Báo cáo chuyên đề ứng dụng laser trong điều trị ung thư

Thí nghiệm khảo sát các tác dụng khác nhau của liệu pháp laser kích thích hệ miễn dịch trong điều trị các khối u ung thư di căn được nghiên cứu trên chuột...29 Phần 7: KẾT LUẬN...38 Tài

TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA TPHCM KHOA KHOA HỌC ỨNG DỤNG

BỘ MÔN VẬT LÝ KỸ THUẬT Y SINH

Báo cáo chuyên đề

Tp Hồ Chí Minh, Tháng 6 năm 2010

MỤC LỤC

Mục lục 1

Phần 1: LỜI NÓI ĐẦU 2

Phần 2 ĐẠI CƯƠNG VỀ UNG THƯ 3

2.1 Bản chất của ung thư 3

2.2 Cơ chế bệnh sinh của ung thư 3

2.3 Các tác nhân gây ung thư 3

2.4 Triệu chứng của ung thư 4

2.5 Phân loại ung thư 4

2.6 Dịch tễ học ung thư 7

Phần 3: CÁC PHƯƠNG PHÁP ĐIỀU TRỊ UNG THƯ HIỆN NAY 9

3.1 Y học cổ truyền 9

3.2 Y học hiện đại 9

3.3 Các phương pháp mới hỗ trợ trong điều trị ung thư 11

Phần 4: CƠ BẢN VỀ ỨNG DỤNG LASER TRONG ĐIỀU TRỊ UNG THƯ 12

4.1 Laser và những đặc tính ưu việt của nó trong điều trị 12

4.2 Các phương pháp sử dụng laser công suất cao trong điều trị ung thư 13

4.3 Các loại laser sử dụng trong điều trị ung thư 13

4.4 Ưu và khuyết điểm của việc sử dụng laser 13

Phần 5: LIỆU PHÁP QUANG ĐỘNG HỌC (Photodynamic Therapy - PDT) 14

5.1 Giới thiệu về PDT 14

5.2 Cơ chế của PDT trong việc tiêu diệt tế bào ung thư 14

5.3 Các chất nhạy quang dùng trong PDT 15

5.4 Tiến trình thực hiện của PDT 18

5.5 Ưu điểm và khuyết điểm của PDT 18

Phần 6: ỨNG DỤNG LIỆU PHÁP QUANG ĐỘNG HỌC (PDT) ĐỂ TĂNG CƯỜNG HỆ MIỄN DỊCH TRONG ĐIỀU TRỊ UNG THƯ 19

6.1 Khái quát hệ miễn dịch 19

6.2 Ứng dụng liệu pháp quang động học (PDT) trong kích thích hệ miễn dịch nhằm điều trị ung thư 23

6.3 Thí nghiệm khảo sát các tác dụng khác nhau của liệu pháp laser kích thích hệ miễn dịch trong điều trị các khối u ung thư di căn được nghiên cứu trên chuột 29

Phần 7: KẾT LUẬN 38

Tài liệu tham khảo 39

Phần 1

LỜI NÓI ĐẦU

Từ trước đến nay, ung thư là một căn bệnh vô cùng nguy hiểm và phổ biến ở nước ta và trên toàn thế giới, nó

đã gây tử vong cho rất nhiều bệnh nhân Trong suốt chiều dài lịch sử của y học, các nhà y học đã không ngừng nghiên cứu để tìm ra rất nhiều phương pháp điều trị ung thư như phẫu thuật, xạ trị, hóa trị … Những phương pháp đó có hiệu quả điều trị rất cao được ứng dụng cho những lọai ung thư khác nhau Nhưng bên cạnh đó, chúng cũng gây những ảnh hưởng xấu đến khỏe người bệnh Chẳng hạn, phương pháp hóa trị gây tác dụng phụ đến các cơ quan khác của cơ thể, bức xạ điện từ trong phương pháp xạ trị có tác dụng ion hóa mạnh làm chết các tế bào lành

Trong bối cảnh đó, việc đề xuất các phương pháp điều trị ung thư mới ít gây những tác dụng phụ đến bệnh nhân đang trở thành nhu cầu cấp thiết trong ngành ung thư học Trong tiến trình đáp ứng nhu cầu đó, phương pháp ứng dụng laser trong điều trị ung thư đã được nghiên cứu và ứng dụng ở một số nước có nền y học phát triển trên thế giới và bước đầu đã có những thành tựu to lớn Việc ứng dụng laser trong điều trị ung

thư đã được tiến hành qua hai liệu pháp Đó là liệu pháp quang động học trong việc tiêu diệt tế bào ung thư và liệu pháp ứng dụng laser tăng cường hệ miễn dịch của cơ thể trong điều trị ung thư

Trong bài báo cáo này, chúng tôi sẽ cung cấp một cái nhìn tồng quan về hai phương pháp ứng dụng laser trong điều trị ung thư như đã nói ở trên Theo đó, chúng tôi sẽ lần lượt trình bày các vấn đề sau:

 Đại cương về ung thư Phần này cung cấp những vấn đề cơ bản về bệnh ung thư, bao gồm bản chất,

cơ chế bệnh sinh, các tác nhân gây bệnh, phân loại ung thư

 Các phương pháp điều trị ung thư hiện nay Phần này trình bày về các liệu pháp phẫu thuật, xạ trị,

hóa trị, bao gồm ưu điểm và khuyết điểm của chúng

 Cơ bản về ứng dụng laser trong điều trị ung thư Phần này trình bày tác dụng điều điều trị của

laser thông qua các hiệu ứng sinh học xảy ra khi laser tương tác với mô sống, ưu và khuyết điểm của liệu pháp laser

 Liệu pháp quang động học (Photodynamic Therapy - PDT) Phần này tập trung trình bày về tác

dụng điều trị thứ nhất của PDT, đó là tác dụng tiêu diệt trực tiếp tế bào ung thư bằng hiệu ứng quang động học

 Ứng dụng liệu pháp quang động học để tăng cường hệ miễn dịch trong điều trị ung thư Phần

này sẽ trình bày về tác dụng thứ hai của PDT, đó là tác dụng tăng cường chức năng hệ miễn dịch của PDT trong điều trị ung thư

Phần 2

ĐẠI CƯƠNG VỀ UNG THƯ 2.1 Bản chất của ung thư

Trong thời đại ngày nay mặc dù khoa học đã có những tiến bộ vượt bậc đặc biệt là trong lĩnh vực sinh học phân tử, tuy nhiên để định nghĩa bệnh ung thư là gì vẫn không dễ dàng

Tuy nhiên chúng ta có thể định nghĩa ung thư như là quá trình bệnh lý trong đó một số tế bào thoát ra khỏi sự kiểm soát, sự biệt hóa sinh lý của tế bào và tiếp tục nhân lên Những tế bào này có khả năng xâm lấn

và phá hủy các tổ chức chung quanh Đồng thời chúng di trú và đến phát triển ở nhiều cơ quan khác nhau và hình thành nên di căn, cuối cùng ung thư gây tử vong do các nguyên nhân sau:

- Các biến chứng cấp tính như: xuất huyết ồ ạt, chèn ép não, ngạt thở

- Tiến triển nặng dần tiến đến rối loạn chức năng của các cơ quan do khối di căn như thiểu năng hô hấp, suy chức năng gan thận

- Sự thoái triển dần dần, kéo dài dẫn đến suy kiệt và cuối cùng bệnh nhân tử vong

Hình 1: Một số loại ung thư

2.2 Cơ chế bệnh sinh của ung thư

Nguyên nhân gây ung thư là sự sai hỏng của ADN, tạo nên các đột biến ở các gen thiết yếu điều khiển quá trình phân bào cũng như các cơ chế quan trọng khác Một hoặc nhiều đột biến được tích lũy lại sẽ gây ra sự tăng sinh không kiểm soát và tạo thành khối u Khối u là một khối mô bất thường, có thể ác tính, tức ung thư hoặc lành tính, tức không ung thư Chỉ những khối u ác tính thì mới xâm lấn mô khác và di căn

2.3 Các tác nhân gây ung thư

Gồm 2 nhóm chính là các yếu tố môi trường và các nguyên nhân bên trong

2.3.1 Các yếu tố môi trường

+ Tác nhân vật lý: chủ yếu là bức xạ ion hóa và tia cực tím

+ Tác nhân hóa học: Thuốc lá, Chế độ ăn uống và các chất gây ô nhiễm thực phẩm, Các ung thư liên quan đến nghề nghiệp, Hóa trị liệu

+ Tác nhân sinh học: Virus sinh ung thư, Ký sinh trùng và vi trùng

Lung cancer

Brain cancer Live cancer

Hình 2: Cơ chế bệnh sinh của ung thư

2.3.2 Các nguyên nhân bên trong

- Yếu tố di truyền

- Suy giảm miễn dịch và AIDS

- Nội tiết tố

2.4 Triệu chứng của ung thư

Ban đầu, hầu hết bệnh nhân ung thư không có triệu chứng lâm sàng rõ ràng Khi xuất hiện triệu chứng rõ rệt thường là khi bệnh đã tiến triển trầm trọng.vThông thường, ung thư có thời gian ủ bệnh (tức là thời gian từ khi một tế bào bị đột biến thành tế bào ung thư đến khi các triệu chứng của bệnh được bộc lộ) khá dài, khoảng 10 năm hoặc hơn nữa tùy thể loại ung thư Do đó cách phòng và điều trị ung thư hiệu quả nhất được khuyến cáo

là nên đi khám sức khỏe định kì 6 tháng một lần Do ung thư là tập hợp của nhiều dạng bệnh ung thư khác nhau nên triệu chứng của ung thư rất đa dạng và khác nhau ở tùy thể bệnh ung thư Đại khái, triệu chứng của ung thư được phân làm ba nhóm chính:

1) Triệu chứng tại chỗ: các khối u bất thường hay phù nề, chảy máu (hemorrhage), đau hoặc loét (ulcer) Chèn ép vào mô xung quanh có thể gây ra các triệu chứng như vàng da

2) Triệu chứng của di căn (lan tràn): hạch bạch huyết lớn lên, ho, ho ra máu, gan to, đau xương, gãy xương ở những xương bị tổn thương và các triệu chứng thần kinh Đau có thể gặp ở ung thư giai đoạn tiến triển, nhưng thông thường đó không phải là triệu chứng đầu tiên

3) Triệu chứng toàn thân: sụt cân, chán ăn và suy mòn, tiết nhiều mồ hôi (đổ mồ hôi trộm), thiếu máu

và các hội chứng cận u đặc hiệu, đó là tình trạng đặc biệt được gây ra bởi ung thư đang hoạt động, chẳng hạn như huyết khối (thrombosis) hay thay đổi nội tiết tố

2.5 Phân loại ung thư

Ung thư có thể được phân loại dựa theo tính chất giải phẫu bệnh hoặc theo cơ quan bị tổn thương Các tế bào ung thư trong một khối u (bao gồm cả tế bào đã di căn) đều xuất phát từ một tế bào duy nhất phân chia mà thành Do đó một bệnh ung thư có thể được phân loại theo loại tế bào khởi phát và theo vị trí của tế bào đó Tuy nhiên, trong nhiều trường hợp, người ta không xác định được khối u nguyên phát Có 5 loại sau:

1) Ung thư biểu mô (carcinoma) có nguồn gốc từ tế bào biểu mô (ví dụ như ở ống tiêu hóa hay các tuyến tiêu hoá)

2) Bệnh lý huyết học ác tính (hematological malignancy), như bệnh bạch cầu (leukemia) và u lympho bào (lymphoma), xuất phát từ máu và tủy xương

3) Ung thư mô liên kết (sarcoma) là nhóm ung thư xuất phát từ mô liên kết, xương hay cơ

4) U hắc tố do rối loạn của tế bào sắc tố

5) U quái bắt nguồn từ các tế bào mầm

Bảng 1: Các bệnh ung thư thường gặp ở 2 giới

Trong Y học lâm sàng, các nhà Y học còn phân loại ung thư theo cấu trúc và mô tả, tức là dựa vào các đặc điểm về đại thể và vi thể của khối u

Bảng 2: Phân loại ung thư theo cấu trúc

- Biểu mô tuyến

- Biểu mô không biệt hoá

+ Ung thư biểu mô tế bào gai hoặc dạng thượng bì

+ Ung thư biểu mô tế bào chuyển tiếp + Ung thư biểu mô hoặc ung thư biểu mô tuyến nhú

+ Ung thư biểu mô tế bào đáy các u tuyến nước bọt

+ Ung thư biểu mô tuyến + Ung thư biểu mô tuyến gai + Ung thư biểu mô nang tuyến + Ung thư biểu mô phôi

+ Sụn

+ Xương

+ Sarcôm sụn + Sarcôm tạo xương (sarcôm xương)

* Nội mô, trung biểu mô, và các cơ quan

+ U tế bào ngoại mạch ác + U trung biểu mô ác + U màng hoạt dịch ác

* Các tổ chức cấu tạo máu:

+ Tổ chức lymphô

+ Tuyến hung

+ Tủy xương

+ U lymphô ác + Bệnh Hodgkin + U tuyến hung ác + Bệnh bạch cầu + Đa u tủy + Sarcôm Ewing + Sarcôm lưới

* Tổ chức thần kinh:

+ Tổ chức thần kinh nguyên thủy và biệt

hoá

+ Màng não

+ Mào thần kinh và các đầu cuối dây thần

kinh chuyên biệt

+ U cận hạch ác + U nguyên bào võng mạc + Cacxinoit ác

+ sacrom xơ thần kinh + u bao thần kinh ác

+ Ung thư biểu mô mang + Ung thư biểu mô ống niệu rốn

* Các hamactôm:

+ Sắc tố bào

+ Mạch máu

+ U hắc tố ác + Sarcôm mạch máu

Ung thƣ Bàng Quang

U Hắc Tố Da Ung thƣ khác

Hình 3: Tỷ lệ các loại ung thư mắc phải ở nam giới

U Lympho Bào không Hodgkin Ung thƣ Khác

Hình 4: Tỷ lệ các loại ung thư mắc phải ở nữ giới

Tỉ lệ mới mắc thường được dùng để cung cấp những dữ liệu về sự xuất hiện ung thư trong quần thể dân cư theo nhóm tuổi, giới tính và chủng tộc…Người ta có thể tính tỉ lệ mới mắc cho toàn bộ dân cư hoặc từng bộ phận của quần thể dân cư với những đặc trưng phân bố khác nhau

Ung thư Bạch Cầu Tổng tỉ lệ các Ung thư Khác

Hình 5: Tỷ lệ tử vong do ung thư ở nam giới

Trên thế giới hiện nay, tỉ lệ tử vong do ung thư ở nam cao hơn ở nữ, do nam giới có tỉ lệ mắc ung thư khó chữa khỏi cao hơn (phổi, dạ dày, thực quản, tiền liệt tuyến) trong khi đó những ung thư thường gặp ở nữ lại thường có tiên lượng tốt hơn (vú, tử cung) và thuận lợi cho việc điều trị hơn

Ở nhiều nước, đa số ca tử vong do bệnh ung thư phụ thuộc đáng kể vào cấu trúc tuổi của dân số (sự gia tăng của tỉ lệ già, mà phần lớn ung thư gặp ở lứa tuổi này), và một mức độ nào đó phụ thuộc vào những tiến bộ chẩn đoán, nhờ nó mà bệnh ung thư được chẩn đoán trước lúc chết

Tỉ lệ tử vong do Ung thư đối với phụ nữ

Tổng tỉ lệ các ung thư khác

Hình 6: Tỷ lệ tử vong do ung thư ở nữ giới

3.2 Y học hiện đại

Trong điều trị ung thư, bên cạnh 3 phương pháp cổ điển là phẫu thuật, tia xạ và hóa trị, xuất hiện các kỹ thuật mới như liệu pháp sinh hoc, liệu pháp nhiệt …

3.2.1 Phẫu thuật (surgery)

Phương pháp giải phẫu chủ yếu là mổ cắt bỏ khối u nguyên phát và hướng di căn trực tiếp của nó Hiệu quả điều trị tuỳ thuộc vào một số yếu tố sau:

- U bướu thu gọn ở một chỗ và chưa di căn

- Tế bào ung thư tăng sinh chậm

- Vị trí của u bướu

- Khả năng chuyên môn của phẫu thuật gia

- Công hiệu của các dịch phụ hỗ trợ như thuốc mê, kiểm soát ngừa nhiễm trùng, tiếp máu, dụng cụ giải phẫu và chăm sóc sau khi mổ

Ưu điểm: có tác dụng tiêu diệt hoàn toàn khi khối u ung thư còn khu trú

Nhược điểm:

- Thời gian hồi phục lâu

- Dễ bị nhiễm trùng vết mổ

- Có khả năng di căn cao

3.2.2 Xạ trị (radiation)

Phần lớn các loại ung thư được chữa bằng xạ trị đặc biệt là ung thư não, phổi, bàng quan Mục đích của phương pháp tiêu diệt tế bào phát triển rối loạn và làm teo khối u bằng các làn sóng hoặc phân tử như proton, electron, x-ray, gamma-ray

Phương pháp xạ trị dựa trên nguyên tắc điều trị tại chỗ bằng bức xạ ion hoá năng lượng cao nhằm làm co hẹp khối u và tiêu diệt tế bào ung thư bằng cách phá hủy gene của chúng làm cho chúng không thể tiếp tục phát triển và phân chia, làm tổn thương các mạch máu nuôi chúng, đồng thời cũng làm tổn hại đến các tổ chức lành Phần lớn các tế bào lành hồi phục sau khi ngừng xạ trị Hiệu quả điều trị tuỳ thuộc vào:

- Vị trí của ung thư

- Ung thư có mẫn cảm (sensitive) với phóng xạ

- Ung thư thu gọn và không di căn

Ưu điểm:

- Là kỹ thuật không xâm lấn

- Là phương pháp có thể tiếp xúc và tiêu diệt các khối u có kích thước, hình dạng khác nhau và ở các

độ sâu khó quan sát trong cơ thể

- Ít gây hại đến các mô lành xung quanh

- Các tế bào lành hồi phục tổn thương tốt

- Không gây nhiễm trùng sau điều trị

Có hai lọai xạ trị là xạ trị ngoài và xạ trị trong

Xạ trị ngoài: dùng nguồn phóng xạ bên ngoài cơ thể để chiếu xuyên qua da, tập trung vào khối u ung

thư; điều trị các khối u tập trung Thiết bị dùng trong xạ trị ngoài: máy phát tia X, máy Cobalt, máy gia tốc tuyến tính

Xạ trị trong: xạ trị có tác dụng tiêu diệt hữu hiệu trên các tế bào ung thư tăng trưởng nhanh hơn là tế

bào thường tăng sinh chậm Chất phóng xạ được đưa vào cơ thể bằng ống phóng xạ với phân lượng rất nhỏ,thường được đặt gần hoặc trong khối u, để trong một thời gian (trong vòng khoảng ba đến bốn tuần) cho

đủ liều lượng yêu cầu, chất phóng xạ sẽ tiêu diệt từ từ tế bào ung thư và giới hạn ảnh hưởng lên tế bào lành Nếu chẳng may bị tổn thương thì tế bào bình thường cũng mau lành hơn

3.2.3 Hóa trị (chemotherapy)

Đây là phương pháp điều trị ung thư bằng cách sử dụng các hóa chất có thể tiêu diệt tế bào ung thư Chỉ định điều trị trong những trường hợp sau:

 Bệnh ở giai đoạn di căn (ung thư máu, ung thư lan toả, ung thư hạch, lympho…)

 Những bệnh không thể điều trị bằng xạ trị hay phẫu thuật

 Sau khi xạ trị hoặc phẫu thuật có thể dùng hoá trị hỗ trợ để tiêu diệt tế bào ung thư sắp di căn

Thời gian điều trị phụ thuộc vào :

 Loại ung thư

 Mục tiêu chữa trị

 Loại thuốc sử dụng

 Phản ứng của cơ thể đối với thuốc

Có 2 phương thức hóa trị thường dùng:

 Hóa trị bằng đường truyền tĩnh mạch: Đây là phương thức thông dụng nhất Thuốc được pha vào

dịch truyền (nước biển) hoặc tiêm trực tiếp vào mạch máu Trong những trường hợp cần thiết, thuốc được đưa ngay vào máu thì có tác dụng nhanh chóng

 Hóa trị bằng đường uống: Phương pháp này đơn giản, dễ tiến hành nhưng hiệu quả chậm hơn và có

khi phải dùng liên tục trong nhiều ngày

Ưu điểm: Không như xạ trị hoặc giải phẫu đòi hỏi ung thư phải khu trú (thu gọn), hoá trị có thể phân tán khắp

cơ thể để tiêu diệt tế bào ung thư ở các nơi mà bác sĩ không tìm ra Hóa trị liệu có thể thực hiện ở nhiều nơi như ở nhà, ở phòng mạch và bệnh viện

Tuỳ thuộc vào loại thuốc điều trị, phản ứng của cơ thể đối với thuốc, hướng dẫn của bác sĩ và ý kiến của bệnh nhân mà chọn cách tiến hành thích hợp Đôi lúc trong giai đoạn đầu bệnh nhân phải nằm viện để được theo dõi và có điều chỉnh thích hợp nếu xảy ra biến chứng

Nhược điểm:

 Hóa chất rất đắt tiền: không sử dụng được với tất cả bệnh nhân

 Hóa chất chống ung thư rất độc cho cơ thể: gây dị ứng, thiếu máu, rụng tóc, đau đầu, buồn nôn, mất ngủ, rối loạn thần kinh, nhiễm trùng hoặc thiếu hồng huyết cầu

 Một số độc chất có thể gây biến chứng dẫn tới tử vong nếu không phát hiện sớm và có biện pháp giải quyết kịp thời của bác sĩ

3.3 Các phương pháp mới hỗ trợ trong điều trị ung thư

Liệu pháp miễn dịch

Là phương pháp nhằm nâng cao khả năng chống đỡ tự nhiên của cơ thể đối với mầm móng ung thư Đây là

đề tài đang được các nhà khoa học ở Việt Nam và trên thế giới quan tâm, vì nó là phương pháp tuyệt diệu để phòng chống và điều trị bệnh ung thư Trong những năm gần đây, việc ứng dụng laser vào phương pháp này đang được nghiên cứu ứng dụng tại Việt Nam qua các công trình nghiên cứu của Phòng thí nghiệm Công nghệ laser thuộc Đại học Bách khoa TPHCM

Ưu điểm :

- Ít bị biến chứng hơn xạ trị và hóa trị

- Ít xâm lấn như phẫu thuật (ít đau, chảy máu, biến chứng khác…)

- Chi phí ít hơn so với các phương pháp khác

- Thời gian hồi phục ngắn,thời gian ở bệnh viện ngắn hay không cần ở bệnh viện

- Điều trị có hiệu quả khi sử dụng kèm các phương pháp khác

Liệu pháp dùng tia laser (Laser Therapy)

Đây là phương pháp trọng tâm mà bài báo cáo này sẽ trình bày Nó dựa trên nguyên tắc dùng ánh sáng để giết chết tế bào ung thư (làm tan hoặc tàn phá khối u ung thư) Các chuyên gia đang nghiên cứu và hy vọng vào

một tương lai sáng sủa trong việc ứng dụng tia laser để điều trị cho các bệnh ung thư như ung thư vú, thực quản, phổi, da, ruột già, cổ tử cung…

Trong các phương pháp sử dụng tia laser thì hiện nay, liệu pháp quang động học (PDT) đang được sử dụng phổ biến Nó là phương pháp sử dụng kết hợp chùm tia laser có độ định hướng rất cao và chất nhạy quang để tập trung tiêu diệt tế bào ung thư mà không ảnh hưởng đến các tế bào khác PDT được chỉ định cho nhiều loại ung thư giai đoạn sớm, ung thư bề mặt và phối hợp với các phương pháp kinh điển khác để điều trị giảm nhẹ ung thư giai đoạn muộn Trong số các loại ung thư được điều trị bằng PDT phải kể đến ung thư bàng quang, phế quản - phổi, ung thư đầu cổ, ung thư da

Phần 4

CƠ BẢN VỀ ỨNG DỤNG LASER TRONG ĐIỀU TRỊ UNG THƯ

4.1 Laser và những đặc tính ưu việt của nó trong điều trị

Laser (light amplification by stimulated emission of radiation) là viết tắt của sự khuyếch đại ánh sáng bằng bức

xạ cưỡng bức Đặc điểm ưu việt của laser so với các loại ánh sáng khác là có độ đơn sắc cao và độ định hướng lý tưởng, nhờ đó ta có thể tập trung năng lượng của chùm tia laser vào một điểm rất nhỏ có kích thước

bằng bước sóng Tính chất quan trọng này của laser được ứng dụng trong điều trị bệnh ung thư

Theo công suất, ta có hai loại laser là laser công suất cao và laser công suất thấp Ở đây, ta chỉ xét đến laser công suất cao dùng trong ung thư Laser công suất cao cho ta các hiệu ứng tiêu biểu: hiệu ứng quang đông, hiệu ứng nhiệt và đặc biệt là hiệu ứng quang động học

 Hiệu ứng quang đông

Hiệu ứng này xảy ra khi ta chiếu chùm tia laser có mật độ công suất từ 0.5 W/cm2 đến 103 W/cm2 vào mô sống trong thời gian từ 0.001s đến 1s, nó giúp hàn kết dính các tổ chức bị bong rách dưới tác dụng của tia laser

Để hàn vết thương, người ta thường sử dụng laser YAG (bước sóng 1064 nm) có hệ số mất mát trong sợi quang nhỏ

 Hiệu ứng nhiệt (Hiệu ứng bốc bay hơi tổ chức)

Hiệu ứng xảy ra khi ta chiếu chùm tia laser có mật độ công suất từ 500 W/cm2 đến 105 W/cm2 vào mô sống trong thời gian từ 0.001s đến 1s

Chùm tia laser có tính đơn sắc cao và độ định hướng lý tưởng nên có thể tập trung năng lượng ánh sáng vào điểm có kích thước cực kỳ nhỏ bằng bước sóng của chùm laser Do đó, nó sẽ làm bay hơi các khuôn rắn của tế bào và điều này được ứng dụng vào việc tiêu diệt các khối u ác tính Ngoài ra, chùm tia laser còn tạo

ra hàng rào sinh học để ngăn chặn gây tổn thương các tế bào lành khác nhờ hiệu ứng quang đông

Trong hiệu ứng này, ta thường sử dụng các laser CO2, Excimer, YAG Điều trị viên cần phải lập trình tần số, công suất để tạo độ xuyên sâu cần thiết

- Sau 42h, tế bào lành sẽ thải hết các chất nhạy quang này ra ngoài Các tế bào ung thư chỉ thải hết chúng sau 72h

- Do vậy, sau 44h đến 45h nếu ta chiếu chùm laser vào vị trí khối u thì các chất nhạy quang sẽ hấp thụ năng lượng laser và tạo ra vi nổ giúp phá hủy các tế bào ung thư mà gây ảnh hưởng ít đến các tế bào lành khác

Liệu pháp quang động học có hiệu quả điều trị cao và đang được ứng dụng rộng rãi trong việc điều trị ung thư

4.2 Các phương pháp sử dụng laser công suất cao trong điều trị ung thư

Laser dùng trong điều trị ung thư có 3 hướng ứng dụng chính: phẫu thuật ung thư, liệu pháp nhiệt điều trị ung thư và phương pháp quang động học (PDT) Trong những năm gần đây, người ta đã và đang nghiên cứu phương pháp sử dụng laser để tăng cường chức năng hệ miễn dịch

Bài báo cáo này sẽ tập trung vào liệu pháp quang động học và liệu phá pứng dụng laser để tăng cường chức năng hệ miễn dịch trong điều trị ung thư

4.3 Các loại laser sử dụng trong điều trị ung thư

- Laser CO2: có thể loại bỏ một lớp mỏng của mô từ bề mặt da đến lớp sâu hơn , dùng điều trị ung

thư da và tế bào tiền ung thư

- Laser Nd:YAG (Neodymium: yttrium-aluminum-garnet): có thể đâm xuyên sâu vào trong mô

và có thể gây đông máu nhanh (hàn vết thương) Có thể dùng sợi quang đễ dẫn truyền chùm tia Laser điều trị những vùng bên trong cơ thể khó có thể tới được (điều trị ung thu cổ họng)

- Laser Argon: chỉ truyền qua những tầng nông của mô như là da Liệu trị bằng phương pháp quang

động học (PDT) dùng Laser argon chiếu vào để hoạt hoá chất nhạy quang trong tế bào ung thư

4.4 Ưu và khuyết điểm của việc sử dụng laser

Ưu điểm:

 Chính xác hơn các phương pháp khác

 Giảm sự phá hủy các tế bào bình thường

 Bệnh nhân có thể ít đau, ít cháy máu, giảm sưng và giảm nỗi sợ cho các bệnh nhân

 Thời gian phẫu thuật sẽ ngắn hơn

 Có thể áp dụng cho các bệnh nhân ngoại trú => giúp giảm áp lực cho các y bác sĩ

 Giảm thời gian hồi phục cho các bệnh nhận sau khi phẫu thuật

 Giảm nhiễm trùng nên giúp giảm thời gian hậu phẫu

Khuyết điểm:

 Các y bác sĩ phẫu thuật bằng laser đòi hỏi phải được huấn luyện đặc biệt

 Phải tuân theo các biện pháp an toàn nghiêm ngặt

 Liệu pháp này đỏi hòi khá tốn kém

Phần 5

LIỆU PHÁP QUANG ĐỘNG HỌC (Photodynamic Therapy - PDT)

5.1 Giới thiệu về PDT

Trong cơ thể, khối u ung thư được bao xung quanh bởi các tế bào lành nên ta phải chọn phương pháp hợp lý

để tránh làm tổn thương đến các tế bào lành đó Liệu pháp quang động học (PDT) rất hữu ích trong việc điều trị đáp ứng được nhu cầu như vậy Người ta lợi dụng khả năng xâm nhập có chọn lọc vào tế bào ung thư của một số hóa chất để đánh dấu khối u và tiêu diệt chúng Các hóa chất này được gọi là các chất nhạy quang, chúng được đưa vào cơ thể qua đường tĩnh mạch và sẽ đọng lại ở các tế bào ung thư Sau khoảng 24 giờ, khối

u đã "ngấm" hóa chất sẽ hiển thị trên màn hình Lúc đó, nếu ta sẽ chiếu chùm tia laser (có độ đơn sắc cao, định hướng lý tưởng và khả năng tập trung năng lượng vào những điểm có kích thước rất nhỏ) vào khối u thì các nhạy quang sẽ hấp thụ năng lượng laser rất mạnh và điều này gây hoại tử tổ chức trong những giờ đầu hoặc những ngày đầu sau điều trị Các chất nhạy quang là nhân tố rất quan trọng trong PDT, tất cả các phản ứng hoá học với sự tham gia của chúng xảy ra trong nội quan sẽ tiêu diệt tế bào ung thư

Liệu pháp quang động học được thực hiện với ba yếu tố cơ bản sau:

 Chùm tia laser là tác nhân kích thích

 Khối u ung thư là đối tượng kích thích

 Chất nhạy quang là tác nhân hỗ trợ kích thích

5.2 Cơ chế của PDT trong việc tiêu diệt tế bào ung thư

Chất nhạy quang có cấu hình điện tử ổn định ở trạng thái cơ bản suy biến bậc một (singlet ground state) Khi hấp thụ photon (ánh sáng có bước sóng phù hợp), phân tử sẽ chuyển lên trạng thái kích thích suy biến bậc một

và có thời gian sống ngắn Chất nhạy quang sẽ quay về mức năng lượng cơ bản và phát ra huỳnh quang hoặc tạo ra sự mất mát nhiệt Các phân tử đó cũng có thể chuyển về trạng thái suy biến bậc ba (triplet state), sự biến đổi này có liên quan đến sự thay đổi spin của electron Chất nhạy quang ở trạng thái suy biến bậc ba có năng lượng thấp hơn ở trạng thái suy biến bậc một, nhưng có thời gian sống dài hơn và điều này làm tăng xác suất truyền năng lượng đến các phân tử khác Lúc này chất nhạy quang sẽ quay về mức năng lượng cơ bản và phát

ra lân quang hoặc tạo ra sự mất mát nhiệt

Hình 7: Cơ chế của PDT

Trong việc tiêu diệt tế bào ung thư, PDT gồm có hai cơ chế như sau:

 Cơ chế thứ nhất là quá trình giết trực tiếp tế bào ung thư

Oxy suy biến bậc một (1

02) là một chất oxy hóa điển hình, nó ức chế hô hấp nội bào và sinh các gốc tự do độc làm tế bào chết

Oxy suy biến bậc một _ 1

02 (toxic singlet oxygen) trong khối u có độc tính cao đối với các tế bào Vì vậy ,người ta lợi dụng đặc tính này của 102 để tiêu diệt tế bào ung thư Do năng lượng 3P* > 102 sẽ đảm bảo cho 3P* phát năng lượng về trạng thái cơ bản và hoạt hoá oxy từ mức cơ bản 302102, do đó mà độc tính của oxy suy biến bậc một được hoạt hoá để tiêu diệt tế bào đích

Hình 8: Quá trình giết trực tiếp tế bào ung thư

Thời gian tồn tại của trạng thái triplet sẽ quyết định số lượng thành phần những độc tố có thể sinh ra bởi tương tác va chạm và gây ra việc chuyển đổi năng lượng đến những phân tử oxy và những thành phần hữu cơ khác

 Cơ chế thứ hai là quá trình giết gián tiếp tế bào ung thư

Quá trình sinh nhiệt cục bộ gây biến tính, đông vón protein và phân huỷ các chất hữu cơ cũng góp phần gây chết tế bào Các mao mạch vùng khối có nhiều chất nhạy quang, khi chiếu laser đều bị tổn thương tế bào nội mạch, làm nghẽn mạch dẫn đến hoại tử vùng khối u do thiếu máu Đặc biệt khối u bị hoại tử rất chọn lọc, trong khi mô lành xung quanh không bị tổn thương do nồng độ chất nhạy quang ở đây thấp hơn nhiều lần so với nồng độ chất nhạy quang tại mô ung thư Đây là ưu điểm tuyệt vời của PDT

5.3 Các chất nhạy quang dùng trong PDT

Bảng sau nêu tên một số chất nhạy quang dùng trong điều trị ung thư

Bảng 3: Một số chất nhạy quang dùng trong điều trị ung thư

Sau đây là phần trình bày đặc điểm của một số chất nhạy quang được sử dụng phổ biến

5.3.1.Haematoporphyrin và Porfimer sodium (Photofrin®)

Vào năm 1961, Libson và các cộng sự đã đưa ra một hỗn hợp bao gồm: haematoporphyrin (Hp), hydroxyethyl vinyl deuteroporphyrin (HVD) và protoporphyrin (Pp) Photofrin® được kích thích bởi ánh sáng màu đỏ ở bước sóng 630 nm vì chỉ với bước sóng này, Photofrin® mới được kích thích mạnh nhất Tuy nhiên, với bước sóng này thì độ xuyên sâu là khoảng vài mm nên ko được dùng chữa trị cho các khối u nằm sâu trong cơ thể

Đầu tiên, dược chất Photofrin® được đưa vào tĩnh mạch Theo dòng máu, dược chất sẽ được hấp thu bởi tất cả các tế bào trong cơ thể, bao gồm cả tế bào bình thường và tế bào ung thư Các tế bào bình thường

sẽ đào thải Photofrin® trong khoảng 48 tiếng, nhưng chất này vẫn còn tồn tại ở các tế bào ung thư và các tế bào ở bề mặt da Dược chất này không thể tự phá hủy các tế bào ung thư, nó được kích hoạt bởi ánh sáng Bác

sĩ sẽ chiếu trực tiếp ánh sáng laser lên vùng có các tế bào ung thư bằng cách sử dụng một sợi quang học Để điều trị ung thư thực quản hoặc bệnh Barrett’s esophagus, sợi quang học phải được đưa xuống vùng cổ họng thông qua ống nội soi

Đối với điều trị ung thư phổi, sợi quang học được đưa qua ống soi phế quản, là một dạng ống nội soi được thiết kế đặc biệt cho việc đi đến vùng phổi

Vì laser dùng với công suất thấp nên không đốt cháy, có rất ít hoặc không gây đau trong suốt quá trình trị liệu Thời gian chiếu 5 – 40 phút và phụ thuộc vào kích thước khối u điều trị Bất cứ mô chết nào được giữ lại trong vùng điều trị sẽ được loại bỏ qua ống nộii soi hay ống soi phế quản trong 4 – 5 ngày sau đó Có thể điều trị lặp lại nếu thấy cần thiết

5.3.2 Aminolevulinic Acid (ALA or Levulan®)

5-Aminolaevulinic acid (ALA ) là tiền thân của của chất protoporphyrin IX (PpIX), một chất sinh tổng hợp máu Chỉ số trị liệu tối ưu nhất là sau 2 – 4 giờ, phải được chiếu sáng trong vòng 24 giờ Chất này có ưu điểm cho phép điều trị lặp lại sau mỗi 48 giờ mà không phá hủy các tế bào bình thường

Chất ALA được chiếu bởi hai loại ánh sáng: ánh sáng đỏ với bước sóng 630 nm và ánh sáng xanh với bước sóng là 532 nm ALA có trạng thái kích thích lớn nhất đối với bước sóng 630 nm Còn đối với bước sóng 532 nm, ánh sáng sẽ gây ra ít sự phá hủy đối với biểu mô và cơ hơn bước sóng 630 nm

Sau khi ngấm thuốc 14 – 18 giờ, bác sĩ sẽ điều trị bằng cách chiếu ánh sáng laser vào cơ thể bệnh nhân khoảng 15’ Trong suốt qúa trình điều trị, bạn và bác sĩ phải mang kính bảo hộ, bạn sẽ cảm thấy nhức nhói hoặc như đang bị nung, tình trạng đó có thể kéo dài cả ngày Vùng tổn thương có thể bị bóc vảy hay được đóng vảy cứng vài ngày sau đó Nếu vùng tổn thương không lành thì phải tiếp tục điều trị

Chống chỉ định với:

 Dị ứng với thuốc và thức ăn có porphyrins

 Vùng da nhạy với ánh sáng xanh

Phản ứng của chất nhạy quang xảy ra ở những vị trí trên da khi thuốc có tác dụng bao gồm: sự đỏ da mặt, rạn nức da hoặc cảm giác như bị thiêu đốt Vì vậy 2 ngày sau đó, bạn nên chăm sóc da và da đầu ở vùng được ánh sáng chiếu vào bằng cách:

 Tránh ra ngoài, tránh để ánh sáng chiếu trưc tiếp vào

 Khi ra ngoài nên mặc đồ bảo vệ và đội nón vành rộng để tránh ánh sáng mặt trời

 Tránh bãi biển, nơi có tuỵết, hay bề mặt phản xạ mạnh các ánh sáng (vật phản xạ mạnh); màn che (rèm, bình phong) không bảo vệ được da

Thay đổi của da là vùng da điều trị sẽ chuyển đỏ và có thể bị phồng lên sau khi điều trị Vùng thay đổi đó có thể hồi phục sau 4 tuần sau khi điều trị

5.3.3 MeThyl Ester của ALA (Metvixia®)

Được sử dụng rất nhiều như là aminolevulinic acid Nó ở dạng kem, được áp dụng cho các vùng ở bề mặt và

da đầu (trực tiếp lên da) để điều trị bệnh actinic keratosis lesions Đầu tiên, các bác sĩ phải làm sạch (cạo sạch) vùng da bằng lưỡi dao nhọn và nhỏ Dược chất này không được sử dụng lên các vùng khác của cơ thể Những vùng thương tổn được điều trị phải nhạy với ánh sáng, nhưng những vùng khác thì không Dược chất không nên để lại trên da quá 4 giờ

Khoảng 3 giờ sau khi dược chất được tiêm vào cơ thể, bác sĩ sẽ chiếu lên đó bằng nguồn ánh sáng đỏ trong khoảng 5 đến 20 phút Trong suốt quá trình chiếu, người bệnh và bác sĩ phải đeo kính bảo hộ Người bệnh có cảm giác như bị kim châm hoặc như bị đốt cháy ở những vùng bị chiếu ánh sáng đỏ, những cảm giác này sẽ biến mất chỉ trong một ngày Vùng tổn thương có thể đóng vảy và khô lại chỉ trong vài ngày trước khi lên da non Sự phản ứng của vùng tổn thương nên được đánh giá lại trong khoảng 3 tháng sau lần điều trị cuối cùng

Methyl Ester of ALA không được điều trị cho các trường hợp sau:

 Các bệnh liên quan đến máu được gọi là acute intermittent porphyria

 Dị ứng với thuốc porphyrins

 Các loại da nhạy cảm với ánh

Các tác dụng phụ:

Các kích hoạt nhạy sáng là các kích hoạt nhanh bởi ánh sáng Chúng có thể xảy ra ở trên bề mặt da, nơi mà dược chất được đưa vào Và thường bao gồm các tác dụng phụ như đỏ mặt (reddening) và đau nhức như bị châm kim (stinging) hoặc cảm giác như bị đốt nóng (burning sensation) Bệnh nhân phải tránh ánh sáng mặt trời, tránh cả ánh sáng trong phòng, và tránh những nơi rất lạnh sau khi kem được thoa lên và trước khi việc điều trị được thực hiện Trong khoảng 2 ngày sau khi điều trị, bệnh nhân nên chăm sóc để giữ cho bề mặt da

và vùng da đầu tránh xa ánh sáng bằng các hình thức sau:

 Giữ cho vùng điều trị luôn được che kín

 Tránh những nơi có ánh sáng mạnh và trực tiếp

 Ở trong nhà nhiều đến mức có thể được

 Khi đi ra ngoài, phải mặc quần áo bảo vệ và nón có vành rộng để tránh ánh nắng mặt trời Cần lưu ý

là các kính bảo vệ ko thể bảo vệ da bạn khỏi các chất nhạy sáng

 Tránh các bờ biển, tuyết, hoặc tránh mặt biển nơi mà ánh sáng mạnh có thể bị phản xạ

5.4 Tiến trình thực hiện của PDT

Khi ta tiêm chất nhạy quang vào cơ thể bệnh nhân, để họ nằm chờ trong phòng tối, lúc này bệnh nhân rất nhạy với ánh sáng Sau 42h, các tế bào lành sẽ thải hết các chất nhạy quang, nhưng các tế bào ung thư giữ lại chúng

trong vòng 72h sau khi tiêm Như vậy, chất nhạy quang là phương tiện để chúng ta có thể phát hiện khối u ung thư và tập trung chiếu chùm tia laser vào đó để tiêu diệt nó

Sau từ 44h đến 48h ta bắt đầu chiếu laser vào vùng tổn thương Việc dùng laser chiếu vào khối u sẽ gây họai tử tổ chức trong những giờ đầu hoặc ngay những ngày đầu điều trị

Chùm tia laser với độ đơn sắc cao và độ định hướng lý tưởng có thể tập trung năng lượng vào một điểm rất nhỏ, nhờ đó nó sẽ tiêu diệt các tế bào ung thư

Hình 9: Quá trình điều trị cụ thể của PDT

5.5 Ưu điểm và khuyết điểm của PDT

5.5.1 Ưu điểm:

o Khá chọn lọc và chuyên biệt cho các tế bào ung thư

o Ít tổn thương hơn so với phẫu thuật

o Có thể chiếu chính xác lên khối u

o Có thể lặp đi lặp lại nhiều lần nếu việc điều trị là cần thiết

o Hầu như không để lại thẹo

o Tiết kiệm thời gian (có hiệu quả trong vòng 48-72h)

o Phương pháp không xâm lấn

o Hầu như không có hoặc gây ra các tác dụng phụ không đáng kể

o Sử dụng cho các bệnh nhân ngoại trú

5.5.2 Khuyết điểm: chất nhạy sáng có thể truyền đi khắp cơ quan trong cơ thể, trong khi đó, phương pháp này

chỉ áp dụng cho những vùng ở bề mặt da, ngay dưới da, hoặc trên bề mặt của các cơ quan

Phần 6

ỨNG DỤNG LIỆU PHÁP QUANG ĐỘNG HỌC (PDT) ĐỂ TĂNG CƯỜNG HỆ

MIỄN DỊCH TRONG ĐIỀU TRỊ UNG THƯ

Bư c1:Tiêmchấtn ạy

q an vàocơ hểbện n ân

Bư c 2:Chấtn ạyq an sẽồn ại

ở k ốiuu g hư ro gv n 7 h sauk iiêm

Bư c 3: Chiếu a aser vào kốiu

sau 4 - 4 h (1 – 3 n ày) ừ k i

têmđể êudiệtcấu rúc môvàkích

thích hệ miễn dịch

Trong phần 5, chúng tôi đã trình bày về việc ứng dụng liệu pháp quang động học (PDT) vào việc tiêu diệt khối u ung thư một cách trực tiếp Ngoài ra, PDT còn được ứng dụng vào việc tăng cưòng hệ miễn dịch nhằm tăng sức đề kháng của cơ thể để tiêu diệt các tế bào ung thư Phương pháp này đang được nghiên cứu ứng dụng trên thế giới và bước đầu đã có những thành tựu đáng kể Phần này sẽ trình bày khái quát về cơ sở lý thuyết của phương pháp này và một số kết quả thực nghiệm đã được tiến hành thành công trong quá trình nghiên cứu phương pháp này

6.1 Khái quát hệ miễn dịch

Sinh vật ở trong môi trường sống buộc phải trao đổi tích cực với môi trường để tồn tại, phát triển và sinh sản

Sự trao đổi này là cần thiết tuy nhiên nó cũng thường xuyên mang lại các nguy cơ có hại cho sinh vật bởi vì môi trường sống luôn chứa đầy những tác nhân gây bệnh, đặc biệt là các tác nhân vi sinh vật Để thoát khỏi các nguy cơ này, trong quá trình tiến hóa sinh vật đã hình thành và hoàn thiện dần các hệ thống - chức năng để bảo vệ cho chính mình, một trong các hệ thống đó là hệ thống miễn dịch Hệ thống miễn dịch có thể chia làm

hệ thống miễn dịch không đặc hiệu (MDKĐH) và hệ thống miễn dịch miễn dịch đặc hiệu (MDĐH)

Thuật ngữ miễn dịch không đặc hiệu còn có các tên gọi khác như miễn dịch tự nhiên, miễn dịch bẩm sinh Thuật ngữ miễn dịch đặc hiệu cũng có các tên gọi khác như miễn dịch thu được, miễn dịch thích nghi

Trong lịch sử tiến hóa của hệ miễn dịch, các đáp ứng miễn dịch không đặc hiệu đươc hình thành rất sớm và phát triển đến lớp động vật có xương sống thì các đáp ứng miễn dịch đặc hiệu mới được hình thành

Để thực hiện được chức năng bảo vệ cho cơ thể, hai loại đáp ứng miễn dịch trên đã hợp tác, bổ túc, khuyếch đại và điều hòa hiệu quả của đáp ứng miễn dịch

6.1.1 Hệ thống miễn dịch không đặc hiệu

Hệ thống miễn dịch không đặc hiệu là hàng rào bảo vệ đầu tiên của cơ thể chống lại sự xâm nhập của vi sinh vật và các yếu tố lạ khác Chúng bao gồm các thành phần không chuyên biệt và chuyên biệt thực hiện chức năng miễn dịch Các cơ chế chuyên biệt tham gia vào đáp ứng MDKDH bao gồm các thành phần dịch thể và các thành phần tế bào

i) Các thành phần dịch thể

a Lysozym

Là enzym có trong nước mắt, nước bọt, nước mũi, da (trong huyết thanh hàm lượng rất thấp) Lysozym có khả năng cắt cầu nối phân tử của màng vi khuẩn, do đó có khả năng làm ly giải một số vi khuẩn gram dương Các vi khuẩn gram âm nhờ có vỏ bọc ở ngoài là

peptidoglican nên không bị ly giải trực tiếp Tuy nhiên khi vỏ ngoài bị thủng do tác dụng của bổ thể thì lysozym sẽ hiệp lực tấn công màng vi khuẩn

b Các protein viêm

Là các protein được tạo ra trong pha cấp của phản ứng viêm như CRP (C-Reactive Protein,  antitrypsin,

 antichymotrypsin, haptoglobin) Trong đó CRP được sản xuất sớm nhất và có thể tăng gấp 100 lần so với bình thường Vì vậy trong lâm sàng sử dụng định lượng CRP huyết thanh để chẩn đoán và theo dõi viêm nói chung

c Interferon (IFN)

Là một nhóm các polypeptid được sản xuất do các tế bào nhiễm vi rut tiết ra (Interferon -và ) hay do các

tế bào lympho T hoạt hóa (Interferon-) Các interferon có nhiều hoạt tính sinh học như cản trở sự xâm nhập

và sự nhân lên của vi rut, kiềm hãm sự tăng sinh của một số tổ chức u, có khả năng hoạt hóa các đại thực bào

và tăng biểu lộ các kháng nguyên hòa hợp mô giúp cho quá trình nhận diện kháng nguyên của tế bào lympho

T Các hoạt tính này không có tính đặc hiệu với kháng nguyên, có thể xảy ra với tất cả loại vi rut nên interferon được xếp vào hệ thống miễn dịch không đặc hiệu