การรักษามะเร็งด้วยอนุภาคโปรตอน

โรคมะเร็งเป็นสาเหตุการตายในอันดับแรกของคนไทย โดยคิดเป็น 19% ของสาเหตุการตายทั้งหมด จากสถิติประเทศไทยปี พ.ศ. 2555 มีผู้ป่วยที่เสียชีวิตจากโรคมะเร็ง 61,082 ราย หรือเฉลี่ยชั่วโมงละเกือบ 7 ราย แต่ในปัจจุบันความเจริญก้าวหน้าของเทคโนโลยีด้านการแพทย์ช่วยให้สามารถพบโรคมะเร็งได้ตั้งแต่ในระยะเริ่มแรก ซึ่งสามารถรักษาให้หายขาดได้ หรือแม้กระทั่งในระยะแพร่กระจายแล้ว ก็ยังสามารถรักษาให้โรคสงบ ผู้ป่วยมีชีวิตยืนยาวขึ้นและมีคุณภาพชีวิตที่ดีไม่ต้องทนทุกข์ทรมานหรือทุพพลภาพ ซึ่งการรักษาด้วยรังสีเป็นการรักษาหลักวิธีหนึ่งที่จะช่วยทำให้ผู้ป่วยหายขาดจากโรคมะเร็งและมีคุณภาพชีวิตที่ดีโดยอาจให้การให้การรักษาด้วยรังสีเพียงอย่างเดียว หรือใช้เป็นการรักษาเสริมร่วมกับการผ่าตัดและยาเคมีบำบัด เป้าหมายในการรักษาผู้ป่วยโรคมะเร็งนั้น นอกจากหวังผลสูงสุดเพื่อทำลายก้อนมะเร็งแล้ว ยังต้องคำนึงถึงผลข้างเคียงที่อาจเกิดขึ้นจากปริมาณรังสีที่อวัยวะสำคัญข้างเคียงได้รับอย่างหลีกเลี่ยงไม่ได้ด้วย ดังนั้นจึงต้องพิจารณาวิธีการฉายรังสีที่เหมาะสมสำหรับโรคและผู้ป่วยแต่ละรายอย่างดีที่สุด
 
ในช่วงทศวรรษที่ผ่านมา เทคโนโลยีและวิวัฒนาการของรังสีรักษาได้พัฒนาก้าวหน้าอย่างรวดเร็วเพื่อบรรลุวัตถุประสงค์ดังกล่าว ทั้งในแง่ของเทคนิคการฉายรังสีและเครื่องมือการฉายรังสี กล่าวคือ มีการพัฒนาเทคนิคการฉายรังสีจากแบบ2 มิติ เป็น 3 และ 4 มิติ และพัฒนาสู่การฉายรังสีแบบปรับความเข้ม (intensity modulated radiotherapy, IMRT) ปรับความเข้มแบบหมุนรอบตัว (volumetric arc radiotherapy, VMAT) การฉายรังสีแบบผ่าตัด (stereotactic radiosurgery, SRS) และการฉายรังสีร่วมพิกัด (stereotactic body radiotherapy, SBRT) อีกทั้งยังได้พัฒนาเครื่องมือการฉายรังสี จากเดิมใช้รังสีแกมม่าซึ่งต้องอาศัยการสลายตัวของสารกัมมันตรังสี ต่อมาใช้รังสีเอกซ์และลำอิเล็คตรอนจากเครื่องเร่งอนุภาค และในที่สุดได้มีการพัฒนาการฉายรังสีโดยใช้อนุภาคโปรตอนขึ้น ซึ่งนับว่าเป็นการเปิดศักราชของการนำอนุภาคมีมวลและประจุ (charged particles) มาใช้ในการรักษาผู้ป่วยมะเร็ง

คุณสมบัติของอนุภาคโปรตอน
 
โปรตอน (proton) เป็นอนุภาคย่อยของอะตอม มีมวลเท่ากับ 1 หน่วยมวลอะตอมและมีประจุบวก จุดเด่นของอนุภาคโปรตอนคือเมื่อผ่านตัวกลางหรือผิวผู้ป่วยเข้าไป ตัวกลางจะดูดกลืนปริมาณรังสีน้อยมาก ทำให้ตัวกลางหรือเนื้อเยื่อที่เป็นทางผ่านและอยู่หน้าต่อก้อนมะเร็งได้รับปริมาณรังสีน้อย จนกระทั่งถึงปลายพิสัยหรือจุดที่อนุภาคโปรตอนหยุดเคลื่อนที่ในตัวกลางจะเป็นตำแหน่งที่ตัวกลางดูดกลืนปริมาณรังสีสูงมาก เรียกว่า Bragg peak โดยทั่วไปจะกำหนดให้จุดปลายพิสัยนี้ตรงกับตำแหน่งของก้อนมะเร็งเพื่อให้รังสีพุ่งเป้าไปยังก้อนมะเร็งเท่านั้น ทำให้ตัวกลางหรือเนื้อเยื่อที่อยู่หลังต่อก้อนมะเร็งแทบไม่ได้รับรังสีเลย ซึ่งเป็นข้อดีเหนือการรักษาด้วยรังสีเอกซเรย์ทั่วไป หรือโฟตอน ดังแสดงในภาพที่ 1 
 
 
 
      
(A) (B)
ภาพที่ 1 แสดงการเปรียบเทียบการฉายรังสีด้วยโฟตอน (ก) และอนุภาคโปรตอน (ข)
 
การใช้อนุภาคโปรตอนเป็นการรักษาด้วยรังสีสมบูรณ์แบบ  เพราะสามารถให้ปริมาณรังสีที่สม่ำเสมอครอบคลุมเป้ารักษาโดยบริเวณนอกลำรังสีได้รับรังสีน้อยที่สุดหรือไม่ได้รับเลย และมีประสิทธิภาพสูงในการฆ่าเซลล์มะเร็ง แพทย์จึงสามารถเพิ่มปริมาณรังสีสูงสุดที่สามารถทำลายเซลล์มะเร็งได้หมด ในขณะเดียวกันก็ลดผลข้างเคียงจากการรักษาได้ด้วย โดยเฉพาะอย่างยิ่งในผู้ป่วยมะเร็งเด็ก ซึ่งต้องมีชีวิตอยู่กับผลข้างเคียงนั้นๆอีกยาวนาน และส่งผลให้การเจริญเติบโตของอวัยวะต่างๆผิดปกติ อีกทั้งยังเสี่ยงต่อการเกิดโรคมะเร็งชนิดที่สอง (secondary malignancy) ในอวัยวะหรือบริเวณที่ได้รับปริมาณรังสีด้วย และในผู้ป่วยสูงอายุซึ่งมีความทนทานต่อผลข้างเคียงจากการรักษาน้อยเนื่องด้วยสภาพร่างกายและภูมิต้านทานที่ไม่แข็งแรง ประกอบกับมีภาวะแทรกซ้อนมากมาย รวมทั้งผู้ป่วยทั่วไป ซึ่งหากสามารถลดผลข้างเคียงได้ จะนำไปสู่คุณภาพชีวิตของผู้ป่วยที่ดีขึ้นไปพร้อมๆกับระยะเวลาการรอดชีวิตที่ยาวนานขึ้น    

ความเป็นมาของการรักษาโรคมะเร็งด้วยโปรตอน
 
อนุภาคโปรตอนถูกค้นพบเมื่อปี ค.ศ. 1919 โดย Ernest Rutherford (ภาพที่ 2ก) เจ้าของรางวัลโนเบล สาขาเคมี ปี ค.ศ. 1908 ต่อมาในปี ค.ศ. 1946 Robert R. Wilson (ภาพที่ 2ข) ผู้ได้รับสมญานามว่าเป็นบิดาแห่งโปรตอนเนื่องจากได้เสนอแนวคิดว่าสามารถนำมาใช้ประโยชน์ทางการแพทย์ได้ และได้ริเริ่มใช้เครื่องเร่งอนุภาคโปรตอนหรือ cyclotron เป็นครั้งแรก
 
    
 
(A) (B)
ภาพที่ 2 (ก) Ernest Rutherford      (ข) Robert R. Wilson
ในปี ค.ศ. 1954 ได้มีการริเริ่มนำโปรตอนมาใช้ในการรักษาผู้ป่วยโรคมะเร็งเต้านมเป็นครั้งแรก โดยฉายรังสีโปรตอนไปยังต่อมใต้สมอง (pituitary gland) เพื่อยับยั้งการสร้างฮอร์โมน พบว่าสามารถทำให้ก้อนมะเร็งยุบลงได้จริง ต่อมาในปี ค.ศ. 1961 Kjellberg และคณะแพทย์ผู้เชี่ยวชาญด้านศัลยกรรมประสาท ได้ประสบความสำเร็จในการนำโปรตอนมาใช้ในเทคนิคการฉายรังสีศัลยกรรม (single-dose proton stereotactic treatment) ในการรักษาโรคเนื้องอกของต่อมใต้สมอง (pituitary adenoma) และโรคความผิดปกติของเส้นเลือดในสมอง (arteriovenous malformations, AVMs) และในปี ค.ศ. 1974 ได้มีการนำโปรตอนมาใช้ทางรังสีรักษาในรูปแบบเดียวกับการใช้รังสีเอกซ์หรือโฟตอนที่ใช้กันอย่างแพร่หลาย โดยเริ่มจากโรคมะเร็งของกระดูกบริเวณฐานกะโหลก (sarcoma of skull base) ซึ่งเป็นโรคที่ดื้อต่อรังสีและยากต่อการรักษาด้วยโฟตอนเพราะรอยโรคมักอยู่ใกล้กับก้านสมองนอกจากนี้ การรักษาด้วยโปรตอนในโรคมะเร็งเม็ดสีในลูกตา (uveal/choroidal melanoma) ก็ให้ผลการควบคุมโรคสูงมากโดยผู้ป่วยไม่ต้องควักลูกตาออก ดังนั้นการรักษาด้วยโปรตอนจึงได้รับความสนใจในวงการแพทย์และเริ่มมีการใช้ในการรักษาโรคมะเร็งชนิดต่างๆดังจะกล่าวต่อไป

เครื่องโปรตอนที่ใช้ทางการแพทย์
 
อนุภาคโปรตอนเป็นอนุภาคที่มีมวลและประจุ จึงต้องใช้เครื่องเร่งอนุภาคขนาดใหญ่ที่ภายในประกอบด้วยสนามแม่เหล็กและสนามไฟฟ้า ทำหน้าที่เร่งอนุภาคโปรตอนให้มีความเร็วสูงเป็นสองในสามของความเร็วแสง ก่อนที่จะปล่อยออกมาผ่านท่อนำที่บังคับทิศทางด้วยสนามแม่เหล็กไปยังหัวเครื่องฉายโปรตอนในอีกห้องหนึ่ง ดังภาพที่ 3
 
(ก) 
 
 
(ข) 
ภาพที่ 3 แสดงเครื่องเร่งอนุภาค cyclotron (ก) และเครื่องฉายโปรตอน (ข)    
 
ประโยชน์ทางคลินิกของการรักษาโรคมะเร็งด้วยโปรตอน
 
1. ลดผลข้างเคียงจากการฉายรังสีทั้งระยะสั้นและระยะยาว เพื่อคุณภาพชีวิตที่ดีของผู้ป่วย
 
ยกตัวอย่างเช่นในการรักษาโรคมะเร็งในสมองชนิด medulloblastoma ในผู้ป่วยเด็ก การฉายรังสีเป็นการรักษาหลักร่วมกับการผ่าตัดและยาเคมีบำบัด โดยการฉายรังสีในผู้ป่วยโรคนี้จำเป็นต้องครอบคลุมบริเวณศีรษะและไขสันหลัง ด้วยเทคนิค craniospinal irradiation (CSI) จากภาพที่ 4 จะเห็นว่าการฉายรังสีด้วยโฟตอนทำให้เนื้อเยื่อบริเวณที่อยู่ด้านหน้าได้รับปริมาณรังสีทางออก (exit dose) ด้วย แต่การฉายรังสีด้วยโปรตอน เนื้อเยื่อเหล่านั้นจะได้รับปริมาณรังสีน้อยมากหรือไม่ได้เลย ซึ่งเป็นประโยชน์ต่อผู้ป่วย กล่าวคือ ลดผลข้างเคียงระยะสั้น ได้แก่ ผลข้างเคียงต่อระบบทางเดินอาหาร เช่น คลื่นไส้อาเจียน เบื่ออาหาร เจ็บคอ และผลข้างเคียงต่อระบบเม็ดเลือดจากการลดปริมาณรังสีบริเวณไขกระดูกที่ทำหน้าที่สร้างเม็ดเลือด ทำให้ผู้ป่วยสามารถทนต่อการรักษาด้วยรังสีและเคมีบำบัดได้มากขึ้น นอกจากนี้ยังลดผลข้างเคียงระยะยาวต่อหูชั้นใน เนื้อสมองส่วนปกติ ต่อมไทรอยด์ ปอด หัวใจ ลำไส้ อวัยวะสืบพันธุ์ ได้ด้วย ส่งผลต่อพัฒนาการด้านการได้ยิน ด้านระบบประสาท และการเจริญเติบโตและการทำงานของอวัยวะต่างๆตามลำดับ
 
   
(ก) (ข)
 
ภาพที่ 4 แสดงการกระจายรังสีในการรักษาผู้ป่วย medulloblastoma ด้วยโฟตอน (ก) และโปรตอน (ข)
 
ในการรักษาโรคมะเร็งบริเวณศีรษะและลำคอซึ่งมีอวัยวะสำคัญรายล้อมอยู่มากมาย เช่น ก้านสมอง ไขสันหลัง ลูกตาและเส้นประสาทตา ต่อมน้ำลาย รวมถึงช่องปาก ลำคอ และกล่องเสียง ซึ่งการฉายรังสีด้วยโปรตอนนั้นสามารถลดปริมาณรังสีไปยังอวัยวะเหล่านี้ได้ ดังแสดงในภาพที่ 5 จึงช่วยลดอาการข้างเคียงต่างๆเช่น อาการเจ็บปากเจ็บคอ ปากแห้งคอแห้ง เสียงแหบ ทำให้ผู้ป่วยสามารถทนต่อการรักษาได้จนครบและมีคุณภาพชีวิตที่ดีทั้งในระหว่างและหลังการรักษา
 
  
(ก) (ข)
ภาพที่ 5 แสดงการกระจายรังสีในการรักษาโรคมะเร็งในลำคอ ด้วยโฟตอน (ก) และโปรตอน (ข)

2. ลดโอกาสการเกิดมะเร็งชนิดที่สองจากการศึกษาพบว่าการรักษาด้วยโปรตอนไม่เพิ่มอัตราการเกิดโรคมะเร็งระยะที่สองเมื่อเทียบกับการรักษาด้วยโฟตอน แต่อย่างไรก็ดียังต้องการการศึกษาและติดตามผลในระยะยาวต่อไป โดยเฉพาะในผู้ป่วยเด็ก ซึ่งมีระยะเวลารอดชีวิตที่ยาวนานหลังจากหายขาดจากโรคมะเร็ง


3. ลดความผิดปกติด้านการเจริญเติบโตและพัฒนาการในผู้ป่วยเด็กโดยเฉพาะพัฒนาการทางสมอง (neurocognitive development) จากการศึกษาพบว่าการฉายรังสีบริเวณสมองด้วยโปรตอนส่งผลต่อพัฒนาการทางสมองน้อยกว่าการฉายรังสีด้วยโฟตอน อย่างไรก็ดี ปัจจัยอื่นที่สำคัญได้แก่ อายุของผู้ป่วย บริเวณเนื้อเยื่อสมองที่ได้รับรังสี และปริมาณของรังสีที่ให้ผู้ป่วยที่คาดว่าน่าจะได้รับประโยชน์จากการรักษาโรคมะเร็งด้วยโปรตอน ได้แก่

» มะเร็งในผู้ป่วยเด็กที่ต้องได้รับรังสี ได้แก่ โรคมะเร็งสมองชนิด medulloblastoma, primitive neuroectodermal tumors (PNETs), craniopharyngioma, ependymoma, germ cell intracranial tumors, low-grade glioma, มะเร็งลูกตา (retinoblastoma), มะเร็งเนื้อเยื่ออ่อนชนิด rhabdomyosarcoma มะเร็งกระดูกชนิด Ewing's sarcoma และอื่นๆ

» มะเร็งของตา ได้แก่ มะเร็งของเม็ดสีในลูกตา (ocular/uveal melanoma) ในปัจจุบันมีการรักษามาตรฐาน 2 แบบ ได้แก่ การรักษาด้วยการฝังแร่ (plaque brachytherapy) และการรักษาด้วยโปรตอน 

» มะเร็งสมองที่ก้อนมะเร็งอยู่ใกล้กับเส้นประสาทการมองเห็น (optic pathway) หรือก้านสมอง (brainstem) โดยอาศัยคุณสมบัติเด่นของโปรตอน ทำให้หลบเลี่ยงอวัยวะสำคัญใกล้ๆได้ รวมทั้งลดปริมาณรังสีไปยังเนื้อสมองปกติโดยรอบซึ่งมีผลต่อการทำงานของสมองและอาจทำให้เกิดเนื้องอกหรือมะเร็งชนิดที่สองในสมองตามมาได้ด้วย

» มะเร็งบริเวณฐานกะโหลก เช่น chordoma, chondrosarcoma ซึ่งปัญหาของการฉายรังสีด้วยโฟตอนในบริเวณนี้คือมีปริมาณรังสีไปยังก้านสมองซึ่งอยู่ใกล้ชิดกับก้อนมะเร็ง ทำให้ไม่สามารถเพิ่มปริมาณรังสีได้มากพอที่จะควบคุมตัวโรคมะเร็งในขณะที่ไม่ทำอันตรายต่อก้านสมอง ดังนั้นการฉายรังสีด้วยโปรตอนจึงมีประโยชน์มากในกรณีนี้ ดังแสดงในภาพที่ 6

  

(ก) (ข)

ภาพที่ 6 แสดงการกระจายรังสีในการรักษาผู้ป่วย chordoma ด้วยโฟตอน (ก) และโปรตอน (ข) 

» มะเร็งในตับ (liver cancer)จากการศึกษาในผู้ป่วยโรคมะเร็งตับ (hepatocellular carcinoma) และท่อน้ำดีในตับ (intrahepatic cholangiocarcinoma) ที่ไม่สามารถผ่าตัดได้ การฉายรังสีด้วยโปรตอนสามารถควบคุมตัวโรคได้ดีและยังลดปริมาณรังสีไปยังเนื้อตับส่วนที่ยังปกติได้ด้วย ดังแสดงในภาพที่ 7

  

(ก) (ข)
ภาพที่ 7 แสดงการกระจายรังสีในการรักษาผู้ป่วยโรคมะเร็งตับ ด้วยโฟตอน (ก) และโปรตอน (ข)

» มะเร็งที่ต้องได้รับการฉายรังสีซ้ำ ซึ่งไม่สามารถวางแผนการรักษาด้วยวิธีธรรมดาได้เนื่องจากอวัยวะสำคัญใกล้เคียงได้รับปริมาณรังสีไปส่วนหนึ่งจากการฉายรังสีครั้งก่อนแล้ว หากได้รับรังสีเพิ่มอาจเป็นอันตรายได้ เช่น การกลับเป็นซ้ำของมะเร็งบริเวณฐานกระโหลกซึ่งใกล้กับก้านสมองและมะเร็งในสมองซึ่งใกล้กับเส้นประสาทตา หรือก้านสมอง เป็นต้น

» มะเร็งศีรษะและลำคอ จากการศึกษาหลายการศึกษาได้แสดงให้เห็นประโยชน์ของการฉายรังสีด้วยโปรตอนในผู้ป่วยโรคมะเร็งศีรษะและลำคอในบริเวณต่างๆ ได้แก่ บริเวณโพรงจมูก โพรงไซนัส หลังโพรงจมูก และในช่องปาก ทั้งในแง่ของการควบคุมโรคซึ่งเทียบเท่าหรือดีกว่าการใช้โฟตอน และการลดผลข้างเคียงที่เกิดขึ้นจากการฉายรังสี 

» มะเร็งปอด มีความสำคัญมาก เพราะเป็นสาเหตุการตายอันดับหนึ่งของโรคมะเร็งทั้งหมด 

» มะเร็งเต้านม เป็นมะเร็งที่พบมากเป็นอันดับหนึ่งในเพศหญิง ผู้ป่วยโรคมะเร็งเต้านมมีอัตราการหายขาดจากโรคสูง จึงมีอัตราการรอดชีวิตและระยะเวลาการรอดชีวิตที่ยาวนาน เพิ่มโอกาสการเกิดผลข้างเคียงจากการฉายรังสีไปยังหัวใจในระยะยาว ได้แก่กล้ามเนื้อหัวใจขาดเลือด (ischemic heart disease) ซึ่งการฉายรังสีด้วยโปรตอนสามารถลดปริมาณรังสีที่ไปยังเส้นเลือดหัวใจได้ และยังสามารถลดปริมาณรังสีไปยังเนื้อเยื่อปอดได้ด้วย จึงช่วยลดภาวะปอดอักเสบ (radiation pneumonitis) ได้ด้วย

» มะเร็งต่อมลูกหมาก เป็นมะเร็งที่พบได้บ่อยเป็นอันดับสองในเพศชาย และมีอุบัติการณ์เพิ่มสูงขึ้นเรื่อยๆเนื่องจากมีการตรวจคัดกรองทำให้ตรวจพบโรคได้เร็วขึ้น มะเร็งต่อมลูกหมากเป็นโรคที่รักษาให้หายขาดได้เช่นเดียวกับโรคมะเร็งเต้านมในเพศหญิง ดังนั้นผู้ป่วยจึงมีอัตราการรอดชีวิตและระยะเวลาการรอดชีวิตที่ยาวนาน เพิ่มโอกาสการเกิดผลข้างเคียงจากการฉายรังสีไปยังบริเวณใกล้เคียง โดยเฉพาะลำไส้ตรงส่วนทวารหนัก และกระเพาะปัสสาวะ รวมถึงอวัยวะสืบพันธุ์ ซึ่งอาการที่พบบ่อยภายหลังการฉายรังสีหรือฝังแร่ ได้แก่ ถ่ายเป็นเลือด ปัสสาวะเป็นเลือด และภาวะเสื่อมสมรรถภาพทางเพศ 

ในปัจจุบัน การรักษาโรคมะเร็งด้วยโปรตอนได้รับความนิยมเพิ่มมากขึ้นเรื่อยๆ และแพร่ขยายไปในทุกโรคมะเร็ง โดยอาจจะกลายเป็นการรักษามาตรฐานในระยะเวลาอันใกล้ แต่อย่างไรก็ดี งานวิจัยทางคลินิกในโรคมะเร็งบางโรคก็ไม่ได้แสดงให้เห็นถึงประสิทธิภาพที่เหนือกว่าโฟตอนมากนัก และยังไม่มีการศึกษาถึงผลในระยะยาวเท่าการรักษาแบบดั้งเดิมด้วยโฟตอน ประกอบกับข้อจำกัดด้านเครื่องมือและค่าใช้จ่ายที่สูง ดังนั้นในการรักษาผู้ป่วยโรคมะเร็งแต่ละรายจึงจำเป็นต้องพิจารณาหลักฐานงานวิจัยทางคลินิกเป็นอย่างดี ถึงประสิทธิภาพ ความปลอดภัย และความคุ้มค่าที่ผู้ป่วยได้รับ เพื่อให้ได้ประสิทธิภาพและประสิทธิผลสูงสุด
 

สาขารังสีรักษาและมะเร็งวิทยา ฝ่ายรังสีวิทยา โรงพยาบาลจุฬาลงกรณ์ 1873 ถนนพระราม4 ปทุมวัน กรุงเทพฯ 10330
WEBMASTER CHULACANCER@YAHOO.COM

จำนวนคนเข้าใช้งาน

3 5 9 3 1 1 7

ข้อมูลในเว็บ chulacancer.net นี้เป็นข้อมูลเชิงวิชาการ การนำไปใช้รักษาผู้ป่วยแต่ละรายอาจมีความแตกต่างกัน ขึ้นอยู่กับหลายปัจจัย สาขารังสีรักษา
และมะเร็งวิทยาคณะแพทยศาสตร์ จุฬาลงกรณ์มหาวิทยาลัย จะไม่รับผิดชอบต่อผลที่เกิดขึ้นจากการปฏิบัติตามข้อมูลนี้ กรุณาปรึกษาแพทย์