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

  1. 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.
  2. Institute NC. Hospital-Based Cancer Registry 2018. 2019.
  3. 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.
  4. Masoud V, Pagès G. Targeted therapies in breast cancer: New challenges to fight against resistance. World J Clin Oncol. 2017;8(2):120.
  5. Wahba HA, El-Hadaad HA. Current approaches in treatment of triple-negative breast cancer. Cancer Biol Med. 2015 Jun;12(2):106–16.
  6. 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.
  7. 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.
  8. Margalioth EJ, Schenker JG, Chevion M. Copper and zinc levels in normal and malignant tissues. Cancer. 1983 Sep 1;52(5):868–72.
  9. 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.
  10. 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.
  11. 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.
  12. Dhawan DK, Chadha VD. Zinc: a promising agent in dietary chemoprevention of cancer. Indian J Med Res. 2010 Dec;132(December):676–82.
  13. 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.
  14. 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.
  15. 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.
  16. 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.
  17. 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.
  18. 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.
  19. 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.
  20. Nimmanon T, Taylor KM. Posttranslational Mechanisms of Zinc Signaling. In: Molecular, Genetic, and Nutritional Aspects of Major and Trace Minerals. 2016. p. 273–81.
  21. 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.
  22. 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.