当癌症在人体内扩散时,首要因素就是细胞里脱氧核糖核酸(DNA)产生了变化或突变(mutations)。正因一个癌细胞里基因组(genome)中出现了一个突变或其它异常(DNA位于细胞核内),细胞或许会从其邻近的环境中分离并侵犯周围的组织(tissue)。其它基因组的故障让癌细胞有了侵犯周围血管或淋巴管的机会,穿过血管壁并到达身体的另一个部位;在另一个部位上,癌细胞优惠穿过血管壁并开始生长和分裂,形成一个 “继发性” 肿瘤( “secondary” tumor)或转移瘤( metastasis)。
让肿瘤细胞从原始位置游离到远端的基因是每个细胞内均有的先天禀赋。这些基因在生命的早期阶段至关重要,因为在胚胎或胎儿发育时,它们让细胞移动到所需的位置上。最终,这些基因闭合,致使细胞不能移动并帮助细胞附着在自然组织上——无论是肺脏、神经、肌肉或者人体内其它数百种组织类型。当一个突变或其它基因问题诱发基因再度活化时,肿瘤细胞就获得了在其它细胞的空隙之间移动的能力。
甚至当癌细胞游离时,它们转移到身体其它部位的能力也是不能保障的。一方面,它们或许被免疫系统攻击和摧毁。另一方面,一系列的基因变化是肿瘤细胞获得迁移及在远端组织中存活能力的必需,这包括:肿瘤细胞从原发组织中脱离,入侵并穿过周围组织,穿过一个血管或淋巴管的管壁,在向血流或淋巴移动的过程中存活下来,顺流着陆,在一个新的位置上 “落地生根” ,吸引血管来提供养分,并且在不熟悉的细胞中驻扎下来。
鲜少有癌细胞能具备上述所有的能力;大部分癌细胞在身体中游离时便消亡。甚至当它们成功地在一个新的位置上驻扎下来后,它们也往往保持多年不活跃的状态,直到再次生长的时候才会再度活化。
因转移性肿瘤细胞获得了赋予它们从原发位置上得以存活的基因变化,从分子层面上看,这些肿瘤细胞或许与原发肿瘤的细胞有所不同;故转移性肿瘤细胞或许相对不易受到有效的抗肿瘤药物的攻击。这也是转移性癌症较原发性癌症更难治的诸多主要原因之一。
转移的能力彰显了癌细胞利用基因组成和周围环境的能力。一般而言,在胚胎发育期间所涉及的基因抑制了让肿瘤细胞扩散到原发肿瘤以外部位的能力。输送营养素的血管和淋巴管、免疫系统细胞以及其它重要的媒介被肿瘤细胞用作移动到身体其它部位的 “高速通道” 。正常细胞分泌来的进入血管的物质被肿瘤细胞截获,以供养癌细胞自身