жидкостью
Диаграмма , иллюстрирующая доброкачественных новообразований, а именно миома на матке

Опухоли у людей возникают в результате накопленных генетических и эпигенетических изменений внутри отдельных клеток, которые заставляют клетку бесконтрольно делиться и разрастаться. Новообразование может быть вызвано аномальным разрастанием тканей, которое может быть вызвано генетическими мутациями . Однако не все типы новообразований вызывают опухолевый разрастание ткани (например, лейкоз или карцинома in situ ) и были отмечены сходства между опухолевыми опухолями и регенеративными процессами, например дедифференцировкой и быстрой пролиферацией клеток.

Рост опухоли изучался с помощью математики и механики сплошной среды . Сосудистые опухоли, такие как гемангиомы и лимфангиомы (образованные из кровеносных или лимфатических сосудов), таким образом, рассматриваются как амальгамы твердого скелета, образованного липкими клетками и органической жидкостью, заполняющей пространства, в которых могут расти клетки. В рамках этого типа модели можно иметь дело с механическими напряжениями и деформациями, а также выяснять их влияние на рост опухоли и окружающей ткани и сосудистой сети. Недавние результаты экспериментов, в которых используется эта модель, показывают, что активный рост опухоли ограничен внешними краями опухоли и что усиление жесткости лежащей в основе нормальной ткани также ингибирует рост опухоли.

Доброкачественные состояния, которые не связаны с аномальным разрастанием тканей (например, кисты сальных желез ), также могут проявляться как опухоли, но не имеют злокачественного потенциала. Другим примером являются кисты груди (которые обычно возникают во время беременности и в другое время), а также другие инкапсулированные опухоли желез (щитовидная железа, надпочечники, поджелудочная железа).

Инкапсулированные гематомы, инкапсулированная некротическая ткань (от укуса насекомого, инородного тела или другого вредного механизма), келоиды (дискретные разрастания рубцовой ткани) и гранулемы также могут быть опухолями.

Дискретные локализованные увеличения нормальных структур (мочеточников, кровеносных сосудов, внутрипеченочных или внепеченочных желчных протоков, легочные включения или дупликации желудочно-кишечного тракта ) из-за обструкции или сужения оттока или аномальных связей также могут проявляться как опухоль. Примерами являются артериовенозные свищи или аневризмы (с тромбозом или без него), желчные свищи или аневризмы, склерозирующий холангит, цистицеркоз или эхинококковые кисты, дупликации кишечника и легочные включения, наблюдаемые при муковисцидозе. Биопсия некоторых типов опухолей может быть опасной, утечка их содержимого может быть катастрофической. Когда встречаются такие типы опухолей, используются диагностические методы, такие как ультразвук, компьютерная томография, МРТ, ангиограммы и сканирование ядерной медицины до (или во время) биопсии или хирургического обследования / удаления, чтобы избежать таких серьезных осложнений.

Злокачественные новообразования

Повреждение ДНК

Центральная роль повреждений ДНК и эпигенетических дефектов в генах репарации ДНК при злокачественных новообразованиях

Повреждение ДНК считается основной причиной злокачественных новообразований, известных как рак. Его центральная роль в прогрессировании рака проиллюстрирована на рисунке в этом разделе в рамке вверху. (Центральные признаки повреждения ДНК, эпигенетических изменений и недостаточной репарации ДНК при прогрессировании рака показаны красным.) Повреждение ДНК очень распространено. Естественные повреждения ДНК (в основном из-за клеточного метаболизма и свойств ДНК в воде при температуре тела) происходят со скоростью более 60 000 новых повреждений, в среднем, на одну человеческую клетку в день [также см. Статью Повреждение ДНК (естественное происхождение ) ]. Дополнительные повреждения ДНК могут возникать в результате воздействия экзогенных агентов. Табачный дым вызывает повышенное повреждение экзогенной ДНК, и эти повреждения ДНК являются вероятной причиной рака легких из-за курения. Ультрафиолетовое излучение от солнечного излучения вызывает повреждение ДНК, что важно при меланоме. Инфекция Helicobacter pylori производит высокие уровни активных форм кислорода, которые повреждают ДНК и способствуют развитию рака желудка. Высокие уровни желчных кислот в толстой кишке людей, придерживающихся диеты с высоким содержанием жиров, также вызывают повреждение ДНК и способствуют развитию рака толстой кишки. Кацурано и др. показали, что макрофаги и нейтрофилы в воспаленном эпителии толстой кишки являются источником активных форм кислорода, вызывающих повреждения ДНК, которые инициируют онкогенез толстой кишки. Некоторые источники повреждения ДНК указаны в прямоугольниках вверху рисунка в этом разделе.

Лица с мутацией зародышевой линии, вызывающей дефицит любого из 34 генов репарации ДНК (см. Статью « Расстройство дефицита репарации ДНК» ), подвергаются повышенному риску рака . Некоторые мутации зародышевой линии в генах репарации ДНК вызывают до 100% пожизненной вероятности рака (например, мутации p53 ). Эти мутации зародышевой линии указаны в рамке слева от рисунка со стрелкой, указывающей их вклад в дефицит репарации ДНК.

Около 70% злокачественных новообразований не имеют наследственного компонента и называются «спорадическими раками». Лишь небольшая часть спорадических видов рака имеет дефицит репарации ДНК из-за мутации в гене репарации ДНК. Однако в большинстве случаев спорадического рака наблюдается дефицит репарации ДНК из-за эпигенетических изменений, которые снижают или подавляют экспрессию генов репарации ДНК. Например, из 113 последовательных случаев рака прямой кишки только четыре имели миссенс-мутацию в гене репарации ДНК MGMT , в то время как у большинства была снижена экспрессия MGMT из-за метилирования промоторной области MGMT (эпигенетическое изменение). В пяти сообщениях представлены доказательства того, что от 40% до 90% случаев колоректального рака снижают экспрессию MGMT из-за метилирования промоторной области MGMT.

Аналогичным образом, из 119 случаев колоректального рака с дефектной репарацией несоответствия, при которых отсутствовала экспрессия гена репарации ДНК PMS2, PMS2 был дефицитным в 6 из-за мутаций в гене PMS2, в то время как в 103 случаях экспрессия PMS2 была недостаточной из-за того, что его партнер по спариванию MLH1 был репрессирован из-за к метилированию промотора (белок PMS2 нестабилен в отсутствие MLH1). В других 10 случаях потеря экспрессии PMS2, вероятно, была связана с эпигенетической сверхэкспрессией микроРНК, miR-155, которая подавляет MLH1.

В дополнительных примерах эпигенетические дефекты были обнаружены с частотами от 13% до 100% для генов репарации ДНК BRCA1 , WRN , FANCB , FANCF , MGMT, MLH1 , MSH2 , MSH4 , ERCC1 , XPF , NEIL1 и ATM . Эти эпигенетические дефекты наблюдались при различных формах рака (например, груди, яичников, толстой кишки, головы и шеи). Два или три нарушения экспрессии ERCC1, XPF или PMS2 возникают одновременно в большинстве из 49 случаев рака толстой кишки, оцененных Facista et al. Эпигенетические изменения, вызывающие снижение экспрессии генов репарации ДНК, показаны в центральной рамке на третьем уровне от верхней части рисунка в этом разделе, а последующий дефицит репарации ДНК показан на четвертом уровне.

Когда экспрессия генов репарации ДНК снижается, повреждения ДНК накапливаются в клетках на более высоком, чем обычно, уровне, и эти избыточные повреждения вызывают увеличение частоты мутаций или эпимутаций. Скорость мутаций сильно возрастает в клетках, дефектных в репарации ошибочного спаривания ДНК или в гомологичной рекомбинационной репарации (HRR).

Во время репарации двухцепочечных разрывов ДНК или репарации других повреждений ДНК не полностью очищенные участки репарации могут вызывать эпигенетическое молчание генов . Недостатки репарации ДНК (уровень 4 на рисунке) вызывают повышенные повреждения ДНК (уровень 5 на рисунке), что приводит к увеличению соматических мутаций и эпигенетических изменений (уровень 6 на рисунке).

Дефекты поля, нормальная ткань с множественными изменениями (обсуждаемые в разделе ниже), являются обычными предвестниками развития неупорядоченного и неправильно пролиферирующего клона ткани в злокачественном новообразовании. Такие дефекты поля (второй уровень снизу рисунка) могут иметь множественные мутации и эпигенетические изменения.

Как только рак образуется, он обычно имеет нестабильность генома . Эта нестабильность, вероятно, связана с уменьшением репарации ДНК или чрезмерным повреждением ДНК. Из-за такой нестабильности рак продолжает развиваться и производить субклоны. Например, рак почки, отобранный в 9 областях, имел 40 повсеместных мутаций, демонстрирующих гетерогенность опухоли (т.е. присутствующих во всех областях рака), 59 мутаций, общих для некоторых (но не всех областей), и только 29 «частных» мутаций. присутствует в одной из областей рака.

Полевые дефекты

Продольно открытый недавно резецированный сегмент толстой кишки, показывающий рак и четыре полипа, плюс схематическая диаграмма, указывающая на вероятный дефект поля (область ткани, которая предшествует и предрасполагает к развитию рака) в этом сегменте толстой кишки. На диаграмме показаны субклоны и субклоны, которые были предшественниками опухолей.

Для описания этого явления использовались различные другие термины , включая «полевой эффект», «полевой канцерогенез» и «полевой канцерогенез ». Термин «полевая канцеризация» был впервые использован в 1953 году для описания области или «поля» эпителия, которое было обусловлено (в то время) в значительной степени неизвестными процессами, чтобы предрасполагать его к развитию рака. С тех пор термины «канцеризация поля» и «дефект поля» стали использоваться для описания предраковых тканей, в которых вероятно возникновение новых видов рака.

Дефекты поля важны для развития рака. Однако в большинстве исследований рака, как отмечает Рубин, «подавляющее большинство исследований рака проводилось на четко определенных опухолях in vivo или на отдельных неопластических очагах in vitro. Тем не менее, есть свидетельства того, что более 80% соматических мутаций, обнаруживаемых в опухолях толстой кишки человека с мутаторным фенотипом, происходят до начала терминальной клональной экспансии. Аналогичным образом Vogelstein et al. указывают на то, что более половины соматических мутаций, выявленных в опухолях, произошли в предопухолевой фазе (в поле дефекта), во время роста явно нормальных клеток. Точно так же эпигенетические изменения, присутствующие в опухолях, могут возникать в предопухолевых полевых дефектах.

Расширенное представление о полевом эффекте было названо «этиологическим полевым эффектом», который охватывает не только молекулярные и патологические изменения в предопухолевых клетках, но также влияние экзогенных факторов окружающей среды и молекулярных изменений в локальном микроокружении на неопластическую эволюцию от начала опухоли до пациента. смерть.

В толстой кишке дефект поля, вероятно, возникает в результате естественного отбора мутантной или эпигенетически измененной клетки среди стволовых клеток у основания одной из кишечных крипт на внутренней поверхности толстой кишки. Мутантная или эпигенетически измененная стволовая клетка может заменять другие близлежащие стволовые клетки путем естественного отбора. Таким образом, может возникнуть участок аномальной ткани. Рисунок в этом разделе включает фотографию недавно резецированного и продольно открытого сегмента толстой кишки, показывающего рак толстой кишки и четыре полипа. Под фотографией представлена ​​схематическая диаграмма того, как мог образоваться большой участок мутантных или эпигенетически измененных клеток, показанный на диаграмме большой областью желтого цвета. Внутри этого первого большого участка на диаграмме (большого клона клеток) может произойти вторая такая мутация или эпигенетическое изменение, так что данная стволовая клетка приобретает преимущество по сравнению с другими стволовыми клетками внутри участка, и эта измененная стволовая клетка может увеличиваться в размерах. клонально образуя вторичный патч или субклон внутри исходного патча. На схеме это обозначено четырьмя меньшими участками разного цвета в большой желтой исходной области. Внутри этих новых участков (субклонов) процесс может повторяться несколько раз, на что указывают еще более мелкие участки внутри четырех вторичных участков (с все еще разными цветами на диаграмме), которые клонально расширяются, пока не появятся стволовые клетки, которые генерируют либо небольшие участки. полипы или злокачественное новообразование (рак).

На фотографии очевидный дефект поля в этом сегменте толстой кишки привел к образованию четырех полипов (с указанием размера полипов 6 мм, 5 мм и двух по 3 мм, а также рака размером около 3 см в самом длинном измерении). Эти новообразования также обозначены на схеме под фотографией 4 маленькими желто-коричневыми кружками (полипы) и более крупной красной областью (рак). Рак на фотографии возник в области слепой кишки толстой кишки, где толстая кишка соединяется с тонкой кишкой (помечено) и где находится аппендикс (помечено). Жир на фото расположен снаружи по отношению к внешней стенке толстой кишки. В сегменте толстой кишки, показанном здесь, толстая кишка была разрезана вдоль, чтобы обнажить внутреннюю поверхность толстой кишки и показать рак и полипы, возникающие внутри внутренней эпителиальной выстилки толстой кишки.

Если общий процесс, в результате которого возникает спорадический рак толстой кишки, представляет собой формирование предопухолевого клона, который распространяется естественным отбором с последующим образованием внутренних субклонов в исходном клоне и суб-субклонов внутри них, то рак толстой кишки обычно должны быть связаны с полями нарастающей патологии, отражающими последовательность предраковых событий, и им предшествовать их. Наиболее обширная область аномалии (крайняя желтая неправильная область на диаграмме) будет отражать самое раннее событие в формировании злокачественного новообразования.

При экспериментальной оценке специфических дефектов репарации ДНК при раке было показано, что многие специфические дефекты репарации ДНК также возникают в полевых дефектах, окружающих эти раковые образования. В таблице ниже приведены примеры, для которых было показано, что дефицит репарации ДНК при раке вызван эпигенетическим изменением, и несколько более низкие частоты, с которыми тот же самый эпигенетически вызванный дефицит репарации ДНК был обнаружен в дефекте окружающего поля.

Частота эпигенетических изменений генов репарации ДНК при спорадических раковых заболеваниях и дефектах смежных полей
Рак Ген Частота при раке Частота дефекта поля Ref.
Колоректальный MGMT 46% 34%
Колоректальный MGMT 47% 11%
Колоректальный MGMT 70% 60%
Колоректальный MSH2 13% 5%
Колоректальный ERCC1 100% 40%
Колоректальный PMS2 88% 50%
Колоректальный XPF 55% 40%
Голова и шея MGMT 54% 38%
Голова и шея MLH1 33% 25%
Голова и шея MLH1 31% 20%
Желудок MGMT 88% 78%
Желудок MLH1 73% 20%
Пищевод MLH1 77% -100% 23% -79%

Некоторые из небольших полипов в области дефекта, показанные на фото открытого сегмента толстой кишки, могут быть относительно доброкачественными новообразованиями. Из полипов размером менее 10 мм, обнаруженных во время колоноскопии с последующими повторными колоноскопиями в течение 3 лет, 25% не изменились в размере, 35% регрессировали или уменьшились в размере, а 40% увеличились в размере.

Нестабильность генома

Известно, что рак проявляет нестабильность генома или мутаторный фенотип. ДНК, кодирующая белок в ядре, составляет около 1,5% от общей геномной ДНК. В пределах этой кодирующей белок ДНК (называемой экзомом ) средний рак молочной железы или толстой кишки может иметь от 60 до 70 мутаций, изменяющих белок, из которых примерно 3 или 4 могут быть «управляющими» мутациями, а остальные могут быть «мутациями-драйверами». «Пассажирские» мутации Однако среднее количество мутаций в последовательности ДНК во всем геноме (включая районы, не кодирующие белок ) в образце ткани рака молочной железы составляет около 20 000. В среднем образце ткани меланомы (где меланомы имеют более высокую частоту мутаций экзома ) общее количество мутаций последовательности ДНК составляет около 80000. Это сопоставимо с очень низкой частотой мутаций - около 70 новых мутаций во всем геноме между поколениями (от родителей к детям) у людей.

Высокая частота мутаций в полных нуклеотидных последовательностях при раке предполагает, что часто раннее изменение в полевых дефектах, вызывающих рак (например, желтая область на диаграмме в этом разделе), является дефицитом репарации ДНК. Большие дефекты поля, окружающие рак толстой кишки (простирающиеся примерно до 10 см с каждой стороны от рака), были показаны Facista et al. часто иметь эпигенетические дефекты в 2 или 3 белках репарации ДНК ( ERCC1 , XPF или PMS2 ) на всей площади дефекта поля. Недостаток репарации ДНК приводит к увеличению скорости мутаций. Дефицит репарации ДНК сам по себе может привести к накоплению повреждений ДНК, а склонный к ошибкам синтез трансформации после некоторых из этих повреждений может вызвать мутации. Кроме того, неправильная репарация этих накопленных повреждений ДНК может вызвать эпимутацию. Эти новые мутации или эпимутации могут обеспечить пролиферативное преимущество, создавая дефект поля. Хотя мутации / эпимутации в генах репарации ДНК сами по себе не дают селективного преимущества, они могут переноситься в качестве пассажиров в клетках, когда клетки приобретают дополнительные мутации / эпимутации, которые действительно обеспечивают пролиферативное преимущество.

Этимология

Термин новообразование является синонимом опухоли . Неоплазия означает процесс образования новообразований / опухолей, и этот процесс называется неопластическим процессом. Само слово « неопластический » происходит от греческого слова neo «новый» и « пластик» - «сформированный, отформованный».

Термин « опухоль» происходит от латинского существительного « опухоль» «опухоль», в конечном счете от глагола « опухоль», «опухать». В Британском Содружестве обычно используется орфография « опухоль» , тогда как в США это слово обычно пишется как опухоль .

В медицинском смысле опухоль традиционно означала аномальный отек плоти. Римская медицинская энциклопедист Цельс ( с. 30 до н.э.-38 н.э.) описала четыре кардинальных признаков острого воспаления , как опухоль , Dolor , Calor , и Rubor (отек, боль, увеличение тепла и покраснение). (Его трактат De Medicina был первой медицинской книгой, напечатанной в 1478 году после изобретения печатного станка с подвижным типом.)

В современном английском языке слово « опухоль» часто используется как синоним кистозного (заполненного жидкостью) образования или твердого новообразования (злокачественного или незлокачественного), при этом другие формы опухоли часто называют «опухолью» .

Смежные термины встречаются часто в медицинской литературе, где существительные опухание и припухлость (производное от прилагательного Tumescent ), являются в настоящее время медицинские термины для неопухолевых набухания. Этот тип отека чаще всего вызывается воспалением, вызванным травмой, инфекцией и другими факторами.

Однако опухоли могут быть вызваны другими причинами, а не чрезмерным ростом неопластических клеток. Кисты (например, кисты сальных желез) также называют опухолями, даже если в них нет неопластических клеток. Это стандартная терминология для выставления счетов за медицинские услуги (особенно при выставлении счетов за рост, патология которого еще не определена).

Смотрите также

использованная литература

внешние ссылки

Классификация
Внешние ресурсы