Đại cương
Việc sử dụng khả năng giải phóng ion của tia xạ trong điều trị ung thư đã được biết đến ngay sau phát hiện ra tia X-quang, với mục đích là gây tổn thương gen (DNA).
Trước khi có sự phát triển của kỹ thuật xạ trị đích, chất phóng xạ được phân bố đến tổ chức ung thư và một lượng lớn tổ chức nhu mô bình thường xung quanh tổn thương. Hiệu quả điều trị dựa vào khả năng sửa chữa DNA của tế bào lành cao hơn của tế bào u sau khi phơi nhiễm với tia xạ. Tổng liều xạ được phân phối bởi nhiều đợt nhỏ trong thời gian vài tuần cho phép tổ chức não lành có thể phù hồi lại được hoặc tự điều chỉnh được giữa các đợt chiếu xạ so với tế bào u để tạo ra được tổn thương cộng hưởng đến tế bào u lớn nhất có thể. Sự phân chia nhỏ liều chiếu xạ này được biết đến với thuật ngữ xạ trị chia liều thông thường (radiation therapy : RT) (biểu đồ 1).
Các ưu điểm chính trong xạ trị đích (stereotactic localization), chẩn đoán hình ảnh không xâm lấn (noninvasive neuroimaging), và thủ thuật xạ trị khiến cho nó có thể xạ phẫu vào một vùng lựa chọn trước, hạn chế nhiễm xạ ở một vùng rộng tổ chức nhu mô não xung quanh. Cách tiếp cận này, còn gọi là xạ phẫu đích (SRS: stereotactic radiosurgery), được thực hiện bởi sự tập trung của nhiều nguồn chiếu xạ vào tổ chức u theo các hướng khác nhau (hình 1).
Sự khác biệt về mặt sinh học giữa xạ trị thông thường và SRS và kỹ thuật thực hiện SRS được tổng kết ở bài này. Khả năng áp dụng của SRS đối với các dạng u khác nhau (cả lành tính và ác tính) cũng được bàn luận ở một chủ đề riêng. Các biến chứng tiềm tàng của SRS hộp sọ và áp dụng SRS đối với các vị trí ngoài sọ được bàn luận ở một phần riêng.
Đinh nghĩa
Xạ trị thông thường
Xạ trị thông thường hay còn gọi là xạ trị chia nhỏ liều thường được dùng đối với các trường hợp chiếu xạ nhiều liều nhỏ đến một vùng rộng tương đối, như xạ trị toàn não hoặc xạ trị một vùng. Các liều chiếu xạ trong tổng liều giúp giảm thiểu tổn thương đến tổ chức mô não lành bằng cách có một khoảng thời gian ngắt quãng, ở đó tổ chức mô lành có thể sửa chữa những biến đổi về DNA mà vẫn có khả năng tiêu diệt tối đa tế bào ung thư. Các liều chiếu xạ chia nhỏ đối với các tổn thương trong não cơ bản là 1,8-2,0 Gy mỗi ngày để đạt được tổng liều là từ 30-60Gy [1].
Xạ phẫu đích (stereotactic radiosurgery)
SRS dùng để chỉ các phương pháp đưa một lượng lớn liều phóng xạ đến một vùng đích nhỏ, chính xác bằng một lần hoặc một số lượng nhỏ, giới hạn lần chiếu xạ. Điều này có thể đạt được bằng việc sử dụng nhiều nguồn chiếu xạ, không song song với nhau, hội tụ tại tổn thương đích (biểu đồ 1) [2]. Tổng liều điều trị được tính ở điểm hội tụ của các hướng chiếu xạ, trong khi đó các vùng không phải vùng đích chịu liều nhiễm xạ nhỏ hơn rất nhiều với một hoặc một vài lần chiếu xạ. SRS vì vậy cần phải định cẩn thận vùng đích (tổn thương) và bệnh nhân cần phải được đặt cố định trong toàn bộ thời gian điều trị.
Liều SRS được xác định bằng lượng phóng xạ được đưa đến ở bờ của tổn thương đích; đây gọi là liều chỉ định (prescription dose). Điển hình, liều xạ ở mép tổn thương được chiếu một lần duy nhất thay đổi từ 11Gy (đối với các tổn thương lành tính) đến 70Gy ( trong điều trị diệt nhân xám ở đồi thị, trong điều trị các rối loạn vận động) [3,4]. Tổng liều phóng xạ thấp thu bởi các tổ chức lân cận không tổn thương càng xa vùng đích càng giảm nhanh.
Trong một số trường hợp, liều SRS được phân chia chiếu xạ ở một vài lần, tối đa là 5 lần. Mặc dù đây cũng có thể được coi là xạ trị giảm liều ở một thời điểm, song kỹ thuật này nhìn chung vẫn được chấp nhận là một trong những SRS [5]. Thuật ngữ xạ trị đích (stereotactic radiotherapy) ngày này được dành cho các phương án điều trị chiếu xạ cao dựa vào sự khác biệt về độ nhạy cảm với phóng xạ của tổ chức u và tổ chức lành.
Phóng xạ học (radiobiology)
Xạ trị thông thường
Các liều nhỏ, hàng ngày của phóng xạ được tích lũy gây tổn thương nhanh chóng các tế bào u quá sản (proliferating tumor cells) hơn là tổ chức bình thường. Hệ thống lý thuyết về liều xạ trị đã được thiết lập từ những năm 1960 [1,6]. Những nguyên lý cơ bản được biết đến với thuật ngữ 4 R (four R’s):
1. Sửa chữa (Repair)- các liều nhỏ chât phóng xạ gây ra tổn thương DNA ở mức gần tiêu diệt (sublethal level), và tổ chức lành sửa chữa các tổn thương này hiệu quả hơn so với các tế bào u.
2. Tái tạo quá trình oxy hóa (Reoxygenation)- các u thường chữa các vùng giảm cung cấp oxy (hypoxia) gây ra sự đề kháng với quá trình tiêu diệt tế bào bằng phóng xạ. Sự chia nhỏ liều có thể cải thiện tuần hoàn và cung cấp oxy cho tổ chức u, vì vậy sẽ đạt được hiệu quả của các chất phóng xạ cao nhất.
3. Tái phân bố (Redistribution) và tái tạo quần thể (repopulation)- các tế bào u phát triển các vòng đời tế bào khác với tế bào bình thường sau chiếu xạ. Hầu hết các tế bào bình thường có sự kéo dài ở phase S của chu kỳ tế bào sau khi phơi nhiễm phóng xạ; trong phase S, các tế bào có sức đề kháng cao với các tổn thương khác [7]. Ngược lại, các tế bào u tiếp tục đi qua chu kỳ tế bào (tái phân bố: redistribute) và tăng sản (tái tạo quần thể) mặc dù đã phơi nhiễm phóng xạ. Vì vậy, các tế bào u vượt qua phase đề kháng với phóng xạ của chu kỳ tế bào và trở lên nhạy cảm với phóng xạ hơn so với tế bào bình thường sau điều trị.
Xạ phẫu đích
SRS phân phối bằng một lần hoặc một vài lần chiếu xạ một lượng lớn phóng xạ đến một thể tích u xác định chính xác, hơn là sự lặp lại nhiều lần các liều nhỏ ở cả tế bào ung thư và tế bào lành. Bảo vệ tổ chức lành đạt được bởi sự giảm xuống dần dần liều ở ngoài vùng điều trị đích.
Sự tập trung phóng xạ ở vùng đích là do sự hội tụ của nhiều nguồn chiếu xạ, không song song với nhau (biểu đồ 1) [2]. Liều phóng xạ mà tổ chức lành nhận được ở mỗi nguồn chiếu xạ là nhỏ ngoại trừ ở vùng hội tụ tia xạ.
Điều kiện tiên quyết của SRS là cần phải xác định rõ vùng đích bằng các phương tiện chẩn đoán hình ảnh học thần kinh, hiểu rõ giải phẫu thần kinh của não xung quanh tổn thương, và kỹ thuật cần thiết để phân phối phóng xạ có thể thực hiện được và chính xác đến tổn thương. Kế hoạch và các công việc của SRS vì vậy cần phải có sự phối hợp chặt chẽ giữa các nhà xạ trị (radiation oncologist), phẫu thuật viên thần kinh (neurosurgeon) và các nhà nội khoa.
Khả năng gây tổn thương tế bào bằng một liều nhỏ hoặc một vài liều chiếu xạ lớn vẫn chưa được hiểu biết rõ ràng song nó xuất hiện khác so với những gì xuất hiện trong trường hợp chia nhỏ liều điều trị. Tổn thương DNA được sửa chữa, tái phân bố, tái tạo quần thể, và tái tạo quá trình oxy hóa ít quan trọng hơn trong SRS so với xạ trị thông thường.
Có thể mô tả bằng kết quả lâm sàng điều trị các u não di căn bằng việc sử dụng một trong hai phương pháp này. Trong khi xạ trị thông thường toàn bộ não chỉ có hiệu quả đối với các u nhạy cảm với phóng xạ như melanoma và các carcinoma có nguồn gốc từ thận (renal cell carcinoma), SRS cũng có hiệu quả đối với các u này như là nó có hiệu quả đối với các u nhạy cảm với phóng xạ ở vú và phổi.
Hiệu quả của SRS không thể giải thích đơn giản bằng đại lượng liều phóng xạ lớn tiêu diệt tất cả các tế bào u. Một số báo cáo cho thấy rằng có cơ chế phức hợp các hoạt động, có thể có cả hiện tượng đáp ứng miễn dịch [8]:
Liều được sử dụng trong các u não di căn (14-20Gy) không có tác dụng “tẩy sạch” tế bào u in vitro. Sau khi được chiếu xạ dạng này in vitro, 0,01-1% tế bào u vẫn còn tồn tại, và việc tồn dư các tế bào u sẽ tái tạo lại quần thể tế bào u ở các đĩa nuôi cấy trong một vài ngày đến vài tuần.
Sinh thiết sau SRS vẫn quan sát được tế bào u, mặc dù hiếm khi quan sát được u tiến triển tiếp.
Tổn thương mô hoàn toàn in vivo đòi hỏi cần phải có liều chiếu xạ cao hơn đáng kể so với liều cần thiết để kiểm soát u khu trú. Ví dụ, với liều xạ trị trên 70Gy cần để đạt được tác dụng tiêu diệt hoàn toàn tế bào trong cắt đồi thị (thalamotomy) trong điều trị rối loạn vận động [4], trong khi chỉ cần liều điều trị 14-20Gy là cần thiết để đạt được sự kiểm soát khu trú trong điều trị u não di căn [3,9].
Những bệnh nhân có u não di căn càn phải phẫu thuật lấy bỏ bởi tiến triển u to dần ở thời điểm trên 5 tháng sau SRS, giải phẫu bệnh cho thấy có đáp ứng của tế bào viêm từ mức trung bình đến mức cao [10]. Ngược lại, khi tiến triển của u xuất hiện trước 5 tháng sau SRS, những đáp ứng viêm của tế bào này thường không có hoặc rất ít.
Sự đồng nhất liều phóng xạ (dose homogeneity)
Với xạ trị chia nhỏ liều (xạ trị thông thường), phân phối liều phóng xạ đồng nhất trong một vùng đích là điều mong muốn. Sự phân bố không đồng đều của liều phóng xạ có thể tăng khả năng tiêu diệt tế bào, song cũng tăng mức độ hủy hoại tổ chức lành [11-13]. Trong khi đó mục đích của SRS là điều trị đến một vùng đã được xác định trước với rất ít hoặc không có nhu mô lành được xác định trong vùng đích, mức độ đồng nhất của phóng xạ trở lên ít quan trọng hơn.
Bookmarks