ระดับธาตุสังกะสีในเนื้อเยื่อมะเร็งเต้านม
(Zinc levels in breast cancer tissue)
ธีรยสถ์ นิมมานนท์
ภาควิชาพยาธิวิทยา ชั้น 6 อาคารเจ้าฟ้าเพชรรัตน วิทยาลัยแพทยศาสตร์พระมงกุฎเกล้า
เลขที่ 317 ถนนราชวิถี แขวงทุ่งพญาไท เขตราชเทวี จังหวัดกรุงเทพมหานคร รหัสไปรษณีย์ 10400
โทรศัพท์: +66 (0) 89 050 7776 และ +66 (0) 95 175 3052 โทรสาร: +66 (0) 2 354 7791
Email: thirayost@pcm.ac.th, thirayost@pcmpathology.org, thirayost@outlook.com
ส่งต้นฉบับ: |
วันที่ 1 เดือนกุมภาพันธ์ พ.ศ. 2564 |
รับลงตีพิมพ์: |
วันที่ 8 เดือนกุมภาพันธ์ พ.ศ. 2564 |
ตีพิมพ์เผยแพร่: |
วันที่ 26 เดือนมีนาคม พ.ศ. 2564 |
มะเร็งเต้านมเป็นมะเร็งของอวัยวะภายในที่พบได้บ่อยที่สุดในเพศหญิง และเป็นสาเหตุการเสียชีวิตจากมะเร็งอันดับต้น ๆ ทั่วทั้งโลก(1) โดยมะเร็งชนิดนี้เป็นมะเร็งที่ได้รับการวินิจฉัยมากที่สุดเช่นเดียวกัน ตามสถิติของสถาบันมะเร็งในปี พ.ศ. 2561(2) ด้วยเหตุนี้ มะเร็งเต้านมจึงนับเป็นปัญหาทางสาธารณสุขที่สำคัญอย่างยิ่งยวดทั้งในระดับประเทศและในระดับโลก โดยมีความจำเป็นอย่างยิ่งที่จะต้องให้การวินิจฉัยอย่างรวดเร็ว รักษาอย่างทันท่วงที และให้การรักษาด้วยยาเคมีบำบัดที่มีประสิทธิภาพในรายที่โรคอยู่ในระยะลุกลาม
ปัจจุบันมะเร็งเต้านมไม่ได้แบ่งประเภทเพียงแค่จากลักษณะของเซลล์ที่พบเท่านั้น แต่ยังได้มีการแบ่งประเภทโดยลักษณะการแสดงออกตามการแสดงออกของตัวรับฮอร์โมนเอสโตรเจน (Oestrogen receptor) และตัวรับโปรเจสเตอโรน (Progesterone receptor) ที่นิวเคลียส และตัวรับปัจจัยกระตุ้นการเติบโตของเซลล์เบื่อบุผิว (Human epidermal growth factor receptor, HER2) ที่เยื่อหุ้มเซลล์ ซึ่งจะมีความสำคัญอย่างยิ่งต่อการกำหนดแนวทางการรักษาในกรณีที่ต้องให้เคมีบำบัดว่า จะเลือกใช้ยากลุ่มใดที่จะเฉพาะเจาะจงต้องผู้ป่วยแต่ละราย ตามหลักการดูแลสุขภาพเฉพาะบุคคล(3) โดยรวมถึงการพิจารณาใช้ยารักษามะเร็งอย่างตรงจุด (Targeted therapy)(4)
อย่างไรก็ตามผู้ป่วยร้อยละ 12 – 20 ไม่มีการแสดงออกของทั้งตัวรับฮอร์โมนและตัวรับปัจจัยกระตุ้นการเติบโตของเซลล์เบื่อบุผิว เรียกว่า "มะเร็งเต้านมชนิดทริปเปิ้ลเนกาทีฟ (Triple negative breast cancer)" ซึ่งเป็นมะเร็งเต้านมชนิดที่รุนแรง มีพยากรณ์โรคที่ไม่ดี และไม่ได้รับประโยชน์จากการรักษาด้วยยาฮอร์โมนหรือยารักษามะเร็งอย่างตรงจุด(5) ด้วยเหตุนี้การพัฒนายาสำหรับผู้ป่วยกลุ่มนี้จึงยังมีความจำเป็นอย่างมาก เพื่อเพิ่มการอยู่รอดและพัฒนาคุณภาพชีวิตของผู้ป่วยเหล่านี้
จากการศึกษาพบว่า เนื้อเยื่อมะเร็งเต้านมมีปริมาณของธาตุสังกะสีสูงกว่าเนื้อเยื่อเต้านมปกติประมาณ 2 – 7 เท่า(6–9) ซึ่งสัมพันธ์กับการเปลี่ยนแปลงของการแสดงออกของโปรตีนขนส่งธาตุสังกะสีในเซลล์มะเร็งเต้านม(10) โดยการสูญเสียการควบคุมของสมดุลธาตุสังกะสี ส่งผลให้มีปริมาณธาตุสังกะสีเพิ่มขึ้น และเกิดการกระตุ้นสารที่ส่งเสริมความรุนแรงของชีววิทยาของเซลล์มะเร็งเต้านม รวมถึงการเติบโตที่เพิ่มขึ้น การรุกราน และการกระจายไปยังอวัยวะอื่นๆ(11) การควบคุมปริมาณธาตุสังกะสีในเซลล์มะเร็งเต้านม จึงอาจเป็นกลยุทธ์หลักในการควบคุมการเจริญเติบโตและความรุนแรงของเซลล์มะเร็งเต้านม ซึ่งอาจช่วยทั้งช่วยเพิ่มประสิทธิภาพของยาเคมีบำบัดชนิดอื่น ๆ และเป็นประโยชน์ต่อผู้ป่วยทีไม่มียารักษาที่จำเพาะอื่น ๆ ได้ด้วย
ธาตุสังกะสีมีฤทธิ์ในการส่งเสริมการทำงานของระบบภูมิคุ้มกัน และการกำจัดสารอนุมูลอิสระในร่างกาย ด้วยเหตุนี้ จึงเป็นที่ยอมรับกันอย่างแพร่หลายว่า ธาตุสังกะสีมีฤทธิ์ในการป้องกันการเกิดมะเร็ง(12) ซึ่งความเชื่อดังกล่าวได้รับการสนับสนุนด้วยการพบว่า ผู้ป่วยมะเร็งชนิดต่าง ๆ มีระดับธาตุสังกะสีในซีรั่มน้อยกว่าผู้ที่ไม่ได้เป็นมะเร็ง ไม่ว่าจะเป็นมะเร็งเต้านม มะเร็งบริเวณศีรษะและคอ มะเร็งปอด มะเร็งทางเดินอาหาร มะเร็งตับ มะเร็งถุงน้ำดี มะเร็งระบบสืบพันธุ์สตรี และมะเร็งต่อมลูกหมาก(10) การตรวจหาปริมาณธาตุสังกะสีในเนื้อเยื่อหรือเซลล์มะเร็งเต้านม ก็พบว่ามะเร็งต่อมลูกหมาก มะเร็งปอด และมะเร็งต่อมไทรอยด์ มีปริมาณธาตุสังกะสีน้อยกว่าเนื้อเยื่อที่ไม่ได้เป็นมะเร็ง ซึ่งสอดคล้องกับระดับธาตุสังกะสีในซีรั่ม(11) แต่เป็นที่น่าประหลาดใจว่า เนื้อเยื่อมะเร็งเต้านมกลับมีปริมาณธาตุสังกะสีสูงกว่าเนื้อเยื่อเต้านมปกติ(6) โดยมีระดับสูงกว่าถึง 7 เท่า เมื่อตรวจด้วยการวัดการคายแสง (Emission spectrophotometry)(7) 2 เท่า เมื่อตรวจด้วยการวัดการดูดกลืนแสงของอะตอม (Atomic absorption spectrophotometry)(8,9) และ 1.5 เท่า เมื่อตรวจด้วยการวัดรังสีเอ็กซ์ฟลูออเรสเซนส์ร่วมกับแสงซินโครตรอน (Synchrotron radiation x−ray fluorescence)(13)
การที่เนื้อเยื่อมะเร็งเต้านมมีปริมาณธาตุสังกะสีในปริมาณที่สูง ถึงแม้ว่าผู้ป่วยมีระดับธาตุสังกะสีในซีรั่มต่ำก็ตาม สามารถอธิบายได้โดยการเปลี่ยนแปลงการทำงานของตัวขนส่งธาตุสังกะสี อันได้แก่ โปรตีน ZIP ซึ่งมีหน้าที่เพิ่มปริมาณธาตุสังกะสีในเซลล์ ด้วยการนำเข้าธาตุสังกะสีจากนอกเซลล์ และนำธาตุสังกะสีออกจากเอนโดพลาสมิก เรติคูลัม(6) โปรตีน ZIP ที่มีความสัมพันธ์กับมะเร็งเต้านมอย่างใกล้ชิด ได้แก่ โปรตีน ZIP6 โปรตีน ZIP10 และโปรตีน ZIP7 โดยโปรตีน ZIP6 กับโปรตีน ZIP10 สัมพันธ์กับการแสดงออกของตัวรับเอสโตรเจนและการกระจายไปยังต่อมน้ำเหลืองใกล้เขียงของเซลล์มะเร็งเต้านม(14–16) และโปรตีน ZIP7 มีความเชื่อมโยงกับมะเร็งเต้านมที่ดื้อต่อยาทาม็อกซิเฟน(15) และความรุนแรงของมะเร็งกลุ่มนี้(17) โดยระดับของธาตุสังกะสีอิสระที่เพิ่มขึ้นในไซโทซอลจากการทำงานเพิ่มขึ้นของโปรตีน ZIP7 เมื่อถูกกระตุ้นด้วยโปรตีน CK2 ทำให้เกิดการกระตุ้นโปรตีน MAPK โปรตีน PI3K โปรตีน mTOR โปรตีน ERK1/2 และโปรตีน AKT ซึ่งส่งเสริมการเติบโตของเซลล์ และการรุกรานของเซลล์มะเร็งเต้านมในที่สุด(11,18–21)
การศึกษาวิจัยต่าง ๆ เกี่ยวกับบทบาทของธาตุสังกะสีในพยาธิกำเนิดมะเร็งเต้านมได้แสดงให้เห็นว่า ธาตุสังกะสีในเซลล์ส่งผลให้มีการกระตุ้นโปรตีนต่าง ๆ ที่เกี่ยวข้องกับการเติบโตของมะเร็ง การกระจายไปยังต่อมน้ำเหลืองของมะเร็ง และการแบ่งตัวของเซลล์มะเร็ง(11) ซึ่งล้วนเป็นปัจจัยพยากรณ์โรคสำคัญสำหรับการรอดชีวิตในระยะยาวของผู้ป่วยมะเร็งเต้านม(22) ด้วยเหตุนี้ การควบคุมปริมาณธาตุสังกะสีในเซลล์มะเร็งเต้านม ด้วยการควบคุมการทำงานของตัวขนส่งธาตุสังกะสีภายในเซลล์ หรือด้วยวิธีอื่น ๆ จึงอาจเป็นกลยุทธ์ที่ดีในการหยุดการเติบโตและรุกรานของเซลล์มะเร็งเต้านม(19) โดยเฉพาะมะเร็งเต้านมชนิดทริปเปิ้ลเนกาทีฟซึ่งดื้อต่อยารักษามะเร็ง(5) อย่างไรก็ตามยังไม่มีข้อมูลที่จำเพาะเกี่ยวกับปริมาณธาตุสังกะสีในเนื้อเยื่อมะเร็งเต้านมของสตรีไทย
เอกสารอ้างอิง
- Bray F, Ferlay J, Soerjomataram I, Siegel RL, Torre LA, Jemal A. Global cancer statistics 2018: GLOBOCAN estimates of incidence and mortality worldwide for 36 cancers in 185 countries. CA Cancer J Clin. 2018 Nov;68(6):394–424.
- Institute NC. Hospital-Based Cancer Registry 2018. 2019.
- Jeibouei S, Akbari ME, Kalbasi A, Aref A reza, Ajoudanian M, Rezvani A, et al. Personalized medicine in breast cancer: pharmacogenomics approaches. Pharmgenomics Pers Med. 2019 May;Volume 12:59–73.
- Masoud V, Pagès G. Targeted therapies in breast cancer: New challenges to fight against resistance. World J Clin Oncol. 2017;8(2):120.
- Wahba HA, El-Hadaad HA. Current approaches in treatment of triple-negative breast cancer. Cancer Biol Med. 2015 Jun;12(2):106–16.
- Taylor KM, Gee JMW, Kille P. Zinc and Cancer. In: Rink L, editor. Zinc in Human Health, Biomedical and Health Research, vol 76. Amsterdam: IOS Press; 2011. p. 283–304.
- Mulay IL, Roy R, Knox BE, Suhr NH, Delaney WE. Trace-metal analysis of cancerous and noncancerous human tissues. J Natl Cancer Inst. 1971 Jul;47(1):1–13.
- Margalioth EJ, Schenker JG, Chevion M. Copper and zinc levels in normal and malignant tissues. Cancer. 1983 Sep 1;52(5):868–72.
- Jin R, Bay B, Tan P, Tan BK. Metallothionein expression and zinc levels in invasive ductal breast carcinoma. Oncol Rep. 1999;6(4):871–5.
- Nimmanon T, Taylor KM. Zinc signaling and cancer. In: Fukada T, Kambe T, editors. Zinc Signals in Cellular Functions and Disorders. Tokyo: Springer Japan; 2014. p. 285–313.
- Nimmanon T, Taylor KM. Post-translational Mechanisms of Zinc Signalling in Cancer. In: Fukada T, Kambe T, editors. Zinc Signaling. 2nd ed. Singapore: Springer Singapore; 2019. p. 319–45.
- Dhawan DK, Chadha VD. Zinc: a promising agent in dietary chemoprevention of cancer. Indian J Med Res. 2010 Dec;132(December):676–82.
- Farquharson MJ, Al-Ebraheem A, Geraki K, Leek R, Harris AL. Zinc presence in invasive ductal carcinoma of the breast and its correlation with oestrogen receptor status. Phys Med Biol. 2009 Jul 7;54(13):4213–23.
- Taylor KM, Muraina IA, Brethour D, Schmitt-Ulms G, Nimmanon T, Ziliotto S, et al. Zinc transporter ZIP10 forms a heteromer with ZIP6 which regulates embryonic development and cell migration. Biochem J. 2016;473(16):2531–44.
- Taylor KM, Morgan HE, Smart K, Zahari NM, Pumford S, Ellis IO, et al. The emerging role of the LIV-1 subfamily of zinc transporters in breast cancer. Mol Med. 2007;13(7–8):396–406.
- Kagara N, Tanaka N, Noguchi S, Hirano T. Zinc and its transporter ZIP10 are involved in invasive behavior of breast cancer cells. Cancer Sci. 2007 May;98(5):692–7.
- Taylor KM, Vichova P, Jordan N, Hiscox S, Hendley R, Nicholson RI. ZIP7-mediated intracellular zinc transport contributes to aberrant growth factor signaling in antihormone-resistant breast cancer Cells. Endocrinology. 2008 Oct;149(10):4912–20.
- Taylor KM, Hiscox S, Nicholson RI, Hogstrand C, Kille P. Protein kinase CK2 triggers cytosolic zinc signaling pathways by phosphorylation of zinc channel ZIP7. Sci Signal. 2012 Feb 7;5(210):ra11.
- Nimmanon T, Taylor KM. Cellular zinc signalling is triggered by CK2. In: Ahmed K, Issinger O-G, Szyszka R, editors. Protein Kinase CK2 Cellular Function in Normal and Disease States. Switzerland: Springer International Publishing; 2015. p. 141–57.
- Nimmanon T, Taylor KM. Posttranslational Mechanisms of Zinc Signaling. In: Molecular, Genetic, and Nutritional Aspects of Major and Trace Minerals. 2016. p. 273–81.
- Nimmanon T, Ziliotto S, Morris S, Flanagan L, Taylor KM. Phosphorylation of zinc channel ZIP7 drives MAPK, PI3K and mTOR growth and proliferation signalling. Metallomics. 2017;9(5):471–81.
- Soerjomataram I, Louwman MWJ, Ribot JG, Roukema JA, Coebergh JWW. An overview of prognostic factors for long-term survivors of breast cancer. Breast Cancer Res Treat. 2008 Feb 22;107(3):309–30.