การบำบัดด้วยรังสี: การควบคุมแสงเพื่อปรับปรุงการรักษามะเร็ง – Physics World

การบำบัดด้วยรังสี: การควบคุมแสงเพื่อปรับปรุงการรักษามะเร็ง – Physics World

Time Stamp: 2 สิงหาคม 2023 8:00

การสแกน PET ของเมาส์ควบคุมและเมาส์หลังการรักษาด้วยรังสี
การแสดงภาพประสิทธิภาพของ RDT การสแกน PET ของเมาส์ควบคุม (A) และเมาส์ที่ได้รับการรักษาด้วยรังสีไดนามิก (B) หนึ่งสัปดาห์หลังการรักษา ลูกศรระบุตำแหน่งของเนื้องอกหลัก วงกลมประบ่งชี้การแพร่กระจาย (มารยาท: DM ยาง และคณะ Biomed ฟิสิกส์ อังกฤษ ด่วน 10.1088/2057-1976/ac9b5c)

เนื้องอกสามารถถูกทำลายได้หลายวิธี รังสีรักษาใช้ลำแสงไอออไนซ์เพื่อทำลาย DNA และทำลายเซลล์มะเร็ง วิธีการที่ใช้กันไม่บ่อยนักคือการบำบัดด้วยแสง ซึ่งใช้ยาที่กระตุ้นด้วยแสงเพื่อฆ่าเซลล์มะเร็งผ่านการทำลายของไมโทคอนเดรีย จากนั้นก็มีเทคนิคใหม่ของการบำบัดด้วยคลื่นวิทยุ (RDT)

“การรักษาด้วยรังสีไดนามิกคือการรวมกันของรังสีรักษาและการบำบัดด้วยแสง” อธิบาย ชาลี มา จากศูนย์มะเร็ง Fox Chase กล่าวเมื่อเร็วๆนี้ การประชุมประจำปี AAPM.

โดยทั่วไปแล้วการบำบัดด้วยแสงจะใช้แสงเลเซอร์ที่มองเห็นได้เพื่อกระตุ้นยาที่ไวต่อแสงซึ่งแปลเป็นภาษาท้องถิ่นโดยเฉพาะภายในเซลล์เนื้องอก ยาที่เปิดใช้งานจะสร้างออกซิเจนซิงเกิลที่เป็นพิษต่อเซลล์สูงซึ่งทำให้เซลล์ตาย อย่างไรก็ตาม การแทรกซึมของแสงเลเซอร์เข้าไปในเนื้อเยื่ออย่างจำกัด หมายความว่าเทคนิคนี้ใช้เป็นหลักในการรักษาเนื้องอกตื้นๆ หรือตำแหน่งที่สามารถเข้าถึงการส่องกล้องได้ เพื่อรักษาเนื้องอกที่ฝังลึกซึ่งการรักษาด้วยโฟโตไดนามิกไม่สามารถเข้าถึงได้ RDT จะใช้ลำแสงโฟตอนพลังงานสูงเพื่อกระตุ้นไวแสง

“ใน RDT เราใช้ยารังสีรักษา 20 ถึง 30 เปอร์เซ็นต์” Ma อธิบาย “แล้วเราก็ใช้แสง Cherenkov ด้วย” เขาตั้งข้อสังเกตว่ารังสี Cherenkov ซึ่งสร้างขึ้นระหว่างการรักษาด้วยรังสีเมื่อลำแสงรักษากระทบกับเนื้อเยื่อของผู้ป่วย จะมีการกระจายแสงเกือบจะเหมือนกันกับการกระจายปริมาณรังสีที่ใช้ในการรักษา ดังนั้นจึงสามารถวางแผนได้ง่าย

นอกจากจะสะสมในเนื้องอกหลักแล้ว ยายังจะถูกดูดซึมโดยเซลล์ที่แพร่กระจายออกไป ซึ่งสามารถฆ่าได้โดยใช้แสง Cherenkov ขนาดต่ำมาก “นี่เป็นครั้งแรกที่ RDT ทำให้รังสีรักษาไม่เพียงแค่ระดับท้องถิ่นและระดับภูมิภาคเท่านั้น แต่ยังเป็นเทคนิคการรักษาที่เป็นระบบอีกด้วย” หม่ากล่าว

ทีมงานของ Fox Chase กำลังใช้ยาที่เรียกว่า 5-aminolevulinic acid (5-ALA) สำหรับ RDT 5-ALA ถูกดูดซึมโดยไมโทคอนเดรียในเซลล์มะเร็ง โดยเซลล์มะเร็งจะดูดซึมได้มากกว่าในเนื้อเยื่อปกติ 10 ถึง 20 เท่า เมื่อเข้าไปในเซลล์มะเร็ง 5-ALA จะถูกเมแทบอลิซึมเป็นโปรโตพอร์ไฟริน IX (PpIX) ซึ่งเป็นสารไวแสงที่มีสเปกตรัมการดูดกลืนสูงสุดที่ประมาณ 380–430 นาโนเมตร ไม่เหมาะสำหรับแสงเลเซอร์สีแดงที่มักใช้สำหรับการบำบัดด้วยแสง อย่างไรก็ตาม เข้ากันได้ดีกับค่าสูงสุดการดูดกลืนแสงของ Cherenkov ที่ 370–430 นาโนเมตร

หลักฐานทางคลินิก

ในช่วงไม่กี่ปีที่ผ่านมา Ma และทีมของเขาได้ทำการศึกษาพรีคลินิกหลายครั้งโดยใช้เซลล์เนื้องอกที่แตกต่างกันและพลังงานรังสีต่างๆ เขาแบ่งปันผลลัพธ์บางส่วนจากการศึกษาขนาดใหญ่ (สัตว์หลายร้อยตัว) ที่ประเมิน RDT ของหนูที่มีเนื้องอกโดยใช้การฉายรังสีโฟตอน 100-ALA 5 มก./กก. และ 6, 15 หรือ 45 MV

หม่าสังเกตว่าเนื้องอกมีความลุกลามอย่างมาก โดยรังสีรักษา 4 Gy เพียงอย่างเดียวสามารถฆ่าเซลล์เนื้องอกได้ประมาณ 10% เท่านั้น นอกจากนี้ RDT ที่ 6 MV ไม่ได้เพิ่มผลการรักษาอย่างมีนัยสำคัญ “นั่นเป็นสาเหตุที่ผู้คนกังวลว่าแสงของ Cherenkov ไม่เพียงพอ” เขากล่าว “แต่ด้วย 15 และ 45 MV คุณจะเห็นความล่าช้าในการเจริญเติบโตของเนื้องอกมากขึ้น เรายังคงศึกษาว่าเหตุใดจึงมีการเปลี่ยนแปลงอย่างมากเนื่องจากพลังงาน เราจำเป็นต้องค้นหากลไกที่แน่นอนที่อยู่เบื้องหลัง”

ทีมงานใช้ PET เพื่อแสดงภาพการหดตัวของเนื้องอกหลังจาก RDT หนึ่งสัปดาห์หลังการรักษา เนื้องอกในหนูกลุ่มควบคุมมีขนาดโตขึ้นและแพร่กระจาย ในขณะที่กลุ่มที่ได้รับการรักษาด้วย RDT มีรอยโรคที่เล็กกว่ามากและไม่มีการแพร่กระจาย หม่ายังอธิบายถึงการศึกษามะเร็งต่อมไทรอยด์ที่ลุกลามอย่างมากในกระต่าย หนึ่งสัปดาห์หลังจากการรักษาด้วยรังสี 3 Gy เนื้องอกยังคงเติบโต “แต่ถ้าเราใช้ RDT ที่ 3 Gy กับ 5-ALA จะไม่เห็นเนื้องอกในภาพ PET” เขาเน้นย้ำว่า PET เป็นวิธีที่ยอดเยี่ยมในการประเมินผลการรักษาตั้งแต่เนิ่นๆ และสามารถช่วยตัดสินว่า RDT จะมีประสิทธิภาพในผู้ป่วยหรือไม่

ขณะนี้ Fox Chase กำลังทำการทดลองทางคลินิกเกี่ยวกับ RDT โดยในระยะแรกของการศึกษาจะตรวจสอบการเพิ่มขนาดยา (ทั้งขนาดรังสีและขนาดยา) ในเนื้องอกระยะสุดท้าย ระยะนี้ถึงระดับโดสสุดท้ายแล้ว โดยเหลือผู้ป่วยเพียง XNUMX ราย หม่ากล่าว พร้อมชี้ว่าจนถึงตอนนี้ยังไม่มีความเป็นพิษเกิดขึ้นไม่ว่ากรณีใดๆ ที่อื่น การทดลอง RDT ครั้งที่สองที่โรงพยาบาลมหาวิทยาลัย Muenster กำลังตรวจผู้ป่วยที่มีการกลับเป็นซ้ำของ glioblastoma เป็นครั้งแรก

เคสในชีวิตจริง

ในที่สุด หม่าได้นำเสนอผลลัพธ์จากกรณีในชีวิตจริงหลายกรณี “คุณจะตื่นเต้นที่ได้เห็นสิ่งเหล่านี้” เขาบอกกับผู้ชม โดยสังเกตว่า “โดยปกติแล้ว ผู้คนไม่เชื่อว่ามันจะได้ผล เว้นแต่ว่าคุณจะมีการถ่ายภาพด้วย CT, MR หรือ PET เป็นเวลาหนึ่งเดือน”

ในตัวอย่างแรก การรักษาการแพร่กระจายของเนื้อร้ายในตับ เขาแสดงให้เห็นว่าหนึ่งเดือนหลังจาก RDT การถ่ายภาพ PET พบว่าไม่มีเนื้องอกเหลืออยู่เลย จากนั้น เขานำเสนอกรณีของมะเร็งปอดที่มีการแพร่กระจาย: "คุณสามารถเห็นผลลัพธ์ที่น่าทึ่งมากเมื่อเนื้องอกหยุดทำงานหลังจาก RDT" เขากล่าว

การรักษา RDT ที่ประสบความสำเร็จอื่นๆ ได้แก่ มะเร็งหลอดอาหาร เนื้องอกในปอดที่มีการแพร่กระจายของกระดูกหลายจุด และผู้ป่วยที่ล้มเหลวในการรักษาด้วยเคมีบำบัดแต่มีการตอบสนองที่ดีสามวันหลังจาก RDT หม่าสังเกตว่าผู้ป่วยส่วนใหญ่เป็นมะเร็งระยะสุดท้ายและไม่ได้รับการรักษาอื่นๆ “เราเห็นผลกระทบ ดังนั้นหวังว่าเราจะสามารถปรับปรุงการอยู่รอดของพวกเขาได้” เขากล่าวเสริม

“RDT สามารถเป็นการรักษาในระดับท้องถิ่น ภูมิภาค และทั่วระบบที่รวมรังสีรักษาและการบำบัดด้วยโฟโตไดนามิก” หม่ากล่าวสรุป “เรามีจำนวนมาก ในหลอดทดลอง และ ในร่างกาย การทดลองเพื่อแสดงให้เห็นถึงศักยภาพในการรักษา และแม้ว่าการทดลองทางคลินิกจะมีน้อย ฉันหวังว่าเราจะมีผลลัพธ์ที่มากขึ้นในอนาคตและทำให้สิ่งนี้เป็นสิ่งที่มีประโยชน์จริงๆ”

ประทับเวลา:

เพิ่มเติมจาก โลกฟิสิกส์