Nguyễn Thanh Phong
Senior Member
Trị xạ ung thư bằng Hadron ?
Ung thư là một nhóm bệnh liên quan đến việc phân chia tế bào một cách vô tổ chức , và khả năng của các tế bào này xâm lấn tới các mô khác, thông qua quá trình phát triển trực tiếp ở các mô bên cạnh hay bằng cách di căn. Sự sai hỏng của các ADN do yếu tố di truyền hoặc yếu tố môi truờng làm các tế bào phát triển không bình thường và dẫn đến bệnh ung thư . Mỗi loại ung thư khác nhau như ung thư da, ung thư gan, ung thư phổi hay ung thư tuyến tiền liệt... có các triệu chứng khác nhau . Để xác định rõ loại ung thư cùng các giai đoạn của nó, người khám cần phải qua các xét nghiệm lâm sàng, Nếu kết quả xét nghiệm nghi có ung thư bệnh nhân sẽ cần phải được tiến hành sinh thiết. Trong quá trình sinh thiết bác sĩ sẽ cắt mẫu mô và quan sát những mô này dưới kính hiển vi để tìm tế bào ung thư. Nếu có ung thư bác sĩ thường thông báo mức độ của khối u. Mức độ khối u cho chúng ta biết mức độ mô ung thư khác mô thường như thế nào và tốc độ phát triển của khối u. Sau quá trình chuẩn đoán, các bệnh nhân ung thư sẽ được chữa trị bằng một trong nhưng phương pháp như phẫu thuật, trị liệu hoặc chiếu xạ . Có 2 cách chiếu xạ đó là chiếu xạ ngoài và chiếu xạ áp sát . Bài viết sau đây sẽ dưới thiệu với các bạn phương pháp chiếu xạ sử dụng máy gia tốc thẳng di chuyển, bắn các tia phóng xạ vào khối u.
Chiếu xạ photon là phương pháp chiếu xạ thông dụng nhất , bằng việc sử dùng các tia X hoặc tia Gamma. Các tia này sinh ra bởi quá trình ion hóa các dòng điện từ trường năng lượng cao, chứa các hạt không khối lượng photon, hay còn gọi là quang tử . Sự khác biệt giữa 2 tia này đó là tia gamma hình thành từ các phân rã của các chất phóng xạ như radium hay Cobalt-60, trong khi các tia X được tổng hợp bởi các thiết bị như máy gia tốc, ở đó các electron bị kích thích . Các tia này chiếu vào các tế bào sẽ làm gián đoạn các electron nguyên tử trong các phân tử ở tế bào. Những thay đổi của nguyên tử sẽ gián đoạn đến các phân tử, do đó, sẽ làm gián đoạn các chức năng của tế bào , là nguyên nhân để phân chia và tạo ra các tế bào mới .
Tuy nhiên sự phát triển của ngành vật lý hạt, cùng với sự ra đời của các máy gia tốc lớn ở CERN hay Fermilab đã mang đến một phương pháp chiếu xạ khác, đó là bằng các hadron. Chiếu xạ hadron là phương pháp chiếu xạ sử dụng các hạt tương tác mạnh như các neutron, proton, pion hay các Ion ( alphas, C,Ne). Chiếu xạ proton được sử dụng từ những năm đầu của thập kỷ 90, nhưng ở một mức độ giới hạn . Các tia proton chứa các proton, có khối lượng và điện tích . Giống như các tia X và tia gamma, các tia proton làm gián đoạn các electron nguyên tử trong các tế bào mục tiêu. Điểm mạnh của các tia proton là ở chỗ nó có thể được điều chỉnh để thích hợp với hình dạng của khối u tốt hơn so với các tia X và tia gamma . Dẫn đến việc chúng làm tổn hại ít hơn tới các mô bên cạnh , và có ít các triệu chứng phụ hơn. Do vậy chiếu xạ proton có hiệu quả hơn và có số lần điều trị cũng ít hơn.
Nhưng phương pháp chữa trị ung thư bằng chiếu xạ ( xạ trị) có nhiều hứa hẹn nhất chính là xạ trị ̣ Neutron. Xạ trị neutron là một dạng chiếu xạ hiệu ứng cao . Kết quả nghiên cứu sau nhiều năm chỉ ra rằng có một số dạng khối u ( các mô) rất khó có thể tiêu diệt nếu sử dụng các xạ trị ̣ hiện tại. Các mô này được phân loại như là các " mô nhạy bức xạ". Xạ trị neutron được đặc biệt dùng cho các khối u không thể mổ được .
Hiệu ứng cơ bản của phóng xạ ion hóa là để phá hủy khả năng của các tế bào đang trong quá trình phân chia và phát triển bởi các sợi ADN bị sai hỏng . Với xạ trị ̣ photon, electron và proton, sự phá hòng này được hoàn thành bởi các hoạt động căn bản xảy ra ở các tương tác cấp nguyên tử . Những dạng phóng xạ này được gọi là các phóng xạ năng lượng chuyển tiếp tuyến tính thấp ( low linear-energy-transfer, low LET) . Với phóng xạ neutron , sự phá hủy này được thực hiện bởi các tương tác hạt nhân. Các neutron là các phóng xạ năng lượng chuyển tiếp tuyến tính cao( high LET) . Nếu một tế bào khối u bị phá hủy bởi phóng xạ LET thấp, nó sẽ lại có cơ hội để tái sinh và tiếp tục phát triển. Nhưng với phóng xạ LET cao, như phóng xạ neutron thì cơ hội cho các tế bào khối u này phục hồi là rất thấp
Khối u viêm xơ ban đầu
Sau 2 tháng sử dụng xạ trị̣ neutron
Bởi vì các hiệu ứng sinh học của các neutron là rất lớn, nên thời gian xạ trị bằng neutron giảm đi rất nhiều, chỉ bằng một phần ba so với thời gian xạ trị ̣ bởi photon, electron hay proton. Một quá trình chữa trị bằng xạ trị neutron chỉ cần đến từ 10 đến 12 lần điều trị, trong khi đối với các phóng xạ LET thấp thì số lần điều trị lên đến 30 đến 40 lần .
So sánh 2 phuơng pháp xạ trị ̣ bằng photon và bằng neutron. Để giảm 0,001 số lượng tế bào khối u gốc, cần 7 gray neutron, trong khi phải cần đến 28 gray photo. Điều này chỉ ra rằng xạ trị neutron hiệu quả gấp 4 lần xạ trị photon. ( Gray là đơn vị phóng xạ, được đặt để ghi công nhà vật lý người Anh Louis Harold Gray.)
Cũng vẫn là xạ trị neutron, nhưng lúc này sử dụng phương pháp chiếu xạ áp sát, các thí nghiệm hiện hành chỉ ra rằng nó có khả năng vận chuyển lượng phóng xa cao tới một diện tích rất giới hạn. Chiếu xạ áp sát là phương pháp đặt trực tiếp các viên phóng xạ vào các khối u, sau một thời gian nó sẽ tiêu tan. Trong trường hợp này, các hạt boron được gắn vào chính các tế bào khối u, mà không phải tất cả các tế bào lành xung quanh khác. Mô đó lúc này được cô lập rõ ràng . Khi các neutron đi vào tiếp xúc với các nguyên tử boron, hạt nhân boron sẽ tách ra, tạo ra phản ứng hạt nhân nhỏ, nhưng đủ để diệt một tế bào . Nếu như viên phóng xạ không dính vào các tế bào lành, thì chỉ có các tế bào ung thư bị phá hủy, sự phá hủy của những tế bào này sẽ là mãi mài, làm cho chúng không thể phục hổi được .
Tài liệu tham khảo :
[1] "Chuyên đề ung thư", VIMEDIMEX II
http://www.vietpharm.com.vn/ungthu/
[2]"Hadron Therapy and Cancer Treatment" presented by Dr. Arlene Lennox, Medical Physicist, Fermilab.http://www-bd.fnal.gov/ntf/reference/hadrontreat.pdf
[3]"Neutrons for Cancer Treatment " by Lisa Zyga (http://www.symmetrymag.org/cms/?pid=1000102)[/B]
--------
@: Tag [align=center][/align] ?không hoạt động .
Ung thư là một nhóm bệnh liên quan đến việc phân chia tế bào một cách vô tổ chức , và khả năng của các tế bào này xâm lấn tới các mô khác, thông qua quá trình phát triển trực tiếp ở các mô bên cạnh hay bằng cách di căn. Sự sai hỏng của các ADN do yếu tố di truyền hoặc yếu tố môi truờng làm các tế bào phát triển không bình thường và dẫn đến bệnh ung thư . Mỗi loại ung thư khác nhau như ung thư da, ung thư gan, ung thư phổi hay ung thư tuyến tiền liệt... có các triệu chứng khác nhau . Để xác định rõ loại ung thư cùng các giai đoạn của nó, người khám cần phải qua các xét nghiệm lâm sàng, Nếu kết quả xét nghiệm nghi có ung thư bệnh nhân sẽ cần phải được tiến hành sinh thiết. Trong quá trình sinh thiết bác sĩ sẽ cắt mẫu mô và quan sát những mô này dưới kính hiển vi để tìm tế bào ung thư. Nếu có ung thư bác sĩ thường thông báo mức độ của khối u. Mức độ khối u cho chúng ta biết mức độ mô ung thư khác mô thường như thế nào và tốc độ phát triển của khối u. Sau quá trình chuẩn đoán, các bệnh nhân ung thư sẽ được chữa trị bằng một trong nhưng phương pháp như phẫu thuật, trị liệu hoặc chiếu xạ . Có 2 cách chiếu xạ đó là chiếu xạ ngoài và chiếu xạ áp sát . Bài viết sau đây sẽ dưới thiệu với các bạn phương pháp chiếu xạ sử dụng máy gia tốc thẳng di chuyển, bắn các tia phóng xạ vào khối u.
Chiếu xạ photon là phương pháp chiếu xạ thông dụng nhất , bằng việc sử dùng các tia X hoặc tia Gamma. Các tia này sinh ra bởi quá trình ion hóa các dòng điện từ trường năng lượng cao, chứa các hạt không khối lượng photon, hay còn gọi là quang tử . Sự khác biệt giữa 2 tia này đó là tia gamma hình thành từ các phân rã của các chất phóng xạ như radium hay Cobalt-60, trong khi các tia X được tổng hợp bởi các thiết bị như máy gia tốc, ở đó các electron bị kích thích . Các tia này chiếu vào các tế bào sẽ làm gián đoạn các electron nguyên tử trong các phân tử ở tế bào. Những thay đổi của nguyên tử sẽ gián đoạn đến các phân tử, do đó, sẽ làm gián đoạn các chức năng của tế bào , là nguyên nhân để phân chia và tạo ra các tế bào mới .
Tuy nhiên sự phát triển của ngành vật lý hạt, cùng với sự ra đời của các máy gia tốc lớn ở CERN hay Fermilab đã mang đến một phương pháp chiếu xạ khác, đó là bằng các hadron. Chiếu xạ hadron là phương pháp chiếu xạ sử dụng các hạt tương tác mạnh như các neutron, proton, pion hay các Ion ( alphas, C,Ne). Chiếu xạ proton được sử dụng từ những năm đầu của thập kỷ 90, nhưng ở một mức độ giới hạn . Các tia proton chứa các proton, có khối lượng và điện tích . Giống như các tia X và tia gamma, các tia proton làm gián đoạn các electron nguyên tử trong các tế bào mục tiêu. Điểm mạnh của các tia proton là ở chỗ nó có thể được điều chỉnh để thích hợp với hình dạng của khối u tốt hơn so với các tia X và tia gamma . Dẫn đến việc chúng làm tổn hại ít hơn tới các mô bên cạnh , và có ít các triệu chứng phụ hơn. Do vậy chiếu xạ proton có hiệu quả hơn và có số lần điều trị cũng ít hơn.
Nhưng phương pháp chữa trị ung thư bằng chiếu xạ ( xạ trị) có nhiều hứa hẹn nhất chính là xạ trị ̣ Neutron. Xạ trị neutron là một dạng chiếu xạ hiệu ứng cao . Kết quả nghiên cứu sau nhiều năm chỉ ra rằng có một số dạng khối u ( các mô) rất khó có thể tiêu diệt nếu sử dụng các xạ trị ̣ hiện tại. Các mô này được phân loại như là các " mô nhạy bức xạ". Xạ trị neutron được đặc biệt dùng cho các khối u không thể mổ được .
Hiệu ứng cơ bản của phóng xạ ion hóa là để phá hủy khả năng của các tế bào đang trong quá trình phân chia và phát triển bởi các sợi ADN bị sai hỏng . Với xạ trị ̣ photon, electron và proton, sự phá hòng này được hoàn thành bởi các hoạt động căn bản xảy ra ở các tương tác cấp nguyên tử . Những dạng phóng xạ này được gọi là các phóng xạ năng lượng chuyển tiếp tuyến tính thấp ( low linear-energy-transfer, low LET) . Với phóng xạ neutron , sự phá hủy này được thực hiện bởi các tương tác hạt nhân. Các neutron là các phóng xạ năng lượng chuyển tiếp tuyến tính cao( high LET) . Nếu một tế bào khối u bị phá hủy bởi phóng xạ LET thấp, nó sẽ lại có cơ hội để tái sinh và tiếp tục phát triển. Nhưng với phóng xạ LET cao, như phóng xạ neutron thì cơ hội cho các tế bào khối u này phục hồi là rất thấp
Khối u viêm xơ ban đầu
Sau 2 tháng sử dụng xạ trị̣ neutron
Bởi vì các hiệu ứng sinh học của các neutron là rất lớn, nên thời gian xạ trị bằng neutron giảm đi rất nhiều, chỉ bằng một phần ba so với thời gian xạ trị ̣ bởi photon, electron hay proton. Một quá trình chữa trị bằng xạ trị neutron chỉ cần đến từ 10 đến 12 lần điều trị, trong khi đối với các phóng xạ LET thấp thì số lần điều trị lên đến 30 đến 40 lần .
So sánh 2 phuơng pháp xạ trị ̣ bằng photon và bằng neutron. Để giảm 0,001 số lượng tế bào khối u gốc, cần 7 gray neutron, trong khi phải cần đến 28 gray photo. Điều này chỉ ra rằng xạ trị neutron hiệu quả gấp 4 lần xạ trị photon. ( Gray là đơn vị phóng xạ, được đặt để ghi công nhà vật lý người Anh Louis Harold Gray.)
Cũng vẫn là xạ trị neutron, nhưng lúc này sử dụng phương pháp chiếu xạ áp sát, các thí nghiệm hiện hành chỉ ra rằng nó có khả năng vận chuyển lượng phóng xa cao tới một diện tích rất giới hạn. Chiếu xạ áp sát là phương pháp đặt trực tiếp các viên phóng xạ vào các khối u, sau một thời gian nó sẽ tiêu tan. Trong trường hợp này, các hạt boron được gắn vào chính các tế bào khối u, mà không phải tất cả các tế bào lành xung quanh khác. Mô đó lúc này được cô lập rõ ràng . Khi các neutron đi vào tiếp xúc với các nguyên tử boron, hạt nhân boron sẽ tách ra, tạo ra phản ứng hạt nhân nhỏ, nhưng đủ để diệt một tế bào . Nếu như viên phóng xạ không dính vào các tế bào lành, thì chỉ có các tế bào ung thư bị phá hủy, sự phá hủy của những tế bào này sẽ là mãi mài, làm cho chúng không thể phục hổi được .
Tài liệu tham khảo :
[1] "Chuyên đề ung thư", VIMEDIMEX II
http://www.vietpharm.com.vn/ungthu/
[2]"Hadron Therapy and Cancer Treatment" presented by Dr. Arlene Lennox, Medical Physicist, Fermilab.http://www-bd.fnal.gov/ntf/reference/hadrontreat.pdf
[3]"Neutrons for Cancer Treatment " by Lisa Zyga (http://www.symmetrymag.org/cms/?pid=1000102)[/B]
--------
@: Tag [align=center][/align] ?không hoạt động .
