모세혈관벽을 투과해서 혈류로 직접 들어간 암세포는 실체의 먼 부위로 이동합니다. 암세포가 모세혈관보다는 림프관벽을 통해 이동하였을 때는, 우선 국소림프절로 이동하여 그곳에 머무르면서 성장합니다. 이런 이유로, 국소림프절은 암전이가 시작되는 일반적인 부위입니다. 그럼에도 불구하고, 림프관은 혈관과 수없이 많은 상호연결을 이루고 있어, 먼저 림프계로 들어간 암세포도 결국에는 혈류에 도달하여 온몸을 순환합니다.
대부분의 경우, 암세포의 초기 진입 경로의 구별 없이 최종적으로 혈류에 많ㅇ느 수의 암세포가 존재하게 됩니다. 몇 그램 정도에 지나지 않은 작은 악성 종양일지라도, 하루에 수백만 개의 암세포를 순환계로 분비할 수 있습니다. 그러나 전이가 일어나기 위해서 세포는 순환계를 이동하며 살아남아야만 하고, 많은 세포들은 이런 환경에 적응하지 못합니다. 이런 결론의 증거는 방사성을 표지한 암세포(식별할 수 있게 하귀 위함)를 실험동물의 혈류로 주입하는 실험으로부터 도출할 수 있습니다. 몇 주 후, 방사성을 표지한 세포 중 1/1,000 이하의 수만이 살아남은 것으로 발견되었습니다. 혈류는 대부분의 암세포가 머무르기에는 적합하지 않은 현광으로서, 단지 적은 수의 암세포만이 전이의 가능성이 있는 부위로의 이동에서 살아남을 수 있습니다.
암세포와 종양마다 전이능력에 차이가 있습니다.
암세포의 작은 일부가 혈류로 들어가 살아남고 전이가 일어나므로, 이러한 세포가 본래의 종양에서 임의로 유래한 세포인지, 아니면 전이에 더 적당하게 특수화된 세포인지에 대한 의문이 제기될 수 있습니다. 실험에서, 세포의 전이를 연구할 수 있을 만큼 건강한 생쥐의 혈류에, 생쥐 흑색종세포를 주입했습니다. 주입한 지 몇 주가 지나고 전이는 다양한 부위에서 발견되었지만, 주된 장소는 폐였습니다. 폐로 전이된 세포를 떼어내어 더 많은 폐전이의 생성을 유도하기 위해, 다른 생쥐에 주입했습니다. 휘들러는 같은 과정을 몇 번 연속적으로 하여 기존 종양세포군보다 폐전이를 많이 형성하는 암세포군을 얻어냈습니다.
가장 직접적인 설명은 초기 흑색종이 전이능력에 차이가 나는 혼성의 세포들로 이루어져 있다가 연속되는 실험과정에서 특별히 전이에 적합한 세포들이 점차적으로 선택되었다는 것입니다. 이 가설을 증명하기 위한, 후속 연구로 초기 흑색종에서 하나의 세포를 분리해내어 그 세포들이 각자 분리된 세포군을 이룰 수 있도록 배양했습니다. 이처럼 초기 하나의 세포가 분열하여 형성된 세포군을 클론(clone)이라 합니다. 다양한 세포의 클론들을 동물에 주입하면 일부 클론들은 전이를 거의 생성하지 못하지만, 다른 일부는 전이를 크게 유도할 수도 있고 또는 그 중간일 수도 있습니다. 각각의 클론은 1차 종양의 서로 다른 세포에서 유래하므로, 이 결과는 1차 종양의 세포들이 전이능력에서 차이가 난다는 개념을 뒷받침합니다.
같은 종류의 인체 암이라 해도 그들의 전이능력이 두드러지게 다르다는 것은 오래전부터 알려져 있는 사실입니다. 한 실험에서, 연구자들은 폐암의 유전자 활성도를 측정하여, 초기 폐암이 전이되기 시운지 예측할 수 있는 17개 유전자의 발현 패턴을 발견했습니다. 이와 같은 유전자 발현 '족적'은 다른 종류의 암의 전이양상도 예측할 수 있습니다. 예를 들어 17-유전자 발현 족적을 나타내는 전립선암이나 유방암 환자는 17-유전자 발현 족적이 보이지 않는 종양보유자들보다 전이가 더 발달되기 쉬울 것입니다. 그러므로 전이가 발생할 가능성은 1차 종양의 세포에 유전적으로 프로그램화돼 있을 것으로 보입니다.
전이능력이 향상된 흑색종세포의 선택.
생쥐 흑색종세포는 생쥐의 꼬리정맥을 통해 주입되었습니다. 적은 수의 전이성 종양이 폐에서 발달했고, 일부 폐전이 세포를 제거하여 다른 생쥐에 주입했습니다. 이 주기를 10번 정도 반복하여, 흑색종세포의 최종적인 집단이 초기 세포군이 형상한 것 보다 훨씬 많은 폐암전이를 형성한 것을 확인할 수 있었습니다.