Liệu pháp miễn dịch trị ung thư
3/4/2016LIỆU PHÁP MIỄN DỊCH TRỊ UNG THƯ
Trần Đăng Hồng, PhD
Ung thư (Cancer) là bệnh chết người mãnh liệt nhất và càng ngày càng gia tăng. Năm 2012, thế giới có khoảng 14,1 triệu ca mới nhiễm ung thư được khám phá, và số tử vong là 8,2 triệu người mỗi năm. WHO (Cơ quan y tế quốc tế) dự báo số ca ung thư sẽ tăng 70% trong 20 năm tới. Ung thư không phải là một bệnh mà là có trên 200 loại bệnh ung thư khác nhau, xảy ra ở nhiều phần cơ quan khác nhau, từ ngoài da cho tới nội tạng, từ chân cho tới đầu, não bộ. Vì vậy cách chửa trị cũng khác nhau. Ung thư phổi là thường thấy nhất (Hình 1).
Hình 1. Những bệnh ung thư thường gặp nhất
TẾ BÀO UNG THƯ
Tế bào ung thư là những tế bào sinh trưởng và sinh sản rất nhanh và cơ thể không kiểm soát được. Mặc dầu tế bào ung thư thường hiện diện trong cơ thể, nhưng bệnh ung thư chỉ xảy ra khi tế bào miễn dịch không nhận thấy chúng để tiêu diệt, hay thấy nhưng không tiêu diệt được.
Nghiên cứu về tế bào gốc (stem cell) cho biết khi lượng protein SP2 (do gen SP2 chi phối) quá nhiều sẽ biến tế bào gốc thành tế bào ung thư. Tế bào ung thư lan truyền nhanh còn do virus, hệ thống miễn dịch yếu, tính di truyền của mỗi người, điều kiện môi trường sống và tuổi già. Tuy nhiên quan trọng nhất là cơ thể thiếu những phân tử kích thích đặc biệt giúp các kháng nguyên (antigens) phản ứng với tế bào lymphocytes (tế bào bạch huyết cầu, gồm tế bào NK, T và B) làm yếu khả năng giết tế bào lạ nên gây bệnh ung thư.
Hình 2. Phân bào ở tế bào bình thường (Hình trên). Nếu tế bào con sinh ra bị đột biến (mutation) làm hư hại mà không sửa chữa được thì nó bị đẩy ra ngoài rồi “tự hủy hoại chết” (apoptosis). Trong trường hợp không “tự hủy hoại”, tế bào hư này tiếp tục sống, đó là tế bào tiền ung thư, chúng tiếp tục phân bào không kiểm soát được tạo bịnh ung thư (Hình dưới)
Làm sao tế bào biến thành tế bào ung thư
Con người có khoảng từ 300 đến 700 gen chi phối việc phân bào (cell division, sinh tế bào mới), sinh trưởng và tuổi thọ của mỗi tế bào. Tế bào ung thư được sinh ra do những gen chi phối hiện tượng phân bào bị hư hại do DNA đột biến. DNA bị hư hại là do phóng xạ, hóa chất, điều kiện môi trường xấu, v.v. nhưng đột biến cũng do tích tụ theo thời gian qua các sai lầm của phiên bản DNA không sửa chữa được, nên tuổi già cũng là một nguyên do của ung thư.
Trước nhất tế bào bị hư hại (tiền thân của tế bào ung thư) này bắt đầu tăng trưởng và sinh sản, và qua thời gian càng bị hư hại thêm do đột biến, chúng trở thành bất tử, thoát khỏi bị tiêu diệt bởi hệ miễn dịch, chạy thoát vào dòng máu và chúng xâm nhập đến các phần khác của cơ thể để tạo khối. Bệnh ung thư xảy ra.
Trong cơ thể bình thường, mỗi tế bào liên tục nhận tín hiệu từ gen của nó và từ gen của tế bào kế bên để tế bào tự nó điều chỉnh việc tăng trưởng hay sinh sản theo thời gian. Đến một lúc nào đó tế bào nhận tín hiệu phải ngừng tăng trưởng, ngơi nghỉ hay “phải tự hủy hoại chết” để tế bào mới thay thế. Nếu các tín hiệu từ gen gởi đến bị sai lạc, chẳng hạn không gởi tín hiệu “ngừng tăng trưởng” hay “phải tự hủy hoại chết”, tế bào thành ung thư, chúng sinh trưởng nhanh và bất tử, ngoài vòng kiểm soát của cơ thể.
Làm sao tế bào ung thư bất tử.
Tuổi thọ của mỗi tế bào bình thường tùy thuộc vào chiều dài của đoạn telomere ở tận cùng của sợi nhiễm thể. Sau mỗi phân bào, đoạn telomere này ngắn dần, cuối cùng tế bào chết khi telomere bị mòn hết, để được thay thế bởi tế bào mới sanh. Tế bào ung thư thoát khỏi hệ thống sinh tử này, telomere không bị thâu ngắn nên trường sinh bất tử, và vì vậy sinh sôi nẩy nở liên tục.
Làm sao tế bào ung thư thoát được hiện tượng “tự hủy hoại chết”
Ở cơ thể lành mạnh, mỗi phần cơ thể đều có chứa đúng một số lượng tế bào, hể tế bào này già chết đi thì được tế bào non thay thế, để duy trì hoạt động bình thường. Tế bào chết và tế bào mới thay thế đều được kiểm soát chặt chẽ. Nếu tế bào nào phân bào nhanh quá, hay sinh sản sai vị trí thì cơ thể ra lệnh tế bào đó ngừng tăng trưởng hay ra lệnh phải tự hủy hoại chết. Ở tế bào ung thư, lệnh đó bị sửa đổi, hay bị làm ngơ, tế bào ung thư thoát chết và tiếp tục sinh trưởng và sinh sôi nẩy nở mà cơ thể không kiểm soát hay kiềm chế được.
Làm sao tế bào ung thư xâm nhập phần cơ thể khác.
Tế bào bình thường đều dính liền với tế bào đồng loại khác tạo thành mô tế bào (tissue). Nếu tế bào bình thường tách ra khỏi mô của nó, nó bị chết tức thì, hiện tượng này gọi là “apoptosis, tự hủy hoại chết” (Hình 2). Tuy nhiên, ở tế bào ung thư hiện tượng “tự hủy hoại chết” không xảy ra, chúng tiếp tục sống, sinh trưởng, sinh sôi mà không phải dính vào mô nào cả, chúng theo dòng máu đi khắp cơ thể, tạo thành những khối u ác tính ở mọi nơi chúng đến, hiện tượng này gọi là metastasis.
Thiếu trạm kiểm soát
Ở người khỏe mạnh, phân bào tạo các tế bào con y hệt nhau, chứa đầy đủ gen trong 46 nhiễm thể ở người. Tiến trình phân bào này phải trải qua nhiều trạm kiểm soát, sửa chữa tế bào hư hại nhẹ, tiêu diệt loại bỏ tế bào hư hại nặng không sửa chữa được, cho đi qua những tế bào khỏe mạnh y hệt về gen và nhiễm thể, như vậy bảo đảm mọi tế bào mới sinh đều giống y hệt nhau. Trong trường hợp gen bị hư hại nhẹ, tế bào có khả năng sửa chữa, còn nếu không sửa chữa được gen ra lệnh tế bào hư hại phải tự hủy hoại chết. Protein p53 có nhiệm vụ sửa chữa gen hư hại nhẹ, hay ra lệnh tế bào phải chết nếu không sửa chữa được. Tuy nhiên, trong trường hợp hệ miễn dịch yếu, protein p53 bị hỏng, làm cơ thể thiếu những trạm kiểm soát chặt chẽ này. Hậu quả là tế bào có nhiễm thể hư hại, hoán chuyển gen đảo ngược, gen đột biến cũng đi thoát qua các trạm kiểm soát yếu này.
Tại sao tế bào ung thư rất ác tính.
Tất cả tế bào trong một mô cùng làm việc với nhau như một cộng đồng. Nếu có một tế bào có gen đột biến mà lại sinh sản nhanh chóng, thay thế dần tế bào khỏe mạnh, mô mất dần khả năng hoạt động bình thường, và cuối cùng mô đó coi như không còn hoạt động, mô bị chết. Một lý do khác là tế bào ung thư đột biến dễ dàng, và càng về sau đột biến càng mãnh liệt và nhanh hơn, thoát khỏi trạm kiểm soát của hệ miễn dịch. U bướu ung thư càng trở nên ác tính hơn.
Tóm lại, trong cơ thể mỗi người đều tiềm tàng tế bào ung thư, nhưng bệnh ung thư chỉ xảy ra khi hệ miễn dịch có vấn đề, các trạm kiểm soát không đủ mạnh để tiêu diệt tế bào ung thư, và vì vậy chúng thoát ra, xâm nhập vào dòng máu đến phần cơ thể nào thì phá hủy phần cơ thể đó và tạo các khối u ác tính.
HIỆN NAY CÓ TRỊ LIỆU NÀO CHỬA TRỊ HỬU HIỆU UNG THƯ?
Cắt bỏ khối u khi mới thành hình, khi chưa thành ác tính, có thể ngăn chận ung thư lan tràn, nhưng một khi tế bào ung thư di căn, theo dòng máu xâm nhập vào cơ quan khác thì chưa có phương pháp trị liệu nào thật hữu hiệu. Hóa trị (chemotherapy) hay xạ trị (radiotherapy) chỉ trì hoãn, kéo dài sự sống của bệnh nhân. Bởi vì có trên 200 dạng ung thư, và tế bào ung thư luôn luôn đột biến, thuốc này diệt được ung thư dạng này nhưng không diệt được dạng khác, và tế bào ung thư dần dần quen lờn thuốc nên không diệt được tế bào ung thư đột biến mới. Mặc dầu khoa hóa trị rất tiến bộ, hiện nay đã có 71 loại thuốc trị ung thư được FDA (US Food and Drug Administration) chấp nhận, được coi là thuốc thần kỳ, nhưng cũng chỉ kéo dài sự sống bệnh nhân không quá 2 tháng. Ngoài ra, thuốc trị ung thư rất đắt đỏ, mỗi một khóa trị liệu tốn tới 100.000 US$. Hóa trị cũng đưa đến nhiều hiệu ứng phụ (side effects) cho bệnh nhân như rụng tóc, mỏi mệt vì chúng cũng giết cả tế bào khỏe mạnh không phải ung thư.
Phương pháp hóa trị hiện nay chỉ chửa trị bệnh tại ngọn, diệt được tế bào ở ngọn chứ không đụng chạm gì ở gốc, nơi sản xuất ra tế bào ung thư mỗi lúc một biến thể gia tăng ác tính vì đột biến.
Các nhà khoa học thuộc University College London ở Anh tường trình trong tạp chí Science ngày 3/3/2016 là đã tìm ra phương pháp trị ung thư mới, diệt gốc ung thư dựa trên tăng cường hệ miễn dịch của cơ thể, mang tên “immunotherapy” – “Khoa miễn dịch trị liệu”.
THẾ NÀO LÀ “MIỄN DỊCH TRỊ LIỆU”
Cơ thể mỗi người đều tiềm tàng tế bào ung thư, nhưng bệnh ung thư chỉ xảy ra khi hệ miễn dịch có vấn đề, các trạm kiểm soát không đủ mạnh để tiêu diệt tế bào ung thư, và vì vậy chúng thoát ra, xâm nhập vào dòng máu đến phần cơ thể nào thì phá hủy phần cơ thể đó và tạo các khối u ác tính.
Phép trị liệu miễn dịch ung thư nhằm khai khai thác và nâng cao tiềm lực nội sinh của hệ miễn dịch để tiêu diệt ung thư. Bởi vì hệ miễn dịch có sức mạnh vô vàn, có tính đặc thù, và tính lưu giữ lâu dài trong cơ thể nên có vai trò trung tâm và phổ quát trong sinh học con người. Phép trị liệu miễn dịch có khả năng chửa trị toàn diện bệnh ung thư, bất cứ loại bệnh ung thư nào, và giai đoạn nào, mà lại ít khả năng có hiệu ứng phụ.
Các nhà khoa học thuộc University College London đã tìm ra điều mà họ gọi là "gót chân Achilles" (Achilles’ heel) của bệnh ung thư. Trong thần thoại Hy Lạp, Achilles là một chiến binh trong trận thành Troy. Thân thể Achilles được thần linh bảo hộ nên không có tên đạn gươm giáo nào đâm thủng, ngoại trừ một tử huyệt duy nhất là gót chân. Chỉ cần một phát tên trúng gót chân là giết được Achilles.
Nhóm nghiên cứu này tường trình là họ đã hiểu biết cặn kẽ sự phức tạp về mặt di truyền của những khối u ung thư, có thể dẫn đến những loại thuốc điều trị miễn dịch mới và mạnh.
Hình 3. Sinh trưởng khối u tương tự như gốc cây và cành. Khối u ở gốc (màu vàng) là nhóm tế bào ung thư nguyên thủy chưa ác tính, nhưng càng về sau đột biến tạo tế bào nhiều ác tính hơn ở bên ngoài (các màu khác) tương tự như mọc nhánh ở cây.
Các nhà nghiên cứu nói rằng khi một khối u phát triển, bất cứ nơi nào trong cơ thể, nhiều proteins của hệ miễn dịch được tạo thành, gọi là kháng nguyên (antigens) gồm tế bào T, tế bào B, tế bào NK hay còn thêm chưa khám phá nữa, thuộc nhóm bạch cầu bao vây khối u. Các kháng nguyên này chính là các trạm kiểm soát ngăn chận và giết tế bào ung thư cố tình trốn thoát. Bởi vì tế bào ung thư luôn luôn đột biến, càng lúc càng mạnh và ác tính hơn. Các nhà nghiên cứu mô tả những đột biến của bệnh ung thư giống như những cành trên một cây, với những đột biến sớm nhất tạo thành thân cây của căn bệnh. Những đột biến xảy ra càng về sau thì càng mãnh liệt hơn, sinh sôi tạo thành các nhánh cây, và càng lúc về sau càng có khả năng kháng thuốc trị bịnh hay tránh được những cuộc tấn công của tế bào T thuộc hệ miễn dịch trong cơ thể. Hệ miễn dịch giống như một trạm kiểm soát của công an mà tội phạm muốn thoát qua trạm thì thuộc nhiều thành phần bất lương, mức độ gian ác và lưu manh khác nhau, nên hệ miễn dịch rất vất vã khi mọi tội phạm cùng lúc muốn vượt thoát qua. Hệ miễn dịch cần nhiều loại tế bào kháng nguyên chuyên biệt để đối phó với từng loại đột biến, tương tự như trạm kiểm soát cần nhiều loại cảnh sát chuyên môn của từng loại tội phạm để đương đầu.
Hình 4. Tế bào kháng nguyên nhìn qua kính hiển vi điện tử
Như vậy, các kháng nguyên kể cả tế bào T bao quanh khối u ung thư gồm tập hợp của rất nhiều loại “cảnh sát chuyên môn”. Các kháng nguyên này được trích từ mặt ngoài của khối u và được nuôi dưỡng trong phòng thí nghiệm để tái xử dụng như những mũi tên để nhắm bắn vào gót chân Achilles của bệnh ung thư. Các kháng nguyên này giết tế bào ung thư ngay tận “gốc cây” và như vậy cây ung thư mất khả năng mọc nhánh để lan tràn khắp cơ thể.
Hiện tại các nhà khoa học đã tìm được 2 kháng nguyên mới, cùng với tế bào T đã khám phá trước, có thể giết được mọi tế bào ung thư.
Hình 5. Tế bào kháng nguyên và tế bàoT của hệ miễn dịch bao quanh tế bào ung thư (màu sáng)
TRỊ LIỆU MIỄN NHIỄM BẰNG CÁCH NÀO
Chung quanh khối u của mỗi bệnh nhân ung thư là một tập hợp của rất nhiều kháng nguyên riêng biệt bao quanh. Vì sức đề kháng mỗi người khác nhau, loại bệnh khác nhau, nên mỗi bệnh nhân chứa các tế bào ung thư riêng biệt của bệnh nhân đó. Vì vậy chửa trị là tạo thuốc riêng biệt cho từng bệnh nhân, chứ không sản xuất thuốc đại trà như trong hóa trị cổ điển.
Vì vậy có 2 phương pháp trị liệu miễn dịch.
Thứ nhất, là tạo vaccine miễn dịch riêng biệt cho bệnh nhân đó.
Thứ hại, tạo thuốc riêng biệt cho bệnh nhân đó.
Tiến trình chửa trị như sau:
1. Cắt khối u rồi phân tích DNA
2. Xác định các đột biến của tế bào ung thư
3. Trích các tế bào kháng nguyên bao quanh khối u, tuyển chọn những kháng nguyên thích ứng cho các đột biền của khối u đó.
4. Cấy các tế bào kháng nguyên này trong phòng thí nghiệm, nhân ra thật nhiều.
5. Tiêm chủng các tế bào kháng nguyên này vào lại cơ thể bệnh nhân để chúng tìm giết tận gốc tế bào ung thư.
Hình 6. Tiến trình phương pháp trị liệu miễn dịch
Hình 7. Tế bào T bao quanh tế bào ung thư được tuyển chọn và nhân ra nhiều trong phòng thí nghiệm nhằm tiêu diệt tế bào ung thư.
Mời xem: http://www.sciencemag.org/search/immunotherapy%20treatments%20for%20cancer
Các nhà khoa học của Đại học University College London đã bắt đầu thử nghiệm cho một nữ bệnh nhân (Hình 7) với thuốc chích ngừa (vaccine) trị liệu miễn dịch. Hy vọng trong 2 năm tới, có thể phát triển thành đại trà.
Hình 8. Bệnh nhân đầu tiên thử nghiệm vaccine trị liệu miễn dịch
TÀI LIỆU THAM KHẢO
Nicholas McGranahan và 35 đồng tác giả (3/3/2016). Clonal neoantigens elicit T cell immunoreactivity and sensitivity to immune checkpoint blockade. Science. http://science.sciencemag.org/content/early/2016/03/02/science.aaf1490.full
John von Radowitz & Ian Johnston (3/3/2016). Cancer's 'Achilles' heel' discovered by British scientists raising hope of 'cure'. http://www.independent.co.uk/news/science/cancers-achilles-heel-discovered-by-british-scientists-raising-hope-of-cure-a6910816.html
Fiona Macrae (4/3/2016). A cancer cure in just one jab? British scientists say they have found the disease's 'Achilles heel' paving the way for 'revolutionary' new treatments.