يجتمع الباحثون في لندن لمناقشة خط الأنابيب لنقل العلاج الإشعاعي FLASH من البحث الأساسي إلى العيادة
يحظى العلاج الإشعاعي بالفلاش - توصيل الإشعاع العلاجي بمعدلات جرعات عالية - باهتمام كبير من الباحثين والأطباء في جميع أنحاء العالم. توفر هذه التقنية إمكانية الحفاظ على الأنسجة السليمة مع الاستمرار في قتل الخلايا السرطانية بشكل فعال ، ولكن لا تزال هناك العديد من الأسئلة حول كيفية عمل تأثير FLASH ، وكيفية تحسين توصيل الإشعاع ، وكيف - وما إذا كان - يجب إحضار علاج FLASH إلى العيادة.
حار في أعقاب فربت 2022 مؤتمر في برشلونة ، استضاف معهد الفيزياء لقاء ليوم واحد في لندن بعنوان: معدل الجرعة الفائقة: تحويل العلاج الإشعاعي بسرعة فائقة؟ يهدف المتحدثون في الحدث إلى الإجابة على بعض الأسئلة المذكورة أعلاه ، وإطلاع الجمهور على أحدث أبحاث FLASH في المملكة المتحدة.
ما الذي نعرفه؟
كان المتحدثون الأوائل اليوم بيثاني روثويل من جامعة مانشستر ومات لوي من كريستي، الذي قدم مقدمة لمفهوم FLASH وشرح ما نعرفه حاليًا وما لا نعرفه عن هذه التقنية. "السؤال الكبير في FLASH هو لماذا يحدث تأثير التجنيب ، ما هي الآلية؟" قال روثويل.
بالنظر إلى مجموعة الدراسات قبل السريرية التي تم إجراؤها حتى الآن - والتي استخدمت في البداية حزم الإلكترون ، ثم انتقلت إلى البروتونات والفوتونات ، وتضمنت مؤخرًا أيونات الكربون والهيليوم - لاحظ روثويل أن التجارب أظهرت مستويات مختلفة من تجنيب الأنسجة الطبيعية ، مع عوامل تعديل الجرعة تتراوح بين بين حوالي 1.1 و 1.8 ، ولا توجد آثار لتعديل الورم. تشير الدراسات أيضًا إلى أن الجرعات العالية ، من 10 غراي أو أكثر ، مطلوبة للحث على الفلاش ، وأن الأكسجين يلعب دورًا مهمًا.
بالتركيز على FLASH القائم على البروتون ، نظر لوي في بعض الاعتبارات العملية للترجمة السريرية. وأوضح: "لدينا شروط لـ FLASH يجب أن نلبيها ، ولكن لدينا أيضًا متطلبات سريرية للوفاء بها". ووصف بعض الآثار المترتبة على طلب معدلات جرعات عالية واحتمال وجود حد للجرعة للوفاء به.
بالنسبة لمسح الحزمة بالقلم الرصاص ، على سبيل المثال ، يتم استخدام مذيب لتغيير طاقة حزمة البروتون ؛ لكن التشتت الناتج والتوازي المطلوب يمكن أن يؤثر على معدل الجرعة المسلمة. أشار لوي إلى أن تجربة FAST-01 - أول تجربة إكلينيكية على البشر في العالم - استخدمت البروتونات في وضع الإرسال (حيث تمر الحزمة عبر المريض بدلاً من التوقف عند قمة براج). وأوضح "لقد تخلينا عن بعض المطابقة للحفاظ على معدل جرعات مرتفع".
أكد لوي أن البروتونات هي طريقة واعدة لتوصيل FLASH ، حيث أن المعدات مناسبة بالفعل لتوليد معدلات جرعات عالية. ولكن هناك حاجة إلى دراسة متأنية حول ما إذا كانت مناهج التخطيط والتسليم الحالية لا تزال مناسبة. هل ينبغي إعطاء العلاج الإشعاعي FLASH على شكل كسور ، وكم عدده؟ هل يمكننا إرسال حزم من اتجاهات مختلفة في كل جزء؟ قال: "نحن بحاجة إلى البناء على الإجراءات السريرية الحالية ، حتى لا نفقد المزايا الحالية". "هناك الكثير من العمل الذي يتعين القيام به."
دراسات مع الإلكترونات
كريستوفر بيترسون أخبر الجمهور عن البحث الجاري في جامعة أكسفورد. كما وصف بعض التحديات في إحضار FLASH إلى العيادة - بما في ذلك تحديد معلمات الحزمة المحددة اللازمة للحث على FLASH وفهم الآليات الإشعاعية الأساسية - وأكد على الحاجة إلى المزيد من البيانات قبل السريرية.
لتحقيق هذا الهدف ، يستخدم فريق أكسفورد مسرعًا خطيًا إلكترونيًا مخصصًا 6 MeV ، والذي يمكنه توصيل حزم إلكترونية بمعدلات جرعة تتراوح من عدد قليل من Gy / min إلى عدة kGy / s ، لإجراء تجارب FLASH قبل السريرية. وصف بيترسون بعض الأمثلة على الدراسات التي أجريت على النظام ، بما في ذلك تشعيع كامل البطن للفئران التي أكدت تجنيب FLASH لأنسجة الأمعاء الطبيعية. كشف التحقيق في تأثير المعلمات المختلفة على نتيجة العلاج أنه في حين أن بنية النبض المستخدمة لتقديم FLASH يمكن أن يكون لها تأثير ، فإن المعلمة الأكثر أهمية هي متوسط معدل الجرعة.
بالنظر إلى المستقبل ، يفكر بيترسون في نهج مختلف. قال: "أعتقد أنه إذا كان لـ FLASH أن يكون له تأثير كبير في العيادة ، فنحن بحاجة للذهاب إلى حزم الفوتونات ذات الجهد العالي". يتيح الإعداد الحالي للفريق استخدام FLASH بفوتونات ذات جهد كبير ، مع معدلات جرعة FLASH التي يتم تحقيقها على أعماق تتراوح من 0 إلى 15 ملم. وأشار إلى أن تركيب مسدس الصمام الثلاثي الجديد سيمكن من إنتاج أعلى وأكثر مرونة.
مراقبة الاستجابة
ومن بين المتحدثين الآخرين في الاجتماع ديفيد فرنانديز أنتوران من جامعة كامبريدج ، الذي وصف مبتكرًا المختبر نظام ثقافة ثلاثية الأبعاد لتحليل الاستجابات قصيرة وطويلة المدى لعلاج FLASH. تُعرف هذه الثقافات ثلاثية الأبعاد ، المعروفة باسم الظهارة ، من خلايا مختلفة ، بما في ذلك الأنسجة الظهارية البشرية السرطانية والعادية والأنسجة الظهارية البشرية ، ويمكن الحفاظ عليها لفترات زمنية طويلة. يعمل فرنانديز أنتوران مع فريق في جامعة مانشستر لاختبار تأثير تشعيع البروتونات على العينات.
آنا سوبيل ورسل توماس من المملكة المتحدة المختبر الوطني الفيزيائي أخبر المندوبين عن تطوير NPL الأخير لأول مقياس حراري قياسي محمول في العالم لقياس الجرعات المطلقة لحزم البروتون. تستفيد المسعرات من كونها مستقلة عن معدل الجرعة وخطية مع جرعة في نطاق معدل الجرعات العالية للغاية ، مما يجعلها مناسبة بشكل مثالي لقياس جرعات عالية وجرعات قصيرة الأمد مثل FLASH. في الواقع ، كما أوضح Subiel ، تم استخدام مقياس البروتون المعياري الأساسي NPL بنجاح في شعاع البروتون FLASH في مستشفى الأطفال في سينسيناتي قبل بدء تجربة FAST-01 السريرية.
إليز كونرادسون من جامعة لوند في السويد تحدثت عن استخدام العلاج الإشعاعي FLASH لعلاج الحيوانات الأليفة المصابة بالسرطانات العفوية. وأوضحت: "أردنا التحقق من صحة FLASH في إعداد ذي صلة سريريًا ، لذلك بدأنا تعاونًا لعلاج المرضى البيطريين" ، مشيرة إلى أنه يمكن علاج الكلاب بصفات إشعاعية مماثلة وأحجام الحقول مثل البشر. وأشارت إلى الفوائد المزدوجة لهذا النهج: يتلقى المرضى تشخيصًا وعلاجًا متقدمًا ، بينما يكتسب الباحثون معلومات إكلينيكية مفيدة.
يستخدم فريق Lund خطًا معدلًا لتوصيل 10 حزم إلكترونية من MeV بمعدلات جرعة تزيد عن 400 Gy / s. وصف كونرادسون تجربة تصعيد الجرعة في مرضى سرطان الكلاب ، باستخدام جزء واحد من FLASH ، والتي خلصت إلى أن هذا النهج كان ممكنًا وآمنًا ، مع استجابة في معظم المرضى ، وأقصى جرعة يمكن تحملها 35 Gy.
وصف كونرادسون أيضًا استخدام العلاج الإشعاعي الموجه السطحي لإدارة الحركة أثناء علاج FLASH لمرضى الكلاب. قالت للجمهور "أعتقد حقًا أن المرضى البيطريين يمكنهم مساعدتنا في سد فجوة الترجمة".
في العيادة؟
اختتم اليوم بمناقشة لفحص ما إذا كانت FLASH جاهزة للعيادة. المتحدث الأول ، ران ماكاي من كريستي ، لا تعتقد أنه كذلك. أخبر الجمهور أنه حضر FRPT 2022 على أمل فهم الآليات الكامنة وراء FLASH - لكنه عاد بالفعل مع "أفضل 10" من الخيارات المحتملة ، بدءًا من إعادة تركيب الجذور الحرة إلى تلف الحمض النووي وأنواع الأكسجين التفاعلية إلى تأثير الأكسجين المحلي استهلاك. "هل يمكنك إذن تقديم العلاج الإشعاعي باستخدام الفلاش مع كل هذا الشك حول آليات الفلاش؟" سأل.
في حين تم وصف FLASH للمرضى ، بما في ذلك علاج مريض واحد مصاب بسرطان الجلد وتجربة FAST-01 proton FLASH للنقائل العظمية ، أشار ماكاي إلى أن "هذه نقاط بداية آمنة إلى حد ما".
جادل ماكاي بأنه في الوقت الحالي ، ليس من الواضح كيفية وصف مسار العلاج الإشعاعي الفعال باستخدام FLASH ولا نفهم ما يكفي عن معدل الجرعة المطلوبة للحث على FLASH أو المعلمات الرئيسية لتحسين خطة العلاج. مع وجود الكثير من الأسئلة المتبقية ، سأل عما إذا كنا مستعدين للانتقال إلى الوصفات الطبية التي تعتمد على FLASH للحفاظ على الأنسجة الطبيعية. قال: "علينا أن نكون حذرين في كيفية المضي قدمًا في تطبيق أوسع للعلاج الإشعاعي بالفلاش".
مشكلة أخرى هي عدم وجود آلات العلاج ذات الصلة ، مع عدم وجود جهاز سريري يحمل علامة CE لتقديم FLASH. قال ماكاي: "لا يمكننا التسليم إلا بموجب إعفاء جهاز التحقيق الممنوح في الولايات المتحدة لآلات البروتون لمصنع واحد". وأشار أيضًا إلى أنه لا توجد طريقة حاليًا للتحقق من تسليم FLASH في الجسم الحي. وأوضح: "في الواقع ، نقدم معدل جرعات مرتفع ونأمل في إحداث فلاش". "ولكن لا يوجد شيء في FAST-01 لإظهار الدليل الذي قدمناه FLASH ، ونأمل أن يتم تحفيز FLASH ، ولكن ليس لدينا دليل."
الفوتونات أو البروتونات أو الإلكترونات: ما الذي سيجلب العلاج الإشعاعي بالفلاش إلى العيادة؟
الجدل في حالة أن FLASH جاهز للعيادة كان ريكي شارما من فاريان و كلية لندن الجامعية، الذي أخبر المندوبين في وقت سابق عن التجارب السريرية FAST-01 و FAST-02.
اقترح شارما أنه على الرغم من أننا قد لا نعرف الآليات الدقيقة الكامنة وراء FLASH ، فقد لا يكون من الضروري فهم ذلك بشكل كامل قبل التنفيذ المبكر. وقال إن المخاوف المتعلقة بالمخاطر التي يتعرض لها مرضى التجربة ستعالجها الهيئات التنظيمية ، مشيرًا إلى أن التجارب السريرية قد حصلت بالفعل على موافقة الجهات التنظيمية ، وأن المتابعة طويلة الأجل مدمجة في هذه الدراسات. وأشار إلى أنه تم نشر أكثر من 200 دراسة قبل السريرية ، بما في ذلك الأوراق التي تمت مراجعتها من قبل الزملاء في المجلات عالية التأثير. لم تظهر أي من هذه الدراسات أن الفلاش قد يخاطر بتجنب الورم.
"إذن هل FLASH جاهز للعيادة؟ اختتمت شارما: "سأجادل أنه موجود بالفعل في العيادة". "هل هو جاهز لموافقة CE أو FDA؟ لا ليس كذلك. لكنها جاهزة للتجارب السريرية ، وقد تم بالفعل اتخاذ الخطوات الأولى ".
واتفق الجمهور مع شارما ، مع تصويت برفع الأيدي خلص إلى أن FLASH بالفعل جاهز للعيادة. نهاية مناسبة ليوم غني بالمعلومات.
