Bệnh nhân đã hết lựa chọn điều trị. Căn bệnh ung thư của cô, một dạng sarcoma hiếm gặp, đã di căn và không còn đáp ứng với các liệu pháp điều trị.

Bước tiếp theo, các bác sĩ tại Trường Y Đại học Washington ở St. Louis bắt đầu điều trị khối u lớn nhất của cô bằng bức xạ chùm proton. Mục tiêu là làm chậm sự phát triển của khối u và giữ cho bệnh nhân 67 tuổi cảm thấy thoải mái nhất có thể, Brian Baumann, MD, một bác sĩ ung thư bức xạ, nhớ lại.

Nhưng sau một đợt xạ trị proton, các bác sĩ nhận thấy một sự thay đổi đáng ngạc nhiên trong các lần chụp cắt lớp của cô: Không chỉ khối u được chiếu xạ thu nhỏ lại mà các khối u không được điều trị ở các bộ phận khác trên cơ thể cô cũng vậy.

Theo thời gian, các khối u sẽ tiếp tục nhỏ lại và cuối cùng chúng biến mất.

Tiến sĩ Baumann cho biết: “Gần 3 năm sau, cô ấy vẫn còn sống và rất khỏe mạnh. Nhóm của ông gần đây đã báo cáo rằng bệnh nhân dường như đã trải qua một phản ứng hiếm gặp đối với việc điều trị được gọi là hiệu ứng abscopal.

Tiến sĩ Baumann nói: “Hiệu ứng ascopal là một hiện tượng hấp dẫn, đồng thời lưu ý rằng nó lần đầu tiên được quan sát thấy trong các thí nghiệm với chuột vào đầu những năm 1950.

Hiệu ứng abscopal xảy ra khi xạ trị – hoặc một loại trị liệu cục bộ khác – không chỉ thu nhỏ khối u được nhắm mục tiêu mà còn dẫn đến sự co lại của các khối u không được điều trị ở những nơi khác trong cơ thể. Mặc dù các cơ chế sinh học chính xác chịu trách nhiệm về hiệu ứng abscopal vẫn đang được nghiên cứu, hệ thống miễn dịch được cho là đóng một vai trò quan trọng.

Đánh thức hệ thống miễn dịch

Billy W. Loo, Jr., MD, Ph.D. ., một bác sĩ ung thư bức xạ tại Viện Ung thư Stanford.

Để phản ứng với bức xạ, các tế bào khối u có thể giải phóng vật chất được hệ thống miễn dịch công nhận là mối đe dọa, có khả năng dẫn đến phản ứng miễn dịch khắp cơ thể, Silvia Formenti, MD, của Weill Cornell Medicine giải thích, người có nghiên cứu đã giúp thiết lập mối liên hệ giữa hiệu ứng abscopal và hệ thống miễn dịch.

Tiến sĩ Formenti nói thêm: “Khối u được chiếu xạ có thể trở thành một loại vắc-xin. Phương pháp điều trị ung thư này, có thể được thực hiện theo nhiều cách khác nhau, bao gồm cả xạ trị, được gọi là tiêm phòng tại chỗ .

Theo Tiến sĩ Loo, trong những năm gần đây, sự sẵn có của các loại thuốc trị liệu miễn dịch mới và sự hiểu biết sâu sắc hơn về cách hệ thống miễn dịch có thể hoạt động chống lại bệnh ung thư đã góp phần làm hồi sinh mối quan tâm của các nhà nghiên cứu đối với hiệu ứng tiêu diệt.

Cụm từ “hiệu ứng ascopal” đã được đề cập gần 120 lần trong cơ sở dữ liệu PubMed về các ấn phẩm khoa học vào năm 2019, tăng so với chỉ 4 lần đề cập một thập kỷ trước.

Phần lớn công việc này tập trung vào việc tìm hiểu lý do tại sao hiệu ứng abscopal xảy ra. Các nhà nghiên cứu cũng đã thử nghiệm sự kết hợp của các phương pháp điều trị có thể làm tăng khả năng xảy ra hiệu ứng abscopal ở bệnh nhân ung thư di căn.

Một liên kết lịch sử với bức xạ

Trong mô tả đầu tiên về hiệu ứng abscopal, vào năm 1953, một nhà nghiên cứu tên là RH Mole đã chỉ ra rằng bức xạ có thể thu nhỏ khối u ở một bên của con chuột và dẫn đến sự thoái triển của khối u không được điều trị ở bên còn lại của con vật.

Để giải thích hiệu quả điều trị này bên ngoài lĩnh vực bức xạ, Tiến sĩ Mole đã sử dụng từ abscopal, có nguồn gốc từ tiếng Latinh có nghĩa là “cách xa mục tiêu”.

Trong vài thập kỷ sau báo cáo của Tiến sĩ Mole, nhiều bác sĩ ung thư bức xạ đã nghi ngờ về sự tồn tại của hiệu ứng abscopal, vì nó hiếm khi được quan sát thấy. Tiến sĩ Loo cho biết: “Bởi vì hiệu ứng triệt tiêu là bất ngờ và thường rất kịch tính, nên nó đã trở thành một phần kiến thức về ung thư bức xạ.

Nhưng ông và những người khác chỉ ra bằng chứng ngày càng tăng rằng hiện tượng này là có thật và có khả năng xảy ra một cách đáng tin cậy hơn.

Phản ứng loại bỏ đã được ghi nhận trong các loại ung thư khác nhau, bao gồm khối u ác tính, ung thư vú, phổi và gan. Trong những năm gần đây, hiệu ứng này cũng đã được báo cáo ở những bệnh nhân mắc các bệnh ung thư ít phổ biến hơn, chẳng hạn như ung thư trung biểu mô màng phổi và ung thư tuyến ức.

Mặc dù phần lớn các bác sĩ ung thư bức xạ chưa bao giờ chứng kiến hiệu ứng triệt tiêu ở bệnh nhân, nhưng những người đã nói rằng nó rất đáng chú ý. Tiến sĩ Formenti cho biết: “Là một bác sĩ, bạn sẽ bị sốc khi nhìn thấy hiệu ứng apxe ở một bệnh nhân. “Một khi bạn đã nhìn thấy nó, bạn sẽ nhớ nó mãi mãi.”

Vượt qua các rào cản đối với phản ứng miễn dịch

Hiệu ứng abscopal không phổ biến một phần là do các tế bào ung thư có cách ngăn hệ thống miễn dịch tìm và tiêu diệt các tế bào khối u.

Tiến sĩ Formenti cho biết: “Có bao nhiêu rào cản ngăn cản hệ thống miễn dịch phát hiện và tiêu diệt các khối u đã hình thành, nên không thể mong đợi một mình bức xạ có thể tạo ra hiệu ứng tiêu diệt”. “Một số rào cản đã được thiết lập đối với việc nhận biết và loại bỏ các tế bào ung thư cũng phải được loại bỏ.”

Zachary Morris, MD, Ph.D., thuộc Đại học Wisconsin, người đã nghiên cứu các phương pháp điều trị có thể dẫn đến, cho biết: “Để hiệu ứng abscopal xảy ra, “bạn phải vượt qua các cơ chế sinh học đang ngăn cản phản ứng miễn dịch loại bỏ khối u”. đến hiệu ứng ascopal như một phần của Cancer Moonshot℠.

Tiến sĩ Morris và các đồng nghiệp của ông đã thử nghiệm trên chuột một phương pháp được thiết kế để khôi phục khả năng nhận biết và tấn công các tế bào ung thư của hệ thống miễn dịch sau khi khả năng này bị mất.

Trong phương pháp này, được gọi là liệu pháp bức xạ phân tử, liều lượng bức xạ thấp được đưa đến tất cả các khối u ở chuột; tại các khối u, bức xạ tạm thời tiêu diệt các tế bào miễn dịch được gọi là tế bào lympho đang ngăn chặn phản ứng miễn dịch chống lại các tế bào ung thư.

Tiến sĩ Morris đã chỉ ra rằng các tế bào lympho khác trong cơ thể không bị ảnh hưởng bởi bức xạ và sẽ sẵn sàng tấn công các khối u một khi các rào cản ngăn chặn các cuộc tấn công đó đã được vượt qua.

Ông nói: “Chúng tôi dự định thử nghiệm phương pháp này ở những con chó bị ung thư, đây là một mô hình tốt cho con người vì ung thư xảy ra một cách tự nhiên.

Kết hợp liệu pháp miễn dịch và xạ trị

Một chiến lược khác để kích hoạt hiệu ứng triệt tiêu là kết hợp bức xạ với các loại thuốc được gọi là chất ức chế điểm kiểm soát miễn dịch, giúp tăng cường phản ứng miễn dịch đối với bệnh ung thư.

Ngày càng có nhiều bằng chứng từ các thử nghiệm lâm sàng cho thấy việc bổ sung các chất ức chế điểm kiểm soát miễn dịch vào bức xạ sẽ làm tăng cơ hội đáp ứng triệt để ở bệnh nhân, so với việc chỉ sử dụng bức xạ.

Tiến sĩ Morris lưu ý, hai cách tiếp cận có thể bổ sung cho nhau. Bức xạ có thể giúp hệ thống miễn dịch nhận ra các tế bào khối u, trong khi các chất ức chế điểm kiểm soát miễn dịch giúp nó phản ứng mạnh hơn.

Mặc dù liệu pháp kết hợp có thể làm tăng khả năng xảy ra phản ứng triệt tiêu ở một số bệnh nhân, nhưng phương pháp này vẫn “không tạo ra hiệu ứng triệt tiêu một cách đáng tin cậy,” Tiến sĩ Loo cho biết thêm rằng có “sự quan tâm đáng kể đến việc học cách tối ưu hóa chiến lược.”

Mansoor Ahmed, Ph.D., thuộc Bộ phận Chẩn đoán và Điều trị Ung thư của NCI, người đã dẫn đầu một số hội thảo khoa học về hiệu quả của phương pháp này, cho biết các nỗ lực đang được tiến hành để cải thiện tỷ lệ phản ứng bằng ống dẫn lưu ở những bệnh nhân sử dụng cả hai phương pháp điều trị.

Ông tiếp tục: “Nhưng việc thiếu dữ liệu [từ các nghiên cứu trong phòng thí nghiệm và động vật] về liều lượng và phương pháp cung cấp bức xạ có nhiều khả năng gây ra phản ứng triệt tiêu kết hợp với liệu pháp miễn dịch là một thách thức lớn đối với lĩnh vực này.

Khám phá Abscopal Responses

Trong khi đó, các nhà nghiên cứu tiếp tục báo cáo các phản ứng thoát vị bất ngờ liên quan đến việc sử dụng các loại phương pháp điều trị khác nhau được đưa trực tiếp vào khối u.

Ví dụ, các nhà nghiên cứu tại Đại học Columbia gần đây đã quan sát thấy hiệu ứng hấp phụ trong các thí nghiệm với vi khuẩn mà họ đã thiết kế để đưa một loại thuốc trị liệu miễn dịch được gọi là vật thể nano vào từng khối u của chuột. Loại thuốc này nhắm đến một loại protein gọi là CD47, loại protein thúc đẩy sự phát triển của một số bệnh ung thư.

Khi vi khuẩn được tiêm vào khối u chuột, chúng tạo ra phản ứng miễn dịch làm khối u co lại. Các nhà nghiên cứu nhận thấy một số tế bào miễn dịch đáp ứng sau đó di chuyển đến các khối u khác chưa được điều trị và làm chậm sự phát triển của chúng.

“Đúng như chúng tôi dự đoán, khối u được tiêm vi khuẩn đã biến mất trong vòng 10 ngày, nhưng sau đó chúng tôi thấy một hiệu ứng biến mất rất thú vị ở những khối u không được điều trị,” đồng tác giả Sreyan Chowdhury, Tiến sĩ, cho biết. ứng cử viên tại Đại học Columbia. “Đây là một bất ngờ.”

Ông nói thêm: “Chúng tôi nghĩ rằng vi khuẩn đang phục vụ một vai trò tương tự như vai trò của bức xạ trong việc kích thích phản ứng hấp phụ,” đồng thời lưu ý rằng một khi vi khuẩn được tiêm vào khối u, chúng sẽ không tự lây lan sang các khối u khác.

Đồng tác giả Tal Danino, Ph.D., một kỹ sư y sinh tại Columbia, cho biết thêm: “Phương pháp này có thể là một cách để kích thích hệ thống miễn dịch tìm và tấn công các khối u quá nhỏ để có thể phát hiện được bằng các công cụ hình ảnh.

Vắc-xin cúm có thể là một phương pháp điều trị khác có thể gây ra hiệu ứng biến mất khi tiêm vào khối u, theo phát hiện từ một nghiên cứu gần đây trên những con chuột có khối u ác tính ở hai bên đối diện của cơ thể.

Các nhà nghiên cứu phát hiện tiêm vắc-xin cúm vào một khối u không chỉ làm giảm sự phát triển của khối u đó mà còn làm chậm sự phát triển của khối u không được điều trị ở phía đối diện của con vật.

Trưởng nhóm điều tra Andrew Zloza, MD, Ph.D., của Trung tâm Y tế Đại học Rush, nơi có phòng thí nghiệm đã điều tra cách thức các tác nhân truyền nhiễm, chẳng hạn như HIV, thay đổi cơ thể, cho biết: “Chúng tôi thấy khối u phát triển chậm lại ở cả hai bên của con chuột. phản ứng của cơ thể đối với bệnh ung thư.

Nhóm của ông cũng tiêm vắc-xin cúm vào khối u của những con chuột mắc một dạng ung thư vú di căn đến phổi và kết quả cũng tương tự như ở những con chuột mắc khối u ác tính.

Ở tất cả những con chuột, vắc-xin cúm đã thu hút một số tế bào miễn dịch có thể nhận biết và tấn công các tế bào ung thư đến khối u được tiêm. Các nhà nghiên cứu nhận thấy điều này đã thay đổi môi trường khối u cục bộ, tạo tiền đề cho sự di chuyển của một số tế bào miễn dịch này sang các khối u khác.

Tiến sĩ Zloza cho biết: “Những tế bào miễn dịch này có thể di chuyển nếu có một dạng nguy hiểm ở một nơi khác. “Vì vậy, họ có thể tìm thấy các khối u khác trong cơ thể.” Ông lưu ý rằng cần có nhiều nghiên cứu hơn để xác định loại tế bào miễn dịch nào là quan trọng nhất trong các phản ứng tự tiêu ở chuột.

Để cố gắng cải thiện kết quả của họ, các nhà nghiên cứu đã điều trị cho chuột bằng chất ức chế điểm kiểm soát miễn dịch cũng như vắc-xin cúm — và chiến lược này đã có hiệu quả. Phương pháp điều trị kết hợp mang lại phản ứng tốt hơn ở chuột so với chỉ tiêm vắc-xin cúm.

Tiến sĩ Zloza, người đang lên kế hoạch cho một số thử nghiệm này, lưu ý rằng vắc-xin cúm đã được Cục Quản lý Thực phẩm và Dược phẩm phê duyệt, rẻ tiền, sẵn có và an toàn, có thể được thử nghiệm trong các thử nghiệm lâm sàng như một phương pháp điều trị ung thư tiềm năng.

“Đã đến lúc thử nghiệm lâm sàng,” anh tiếp tục. “Chúng ta cần xem liệu vắc-xin cúm có thể được tái sử dụng như một loại thuốc trị ung thư hay không.”

Khám phá bức xạ proton

Bệnh nhân mắc bệnh sarcoma được điều trị tại Trường Y Đại học Washington và trải qua hiệu ứng absscopal là một trong những người đầu tiên có phản ứng như vậy sau khi điều trị bằng bức xạ proton.

Tiến sĩ Baumann đã chỉ ra rằng, khi nói đến việc kích hoạt các phản ứng hấp phụ, bức xạ proton có thể có những lợi thế nhất định so với các loại bức xạ thông thường hơn, sử dụng bức xạ năng lượng cao từ tia X, tia gamma hoặc neutron.

Một điểm khác biệt giữa các loại bức xạ này là chùm tia gamma và tia X không dừng lại khi chúng đi qua cơ thể, trong khi độ sâu của chùm tia trị liệu proton có thể được kiểm soát, có khả năng hạn chế lượng bức xạ vô tình chạm tới các mô khỏe mạnh.

Tiến sĩ Baumann giải thích: “Với các proton, bạn ít để cơ thể tiếp xúc với bức xạ hơn, có nghĩa là bạn để ít máu và các tế bào miễn dịch lưu thông trong máu, vốn có thể tiêu diệt các tế bào khối u, tiếp xúc với bức xạ.

Ông tiếp tục: “Các tế bào miễn dịch rất nhạy cảm với bức xạ. “Việc các tế bào miễn dịch tiếp xúc nhiều hơn với bức xạ có thể khiến các tế bào miễn dịch chết đi, điều này có thể làm giảm hiệu ứng hấp phụ.”

Ông nói thêm, cần có nhiều nghiên cứu hơn để khám phá những lợi ích tiềm năng của việc sử dụng bức xạ proton để điều trị cho những bệnh nhân khác mắc cùng loại sarcoma.

Nghiên cứu thêm và “Quy tắc mới”

Tiến sĩ Formenti lưu ý rằng nghiên cứu cũng cần thiết để xác định những cách hiệu quả hơn và có thể tái sản xuất để sử dụng bức xạ để kích thích phản ứng abscopal ở bệnh nhân ung thư di căn.

Mặc dù nhiều thử nghiệm lâm sàng đang thử nghiệm liệu pháp miễn dịch và xạ trị ở bệnh nhân ung thư, nhưng chưa có thử nghiệm lâm sàng lớn nào cung cấp bằng chứng để xác định cách thức truyền bức xạ — và với liều lượng — để cố gắng tạo ra hiệu ứng triệt tiêu.

Cô ấy nói: “Chúng tôi có thể phải thay đổi cách cung cấp bức xạ để đạt được kết quả tốt nhất. “Việc này có thể không đơn giản như việc cung cấp bức xạ theo cách thông thường.

Tiến sĩ Formenti tiếp tục: “Khi nói đến các câu trả lời tuyệt đối, có thể có một số quy tắc mới mà chúng tôi cần tuân theo — và chúng tôi vẫn đang tìm hiểu những quy tắc đó là gì.”