Điều trị ung thư đang ngày càng trở nên tiên tiến, với sự phát triển của nhiều phương pháp truyền thống cũng như hiện đại. Điển hình trong xu hướng hiện đại là sự phát triển của liệu pháp miễn dịch. Nhưng đi cùng với đó, các phương pháp truyền thống như hóa trị, phẫu thuật và xạ trị cũng được cải tiến không ngừng để tạo ra hiệu quả điều trị ngày một cao.

Ra đời từ những thập niên cuối thế kỷ 19, cho tới nay, xạ trị đã trải qua không ít những cải tiến. Nổi bật nhất trong số đó là sử dụng tia proton thay cho tia X. Chúng ta hãy cùng nhìn lại một chút về phương pháp xạ trị, đi từ tia X tới proton, để xem cách mà chúng làm việc giúp những bệnh nhân ung thư kéo dài cuộc sống:

Xạ trị, cùng với hóa trị, phẫu thuật và chăm sóc giảm nhẹ là những phương pháp điều trị ung thư nền tảng hiện nay. Trong đó, cứ 2 bệnh nhân ung thư thì có một người được chỉ định xạ trị.

Xạ trị chủ yếu được sử dụng khi ung thư đã xâm chiếm một hoặc nhiều khu vực trên cơ thể. Tùy thuộc vào vị trí và giai đoạn ung thư, xạ trị có thể được sử dụng đơn lẻ hoặc kết hợp với phẫu thuật và hóa trị liệu.

Nó có thể được sử dụng trước hoặc sau các phương pháp điều trị khác, tùy theo phác đồ trị liệu hiệu quả hơn. Ví dụ, xạ trị có thể được dùng để khiến khối u co lại một phần trước khi hóa trị, hoặc nó cũng được sử dụng để điều trị những phần khối u còn sót lại sau phẫu thuật.

Hầu hết các phương pháp xạ trị hiện nay sử dụng tia X mang năng lượng cao để bắn phá các khối u. Một số phương pháp khác sẽ sử dụng tia gamma, chùm electron hoặc proton. Một số hạt vật chất có khối lượng nặng cũng có thể được sử dụng.

Bởi tia X mang năng lượng rất cao, nó có khả năng xuyên vào trong cơ thể bệnh nhân. Khi gặp các tế bào của khối u, tia X tạo tương tác phá hủy DNA và hạn chế khả năng nhân lên của chúng sau này.

Nhưng xạ trị có một nhược điểm, tia X không có khả năng phân biệt giữa các tế bào ung thư và khỏe mạnh, khiến ngay cả các mô bình thường khi tiếp xúc với tia X cũng bị thiệt hại.

Mô tế bào lành tính bị tổn thương dẫn đến các triệu chứng được gọi là tác dụng phụ. Nhẹ thì người bệnh sẽ mệt mỏi. Trong một số ít trường hợp nặng hơn, người bệnh sẽ phải nằm viện hoặc thậm chí tử vong.

Cân nhắc liều lượng bức xạ là một cách cân bằng tốt giữa hiệu quả điều trị và tác dụng phụ. Một cách phổ biến hiện nay mà các bác sĩ sử dụng để cải thiện tỷ lệ lợi/hại là bắn nhiều chùm tia tới khối u từ các hướng khác nhau. Nếu các tia đan cài vào lên nhau, chúng có thể tối ưu tác động đến khối u trong khi giảm thiểu thiệt hại cho các mô khỏe mạnh.

Wilhelm Röntgen phát hiện ra tia X vào năm 1895, đây là ảnh vẽ lại thiết bị phát tia X của ông

2. Nguyên lý hoạt động của xạ trị

Wilhelm Röntgen, một nhà vật lý người Đức phát hiện ra tia X vào năm 1895. Trong vòng một năm sau đó, các nhà khoa học giải thích được hiện tượng bỏng da vì phơi nhiễm bức xạ. Mối liên kết được xác lập khiến các nhà khoa học và bác sĩ tự hỏi tại sao không sử dụng tia X để điều trị ung thư. Liệu pháp bắt đầu được phát triển và đưa vào ứng dụng.

Trong một quá trình xạ trị, có ba giai đoạn chính: Bệnh nhân sẽ được đưa vào máy chụp cắt lớp điện toán (CT) hoặc chụp cộng hưởng từ (MRI). Hình ảnh y tế này sẽ cho phép các bác sĩ xác định vị trí, quy mô và ranh giới của khối u ung thư.

Trong giai đoạn thứ hai, các bác sĩ và nhóm điều trị sẽ sử dụng những hình ảnh y tế và bệnh án để lập kế hoạch điều trị. Họ dùng các thuật toán mô phỏng trên máy tính rất phức tạp để xác định được đường đi của tia X cũng như nó nên được chiếu từ đâu, liều lượng bao nhiêu, trong thời gian bao lâu.

Tất cả các tính toán sẽ cho ra kế hoạch điều trị tối ưu nhất, phá hủy được nhiều nhất các tế bào ung thư mà chạm đến ít nhất các mô khỏe mạnh.

Giai đoạn điều trị thứ ba chính là bắn các tia xạ. Bệnh nhân được cố định vị trí trước thiết bị phát xạ tia X. Chùm tia xạ vô hình sẽ bắn xuyên vào cơ thể bệnh nhân theo nhiều góc độ. Mỗi đợt xạ trị sẽ kéo dài từ 15-30 phút.

Tùy thuộc vào tình trạng bệnh và giai đoạn của ung thư mà một người có thể được xạ trị chỉ một lần hoặc tới 40 lượt. Trung bình thì xạ trị kéo dài liên tiếp và mỗi ngày một đợt.

Trong suốt quá trình xạ trị, bệnh nhân sẽ không nhìn thấy chùm tia, vì nó vô hình với thị giác của con người. Họ cũng sẽ không cảm nhận được tia X bằng xúc giác.

Trong suốt quá trình xạ trị, bệnh nhân sẽ không cảm nhận được chùm tia X

3. Hiệu quả và tác dụng phụ

Xạ trị ngày nay được kết hợp rất nhều công nghệ nhắm mục tiêu chính xác, đã tạo ra hiệu quả điều trị đáng kể đối với nhiều loại ung thư, đặc biệt là ung thư phổi và tuyến tiền liệt giai đoạn sớm. Bệnh nhân có thể được cứu sống và thuyên giảm chỉ từ 1 đến 5 đợt xạ trị theo công nghệ tiên tiến.

Đối với những bệnh nhân ung thư phổi ở giai đoạn sớm, xạ trị sẽ cho tỷ lệ sống sót sau 3 năm lên tới 95%. Đối với ung thư tuyến tiền liệt, khoảng 93% bệnh nhân được xạ trị kịp thời sẽ sống nhiều hơn 5 năm.

Tác dụng phụ của xạ trị khác nhau đáng kể giữa từng bệnh nhân. Nhưng họ đều có điểm chung là mệt mỏi. Các tác dụng phụ khác bao gồm tiêu chảy, ăn mất ngon, khô miệng. Xạ trị ung thư vùng cổ gây khó nuốt. Trong khi đó, gần khu vực xương chậu gây ra suy giảm chức năng tình dục và mất kiểm soát tiểu tiện.

Ảnh hưởng lâu dài của xạ trị đặt ra một mối quan tâm lớn cho các bác sĩ và nhà khoa học, đặc biệt đối với trẻ em. Ví dụ, bức xạ để điều trị khối u não ở trẻ em có thể gây suy giảm nhận thức, ảnh hưởng đến các mối quan hệ, thành tích học tập và nói chung là chất lượng cuộc sống.

Một lần nữa, các bác sĩ và cả bệnh nhân sẽ cần cân nhắc rất kỹ những rủi ro và lợi ích của xạ trị. Trong trường hợp này, xạ trị với tia X và chùm proton đang được đem ra để so sánh.

Xạ trị hiện nay có khá nhiều tác dụng phụ, các nhà khoa học vẫn đang làm việc để khắc phục chúng

4. Các thách thức khác với xạ trị ung thư

Có một số thách thức đối với xạ trị hiện tại. Thường thì các tia xạ khó phân biệt được đâu là tế bào khối u và đâu là các mô khỏe mạnh. Ngay cả với sự có mặt của các chuyên gia y tế, họ không phải lúc nào cũng đồng ý về vị trí chính xác của khối u.

Trong suốt quá trình xạ trị, những thay đổi tinh tế, ví dụ như nhịp thở, nhịp tim, việc tiêu hóa thức ăn và phản ứng nuốt nước bọt cũng sẽ khiến mục tiêu khối u bị lệch khỏi đường truyền của tia xạ. Do đó, các mô khỏe mạnh có thể gặp nguy hiểm nhiều hơn, trong khi tia xạ không tiếp cận được tế bào ung thư.

Ngoài ra, công nghệ xạ trị hiện nay đang tác động đồng đều tới tất cả các phần của khối u. Mặc dù, một sự thật rõ ràng là một số khu vực của khối u chứa những tế bào ung thư tích cực hơn. Chúng miễn nhiễm bức xạ và có khả năng lây lan để di căn sang các bộ phận khác của cơ thể.

Khối u cũng thay đổi từng ngày để kháng với điều trị, làm rối vấn đề hơn nữa. Một giải pháp xạ trị lý tưởng là kết hợp nó với các công nghệ chụp ảnh y tế tiên tiến. Khi các bác sĩ có thể sử dụng máy cộng hưởng từ thời gian thực để theo dõi quá trình xạ trị, họ có thể tìm ra chiến lược tốt hơn để bắn tia xạ và nhắm mục tiêu.

Khi đó, các thách thức trên có thể được giải quyết.

5. Xạ trị sử dụng chùm tia proton thay cho tia X

Hơn 5 thập kỷ kể từ khi xạ trị sử dụng tia X được ứng dụng trong điều trị ung thư, nhiều phương pháp cải tiến của xạ trị tia X đã được phát triển. Tuy nhiên, vào năm 1946, nhà vật lý người Mỹ Robert Wilson đã lần đầu tiên giới thiệu xạ trị sử dụng proton thay cho tia X. Những lợi ích đáng kể của phương pháp này được ghi nhận.

Liệu pháp xạ trị sử dụng proton sẽ giúp tối đa hóa lợi ích cho nhiều bệnh nhân, bao gồm những người bị ung thư gần tủy sống và khung chậu. Nó đòi hỏi một máy gia tốc lớn để cung cấp năng lượng cho proton. Thiết bị là phức tạp hơn rất nhiều so với một bóng tạo tia X, bù lại, chùm tia proton có rất nhiều ưu điểm so với tia X.

Xạ trị tia X (bên trái) so với chùm proton (bên phải)

Bay ở tốc độ 70-80% vận tốc ánh sáng nhưng đặc điểm của hạt proton là nó bị mất năng lượng khi đi vào cơ thể. Trong khi tia X đâm xuyên khối u và còn tiếp tục đâm xuyên một cách không kiểm soát ra phía sau các mô khỏe mạnh, chùm tai proton sẽ dừng lại ở đúng vị trí khối u và mất năng lượng ở điểm cuối.

Điều này hạn chế việc nó chạm tới các mô khỏe mạnh và gây thiệt hại lớn như tia X. Mặc dù vậy, xạ trị với proton vẫn có chung các thách thức còn lại phía trên của xạ trị với tia X. Các nhà khoa học vẫn đang tiếp tục giải quyết các vấn đề này, chẳng hạn như tạo ra một thiết bị trợ thở cho bệnh nhân trong quá trình điều trị.

Phác đồ xạ trị cũng có thể hiệu quả hơn, khi nó được sử dụng kết hợp với các phương pháp điều trị tiên tiến khác, điển hình như liệu pháp miễn dịch.

Thu Hoài (Tham khảo Theconversation)