Các nhà nghiên cứu gặp nhau ở London để thảo luận về quy trình chuyển xạ trị FLASH từ nghiên cứu cơ bản sang phòng khám
Liệu pháp xạ trị FLASH – cung cấp bức xạ trị liệu với liều cực cao – là chủ đề thu hút nhiều sự quan tâm của các nhà nghiên cứu và bác sĩ trên toàn thế giới. Kỹ thuật này mang lại khả năng dự trữ các mô khỏe mạnh trong khi vẫn tiêu diệt tế bào ung thư một cách hiệu quả, nhưng vẫn còn nhiều câu hỏi về cách thức hoạt động của hiệu ứng FLASH, cách tối ưu hóa việc phân phối bức xạ và cách thức – và liệu – có nên đưa phương pháp điều trị FLASH vào phòng khám hay không.
Nóng trên gót của FPT 2022 hội nghị ở Barcelona, Viện Vật lý đã tổ chức một cuộc họp một ngày ở London với chủ đề: Tỷ lệ liều cực cao: Biến đổi xạ trị trong nháy mắt? Các diễn giả tại sự kiện nhằm trả lời một số câu hỏi trên, đồng thời cập nhật cho khán giả về nghiên cứu FLASH mới nhất tại Vương quốc Anh.
Chúng ta biết những gì?
Những diễn giả đầu tiên trong ngày là Bethany Rothwell từ Đại học Manchester và Mat Lowe từ Christie, người đã giới thiệu về khái niệm FLASH và giải thích những gì chúng ta hiện biết và chưa biết về kỹ thuật này. “Câu hỏi lớn trong FLASH là tại sao hiệu ứng tiết kiệm lại xảy ra, cơ chế là gì?” Rothwell nói.
Nhìn vào một loạt các nghiên cứu tiền lâm sàng được thực hiện cho đến nay – ban đầu sử dụng các chùm điện tử, sau đó chuyển sang các proton và photon, và gần đây thậm chí còn bao gồm cả các ion carbon và helium – Rothwell lưu ý rằng các thí nghiệm đã chứng minh các mức độ tiết kiệm mô bình thường khác nhau, với các yếu tố thay đổi liều lượng khác nhau. trong khoảng 1.1 đến 1.8 và không có tác dụng điều chỉnh khối u. Các nghiên cứu cũng cho thấy rằng liều cao, từ 10 Gy trở lên, được yêu cầu để tạo ra FLASH và quá trình oxy hóa đóng một vai trò quan trọng.
Tập trung vào FLASH dựa trên proton, Lowe đã xem xét một số cân nhắc thực tế về dịch thuật lâm sàng. Ông giải thích: “Chúng tôi có những điều kiện về FLASH mà chúng tôi cần đáp ứng, nhưng cũng có những yêu cầu lâm sàng cần đáp ứng. Ông đã mô tả một số tác động của việc yêu cầu suất liều cao và có khả năng đáp ứng ngưỡng liều.
Ví dụ, để quét chùm tia bút chì, một chất khử được sử dụng để thay đổi năng lượng của chùm proton; nhưng kết quả tán xạ và chuẩn trực cần thiết có thể ảnh hưởng đến suất liều phân phối. Lowe đã chỉ ra rằng thử nghiệm FAST-01 – thử nghiệm lâm sàng FLASH trên người đầu tiên trên thế giới – đã sử dụng các proton ở chế độ truyền (trong đó chùm tia đi qua bệnh nhân thay vì dừng lại ở đỉnh Bragg). Ông giải thích: “Chúng tôi đã từ bỏ một số quy định để duy trì tỷ lệ liều lượng cao.
Lowe nhấn mạnh rằng proton là một phương thức đầy hứa hẹn để cung cấp FLASH, vì thiết bị này đã phù hợp để tạo ra suất liều cao. Nhưng cần xem xét cẩn thận xem liệu các phương pháp lập kế hoạch và phân phối hiện tại có còn phù hợp hay không. Liệu pháp xạ trị FLASH có nên được thực hiện theo từng phần không, và bao nhiêu? Chúng ta có thể cung cấp các chùm tia từ các hướng khác nhau trong mỗi phần không? Ông nói: “Chúng tôi cần xây dựng dựa trên các quy trình lâm sàng hiện có, để không đánh mất những lợi thế hiện có. “Có rất nhiều việc phải làm.”
Nghiên cứu về điện tử
Kristoffer Petersson nói với khán giả về nghiên cứu đang được tiến hành tại Đại học Oxford. Ông cũng mô tả một số thách thức trong việc đưa FLASH đến phòng khám – bao gồm việc xác định các thông số chùm tia cụ thể cần thiết để tạo ra FLASH và hiểu các cơ chế sinh học phóng xạ cơ bản – và nhấn mạnh nhu cầu có thêm dữ liệu tiền lâm sàng.
Để đạt được mục tiêu này, nhóm Oxford đang sử dụng một máy gia tốc tuyến tính điện tử 6 MeV chuyên dụng, có thể cung cấp các chùm điện tử ở mức liều lượng từ vài Gy/phút đến vài kGy/s, để thực hiện các thí nghiệm FLASH tiền lâm sàng. Petersson đã mô tả một số nghiên cứu ví dụ được thực hiện trên hệ thống, bao gồm cả việc chiếu xạ toàn bộ ổ bụng của chuột đã xác nhận FLASH loại bỏ mô ruột bình thường. Nghiên cứu tác động của các thông số khác nhau đến kết quả điều trị cho thấy rằng mặc dù cấu trúc xung được sử dụng để truyền FLASH có thể có tác dụng, nhưng thông số quan trọng nhất là suất liều trung bình.
Nhìn xa hơn về phía trước, Petersson đang xem xét một cách tiếp cận khác. Ông nói: “Tôi nghĩ rằng nếu FLASH có tác động lớn trong phòng khám, thì chúng ta cần phải chuyển sang chùm photon siêu điện áp. Thiết lập hiện tại của nhóm cho phép FLASH với các photon siêu điện áp, với suất liều FLASH đạt được ở độ sâu từ 0 đến 15 mm. Ông lưu ý rằng việc lắp đặt súng ba cực mới sẽ cho phép đầu ra cao hơn và linh hoạt hơn.
giám sát phản ứng
Các diễn giả khác tại cuộc họp bao gồm David Fernandez-Antoran từ Đại học Cambridge, người đã mô tả một sáng tạo ống nghiệm Hệ thống nuôi cấy 3D để phân tích các phản ứng ngắn hạn và dài hạn đối với điều trị FLASH. Được gọi là biểu mô, các nền văn hóa 3D này có thể được tạo ra từ các tế bào khác nhau, bao gồm các mô biểu mô của người và chuột bình thường và ung thư, đồng thời có thể được duy trì trong khoảng thời gian dài hàng năm. Fernandez-Antoran đang làm việc với nhóm tại Đại học Manchester để kiểm tra tác động của chiếu xạ proton FLASH lên các mẫu.
Anna Subiel và Russell Thomas từ Vương quốc Anh Phòng thí nghiệm vật lý quốc gia nói với các đại biểu về sự phát triển gần đây của NPL đối với nhiệt lượng kế cơ bản di động đầu tiên trên thế giới để đo liều lượng tuyệt đối của các chùm proton. Nhiệt lượng kế được hưởng lợi từ việc không phụ thuộc vào tốc độ liều lượng và tuyến tính với liều lượng trong phạm vi tốc độ liều lượng siêu cao, khiến chúng trở nên phù hợp lý tưởng để đo liều lượng cao, phân phối liều lượng trong thời gian ngắn như FLASH. Thật vậy, như Subiel đã giải thích, nhiệt lượng kế proton tiêu chuẩn chính của NPL đã được sử dụng thành công trong chùm tia proton FLASH tại Bệnh viện Nhi đồng Cincinnati trước khi bắt đầu thử nghiệm lâm sàng FAST-01.
Elise Konradsson từ Đại học Lund ở Thụy Điển đã nói về việc sử dụng liệu pháp xạ trị FLASH để điều trị thú cưng mắc bệnh ung thư tự phát. Cô ấy giải thích: “Chúng tôi muốn xác thực FLASH trong một thiết lập phù hợp về mặt lâm sàng, vì vậy chúng tôi bắt đầu hợp tác để điều trị cho các bệnh nhân thú y,” đồng thời lưu ý rằng chó có thể được điều trị với chất lượng bức xạ và kích thước trường tương tự như con người. Bà chỉ ra lợi ích kép của phương pháp này: bệnh nhân được chẩn đoán và điều trị tiên tiến, trong khi các nhà nghiên cứu thu được thông tin lâm sàng hữu ích.
Nhóm Lund đang sử dụng một linac đã được sửa đổi để phát ra các chùm điện tử 10 MeV với tốc độ liều hơn 400 Gy/s. Konradsson đã mô tả một thử nghiệm tăng liều ở bệnh nhân ung thư chó, sử dụng một phần FLASH duy nhất, kết luận rằng phương pháp này khả thi và an toàn, với phản ứng ở hầu hết bệnh nhân và liều dung nạp tối đa là 35 Gy.
Konradsson cũng mô tả việc sử dụng phương pháp xạ trị hướng dẫn bề mặt để quản lý chuyển động trong quá trình điều trị bằng FLASH cho bệnh nhân chó. Cô ấy nói với khán giả: “Tôi thực sự nghĩ rằng các bệnh nhân thú y có thể giúp chúng tôi thu hẹp khoảng cách dịch thuật.
Vào phòng khám?
Ngày kết thúc với một cuộc tranh luận xem FLASH đã sẵn sàng cho phòng khám hay chưa. Diễn giả đầu tiên, Ran Mackay từ The Christie, không nghĩ rằng nó là như vậy. Anh ấy nói với khán giả rằng anh ấy đã tham dự FRPT 2022 với hy vọng hiểu được các cơ chế đằng sau FLASH – nhưng thực sự đã quay trở lại với “10” lựa chọn tiềm năng, từ tái tổ hợp gốc tự do đến tổn thương DNA, các loại oxy phản ứng đến tác dụng của oxy cục bộ sự tiêu thụ. “Vậy bạn có thể cung cấp liệu pháp xạ trị FLASH với tất cả sự không chắc chắn này về cơ chế FLASH không?” anh ấy hỏi.
Mặc dù FLASH đã được kê đơn cho bệnh nhân, bao gồm điều trị cho một bệnh nhân bị ung thư da và thử nghiệm FAST-01 proton FLASH về di căn xương, Mackay lưu ý rằng “đây là những điểm khởi đầu khá an toàn”.
Mackay lập luận rằng hiện tại, vẫn chưa rõ cách kê toa một đợt xạ trị FLASH hiệu quả và chúng tôi không hiểu đủ về tỷ lệ liều lượng cần thiết để tạo ra FLASH hoặc các thông số chính để tối ưu hóa trong kế hoạch điều trị. Với rất nhiều câu hỏi còn lại, anh ấy hỏi liệu chúng ta đã sẵn sàng chuyển sang các đơn thuốc dựa vào FLASH để tiết kiệm mô bình thường hay chưa. Ông nói: “Chúng ta phải thận trọng trong cách tiến tới ứng dụng rộng rãi hơn của xạ trị FLASH.
Một vấn đề khác là thiếu máy móc điều trị phù hợp, không có thiết bị lâm sàng được đánh dấu CE để cung cấp FLASH. Mackay cho biết: “Chúng tôi chỉ có thể giao hàng theo quy định miễn trừ thiết bị nghiên cứu được cấp ở Hoa Kỳ cho các máy proton của một nhà sản xuất. Anh ấy cũng chỉ ra rằng hiện tại cũng không có cách nào để xác minh việc gửi FLASH trong cơ thể. Ông giải thích: “Trên thực tế, chúng tôi cung cấp liều lượng cao và hy vọng tạo ra FLASH. “Nhưng không có gì trong FAST-01 để cho thấy bằng chứng chúng tôi đã cung cấp FLASH, chúng tôi hy vọng rằng FLASH đang được kích hoạt, nhưng không có bằng chứng.”
Photon, proton hoặc electron: cái nào sẽ mang xạ trị FLASH đến phòng khám?
Lập luận trường hợp FLASH đã sẵn sàng cho phòng khám là Ricky Sharma từ Varian và Đại học London, người trước đó đã nói với các đại biểu về Thử nghiệm lâm sàng FAST-01 và FAST-02.
Sharma gợi ý rằng mặc dù chúng ta có thể không biết các cơ chế chính xác nằm bên dưới FLASH, nhưng có thể không cần thiết phải hiểu đầy đủ điều này trước khi triển khai sớm. Ông nói, những lo ngại về rủi ro đối với bệnh nhân thử nghiệm sẽ được giải quyết bởi các cơ quan quản lý, đồng thời chỉ ra rằng các thử nghiệm lâm sàng đã nhận được sự chấp thuận của cơ quan quản lý và việc theo dõi lâu dài được đưa vào các nghiên cứu này. Ông lưu ý rằng hơn 200 nghiên cứu tiền lâm sàng đã được xuất bản, bao gồm các bài báo được bình duyệt trên các tạp chí có tác động cao. Không có nghiên cứu nào trong số này cho thấy FLASH có thể có nguy cơ để lại khối u.
“Vậy FLASH đã sẵn sàng cho phòng khám chưa? Tôi cho rằng nó đã có trong phòng khám,” Sharma kết luận. “Nó đã sẵn sàng để được CE hoặc FDA chấp thuận chưa? Không, không phải vậy. Nhưng nó đã sẵn sàng cho các thử nghiệm lâm sàng, những bước đầu tiên đã được thực hiện.”
Và khán giả đã đồng ý với Sharma, với một biểu quyết giơ tay kết luận rằng FLASH thực sự đã sẵn sàng cho phòng khám. Một kết thúc phù hợp cho một ngày nhiều thông tin.
