สักวันหนึ่งระบบเฉพาะทางสามารถทำการสกัดกั้นผู้ป่วยโรคมะเร็งด้วยอนุภาคเพื่อส่งมอบการรักษาด้วยรังสีแบบเต็มรูปแบบในเวลาเพียงไม่กี่ไมโครวินาที
การใช้เทคนิคใหม่ที่รู้จักกันในชื่อแฟลชรังสีบำบัดแพทย์สามารถกำจัดเนื้องอกในเวลาและเศษส่วนของค่าใช้จ่ายของการรักษาด้วยรังสีแบบดั้งเดิม - อย่างน้อยก็ในทางทฤษฎี ณ ตอนนี้เทคนิคการใช้สายฟ้าแลบยังไม่ประสบกับการทดลองทางคลินิกอย่างเป็นทางการในผู้ป่วยของมนุษย์แม้ว่าจะมีชายคนหนึ่งได้รับการรักษาด้วยการทดลองนักวิจัยรายงานเมื่อเดือนตุลาคม 2019 ตอนนี้การศึกษาใหม่ของเมาส์ซึ่งตีพิมพ์เมื่อวันที่ 9 มกราคมใน International Journal of Radiation Oncology ชีววิทยาและฟิสิกส์ได้แสดงให้เห็นถึงคำมั่นสัญญาของการรักษามะเร็งครั้งนี้
“ มันมีอัตราการควบคุมเนื้องอกที่เหมือนกัน แต่มีผลกระทบต่อเนื้อเยื่อปกติน้อยลงอย่างมีนัยสำคัญ” ดร. Keith Cengel ผู้ร่วมวิจัยด้านเนื้องอกวิทยารังสีแห่งโรงพยาบาลมหาวิทยาลัยเพนซิลเวเนียกล่าว
กล่าวอีกนัยหนึ่งเทคนิคแฟลชปรากฏขึ้นเพื่อฆ่าเซลล์มะเร็งในขณะที่ประหยัดเนื้อเยื่อที่ดี เทคนิคนี้ทำงานโดยการทิ้งระเบิดบริเวณที่เป็นเนื้องอกด้วยอนุภาคที่สม่ำเสมอซึ่งโดยปกติจะเป็นอนุภาคแสงเรียกว่าโฟตอนหรืออิเล็กตรอนที่มีประจุลบ ตอนนี้ Cengel และเพื่อนร่วมงานของเขาโยนอนุภาคอื่นลงไปในส่วนผสม: โปรตอนที่มีประจุบวก
“ มันมีความพิเศษในแง่ที่ว่า…ไม่เคยมีใครทำมาก่อน” Marie-Catherine Vozenin หัวหน้าห้องแล็บวิทยารังสีรักษาที่โรงพยาบาลมหาวิทยาลัยโลซานน์ในสวิตเซอร์แลนด์ซึ่งไม่ได้เกี่ยวข้องกับการศึกษากล่าว ไม่ได้กล่าวว่าการใช้โปรตอนเพื่อต่อสู้กับเซลล์มะเร็งนั้นเป็นกลยุทธ์ที่ดีกว่าการใช้โฟตอนหรืออิเล็กตรอน "กลยุทธ์ที่แตกต่างเหล่านี้มีข้อดีและข้อเสีย"
กล่าวว่าแต่ละอนุภาคอาจมีความเหมาะสมในการกำหนดเป้าหมายเนื้องอกบางชนิดในจุดเฉพาะในร่างกายซึ่งหมายความว่าโปรตอนอาจเสนอทางเลือกการรักษาที่ดีที่สุดสำหรับผู้ป่วยบางราย Cengel กล่าว
เวลาเป็นกุญแจสำคัญ
ชื่อ "แฟลช" นั้นหมายถึงอัตราที่เร็วมากซึ่งเทคนิคนี้ให้รังสีแก่เนื้อเยื่อเป้าหมาย Vozenin กล่าวว่าเซลล์แฟลชกระหน่ำเซลล์ที่มีปริมาณรังสีเท่ากันกับการรักษาที่มีอยู่ แต่แทนที่จะให้ยาในช่วงเวลานานหลายสัปดาห์ในการบำบัดนานหลายนาทีการรักษาทั้งหมดใช้เวลาเพียงสิบวินาที
“ ถ้าเราสามารถไปที่ร้อยวินาทีได้ดีกว่านี้อีก” เธอกล่าวเสริม
ความเร็วสร้างความแตกต่าง ในการรักษาด้วยการฉายรังสีทั่วไปผู้ป่วยอาจเข้ารับการบำบัดหลายสิบครั้งในช่วงเวลานั้นเนื้อเยื่อที่มีสุขภาพดีอาจถูกทำลายได้นานก่อนที่เซลล์มะเร็งจะตาย แต่เมื่อส่งรังสีปริมาณเดียวกันในอัตราที่เร็วขึ้นเช่นเดียวกับแฟลชเนื้อเยื่อที่มีสุขภาพยังคงได้รับบาดเจ็บ ทำไมสิ่งที่เกิดขึ้นจึงยังคงเป็นปริศนา
“ นั่นเป็นคำถามล้านดอลลาร์…เรากำลังทำงานอย่างหนักเพื่อพยายามเข้าใจ” Vozenin กล่าว การวิจัยแสดงให้เห็นว่าการปะทุของรังสีอาจทำให้เกิดออกซิเจนในเนื้อเยื่อที่มีสุขภาพดีซึ่งโดยทั่วไปจะมีออกซิเจนมากกว่าเซลล์มะเร็ง เนื้องอกต่อต้านการบำบัดด้วยรังสีแบบดั้งเดิมเนื่องจากส่วนหนึ่งของพวกเขาขาดออกซิเจนดังนั้นผลกระทบชั่วคราวจากแฟลชอาจหนุนเซลล์สุขภาพจากความเสียหายเช่นเดียวกับการลดการผลิตของอนุมูลอิสระที่เป็นอันตรายตามรายงาน 2019 ในวารสารคลินิกมะเร็งวิทยา
แต่หลักฐานนี้ไม่ได้อธิบายว่าทำไมเซลล์มะเร็งถึงมีปฏิกิริยาต่างจากเซลล์ที่มีสุขภาพดีในการรักษา มีกลไกมากขึ้นที่จะเล่น Vozenin กล่าว
การแผ่รังสีแฟลชดูเหมือนจะมีแนวโน้มในการศึกษาเบื้องต้นแม้ว่าจะมีข้อ จำกัด ก็ตาม โฟตอนสามารถใช้ในการกำหนดเป้าหมายเนื้องอกทั่วร่างกาย แต่เครื่องที่ยิงอนุภาคยังไม่สามารถยิงได้เร็วพอที่จะบรรลุอัตราปริมาณรังสีที่ต้องการ อิเล็กตรอนพลังงานสูงสามารถเจาะเนื้อเยื่อเพื่อไปยังเนื้องอกที่ฝังลึก แต่เป็นเทคโนโลยีที่สร้างยาก อิเล็กตรอนพลังงานต่ำเสนอทางเลือกอื่น แต่สิ่งเหล่านี้สามารถเจาะทะลุเนื้อได้เพียง 2 นิ้ว (5 ถึง 6 เซนติเมตร) Cengel กล่าว
ในขณะที่อิเล็กตรอนพลังงานต่ำสามารถดูแลเนื้องอกผิวเผินได้ Cengel และเพื่อนร่วมงานของเขาตั้งทฤษฎีว่าโปรตอนอาจเหมาะกว่าสำหรับการกำหนดเป้าหมายเซลล์มะเร็งที่อยู่ลึกลงไปในร่างกาย เพื่อทดสอบความคิดของพวกเขาพวกเขาต้องสร้างเครื่องมือที่เหมาะสมสำหรับงาน
นำไปทดสอบ
ทีมใช้เครื่องเร่งอนุภาคโปรตอนที่มีอยู่ในปัจจุบันเรียกว่าไซโคลตรอนเพื่อทำการทดลอง แต่ทำการปรับเปลี่ยนเป็นจำนวนมาก เคล็ดลับคือการเพิ่มอัตราการยิงโปรตอนจากเครื่องจักรในขณะเดียวกันก็พัฒนากลยุทธ์เพื่อตรวจสอบว่าโปรตอนลงสู่พื้นดินและปริมาณเท่าใด ด้วยโครงสร้างพื้นฐานนี้ทีมสามารถควบคุมกระแสของโปรตอนที่ไหลออกมาจากไซโคลตรอนได้ดีกว่า "การจัดเรียงของเหมือนก๊อกน้ำที่คุณสามารถเปิดการระเบิดเต็มหรือหยด" Cengel กล่าว
จากนั้นทีมมุ่งเป้าไปที่ไซโคลตรอนในหนูทดลอง เนื้องอกที่เหนี่ยวนำให้เกิดการเติบโตในตับอ่อนของสัตว์และตามแนวลำไส้ส่วนบนดังนั้นนักวิจัยจึงส่งคลื่นแม่เหล็กไฟฟ้าชีพจรเดียวผ่านทางช่องท้องของหนู แฟลชใช้เวลาระหว่าง 100 และ 200 มิลลิวินาทีและโดยการรวมลำแสงโปรตอนหลายข้างเข้าด้วยกันเช่นปาเก็ตตี้ดิบในหลอดแน่น
ตามที่คาดไว้การรักษาเนื้องอกจะเพิ่มขึ้นอย่างสม่ำเสมอและเนื้อเยื่อที่เป็นแผลเป็นซึ่งมักเป็นผลมาจากโรคมะเร็งในขณะที่ปล่อยให้เนื้อเยื่อที่มีสุขภาพใกล้เคียงไม่เป็นอันตราย "นี่เป็นหลักฐานแรกที่หักล้างไม่ได้ของผล 'แฟลช' ในวิฟที่มีลำไส้เล็กเป็นเป้าหมายโดยใช้โปรตอนแทนโฟตอนหรือ ... อิเล็กตรอน" Vincent Favaudon ผู้อำนวยการวิจัยของ Institut Curie ในปารีสที่ไม่ได้เกี่ยวข้องกับ การศึกษาบอกวิทยาศาสตร์สดในอีเมล
ในขณะที่ประสบความสำเร็จการศึกษาได้ดำเนินการในหนู "และในปริมาณน้อยซึ่งไม่ใช่กรณีในผู้ป่วย" Vozenin กล่าว กล่าวอีกนัยหนึ่งในรูปแบบปัจจุบันของเทคนิคโปรตอนแฟลชสามารถรักษาพื้นที่เล็ก ๆ ของเนื้อเยื่อในครั้งเดียว เทคนิคจะต้องมีการปรับขนาดอย่างมีนัยสำคัญก่อนที่มันจะพร้อมที่จะทดสอบในสัตว์ขนาดใหญ่และในที่สุดมนุษย์เธอกล่าวว่า
"ข้อ จำกัด หลักอยู่ที่อัตราปริมาณรังสี" Favaudon เพิ่ม การวิจัยแสดงให้เห็นว่าเนื้อเยื่อที่แข็งแรงเริ่มได้รับความเสียหายหากสัมผัสกับรังสีแฟลชนานกว่า 100 มิลลิวินาทีเขากล่าว "การนำส่งยาในชีพจรเดี่ยวไมโครวินาทีดีกว่าเสมอดังนั้นความท้าทายคือการเพิ่มอัตราปริมาณรังสีด้วยปัจจัยสองถึงห้าหรือมากกว่า"
Cengel และเพื่อนร่วมงานวางแผนที่จะเพิ่มประสิทธิภาพเครื่องมือและเทคนิคของพวกเขาต่อไปในขณะที่ทำงานเพื่อกำหนดอัตราปริมาณรังสีที่ให้ผลประโยชน์การรักษามากที่สุด ด้วยวิธีนี้ทีมจะทำการทดลองทางคลินิก แต่มีสัตว์เป็นวิชาเริ่มต้น ในขณะเดียวกัน Vozenin และเพื่อนร่วมงานของเธอจะเปิดตัวการทดลองทางคลินิกครั้งแรกในผู้ป่วยมนุษย์เพื่อทดสอบเทคนิคแฟลชของตนเอง การใช้อิเล็กตรอนพลังงานต่ำพวกมันมีจุดมุ่งหมายในการรักษาเนื้องอกผิวเผินเช่นที่พบในมะเร็งผิวหนัง
“ ถ้าเราสามารถตรวจสอบแนวคิดแฟลชในปริมาณมากและในแอปพลิเคชันทางคลินิกมันก็น่าจะเปลี่ยนการบำบัดด้วยรังสีทั้งหมด” Vozenin กล่าว เธอกล่าวว่าเธอคาดหวังว่าผู้ป่วยโรคมะเร็งบางรายอาจใช้แฟลชในวงกว้างใน 10 ปีข้างหน้า Favaudon กล่าวว่าการรักษาที่มีกลุ่มเป้าหมายเป็นเนื้องอกที่ผิวรวมถึงผู้ที่ได้รับการผ่าตัดอาจจะพร้อมภายในสองปี เทคนิคที่ใช้อิเล็กตรอนพลังงานสูงและลำแสงโปรตอนอาจจะพร้อมภายในห้าถึง 10 ปีเขากล่าว
เทคนิคดังกล่าวช่วยให้แพทย์สามารถกำหนดเป้าหมายเนื้องอกที่ครั้งหนึ่งเคยท้าทายการรักษาด้วยรังสีหาก Cengel กล่าว
“ เราสามารถรักษาสิ่งที่ไม่สามารถรักษาและรักษาผู้คนที่ไม่สามารถรักษาได้” เขากล่าว เห็นได้ชัดว่าเม็ดเกลือเม็ดใหญ่ทั้งหมด
