Liệu pháp quang động trong điều trị ung thư

Liệu pháp quang động (photodynamic therapy) là phương pháp điều trị ung thư ít xâm lấn bằng cách sử dụng chất nhạy quang phản ứng với oxy để tạo ra chất oxy hoá mạnh có khả năng tiêu diệt tế bào ung thư. Liệu pháp quang động thường được dùng để điều trị khối u cục bộ cho bệnh nhân ung thư.

Kĩ thuật quang động

Liệu pháp quang động sử dụng chất nhạy quang và ánh sáng để tiêu diệt tế bào ung thư. Đầu tiên, bác sĩ cho bệnh nhân uống hoặc tiêm chất nhạy quang rồi thoa chất này tại vị trí cần điều trị, sau đó ánh sáng được chiếu vào khối u.

Thông thường, chất nhạy quang không phản ứng với các phân tử sinh học. Tuy nhiên, chúng có thể hấp thụ ánh sáng tại bước sóng phù hợp để chuyển sang trạng thái hoạt động. Lúc này, chất nhạy quang có chức năng truyền electron hoặc năng lượng từ ánh sáng sang oxy, từ đó oxy đơn phân tử hoặc các chất oxy hoá mạnh (Reactive Oxygen Species – ROS) hình thành. Những chất này sẽ kích hoạt chuỗi phản ứng oxy hoá nhằm gây tổn thương và giết chết tế bào. Do đó, tế bào ung thư bị tiêu diệt, mạch máu nuôi khối u bị phá vỡ cũng như hệ miễn dịch được kích hoạt chống lại ung thư.

Các thành phần trong liệu pháp quang động

Chất nhạy quang

Chất nhạy quang là loại thuốc hoạt động mạnh khi có ánh sáng. Những tính chất cơ bản của chất nhạy quang bao gồm:

• Có khả năng tích tụ trong khối u
• Tạo nhiều phân tử có tính oxy hóa mạnh
• Hoạt động kém khi không có ánh sáng
• Hấp thụ ánh sáng tại bước sóng 600–800 nm
• Dễ dàng được đào thải khỏi cơ thể

Hai loại chất nhạy quang phổ biến nhất bao gồm:

• Porfimer sodium (Photofrin) được kích hoạt bằng ánh sáng laser đỏ cho điều trị ung thư thực quản và phổi
• Aminolevulinic acid (ALA, Levulan) được kích hoạt bằng ánh sáng xanh, thoa trực tiếp trên da mặt và da đầu, điều trị dày sừng quang hóa (bệnh về da có thể tiến triển thành ung thư)

Ánh sáng

Liệu pháp quang động sử dụng nhiều nguồn sáng khác nhau như laser, đèn sợi đốt hay LED. Khi ánh sáng đi vào khối u, nó có thể được phản xạ, tán xạ hoặc hấp thụ tuỳ vào loại mô và bước sóng.

Bước sóng là một trong những chỉ số thể hiện năng lượng của ánh sáng. Ánh sáng với bước sóng ngắn hơn 600 nm có khả năng xâm nhập mô kém nên chúng thường được hấp thụ tại bề mặt da, do đó da nhạy cảm với ánh sáng. Mặt khác, ánh sáng với bước sóng dài hơn 850 nm có năng lượng thấp nên khó kích hoạt phản ứng tạo ra chất oxy hoá mạnh. Vì vậy, bác sĩ thường sử dụng ánh sáng có bước sóng 600–850 nm trong điều trị.

Oxy

Oxy là yếu tố quan trọng để tạo ra các loại oxy phản ứng tiêu diệt tế bào khối u. Trong quá trình thực hiện liệu pháp quang động, oxy cần được duy trì với nồng độ đủ để đảm bảo hiệu quả điều trị. Nồng độ oxy của mô phụ thuộc vào mật độ mạch máu xung quanh khối u. Vùng khối u với mạch máu dày đặc sẽ có nhiều oxy hơn. Ngược lại, trường hợp khối u rắn nằm sâu trong cơ thể thường có môi trường thiếu oxy, do đó làm giảm hiệu quả điều trị của liệu pháp quang động.

Khi lượng oxy trong mô giảm, bác sĩ có thể khắc phục bằng cách điều chỉnh mật độ ánh sáng, sử dụng ánh sáng phân liều, bổ sung enzyme catalase nhằm phân giải hydrogen peroxide thành oxy hoặc các chất vận chuyển oxy như perfluorocarbons và hemoglobin.

Liệu pháp quang động tiêu diệt tế bào ung thư như thế nào?

Chết tế bào

Khi bệnh nhân điều trị ung thư bằng liệu pháp quang động, tế bào ung thư có thể chết theo hai hình thức khác nhau. Thông thường, cường độ ánh sáng cao gây hoại tử tế bào, do đó màng tế bào vỡ và giải phóng các chất điều hoà tiền viêm dẫn đến phản ứng viêm cục bộ.

Ngược lại, cường độ ánh sáng thấp thường gây chết tế bào theo chương trình (apoptosis). Apoptosis là hình thức chết tế bào tự nhiên và không sử dụng năng lượng. Ngoài ra, màng tế bào không vỡ nên không giải phóng các chất hoá học kích thích phản ứng miễn dịch .

Ảnh: phản ứng viêm
Nguồn: ellepigrafica/Shutterstock.com

Ảnh: Phản ứng miễn dịch của cơ thể đối với tác nhân lạ
Nguồn: MDPI Journal List

Phá vỡ hệ thống mạch máu

Tế bào nội mô thuộc hệ mạch máu có khả năng tích tụ chất nhạy quang và kích hoạt phản ứng tương tự như tế bào ung thư. Vì vậy, liệu pháp quang động có thể phá vỡ các mạch máu bao quanh khối u, nên tế bào ung thư bị gián đoạn nguồn cung cấp oxy và chất dinh dưỡng.

Kích hoạt phản ứng miễn dịch

Quá trình chết tế bào và vỡ mạch máu khối u sẽ kích hoạt một loạt các phản ứng miễn dịch. Ngoài ra, những thay đổi về tính nguyên vẹn của mô và mất cân bằng nội môi có thể kích thích giải phóng các chất điều hoà phản ứng tiền viêm bao gồm cytokine, yếu tố tăng trưởng cũng như một số protein.

Khi phản ứng tiền viêm xảy ra, nhiểu tế bào miễn dịch bẩm sinh như bạch cầu trung tính, tế bào mast, đại thực bào và tế bào tua sẽ đi đến mô tổn thương nhằm khôi phục trạng thái cân bằng nội mô. Đồng thời, đại thực bào có thể trình diện kháng nguyên của tế bào ung thư cho tế bào lympho T CD4, sau đó tế bào T CD8 được kích hoạt để tiêu diệt các khối u khắp cơ thể.

Ảnh: Các loại tế bào miễn dịch
Nguồn: ihope.vn

Ứng dụng liệu pháp quang động trong điều trị

Hiện nay Cục Quản lí Thực phẩm và Dược phẩm Hoa Kì (FDA) đã phê duyệt nhiều loại thuốc nhạy quang trong điều trị ung thư và các bệnh lí tiền ung thư.

Một số bệnh lí phổ biến bao gồm:

• Dày sừng quang hóa
• U lympho tế bào T trên da
• Barrett thực quản
• Ung thư biểu mô tế bào đáy
• Ung thư thực quản
• Ung thư phổi tế bào nhỏ
• Ung thư tế bào vảy (giai đoạn 0)

Quy trình điều trị ung thư bằng liệu pháp quang động

Bước 1. Dùng thuốc nhạy quang

Bác sĩ chỉ định bệnh nhân uống, tiêm hoặc thoa thuốc nhạy quang lên da tùy thuộc vào vị trí khối u trong cơ thể. Sau 24–72 giờ, phần lớn thuốc sẽ được đào thải khỏi các tế bào bình thường, tuy nhiên, chúng tích tụ tại tế bào ung thư hoặc tiền ung thư nên những tế bào này nhạy cảm với ánh sáng.

Bước 2. Chiếu xạ

Đối với bệnh nhân ung thư da, bác sĩ sẽ chiếu xạ trực tiếp vào khối u. Trường hợp khối u xuất hiện trong họng, khí quản và phổi, bác sĩ đặt ống nội soi họng nhằm quan sát bên trong cơ thể bệnh nhân. Sau đó, tia xạ được đưa đến vị trí khối u thông qua sợi cáp quang.

Một hình thức khác của liệu pháp quang động là quang hoá ngoài cơ thể (extracorporeal photopheresis), phương pháp này thường được chỉ định để điều trị u lympho tế bào T trên da.

Quang hoá ngoài cơ thể bao gồm các bước:

• Bước 1. Thu nhận tế bào máu
• Bước 2. Bổ sung chất nhạy quang
• Bước 3. Xử lí ánh sáng
• Bước 4. Tiêm lại tế bào vào cơ thể bệnh nhân

Ảnh: Các loại tế bào máu
Nguồn: Semantic Scholar

Tác dụng phụ

Liệu pháp quang động hạn chế tác động đến tế bào bình thường xung quanh khối u, tuy nhiên, chúng vẫn gây ra một số tác dụng phụ cho người bệnh. Tác dụng phụ sẽ khác nhau tùy thuộc vào vị trí khối u cần tiêu diệt.

Sau điều trị, phần lớn người bệnh biểu hiện các vấn đề về da như:

• Phồng da
• Da không đều màu
• Nổi vảy và mụn nước
• Ngứa, châm chích, rát da
• Viêm da

Đối với bệnh nhân điều trị bằng thuốc nhạy quang porfimer sodium, da và mắt của họ có thể trở nên nhạy cảm với ánh sáng trong vòng 6 tuần sau điều trị.

Điều trị ung thư thực quản

Những tác dụng phụ đối với bệnh nhân điều trị ung thư thực quản bao gồm:

• Ho
• Khó nuốt
• Buồn nôn, nôn mửa
• Mất nước
• Sốt
• Hẹp thực quản
• Xuất hiện sẹo thực quản

Điều trị ung thư phổi không tế bào nhỏ

Trường hợp người bệnh ung thư phổi không tế bào nhỏ, họ có thể xuất hiện các dấu hiệu sau:

• Thở gấp
• Sốt
• Ho ra máu
• Viêm phổi, viêm phế quản

Ảnh: Viêm phế quản
Nguồn: Centers for Disease Control and Prevention

Liệu pháp quang hoá ngoài cơ thể

Ngoài ra, liệu pháp quang hoá ngoài cơ thể gây ra các tác dụng phụ như:

• Hạ huyết áp ngắn hạn
• Tim đập nhanh
• Thiếu máu
• Giảm tiểu cầu trong máu

Lưu ý sau điều trị

Sau quá trình điều trị, cơ thể người bệnh nhạy cảm với ánh sáng nên họ cần được bảo vệ bằng những phương pháp sau:

• Hạn chế đi ra ngoài hoặc đến những nơi có nhiều ánh sáng như bãi biển
• Tránh ánh sáng trực tiếp hoặc quá mạnh trong nhà
• Mặc các loại quần áo và mũ giúp tránh ánh sáng tự nhiên
• Không sử dụng máy sấy tóc
• Không dùng đèn đọc sách hay đèn khám bệnh quá sáng

Thông thường, bệnh nhân có thể hồi phục hoàn toàn sau khi điều trị từ 2–6 tuần.

Ưu điểm và nhược điểm của liệu pháp quang động

Ưu điểm

Liệu pháp quang động có những ưu điểm nổi bật như:

• Không có tác dụng phụ kéo dài
• Điều trị ngoại trú trong thời gian ngắn
• Có thể tái điều trị nếu cần thiết
• Ít xâm lấn
• Độ chính xác cao
• Hạn chế sẹo

Nhược điểm

Tuy nhiên, liệu pháp quang động phụ thuộc vào khả năng ánh sáng tiếp cận khối u. Phương pháp này có hiệu quả điều trị cao nhất đối với những bệnh về da hay khối u nằm tại lớp niêm mạc cơ quan. Vì vậy, liệu pháp quang động không được dùng để điều trị các khối u lớn hoặc phát triển vào sâu dưới da.

Tổng kết

Ưu điểm của liệu pháp quang động là ít xâm lấn và hạn chế tác động lên các tế bào bình thường xung quanh. Hiện nay, người ta đã áp dụng liệu pháp này nhằm điều trị nhiều loại ung thư khác nhau, đồng thời, họ tiếp tục nghiên cứu và thử nghiệm nhằm cải thiện hiệu quả điều trị. Sau khi thực hiện liệu pháp quang động, người bệnh cần che chắn vùng da chiếu xạ cũng như hạn chế tiếp xúc với ánh sáng nhằm bảo vệ cơ thể và nhanh chóng hồi phục.