(一)發病原因
癌性疼痛的原因可分三類：①腫瘤直接引起的疼痛，約占88%;②癌症治療引起的疼痛，約占11%;③腫瘤間接引起的疼痛，約占1%。臨床上也有少數腫瘤病人可出現與腫瘤無關的疼痛，例如肺癌病人因同時患有椎間盤突出症而引起的腰腿痛，是非癌症性疼痛而不是癌性疼痛。所以，癌症病人疼痛的原因必須明確診斷。
1.腫瘤直接引起的疼痛
(1)組織毀壞：當腫瘤侵及胸膜、腹膜或神經，侵及骨膜或骨髓腔使其壓力增高甚至發生病理性骨折時，病人可出現疼痛，如骨轉移、骨腫瘤所致的骨痛。肺癌侵及胸膜可致胸痛。肺尖部腫瘤侵及臂叢可出現肩臂疼痛等。
(2)壓迫：腦腫瘤可引起頭痛及腦神經痛。鼻咽癌頸部轉移可壓迫臂神經叢或頸神經叢，引起頸、肩、臂痛。腹膜後腫瘤壓迫腰、腹神經叢，可引起腰、腹疼痛。神經組織受腫瘤壓迫常常同時並存神經受侵蝕。
(3)阻塞：空腔髒器被腫瘤阻塞時，可出現不適、痙攣，完全阻塞時可出現劇烈絞痛，如胃、腸及胰頭癌等。另外，乳腺癌腋窩淋巴結轉移時，可壓迫腋淋巴及血管引起患肢手臂腫脹疼痛。
(4)張力：原發及肝轉移腫瘤生長迅速時，肝包膜被過度伸展、繃緊便可出現右上腹劇烈脹痛。
(5)腫瘤潰爛，經久不愈，發生感染可引起劇痛。
2.腫瘤治療中引起的疼痛 此種疼痛是癌症治療的常見並發症。如放射性神經炎、口腔炎、皮膚炎，放射性骨壞死。放療、化療後可出現帶狀皰疹產生疼痛。化療藥物滲漏出血管外引起組織壞死，化療引起的栓塞性靜脈炎，中毒性周圍神經炎(長春鹼)乳腺癌根治術中損傷腋淋巴係統，可引起手臂腫脹疼痛。手術後切口瘢痕、神經損傷、幻肢痛。
3.腫瘤間接引起的疼痛 衰竭病人的褥瘡，機體免疫力低下均可引起局部感染而產生疼痛。另外，前列腺、肺、乳腺、甲狀腺癌等出現骨轉移而引起劇烈的腹痛。
(二)發病機製
疼痛的發生包括三個環節：①感受器;②神經纖維;③神經中樞。癌性疼痛的機製目前尚不完全清楚。一般認為，在骨、軟組織、淋巴管、血管、內髒機械或化學刺激激活或激敏機械感受器及化學感受器，通過Aδ纖維或C纖維傳至中樞，產生痛覺。
Aδ纖維是一種有髓鞘的神經纖維，直徑為1～4μm，C纖維是無鞘神經纖維，直徑較細，為0.2～1.0μm。單一的疼痛刺激引起雙重感覺，兩種纖維同時活動，但衝動到達中樞的時間不同，C纖維比Aδ纖維慢1.4s。刺激之後，先感到快速、定位精確但不劇烈的銳痛，繼而是彌散的鈍痛，程度較強;前者稱為“第一疼痛”，後者稱為“第二疼痛”。內髒感覺的傳入通路基本上與軀體一致，但纖維占多數為80%。內髒的痛閾較高，對膨脹、痙攣、缺血性強直收縮和化學刺激較敏感(常引起劇烈疼痛，多伴有呼吸、血壓變化，以及出汗、豎毛、嘔吐、肌緊張增強等反應);另外，一個髒器的傳入纖維常常經幾個節段的脊神經進入中樞，而一個節段的脊神經又可包括幾個髒器的傳入纖維。例如，胃傳入節段包括胸6～9，與肝、膽、胰、脾、十二指腸等重疊。因而疼痛常較彌散而難以準確定位。內髒的神經支配是雙重的，痛覺衝動主要由交感神經傳入，盆腔髒器由骶部副交感神經傳入，氣管和食管上部由腦神經(舌咽神經和迷走神經)傳入。另外，內髒疼痛還有牽涉痛，可能是由內髒傳入衝動與軀體傳入的二通路在同節的脊髓背角細胞中發生聚合，相互作用，再由同一的傳導通路傳至大腦皮質;以致使疼痛定位發生偏差進而反映到軀體傳入所屬脊神經支配的皮膚區。例如，膽囊疼痛可反射到右側背部肩胛角下，胰腺疼痛可放射到腰背部等。
放射治療可引起放射性神經炎，出現疼痛。目前一致認為：當大劑量(幾千至上萬rad)放射線照射時，神經係統特別是神經元可出現直接損傷，並可引起繼發性神經損傷。這種損傷主要是放射線引起神經血液循環和營養障礙所致。電鏡下可見嚴重的血管內皮、血管壁基膜損傷，有時可見小血管阻塞或半阻塞。由於血液循環不良可引起小血管周圍膠質細胞神經突觸水腫，這樣運送給神經元細胞的養分就會不足或中止，水腫的膠質細胞突觸壓迫小血管，促使微循環更趨不良，由此形成惡性循環，如治療不及時或不適當，可導致神經元細胞死亡。在神經纖維發生炎症、水腫及壞死的過程中可出現疼痛。這種放射反應，有時還會出現延遲效應，幾周內，急性期的炎症、水腫、出血可逐漸消退，白質損傷可部分修複，但壞死仍殘留。以至在6～8周後又可再次出現症狀，有晚期放射性壞死之稱。照射劑量越大反應出現越快。
