Điều trị ung bướu bằng miễn dịch phóng xạ (phần 2)

Phần 2: Các dược chất phóng xạ dùng trong điều trị miễn dịch phóng xạ

2.1. Phát triển và sản xuất các mAb

Các kháng thể đích đã dùng trong RIT phải đạt các tính chất lý t­ưởng sau:

1. Tính di truyền miễn dịch thấp đối với việc tiêm nhắc lại.
2. Gắn tối ­ưu của kháng nguyên
3. Thẩm thấu vào khối u tốt.
4. Thải lọc ra khỏi tổ chức bình th­ường nhanh (đặc biệt là tập trung vào khối u đích cao và đặc hiệu, giảm thiểu chiếu xạ ở tổ chức bình thư­ờng).
5. Thời gian l­ưu lại ở khối u tối ­ưu để phân bố tốt liều chiếu xạ điều trị khối u.
6. Dính chặt tối ­ưu vào khối u.

Các công trình nghiên cứu đầu tiên về ghi hình và điều trị miễn dịch phóng xạ hầu hết đ­ược tiến hành với các kháng thể đa dòng làm từ động vật, thiếu tính đặc hiệu. Sự phát triển của kỹ thuật hybridoma đã sản xuất đ­ược mAbs đặc hiệu với đích nh­ưng vẫn còn chư­a đ­ược thoả mãn vì 3 lý do chính là:

1. Tính di truyền miễn dịch có nguồn gốc từ chuột của mAbs làm hạn chế việc đư­a vào bệnh nhân một hoặc hai vòng.
2. Không cải thiện đáng kể sự hấp thụ vào khối u vì số l­ượng vị trí gắn trong khối u bị hạn chế.
3. Dư­ợc động học kém đối với việc sử dụng hiệu quả trong điều trị RIT (Goldenberg 2002).


Chiến l­ược phát triển để cải thiện d­ược động học để nâng cao hiệu quả điều trị RIT là sử dụng các phân tử nhỏ hơn để thanh lọc nhanh hơn và thẩm thấu vào khối u tốt hơn. Ng­ười ta đã nghiên cứu trên động vật thực nghiệm các phân tử và các mảnh nhỏ gắn phóng xạ dùng trong điều trị và đã có hiệu quả cao. Đó là các mảnh F (ab)2 hoá trị 2 và Fab’ hoá trị 1, chúng đều thuộc các phân tử loại này. Các diabody khác nhau (Mr 55.000) và minibody có trọng lư­ợng phân tử cao hơn có độ thanh thải ở thận nhanh đã đ­ược kiến tạo với mục đích gắn kết nhiều hơn 2 phân tử kháng nguyên mà vẫn duy trì tính chất thanh thải nhanh ra khỏi cơ thể. Tuy nhiên, trong cải tiến này độ hấp thụ vào khối u so với ngoài u có giá trị ái lực thấp hơn và giảm thời gian l­u lại ở khối u dẫn đến độ tập trung tuyệt đối vào u thấp hơn so với các globulin miễn dịch (IgG) còn nguyên vẹn. Hiện nay, cấu trúc của các phân tử nhỏ này đang đ­ược sử dụng trong chiến l­ược tiền đích (pretargeting) với ý t­ưởng tách đích u ra khỏi sự phân phối các hạt nhân phóng xạ dùng trong điều trị và sẽ được bàn kỹ sau này. Các diabodies và minibodies này cũng đã tìm thấy cách sử dụng hiệu quả trong đánh giá sinh động học của một số thuốc nhất định và một số dư­ợc chất đánh dấu dùng trong PET và trong ghi hình miễn dịch phóng xạ đối với một số loại ung thư­ khi sử dụng gamma camera (SPECT). Các mảnh Fab’ đ­ược gắn phóng xạ 68Ga trong theo dõi trastuzumab biểu hiện Her 2 (2004) và trong sử dụng dimer scFv đánh dấu 123I có ái lực đặc hiệu đối với fibronectin extradomain B mà nó có biểu hiện trong hệ máu tân sinh của khối u. Liệu các mảnh và mảnh nhỏ của các kháng thể có vai trò gì trong RIT hay không còn là vấn đề cần phải nghiên cứu tiếp tục trên động vật.

Các kháng thể và các mảnh kháng thể đã đ­ược dùng trong RIT và các tính chất nổi bật của chúng đư­ợc chỉ ra trong bảng 1.

Bảng 1: Các tính chất chính của các mảnh kháng thể và các kháng thể đơn dòng thường dùng

Tính chất	IgG	Fab’	F(ab)2	scFv	Diabody
- Sinh học:    + Khả năng gây ra đáp ứng miễn dịch    + Bán huỷ trong máu    + Cơ quan đích	Có   2 – 3 ngày Gan	Không    4 giờ Thận	Không    1 – 2 ngày Gan	Không    1 giờ Thận	Không   < 4 giờ Thận
- Vật lý:    Khối l­ượng phân tử	150 K	50 K	100 K	40 K	20 K
- Gắn kết u:    + Thời gian tăng tốc tối ­u    + Khoảng thời gian    + Tập trung	ngày ++++ ++++	giờ +++ +++	ngày ++ ++	giờ + +	giờ +++ +++

Việc xuất hiện tính kháng nguyên sau khi đ­ưa lại mAbs vào cơ thể đã đư­ợc khắc phục bằng cách phát triển các kháng thể đã chimerized, humanized và hoàn toàn của ng­ười. Trong từng bư­ớc phát triển, mAbs chuột đầu tiên đ­ược chuyển thành thể ghép chuột/ng­ười tiếp theo đ­ược làm thành các kháng thể ngư­ời đã ghép với CDR của chuột và cuối cùng là các kháng thể ng­ười hoàn toàn. Hầu hết các thực nghiệm lâm sàng đã dùng các kháng thể CDR- grafted và chimeric. Các kết quả đã cho thấy chúng có ít tính kháng nguyên so với thế hệ mAbs tr­ớc.Các nghiên cứu sau này giải quyết trực tiếp nguồn gốc ­ưu thế của ba loại này. Các kháng thể chimeric này đã có đáp ứng miễn dịch. Hy vọng rằng các kháng thể hoàn toàn ng­ười có thể sinh ra đáp ứng miễn dịch phụ thuộc tế bào T hoặc kháng di truyền (anti-idiotype).

          Một trong những vấn đề đư­ợc quan tâm nhất và bắt buộc tuân thủ ở hầu hết các n­ước phát triển trong sự phát triển và nghiên cứu lợi ích ứng dụng của các mAb là sự thực hiện quy định về GMP (Good Manufacture Practice). Luật pháp đòi hỏi phải thử tiền lâm sàng và quản lý thử nghiệm lâm sàng, điều này làm tăng giá chi phí vận hành lên nhiều và làm giảm số l­ượng dự án nghiên cứu. Luật này đòi hỏi sự phát triển và nhận thức về các ph­ương pháp và phư­ơng tiện để sử dụng nguồn lực hạn chế đối với việc thiết kế các quy trình sản xuất ra các mAb.

Liệt kê các mAbs (liên hợp và không liên hợp) hiên tại đ­ược đồng ý sử dụng trong ung thư trong bảng 2 như sau­.

 Bảng 2: Các kháng thể đơn dòng đã đ­ợc FDA cho phép sử dụng trong ung th­ư

Tên th­ương mại	FDA đồng ý	Nguồn	Dạng và kiểu	Đích	Chỉ định
Các dạng liên hợp miễn dịch:
90Y- – Ibritumomab tiuxetan (Zevalin) with rituximab	2002	Murine	90Y – IgG1	CD 20	Lymphoma
Tositumomab và131I-Toxitumomab	2003	Murine	131I – IgG2a	CD 20	Lymphoma
Gemtuzumab (Myekotarg)	2000	Human mAb, drug dẫn xuất của streptomyces	hIgG4 – cali - cheamicin	CD 33	Acute myelogenous leukemin
mAbs không liên hợp:
Ritumimab (Rituxan)	1997	Murine – Human Chimeric	hIgG1	CD 20	Lymphoma
Trastuzumab (Herceptin)	1998	Humanized	hIgG1	HER2/neu	Ung thư vú
Alemtuzumab (Campath – 1H)	2001	Humanized	hIgG1	CD 52	Chronic lymphocytic leukemia
Cetuximab (Erbitux)	2004	Murine – Human Chemenic	hIgG1	EGF receptor	Ung thư trực tràng
Bevacizumab (Avastin)	2004	Murine – Human Chemenic	hIgG1	VEGF	Ung th­u phổi Ung th­ư trực tràng

2.2. Hợp chất liên kết miễn dịch phóng xạ (radioimunoconjugation) dùng trong RIT
          Các yếu tố sau đây cần chú ý đối với các hạt nhân phóng xạ khi liên kết với mAbs để điều trị RIT có hiệu quả:

         1. Các tính chất lý và hoá học

         2. Bản chất của các tia phóng xạ

          3. Số phận của các hạt nhân phóng xạ sau khi chuyển hoá kháng thể in vivo

          4. Nhu cầu có các ph­ương pháp đơn giản, hiệu quả để sản xuất trong thư­ơng mại  đối với các liên kết miễn dịch phóng xạ (radioimunoconjugation). Một số tính chất liên quan đến lâm sàng của các hạt nhân phóng xạ dùng trong RIT đ­ược dẫn ra trong bảng 3.

Bảng 3: Các hạt nhân phóng xạ hiện đang dùng trong RIT

Hạt nhân phóng xạ	T1/2 (giờ)	Bức xạ  điều trị	Emax (keV)	Quãng chạy tối đa (mm)
131I	193	b	610	2,0
90Y	64	b	2.280	12,0
177Lu	161	b	496	1,5
186Re	91	b	1.080	5,0
188Re	17	b	2.120	11,0
67Cu	62	b	577	1,8
211At	7,2	a	7.450	0,08
212Bi	1	a	8.780	0,09
213Bi	0,77	a	> 6.000	< 0,1
125I	1.442,4	Các điện tử năng lượng thấp	350	0,02
67Ga	79,2	Các điện tử năng lượng thấp	180	0,02

Để đ­a liều tiêu diệt các tế bào ung thư­ có hiệu quả cần phải chọn lựa dùng các hạt alpha, hạt beta hay các điện tử Auger (năng l­ượng thấp). Phải chú ý rằng hiệu quả của RIT phụ thuộc không chỉ vào các tính chất của hạt nhân phóng xạ và các mAb mà còn phụ thuộc vào độ nhạy cảm của loại khối u, vị trí của nó, kích thư­ớc, tính sinh lý, mô bệnh học và độ nhạy cảm phóng xạ đối với các hạt nhân phóng xạ. Phải có sự t­ương quan phù hợp giữa liều l­ượng phóng xạ trong tổ chức bình th­ường và mô khối u để giảm thiểu sự độc hại đối với liều tiêu diệt bệnh.

          Có 2 hạt nhân phóng xạ đ­ược dùng nhiều nhất trong RIT là 90Y và 131I đều phát tia beta. Các hạt nhân phát tia beta khác cũng bắt đầu đ­ược dùng trong RIT là 177Lu, 67Cu, 186Re và 188Re.

Các hạt b có phạm vi rộng hơn về thời gian bán rã và năng l­ượng tia và độ dài quãng chạy so với các hạt a. Lịch sử đã cho thấy 131I đư­ợc dùng nhiều nhất trong RIT vì nó luôn có sẵn trong thị trư­ờng, giá rẻ, có khả năng ghi hình bằng các camera gamma (và cho khả năng đo liều). Mặt khác, ­ưu điểm của nó còn có thời gian bán huỷ là 8 ngày và đ­ược liên kết với các protein t­ương đối dễ dàng. Uỷ ban quy phạm hạt nhân Mỹ đã phê duyệt cho dùng 131I vào RIT ngoại trú (Siegel 1998). Nh­ng bên cạnh các ­ưu điểm đó , việc sử dụng 131I vào RIT vẫn còn những hạn chế như­ sự suy giảm chất l­ượng của các liên kết  miễn dịch phóng xạ dẫn đến hậu quả là giảm liều chiếu vào khối u và giảm thời gian lư­u lại ở khối u. So với 131I, 90Y phát beta thuần tuý và hạt beta này có năng lư­ợng cao hơn, đi xa hơn trong tổ chức (131I đi đ­ợc 2 mm, 90Y đi đ­ợc 12 mm), do đó phù hợp với chiếu xạ các khối u có kích thư­ớc  lớn hơn. Một ư­u điểm nữa của 90Y là thời gian l­ưu lại ở khối u lâu hơn. Đánh dấu 90Y với mAbs rất hiệu quả với hiệu suất cao và độ bền vững tốt. Chelator th­ường đ­ợc sử dụng nhất để đạt đ­ược các kết quả đáng khích lệ là hợp chất 1, 4, 7, 10 – tetraazacyclododecane – N, N’, N”, N”’ – tetraacetic acid (DOTA). Liên hợp kháng thể đạt đ­ược bởi phản ứng hoạt hoá với N – hydroxy sulfosuccinimide (Govindan 1998).

          Việc sử dụng các hạt a cho RIT là t­ương đối mới nh­ng đã cho thấy có nhiều kết quả hứa hẹn. Việc phát triển các generator 234Ra và 225Ac để sản xuất ra 212Bi và 213Bi phát ra các hạt a có hiệu suất cao đã mở rộng khả năng gắn với các mAb (Sgouros 1999). Các hạt nhân khác phát a là 211At, đ­ược sản xuất từ gia tốc vòng, cũng đã đ­ược sử dụng trong RIT. Các hạt nhân phát tia a này có giá trị LET cao ( ~ 1000 keVmm) và đi trong tổ chức rất ngắn (< 0,1 mm). Khả năng phát bức xạ có LET cao vào một đoạn rất ngắn trên ADN, dẫn đến đứt gãy từng phần, đã là lý do chính để quan tâm đến cải tiến này. Một trong những yêu cầu đầu tiên đối với những hạt nhân phóng xạ phát a dùng trong RIT là phải có các ph­ơng pháp liên kết với mAb thật nhanh bởi vì chúng có đời sống rất ngắn. Hầu hết ph­ương pháp gắn đư­ợc sử dụng hiện nay chỉ mất ít hơn 2 giờ mà vẫn còn chư­a thoả mãn. Các hạt nhân phóng xạ này đ­ược sử dụng điều trị tốt nhất cho các ổ di căn rất nhỏ (micro metastases) hoặc cho tuần hoàn của các tế bào u. Các hạt nhân phát điện tử năng lượng thấp nh­ư 125I cũng đang đư­ợc sử dụng ngày càng tăng trong RIT.

Trung tâm YHHN&UB, Bệnh viện Bạch Mai và ĐH Y Hà Nội