© Copyright by PZWL Wydawnictwo Lekarskie, Warszawa 2017

Wszystkie prawa zastrzeżone.

Przedruk i reprodukcja w jakiejkolwiek postaci całości bądź części książki bez pisemnej zgody wydawcy są zabronione.

Autorzy i Wydawnictwo dołożyli wszelkich starań, aby wybór i dawkowanie leków w tym opracowaniu były zgodne z aktualnymi wskazaniami i praktyką kliniczną. Mimo to, ze względu na stan wiedzy, zmiany regulacji prawnych i nieprzerwany napływ nowych wyników badań dotyczących podstawowych i niepożądanych działań leków, Czytelnik musi brać pod uwagę informacje zawarte w ulotce dołączonej do każdego opakowania, aby nie przeoczyć ewentualnych zmian we wskazaniach i dawkowaniu. Dotyczy to także specjalnych ostrzeżeń i środków ostrożności. Należy o tym pamiętać, zwłaszcza w przypadku nowych lub rzadko stosowanych substancji.

Recenzenci: prof. dr hab. n. med. Stanisław Chodynicki, prof. zw. med. J. Bożydar Latkowski

Wydawca: Inga Markiewicz

Redaktor merytoryczny: Ewa Jaworska

Korekta: Agnieszka Janowska

Producent: Anna Bączkowska

Projekt okładki i stron tytułowych: Lidia Michalak-Mirońska

Ilustracja na okładce: decade3d/Shutterstock

Skład wersji elektronicznej na zlecenie PZWL Wydawnictwa Lekarskiego: Aleksandra Baszun / konwersja.virtualo.pl

eBook został przygotowany na podstawie wydania papierowego z 2017 r., (wyd. I)

Warszawa 2017

ISBN 978-83-200-5473-6

PZWL Wydawnictwo Lekarskie

02-460 Warszawa, ul. Gottlieba Daimlera 2

tel. 22 695 43 21

www.pzwl.pl

Księgarnia wysyłkowa:

tel. 42 680 44 88; infolinia: 801 33 33 88

e-mail: wysylkowa@pzwl.pl

Autorzy

prof. dr hab. n. chem. Halina Abramczyk

Laboratorium Laserowej Spektroskopii Molekularnej, Instytut Techniki Radiacyjnej

Wydział Chemiczny, Politechnika Łódzka

dr n. med. Cezary Chudobiński

Zakład Diagnostyki Obrazowej

Wojewódzkie Specjalistyczne Centrum Onkologii i Traumatologii im. Mikołaja Kopernika w Łodzi

prof. dr hab. n. med. Jacek Fijuth

Zakład Radioterapii Katedry Onkologii, Uniwersytet Medyczny w Łodzi

Zakład Teleradioterapii

Wojewódzkie Specjalistyczne Centrum Onkologii i Traumatologii im. Mikołaja Kopernika w Łodzi

dr n. med. Dariusz Kaczmarczyk

Klinika Chirurgii Nowotworów Głowy i Szyi

Uniwersytet Medyczny w Łodzi

Wojewódzkie Specjalistyczne Centrum Onkologii i Traumatologii im. Mikołaja Kopernika w Łodzi

prof. dr hab. n. med. Jacek Kuśmierek

Zakład Medycyny Nuklearnej

Uniwersytet Medyczny w Łodzi

prof. dr hab. n. med. Agata Majos

Zakład Diagnostyki i Terapii Radiologicznej i Izotopowej

Uniwersytet Medyczny w Łodzi

prof. dr hab. n. med. Alina Morawiec-Sztandera

Klinika Chirurgii Nowotworów Głowy i Szyi

Uniwersytet Medyczny w Łodzi

Wojewódzkie Specjalistyczne Centrum Onkologii i Traumatologii im. Mikołaja Kopernika w Łodzi

prof. dr hab. n. med. Piotr Potemski

Klinika Chemioterapii Nowotworów, Uniwersytet Medyczny w Łodzi

Wojewódzkie Specjalistyczne Centrum Onkologii i Traumatologii im. Mikołaja Kopernika w Łodzi

mgr fizjoterapii Anna Świątkowska

Klinika Chirurgii Nowotworów Głowy i Szyi

Uniwersytet Medyczny w Łodzi

dr n. med. Joanna Zimmer-Nowicka

Poradnia Onkologiczna

Regionalny Ośrodek Onkologiczny

Wojewódzkie Specjalistyczne Centrum Onkologii i Traumatologii im. Mikołaja Kopernika w Łodzi

Przedmowa

Prezentowana publikacja z zakresu laryngologii onkologicznej powinna być szczególnie przydatna studentom medycyny oraz fizjoterapii. Czytelnik otrzymuje w niej wiele cennych informacji, dotyczących profilaktyki, diagnozowania, terapii i rehabilitacji nowotworów głowy i szyi. Współautorzy skoncentrowali się głównie na przekazaniu najważniejszych i najnowszych wiadomości, wynikających z bieżącej praktyki medycznej.

Treść książki opiera się na wieloletnim doświadczeniu klinicystów z dziedziny laryngologicznej chirurgii onkologicznej, wykorzystujących w swojej praktyce nowoczesne urządzenia, w jakie wyposażona jest Klinika Chirurgii Nowotworów Głowy i Szyi Uniwersytetu Medycznego w Łodzi. Szczegółowo opisana jest radioterapia nowotworów głowy i szyi na podstawie dokonań lekarzy Zakładu Teleradioterapii Uniwersytetu Medycznego w Łodzi. Autorzy przedstawiają wiele wartościowych danych z zakresu onkologii klinicznej, czerpanych z codziennej praktyki zespołu Kliniki Chemioterapii Uniwersytetu Medycznego w Łodzi. Wszystkie te kliniki działają w ramach Wojewódzkiego Wielospecjalistycznego Centrum Onkologii i Traumatologii im. M. Kopernika w Łodzi, jednego z pierwszych w Polsce ośrodków o profilu onkologicznym.

Wiele uwagi poświęcono metodom diagnostycznym z dokładnym opisem zasad oraz interpretacji wyników, koncentrując się na metodach nieujętych w innych publikacjach. Dzięki lekturze niniejszego tekstu czytelnik może prześledzić diagnozowanie na podstawie nie tylko tradycyjnych badań klinicznych, obrazowych i histopatologicznych, lecz także nowych, na przykład metody fotodynamicznej lub spektroskopii Ramana. Doświadczeni diagności w sposób precyzyjny i komunikatywny przedstawiają możliwości rozpoznawania chorób nowotworowych regionu głowy i szyi, podkreślając, które z nich są szczególnie przydatne w praktyce klinicznej.

Nie pominięto – ostatnio dynamicznie się rozwijającej – rehabilitacji onkologicznej, a szczególnie metod fizjoterapeutycznych, potrzebnych chorym przede wszystkim po leczeniu onkologicznym, którego skutki mogą ujawniać się wiele lat po terapii. Sporo stron poświęcono jakże ważnej profilaktyce onkologicznej w ujęciu znacznie szerszym, niż wskazuje sama terminologia.

Jako redaktor omawianej pozycji książkowej pragnę nadmienić, że inspiracją do jej napisania była potrzeba przekazania swojej i innych współautorów wiedzy praktycznej zdobytej na podstawie własnych doświadczeń i dokonań naukowych. Skomasowanie wiadomości w jednej, niezbyt obszernej publikacji powinno ułatwić studentom kierunków lekarskich i fizjoterapii zaznajomienie się z tajnikami onkologii narządów głowy i szyi, a szczególnie tym, którzy interesują się tą tematyką i zamierzają podjąć pracę w tej trudnej i nie zawsze spełniającej oczekiwania specjalności.

Ze swej strony pragnę podziękować autorom, którzy nie tylko rzetelnie podeszli do powierzonego im zadania i przekazali na piśmie cenne spostrzeżenia oraz dokonania poparte najnowszym piśmiennictwem, lecz także wykazali się wyjątkową dyscypliną organizacyjną. Dziękuję im za wnikliwe opracowanie treści rozdziałów i bogate ich zilustrowanie. Dzięki temu książka nabrała dodatkowej wartości. Doświadczenia dydaktyczne i naukowe prof. Jacka Fijutha, prof. Piotra Potemskiego, prof. Agaty Majos, prof. Haliny Abramczyk oraz prof. Jacka Kuśmierka znajdują odzwierciedlenie w opracowywanych przez nich tematach.

Wiele cennych informacji wnoszą rozdziały poświęcone zagadnieniom rehabilitacji głosu pacjentów po usunięciu krtani z powodu raka, badaniom molekularnym, ultrasonografii regionu głowy i szyi czy też rehabilitacji po zabiegach onkologicznych, opracowane przez pracujących ze mną na co dzień kolegów: dr Joannę Zimmer-Nowicką, dr. Dariusza Kaczmarczyka, dr. Cezarego Chudobińskiego oraz mgr Annę Świątkowską.

Przede wszystkim jednak wyrazy wielkiej wdzięczności winna jestem mojemu Mentorowi i Nauczycielowi, profesorowi Bożydarowi Latkowskiemu, który zainspirował mnie do podjęcia się redagowania tej pozycji książkowej, mając świadomość, jakiego typu operacje wykonuję wraz z zespołem, jakim posługujemy się sprzętem i jakie obiecujące wyniki uzyskujemy w tak trudnej specjalności. Pan Profesor, powierzając mi współautorstwo wielu rozdziałów w swoich książkach naukowych, nauczył mnie pisania w sposób rzeczowy i komunikatywny z naciskiem na potrzebę bogatego zilustrowania opisywanych zagadnień. To właśnie Pan Profesor podsunął mi pomysł, żeby zaangażować zespół łódzkiego ośrodka onkologicznego w napisanie książki na temat coraz częściej występujących nowotworów głowy i szyi.

Podziękowania składam również pani dr Indze Markiewicz, wydawcy PZWL, za trud podjęcia się wydania tej pozycji książkowej, wspaniały, bieżący kontakt podczas jej powstawania, a przede wszystkim sfinalizowanie niełatwego procesu redakcyjno-wydawniczego.

Wszyscy, którzy redagowali monografie lub książki z udziałem wielu współautorów, doskonale wiedzą, że nie jest to zadanie łatwe, a ponadto zawsze pozostaje niedosyt oraz pytanie, czy najważniejsze treści zostały ujęte i czy odbiorcy będą usatysfakcjonowani.

Mam cichą nadzieję, że publikacja przyczyni się do lepszego zrozumienia zagadnień z zakresu laryngologii onkologicznej i wypełni pewną lukę wydawniczą, a studentom na tyle się spodoba, że chętnie będą po nią sięgać nie tylko podczas studiów, lecz także po zdobyciu dyplomu w trakcie specjalizowania się i codziennej pracy klinicysty.

prof. dr hab. n. med. Alina Morawiec-Sztandera

Spis treści

1. Główne zasady profilaktyki nowotworów głowy i szyi – Alina Morawiec-Sztandera

1.1. Czynniki genetyczne

1.2. Czynniki środowiskowe

1.3. Profilaktyka

2. Diagnozowanie nowotworów głowy i szyi

2.1. Wprowadzenie do badań diagnostycznych – Alina Morawiec-Sztandera

2.2. Metody endoskopowe – Dariusz Kaczmarczyk, Joanna Zimmer-Nowicka

2.2.1. Endoskopia ucha – otoskopia

2.2.2. Endoskopia jam nosa – rynoskopia

2.2.3. Endoskopia części nosowej gardła – nazofaryngoskopia

2.2.4. Endoskopia krtani – laryngoskopia

2.2.5. Endoskopia ślinianek – sialendoskopia

2.2.6. Specjalne metody endoskopowe

2.3. Diagnostyka obrazowa

2.3.1. Ultrasonografia – Cezary Chudobiński

2.3.2. Tomografia komputerowa i rezonans magnetyczny – Agata Majos

2.3.3. Pozytonowa tomografia emisyjna – Jacek Kuśmierek

2.4. Badania mikroskopowe – histologiczne, immunohistochemiczne, genetyczne – Dariusz Kaczmarczyk

2.4.1. Badanie histologiczne

2.4.2. Badanie immunohistochemiczne

2.4.3. Badania genetyczne

2.5. Diagnostyka fotodynamiczna i zarys terapii fotodynamicznej – Alina Morawiec-Sztandera

2.5.1. Autofluorescencja

2.5.2. Fluorescencja indukowana (wywołana)

2.6. Spektroskopia i obrazowanie Ramana – Halina Abramczyk

2.6.1. Wprowadzenie

2.6.2. Rozpraszanie Ramana

2.6.3. Przygotowanie próbek do analizy z wykorzystaniem spektroskopii i obrazowania Ramana

2.6.4. Obrazowanie i spektroskopia Ramana w analizie próbek biologicznych

2.7. Obrazowanie molekularne guzów głowy i szyi – Dariusz Kaczmarczyk

2.7.1. Scyntygrafia

2.7.2. Pozytonowa tomografia emisyjna

2.7.3. Biopsja węzła wartowniczego w nowotworach głowy i szyi

3. Leczenie nowotworów głowy i szyi

3.1. Wprowadzenie – Alina Morawiec-Sztandera

3.2. Leczenie chirurgiczne wybranych nowotworów głowy i szyi – Dariusz Kaczmarczyk

3.2.1. Operacje chirurgiczne nowotworów nosa i zatok przynosowych – Dariusz Kaczmarczyk

3.2.2. Operacje chirurgiczne guzów jamy ustnej i gardła – Dariusz Kaczmarczyk

3.2.3. Operacje chirurgiczne nowotworów krtani – Dariusz Kaczmarczyk

3.2.4. Operacje chirurgiczne gruczołów ślinowych – Alina Morawiec-Sztandera

3.2.5. Operacje chirurgiczne nowotworów ucha – Alina Morawiec-Sztandera

3.2.6. Chirurgia laserowa nowotworów głowy i szyi – Alina Morawiec-Sztandera

3.2.7. Operacje chirurgiczne układu chłonnego szyi – Alina Morawiec-Sztandera

3.2.8. Operacje rekonstrukcyjne w nowotworach głowy i szyi w zarysie – Alina Morawiec-Sztandera

3.3. Nowoczesne podejście do radioterapii nowotworów głowy i szyi – Jacek Fijuth

3.3.1. Wprowadzenie

3.3.2. Radioterapia frakcjonowana konwencjonalnie i niekonwencjonalnie

3.3.3. Techniki radioterapii

3.3.4. Taktyka leczenia

3.3.5. Rola chemioterapii indukcyjnej i radiochemioterapii

3.3.6. Odczyn wczesny i późny w radioterapii

3.4. Zastosowanie chemioterapii w nowotworach narządów głowy i szyi – Piotr Potemski

3.4.1. Wstęp

3.4.2. Leczenie radykalne

3.4.3. Leczenie paliatywne

4. Rehabilitacja w laryngologii onkologicznej

4.1. Główne zasady rehabilitacji onkologicznej – Alina Morawiec-Sztandera

4.1.1. Rola fizjoterapeuty w terapii onkologicznej

4.1.2. Rola fizjoterapeuty w medycynie paliatywnej

4.2. Rehabilitacja głosu u chorych po laryngektomii – Joanna Zimmer-Nowicka

4.2.1. Laryngektomia całkowita i jej następstwa

4.2.2. Przygotowanie pacjenta do rehabilitacji głosu

4.2.3. Rehabilitacja głosu klasyczna – opanowanie mowy przełykowej

4.2.4. Rehabilitacja głosu z wytworzeniem mowy przetokowo-protezowej

4.2.5. Przeciwwskazania do implantacji protezy głosowej

4.2.6. Etapy rehabilitacji foniatrycznej u pacjentów po laryngektomii całkowitej

4.2.7. Sposoby oceny skuteczności rehabilitacji głosu

4.2.8. Przyczyny wymian protez głosowych

4.2.9. Rehabilitacja głosu z zastosowaniem laryngofonu

4.3. Rehabilitacja odczuć węchowo-smakowych u chorych po całkowitym usunięciu krtani – Alina Morawiec-Sztandera

4.4. Fizjoterapia chorych po leczeniu nowotworów głowy i szyi – Dariusz Kaczmarczyk, Anna Świątkowska

4.4.1. Fizjoterapia pacjentów z zespołem „zamrożonego barku”

4.4.2. Fizjoterapia blizn po leczeniu nowotworów głowy i szyi

4.4.3. Fizjoterapia ograniczeń ruchomości odcinka szyjnego kręgosłupa, obręczy barkowej i stawu ramiennego

4.4.4. Fizjoterapia chorych z obrzękiem limfatycznym

4.4.5. Rehabilitacja po całkowitym usunięciu krtani

4.4.6. Fizjoterapia w zaburzeniach czynności nerwu twarzowego

4.5. Kinesiology taping u chorych po leczeniu chirurgicznym nowotworów głowy i szyi – Anna Świątkowska

1. Główne zasady profilaktyki nowotworów głowy i szyi

Alina Morawiec-Sztandera

Profilaktyka onkologiczna jest obecnie szeroko rozumiana i oznacza zespół działań na każdym z etapów postępowania z chorym onkologicznie. Jest to zatem nie tylko unikanie czynników szkodliwych, lecz także wczesne wykrywanie ogniska patologicznego oraz podjęcie szybkiego leczenia i rehabilitacji.

Pomimo wielu odkryć naukowych – łącznie z zaangażowaniem biologii molekularnej – nadal nie znamy szczegółowej etiologii i mechanizmu powstawania nowotworu. Wiedząc, że powstanie nowotworu jest wypadkową predyspozycji genetycznych oraz stopnia narażenia na karcynogeny egzogenne i endogenne, możemy jedynie wskazać te czynniki, których należałoby unikać. Natomiast w przypadku ujawnienia genów predysponujących do pojawienia się lub rozwoju nowotworu wskazana jest długotrwała obserwacja wraz z wykonywaniem niezbędnych badań diagnostycznych. Jednak należy zdawać sobie sprawę, że wykazanie rakotwórczego działania jakiegokolwiek z wykrytych karcynogenów nie daje gwarancji, że nie pojawią się nowe, dotąd niepoznane. Wydłużenie życia społeczeństwa z konsekwencją długiego czasu narażenia na czynniki ryzyka przyczynia się dodatkowo do postępującego wzrostu zachorowań na nowotwory. Można zatem w pełni zgodzić się z profesorem D. Schmahlem z Niemieckiego Centrum Badania Raka w Heidelbergu. Posługując się matematycznym modelem procesu kancerogenezy, stwierdził on, że powstanie nowotworu złośliwego jest funkcją ekspozycji, predyspozycji i długości życia człowieka.

Nowotwór rozwija się latami, a proces nowotworzenia postępuje etapowo. Wyróżnia się inicjację, kiedy w komórce powstaje – pod wpływem czynników rakotwórczych – pojedyncza mutacja w DNA, która, jeśli nie jest naprawiona, prowadzi do powstawania kolejnych, błędnie zaprogramowanych komórek. Potem następuje okres promocji, czyli powstawanie kolejnych anomalii w tych komórkach, ze zmianą ekspresji genów, a w następstwie – z syntezą nieprawidłowych białek. Ma miejsce niepohamowana proliferacja z zaburzonymi procesami regulacyjnymi wewnątrz- i zewnątrzkomórkowymi. Ostateczna progresja stanowi już proces nieodwracalny, dochodzi do całkowitej utraty kontroli wewnątrzustrojowej, naciekania tkanek i pojawiania się przerzutów z zatraceniem zdolności zaprogramowanej śmierci komórki, czyli apoptozy.

Aktualnie wyróżnia się cztery etapy postępowania profilaktycznego. Profilaktyka I stopnia to zapobieganie chorobom nowotworowym przez kontrolowanie lub eliminację czynników ryzyka. Profilaktyka II stopnia polega na zapobieganiu poważnym następstwom choroby przez jej wczesne wykrycie. Odmianą tej profilaktyki jest przeprowadzenie badań przesiewowych populacji, czyli przebadanie tej grupy osób, u której występuje największe ryzyko zachorowania na nowotwór określonego narządu. Profilaktyka III stopnia ma za zadanie zahamować postęp choroby przez leczenie onkologiczne i rehabilitację. Profilaktyka IV stopnia zaś to postępowanie zmierzające do utrzymania optymalnej jakości życia chorego w paliatywno-hospicyjnej fazie choroby. Tak szeroko pojęta profilaktyka obejmuje zatem rozległy zakres działań w dziedzinie onkologii z zaangażowaniem specjalistów zdrowia publicznego, diagnostów różnych specjalności, chirurgów, radioterapeutów, onkologów klinicznych, fizjoterapeutów, psychologów klinicznych, pracowników socjalnych i innych.

By unikać karcynogenów, trzeba je poznać. Dość przejrzystym podziałem czynników ryzyka jest wyszczególnienie czynników genetycznych oraz środowiskowych.

1.1. Czynniki genetyczne

Dotychczas w grupie nowotworów głowy i szyi badaniom poddano wiele genów odpowiedzialnych za różne mechanizmy naprawy: błędnie sparowanych zasad (mismatch repair – MMR), naprawy przez wycięcie nukleotydu (nucleotide excision repair – NER), naprawy przez wycięcie zasady (base excision repair – BER) oraz naprawy przez rekombinację homologiczną (homologous recombination repair – HR).

Do najlepiej poznanych czynników genetycznych w grupie nowotworów głowy i szyi należą mutacje supresorowe (TP53, RB1, BRCA1, ATM), mutacje genów kodujących enzymy metabolizmu ksenobiotyków (GSTM1, GSTT1 i GSTP1), polimorfizmy genów naprawy DNA (OGG1, XRCC1, XPD, RAD51) oraz polimorfizmy i mutacje mitochondrialnego DNA (ryc. 1.1).

RYCINA 1.1

Czynniki genetyczne zaangażowane w etiologię nowotworów głowy i szyi. Geny podzielono ze względu na funkcje ich produktów białkowych, uwzględniono również regiony chromosomów najczęściej ulegające aberracjom (Rusin i wsp. – uzyskano zgodę autorów).

Geny supresorowe nowotworów to geny działające hamująco na procesy proliferacji komórkowej (geny bramkowe) bądź stabilizująco na procesy, utrzymujące stabilność genetyczną komórki (geny opiekuńcze). Mutacje genu supresorowego TP53 odgrywają istotną rolę i są częstsze w rozwoju nowotworów głowy i szyi niż w innych chorobach nowotworowych. W wyniku mutacji następuje akumulacja białka TP53, które jako niestabilne lub niefunkcjonalne jest niezdolne do hamowania proliferacji podjętej przez komórkę. TP53 należy do genów wysokiej penetracji, których ekspresja prowadzi do rozwoju między innymi nowotworów głowy i szyi. Wykazano, że koincydencja wystąpienia pewnych wariantów genowych podnosi w istotny sposób ryzyko genetyczne. Ponadto w badaniach eksperymentalnych niezaprzeczalnie potwierdzono znaczenie genów kodujących enzymy naprawcze w determinacji ryzyka genetycznego rozwoju tych nowotworów.

Bardzo ważną rolę odgrywa osobnicza wrażliwość (host factor) na czynniki karcynogenne. Wrażliwość na mutageny jest jednym z wewnętrznych, indywidualnych biomarkerów i wiąże się z pewną predyspozycją genetyczną do rozwoju nowotworu u poszczególnych osób. Podatność na zachorowanie wyznaczają geny warunkujące wrażliwość na czynniki egzogenne – substancje rakotwórcze.

1.2. Czynniki środowiskowe

Spośród czynników środowiskowych należy wymienić dym tytoniowy, sposób odżywiania, narażenia zawodowe, alkohol oraz inne ekspozycje na związki rakotwórcze. Chociaż palenie tytoniu jest największym czynnikiem ryzyka w chorobach nowotworowych, to naukowcy jednoznacznie ostrzegają także przed niezdrową dietą i związaną z nią otyłością.

Nowotwory złośliwe zlokalizowane w obrębie jamy ustnej, gardła oraz krtani należą do grupy nowotworów tytoniozależnych. Oszacowano, że u palaczy tytoniu odsetek zachorowań na raka jamy ustnej i gardła wynosi 43–60% bez względu na płeć. Dym tytoniowy składa się z ponad 4000 pierwiastków i związków chemicznych, w tym zawiera ponad 40 substancji karcynogennych, które są produktami spalania tytoniu. Główne związki rakotwórcze to wielopierścieniowe węglowodory aromatyczne, m.in. benzopiren, który po aktywacji przez izoenzym P450 może łączyć się z DNA, z reguły w pozycji guaniny, tworząc addukty, i zapoczątkowywać działanie karcynogenne lub zwiększać ryzyko powstawania mutacji rakotwórczych w tym regionie. Największe prawdopodobieństwo pojawienia się nowotworu występuje tam, gdzie dym tytoniowy bezpośrednio kontaktuje się z tkanką, a więc jest to błona śluzowa górnych dróg oddechowych i przewodu pokarmowego. Substancje karcynogenne, zawarte w dymie papierosowym, w wyniku metabolizmu w komórkach błony śluzowej mogą działać albo za pośrednictwem powstałych aktywnych cząstek, albo też bezpośrednio przez wiązanie się z receptorami i aktywowanie białek, regulujących takie procesy jak apoptoza czy angiogeneza. W badaniach wykazano, że ekspozycja na dym tytoniowy prowadzi do częstych zaburzeń metylacji genów ważnych dla życia. Karcynogeny z grupy nitrozoamin, zawarte w dymie tytoniowym, w swym bezpośrednim działaniu na receptory komórkowe mogą prowadzić do aktywacji szlaków komórkowych, odpowiedzialnych za regulację proliferacji, angiogenezy i apoptozy – procesów związanych z nowotworzeniem. Uważa się, że ryzyko zachorowania na raka wzrasta wraz z liczbą wypalonych papierosów i czasem palenia, wiąże się ze sposobem wdychania dymu tytoniowego, a także z czynnikami demograficznymi oraz genetycznymi, zwłaszcza warunkującymi metabolizm nikotyny. Należy pamiętać, że ryzyko zachorowania na raka jest zwiększone w sytuacjach długotrwałego przebywania w pomieszczeniach nasyconych dymem papierosowym (palenie bierne). Inne substancje rakotwórcze w dymie tytoniowym to akrylonitryl, aldehyd krotonowy, butadien, chinolina, formaldehyd, kadm.

Poza wdychaniem dymu papierosowego równie niebezpieczne w aspekcie choroby nowotworowej jest palenie cygar i fajki (nowotwory jamy ustnej, gardła i krtani), jak również żucie i ssanie liści tytoniowych (nowotwory jamy ustnej).

Karcynogenne działanie alkoholu nie jest jeszcze do końca wyjaśnione. Etanol, główny składnik napojów alkoholowych, jako taki nie wykazuje właściwości rakotwórczych, jednak w pewnych warunkach może działać jako karcynogen i/lub promotor procesu nowotworzenia. Badania wykazały, że aldehyd octowy powstający w wyniku metabolizmu alkoholu w wątrobie działa mutagennie i karcynogennie u zwierząt, opóźniając procesy naprawy uszkodzeń struktury DNA, co prawdopodobnie ma miejsce również u ludzi. Przy długotrwałym spożywaniu alkoholu aldehyd octowy przy współudziale dehydrogenazy alkoholowej działa drażniąco na błonę śluzową przewodu pokarmowego, co może prowadzić do uszkodzenia jej komórek i następczej hiperregeneracji. Szybka proliferacja wiąże się ze zwiększoną wrażliwością komórek na związki rakotwórcze, obecne w pożywieniu i we wdychanym powietrzu. Doprowadza to do nagromadzenia błędów replikacji w czasie syntezy DNA. Aldehyd wywołuje także mutacje punktowe w genach oraz aberracje chromosomalne, reaguje z glutationem – peptydem odgrywającym ważną rolę w procesach detoksykacji (m.in. związków karcynogennych), powodując zmniejszenie jego zasobów w komórce. To z kolei może ułatwiać rakotwórcze działanie substancjom karcynogennym.

Palenie tytoniu i nadmierna konsumpcja alkoholu odpowiadają za powstanie 75–85% przypadków nowotworów regionu głowy i szyi.

W jaki sposób nawyki żywieniowe wpływają na ryzyko zachorowania na raka, nie zostało jeszcze w pełni przez naukę wyjaśnione. Niemniej jednak raport World Cancer Research Fund (Światowa Fundacja Badań nad Rakiem) podkreśla, że złe nawyki żywieniowe są dziesięciokrotnie ważniejszymi czynnikami ryzyka rozwoju różnych rodzajów nowotworów u człowieka w porównaniu z resztą czynników etiologicznych.

Szacuje się, że 40–60% zachorowań na nowotwory ma związek z żywnością i żywieniem. W krajach zachodnich otyłość stanowi drugi czynnik ryzyka po paleniu papierosów. Przeciwdziałanie otyłości i nadwadze oraz promowanie aktywności fizycznej ma szczególne znaczenie w młodym wieku. W rozwoju nowotworów dietozależnych istotne znaczenie odgrywają takie nawyki żywieniowe, jak nadmierna podaż energii i wynikająca z niej otyłość, nadmierne spożycie tłuszczów (zwłaszcza smażonych i zjełczałych), niedostateczna ilość błonnika pokarmowego, niewielkie spożycie warzyw i owoców oraz mleka z jego przetworami, nadmierne spożywanie soli kuchennej, czerwonego mięsa. Współczesne środki spożywcze zawierają ponadto wiele karcynogennych substancji, związanych z zanieczyszczeniami środowiskowymi i technicznymi, nawozami sztucznymi, środkami ochrony roślin, nieprawidłowym przygotowywaniem żywności (np. zła obróbka cieplna, wędzenie, grillowanie, peklowanie, konserwowanie solami azotowymi), nieprawidłowym przechowywaniem żywności (pleśń) oraz dodawaniem związków konserwujących i barwników. Badacze szacują, że nadmierne spożycie mięsa i soli jest przyczyną około 9% przypadków raka. Nadwaga czy otyłość są zdaniem brytyjskich naukowców powodem 5,5% wszystkich nowotworów.

Nie tylko skład pokarmów, lecz także sposób ich przygotowania do spożycia ma duże znaczenie. Podczas obróbki termicznej żywności (smażenie, pieczenie, prażenie) w reakcji cukrów redukujących z aminokwasami (przede wszystkim asparaginą) tworzy się akryloamid (akrylamid). Doświadczenia na zwierzętach laboratoryjnych wykazały karcynogenny wpływ akryloamidu w dużych dawkach. Akryloamid znajduje się w wielu produktach spożywanych codziennie (pieczywo, frytki, chipsy, ciastka, smażone mięso itp.). Działanie akryloamidu w organizmie może być dwojakie. Może on być utleniany w pierwszej kolejności przez cytochrom P450 (CYP 2e1), czego efektem jest powstanie bardziej reaktywnego, epoksydowego związku, glicydoamidu, następnie sprzęganego z glutationem, lub też może on od razu ulegać reakcji sprzęgnięcia. Glicydoamid tworzy addukty z DNA, co może przyczynić się do powstawania zmian nowotworowych. Duże stężenia tej substancji promują wzmożoną ekspresję inhibitorów apoptozy oraz stymulantów wzrostu.

Karcynogeny, takie jak nitrozoaminy, heterocykliczne aminy aromatyczne i wielopierścieniowe węglowodory aromatyczne, występują powszechnie nie tylko w pożywieniu i w dymie papierosowym, lecz także spalinach samochodowych i kosmetykach.

Wiele czynników biologicznych może warunkować chorobę onkologiczną. Należy tu wymienić zakażenie pasożytami (np. motylica wątrobowa) i wirusami onkogennymi (np. zakażenie HIV [human immunodeficiency virus – ludzki wirus upośledzenia odporności] jest związane ze wzrostem ryzyka rozwoju niektórych nowotworów, takich jak rak płuc, rak odbytu, ziarnica złośliwa, białaczka, szpiczak mnogi, HTLV-1 przyczynia się do rozwoju ludzkiej białaczki z limfocytów T, wirus Epsteina–Barr, który wywołuje chłoniaka Burkitta, wirus zapalenia wątroby typu B, wirus opryszczki zwykłej typu 2 oraz wirusy brodawczaka ludzkiego typu 6, 11, 16, 18, 33 i 35).

Potwierdzono, że wirus brodawczaka ludzkiego (human papilloma virus – HPV) może być etiologicznie związany z 1/4 wszystkich raków regionu głowy i szyi, z czego połowę stanowią raki gardła środkowego, przede wszystkim rak migdałka podniebiennego. Wyróżnia się wiele typów HPV, ale w kancerogenezie największą rolę odgrywają typy HPV16 i HPV18. Wirusy brodawczaka ludzkiego z uwagi na znaczne powinowactwo do wielowarstwowego nabłonka płaskiego błon śluzowych wnikają do wnętrza komórek warstwy podstawnej nabłonka. W warunkach fizjologicznych komórki warstwy podstawnej bez kolejnych podziałów przemieszczają się do warstw powierzchniowych, ulegając stopniowemu różnicowaniu. Po zainfekowaniu HPV komórki warstwy podstawnej kontynuują produkcję DNA, a proces ich różnicowania jest zakłócony. Podczas kancerogenezy DNA wirusa integruje się z DNA komórki gospodarza. Wirusowe onkoproteiny E6 i E7 znoszą aktywność produktów genów supresorowych Rb i P53, uniemożliwiając im kontrolę prawidłowego przebiegu cyklu komórkowego, a to jest prawdopodobnie głównym mechanizmem onkogenezy. Obecność HPV16 odnotowano częściej w rakach ustnej części gardła w porównaniu z rakami jamy ustnej i krtani. Natomiast drugi pod względem częstości występowania w tej lokalizacji typ HPV18 jest częściej obecny w rakach krtani i jamy ustnej niż w rakach gardła. Raki regionu głowy i szyi HPV-dodatnie częściej były obecne u chorych, którzy mieli więcej niż jednego partnera seksualnego i praktykowali seks oralny.

Wiele danych wskazuje, że natura nowotworów głowy i szyi zależnych od infekcji HPV jest inna niż raków HPV-ujemnych tej okolicy, i to zarówno pod względem etiologii, jak i przebiegu oraz rokowania. Chorzy z rakiem HPV-dodatnim są zwykle młodsi, często niepalący i nienadużywający alkoholu, ale lepiej reagujący na leczenie, pomimo znacznego klinicznego zaawansowania nowotworu. W odróżnieniu od raków tytoniozależnych i alkoholozależnych proces kancerogenezy HPV-dodatniej ma charakter bardziej miejscowy, a zatem przypuszczalnie istnieje mniejsze ryzyko wystąpienia wieloogniskowej kancerogenezy. Według noblisty, profesora Haralda zur Hausena (Nagroda Nobla w dziedzinie fizjologii i medycyny za odkrycie sprawczej roli wirusa brodawczaka ludzkiego w rozwoju raka szyjki macicy), żadna infekcja nie prowadzi bezpośrednio i wyłącznie do choroby nowotworowej, muszą zawsze występować przy tym jeszcze jakieś defekty genetyczne w komórkach.

Promieniowanie jonizujące zarówno w postaci promieniowania elektromagnetycznego (promienie rentgenowskie – X) lub promieniowania korpuskularnego (protony, neutrony), jak i promieniowanie ultrafioletowe również mają działanie karcynogenne.

Promieniowanie jonizujące, czyli promieniowanie o dużej energii, powoduje uszkodzenia DNA w postaci pękania cząsteczki DNA, niszczenia cukrów oraz zasad. Ponadto, przechodząc przez komórki, jonizuje atomy oraz cząsteczki, wybijając z nich elektrony. Powstałe jony mogą zapoczątkowywać reakcje wolnorodnikowe, głównie z udziałem rodnika hydroksylowego, które uszkadzają DNA. Najgroźniejsze uszkodzenia dla życia komórki stanowią przerwy dwuniciowe w DNA, ponieważ mogą być związane z utratą fragmentu informacji genetycznej.

Promieniowanie ultrafioletowe (UV), ze względu na małą energię i znaczną długość fali, ma mniejszą zdolność przenikania przez tkanki niż promieniowanie jonizujące. Jednakże promienie UV są intensywnie pochłaniane przez DNA, stąd ich silne działanie genotoksyczne na DNA komórki, co może prowadzić do jego uszkodzenia i wystąpienia mutacji genowych. Powstające fotouszkodzenia w materiale genetycznym komórek mogą przyczyniać się do rozwoju nowotworów, ponieważ następuje mutacja w obrębie protoonkogenów, regulujących różnicowanie i wzrost komórek. Na powstawanie głównie czerniaków, raków podstawnokomórkowych lub płaskonabłonkowych skóry narażone są osoby rasy białej o jasnej karnacji, przebywające w regionach o dużym nasłonecznieniu.

Z innych substancji ryzyka rozrostu nowotworowego należy wymienić azbest, związki chromu, żelaza, arsenu, niklu, DDT, pył drzewny oraz skórzany, formaldehyd, hormony (estrogeny) stosowane w antykoncepcji lub hormonalnej terapii zastępczej.