Cuộc chiến giữa ung thư và hệ miễn dịch

Ung thư thường được coi là căn bệnh đáng sợ nhất do quá trình lâm sàng thường không ngừng. Tuy nhiên, đã có những tin tức tích cực, với tỷ lệ tử vong do ung thư giảm 29% từ năm 1991 đến 2017. Mặc dù vậy, ung thư vẫn là nguyên nhân gây tử vong thứ hai ở Hoa Kỳ, chỉ sau các bệnh tim mạch.

1. "Ung thư hóa" - Một quan niệm thay đổi

Điều quan trọng là phải hiểu ung thư không chỉ là một danh từ mà là một động từ – một quá trình liên tục. Thuật ngữ "ung thư hóa" (cancering) được đề xuất để mô tả hiện tượng này.

Với khoảng 37 nghìn tỷ tế bào soma (tế bào cơ thể) và vô số bản sao DNA diễn ra liên tục, các đột biến mắc phải trong bộ gen con người xảy ra hàng nghìn tỷ lần. Mặc dù hệ thống miễn dịch bẩm sinh và thích nghi của chúng ta phá hủy 99,9% các đột biến này thông qua các cơ chế như thực bào và quá trình tự chết của tế bào (apoptosis), quy luật số lớn cho thấy rằng nếu một người sống đủ lâu, người đó cuối cùng sẽ mắc ung thư. Điều này có nghĩa là, trong suốt cuộc đời của chúng ta, tất cả chúng ta đều đang "ung thư hóa".

2. Nguyên nhân (căn nguyên) của ung thư

Căn nguyên của ung thư được biết đến là do đột biến gen DNA (sinh ung thư), tạo ra các tế bào bất thường phân chia không kiểm soát và có khả năng xâm nhập, phá hủy mô cơ thể bình thường. Một số yếu tố góp phần vào quá trình sinh ung thư bao gồm:

Sai lầm di truyền ngẫu nhiên: Bên cạnh các yếu tố môi trường và bức xạ, những sai lầm ngẫu nhiên trong quá trình sao chép DNA cũng có thể dẫn đến đột biến gây ung thư.

Biểu sinh (Epigenetics): Đây là nghiên cứu về những thay đổi trong sinh vật do sự điều chỉnh biểu hiện gen (sản xuất protein) thay vì thay đổi mã di truyền. Những bất thường này có thể dẫn đến các bệnh ung thư khó đoán trước.

Tiến hóa ung thư (Oncoevolution) và p53: Các proto-oncogene thúc đẩy sự phát triển và phân chia tế bào, trong khi các gen ức chế khối u (ví dụ: p53, được mệnh danh là "người bảo vệ bộ gen") ngăn chặn sự phát triển tế bào bất thường hoặc tạm dừng quá trình sửa chữa DNA, ngăn chặn các đột biến truyền sang các tế bào tiếp theo.

Tác nhân gây nhiễm trùng: Ước tính khoảng 20% các bệnh ung thư do các tác nhân gây nhiễm trùng gây ra. Các virus như Epstein–Barr (EBV), viêm gan B và C (HBV, HCV), virus gây suy giảm miễn dịch ở người (HIV), virus HPV và một số loại vi khuẩn (ví dụ: Helicobacter pylori) có liên quan đáng kể đến các loại ung thư cụ thể. Nhiễm trùng có thể làm suy yếu hệ miễn dịch hoặc gây viêm mạn tính, dẫn đến đột biến và ung thư.

Hệ vi sinh vật (Microbiome): Hệ vi sinh vật trong cơ thể có thể điều hòa tác động của các đột biến do khối u gây ra và sự tiến triển của bệnh thông qua tác động trực tiếp lên tế bào khối u hoặc gián tiếp thông qua việc điều chỉnh hệ miễn dịch. Một số vi khuẩn giúp chống lại khối u bằng cách kích hoạt miễn dịch, trong khi những loại khác lại gây ức chế miễn dịch, giúp tế bào ung thư trốn thoát khỏi hệ miễn dịch.

Nhiễm sắc thể X và microRNA (miRNA): Các microRNA là các phân tử RNA không mã hóa nhỏ có khả năng điều hòa mạnh mẽ, đóng vai trò quan trọng trong sinh bệnh học của các bệnh tự miễn và ung thư. Sự phân bố gen của chúng cho thấy mật độ trình tự cao nhất trên nhiễm sắc thể X. Phụ nữ có bộ máy miRNA lớn hơn nam giới, điều này tạo ra cả sự bảo vệ và rủi ro nghịch lý đối với các bệnh ung thư.

3. Biểu hiện lâm sàng và chẩn đoán

Ung thư bao gồm vô số bệnh tật, xảy ra ở bất kỳ hệ cơ quan nào trong cơ thể. Dấu hiệu lâm sàng cuối cùng để chẩn đoán ung thư là khi các tế bào liên quan khác biệt rõ rệt (về mặt vi thể và đại thể) so với sự tiến hóa, hình dạng và sự tăng sinh của các tế bào bình thường. Các khối u ung thư là ác tính, có nghĩa là chúng có thể xâm lấn các mô lân cận hoặc di căn đến các bộ phận xa của cơ thể thông qua máu hoặc hệ bạch huyết.

Các xét nghiệm chẩn đoán bao gồm:

• Lịch sử bệnh án và khám sức khỏe toàn diện.
• Xét nghiệm máu, nước tiểu hoặc dịch cơ thể để tìm các dấu ấn khối u.
• Chẩn đoán hình ảnh như CT Scan, MRI, PET scan, X-quang, siêu âm, và chụp nhũ ảnh.
• Sinh thiết.
• Nội soi (ví dụ: nội soi phế quản, đại tràng, bàng quang).
• Giải trình tự thế hệ mới (NGS) để phân tích hồ sơ gen của khối u.
• Trí tuệ nhân tạo (AI) và phân tích hình ảnh có thể xác định các loại tế bào ung thư khác nhau bằng cách quét hình ảnh hiển vi với độ chính xác cao hơn cả việc đánh giá của con người.

Giai đoạn (Staging) của ung thư, xác định mức độ di căn của bệnh, là yếu tố cực kỳ quan trọng để lập kế hoạch điều trị.

4. Các phương pháp điều trị ung thư

Việc hiểu biết về tương tác sinh học giữa tế bào khối u và hệ miễn dịch đã thúc đẩy những tiến bộ đầy hứa hẹn trong điều trị ung thư.

Hóa trị và xạ trị: Hóa trị sử dụng thuốc để ngăn chặn sự phát triển của tế bào ung thư, và xạ trị sử dụng các chùm năng lượng cường độ cao để tiêu diệt tế bào ung thư hoặc làm hỏng DNA của chúng.

Các liệu pháp nhắm mục tiêu phân tử: Các liệu pháp này can thiệp vào các "mục tiêu phân tử" cụ thể liên quan đến sự phát triển và lây lan của ung thư, được coi là nền tảng của khái niệm "y học chính xác".

Kháng thể đơn dòng (Monoclonal Antibodies): Đây là một loại liệu pháp nhắm mục tiêu ung thư, được thiết kế để tương tác với các mục tiêu cụ thể. Một số kháng thể đơn dòng mang tính chất miễn dịch trị liệu, giúp kích hoạt hệ miễn dịch chống lại ung thư. Ví dụ, rituximab gắn vào protein CD20 trên tế bào B, khiến hệ miễn dịch tiêu diệt chúng. Các chất ức chế điểm kiểm soát miễn dịch (immune checkpoint inhibitors) là kháng thể đơn dòng giúp đưa tế bào T đến gần tế bào ung thư hơn, hỗ trợ tế bào miễn dịch tiêu diệt chúng (ví dụ: blinatumomab gắn vào CD19 và CD3).

Mạch điều hòa Idiotype-Anti-idiotype (INT): Lý thuyết phức tạp này mô tả cách các tế bào B được tạo ra sản xuất các kháng thể được nhân bản gen với các cấu hình duy nhất của các epitope idiotype. Điều này dẫn đến việc tạo ra các kháng thể kháng idiotype và kháng kháng idiotype, cuối cùng tạo ra một hệ thống ức chế vòng kín trong hệ thống bạch huyết. Những kháng thể này có tiềm năng cung cấp miễn dịch lâu dài như một loại vắc-xin cho ung thư.

Liệu pháp tế bào T Chimeric Antigen Receptor (CAR-T) và Chimeric Autoantibody Receptor T (CAAR-T): Trong liệu pháp CAR-T, các tế bào T của bệnh nhân được biến đổi gen để nhận biết và tiêu diệt các tế bào ung thư. Tương tự, CAAR-T được điều chỉnh để điều trị các bệnh tự miễn bằng cách nhắm mục tiêu vào các kháng nguyên tự thân cụ thể hoặc các kháng thể.

CRISPR-Cas9 (Chỉnh sửa gen): Kỹ thuật chỉnh sửa gen này có thể được sử dụng để tăng cường hiệu quả chống khối u của tế bào CAR-T bằng cách phá vỡ thụ thể tử vong theo chương trình (PD) trên tế bào T. Tế bào ung thư mang một phân tử gọi là PDL-1 có thể gắn vào protein PD trên tế bào T, khiến tế bào T lầm tưởng tế bào ung thư là "tự thân" và bảo vệ ung thư (một nghịch lý chết người). CRISPR-Cas9 cố gắng đảo ngược những nỗ lực có hại của quá trình tiến hóa này.

Chiến lược phối hợp (Miễn dịch ung thư): Liệu pháp miễn dịch ung thư sử dụng sức mạnh của hệ miễn dịch để điều trị ung thư. Nhiều dạng miễn dịch ung thư, bao gồm kháng thể nhắm mục tiêu, vắc-xin ung thư, liệu pháp tế bào nuôi cấy, chất ức chế điểm kiểm soát, cytokine, thuốc sinh học và thuốc bổ trợ, thường được sử dụng như các liệu pháp phối hợp cùng với phẫu thuật, hóa trị hoặc xạ trị.

5. Các nghiên cứu và tiến bộ

Nghiên cứu ung thư là một lĩnh vực rộng lớn và phát triển nhanh chóng, đặc biệt là trong lĩnh vực trí tuệ nhân tạo (AI). AI được sử dụng rộng rãi để:

• Chẩn đoán và dự đoán: Phân tích hình ảnh X-quang (radiogenomics) để dự đoán các đặc điểm kiểu gen khối u, nhận dạng các loại tế bào ung thư qua kính hiển vi, và dự đoán phản ứng của bệnh nhân với liệu pháp miễn dịch.
• Phát triển thuốc: Thiết kế và khám phá các loại thuốc miễn dịch trị liệu tiềm năng.
• Hiểu biết về bệnh: Phân tích các tập dữ liệu lớn (multiomics) bao gồm dữ liệu gen, protein, biểu sinh và hệ vi sinh vật để có cái nhìn toàn diện hơn về các quá trình sinh học dẫn đến ung thư.

Cuối cùng, điều quan trọng cần nhớ là căn bệnh ung thư, trên thực tế, là viêm mạn tính.

Ung thư giống như một cuộc chiến nội bộ không ngừng nghỉ, nơi hệ thống miễn dịch của cơ thể bạn, thường là người bạn đáng tin cậy nhất, đôi khi lại trở thành kẻ thù khó lường. Nó chiến đấu chống lại những đột biến liên tục như một người lính canh gác, nhưng đôi khi, vì những lý do phức tạp, nó lại lầm tưởng kẻ thù là bạn, hoặc tự làm suy yếu chính mình.

Tuy nhiên, với sự phát triển của miễn dịch học và di truyền học, chúng ta đang học cách "huấn luyện lại" quân đội nội bộ này, biến những kẻ thù tiềm ẩn thành những chiến binh chính xác, hoặc thậm chí là tạo ra những chiến binh mới, để chống lại ung thư hiệu quả hơn bao giờ hết.