Tiềm năng phát triển công nghệ điều trị ung thư bằng xạ trị proton ở Việt Nam

Ung thư là một trong các bệnh không lây nhiễm nguy hiểm và có tỷ lệ tử vong hàng đầu trên thế giới, trong đó Việt Nam là nước có tỷ lệ gia tăng ung thư nhanh chóng cả về số lượng bệnh nhân mắc mới và tử vong hàng năm. Theo báo cáo của Cơ quan quốc tế nghiên cứu về ung thư (IARC) thuộc Tổ chức Y tế thế giới (WHO), tính đến cuối năm 2018, Việt Nam có trên 300.000 người mắc ung thư. Tính riêng trong năm 2018, cả nước có 164.671 ca mắc ung thư mới và 114.871 người chết vì ung thư. Các phương pháp điều trị ung thư bao gồm xạ trị, hóa trị, phẫu thuật đều đã được triển khai ở nước ta. Tuy nhiên, xạ trị bằng bức xạ ion hóa là phương pháp điều trị ung thư không xâm lấn được áp dụng rộng rãi vì 5 loại ung thư phổ biến nhất ở nước ta bao gồm: ung thư gan (21.5%), ung thư phổi (18.4%), ung thư dạ dày (12.3%), ung thư ruột (8.4%) và ung thư vòm họng (5%) đều là các loại ung thư nằm sâu trong cơ thể nên phương xạ trị bằng bức xạ ion hóa mang lại hiệu quả điều trị cao hơn so với phương pháp hóa trị hay phẫu thuật.

Trong nhiều thập kỷ, xạ trị đã và đang đóng một vai trò vô cùng quan trọng trong cuộc chiến chống ung thư trên toàn thế giới. Nguyên lý cơ bản của xạ trị là vận chuyển một liều bức xạ cao tới tiêu diệt khối u, đồng thời không ảnh hưởng đến các mô và cơ quan bình thường. Ở nước ta hiện nay, nhiều thiết bị gia tốc xạ trị - xạ phẫu hiện đại, đa mức năng lượng đã được đầu tư ở các trung tâm điều trị ung thư lớn, cho phép thực hiện nhiều kỹ thuật xạ trị hiện đại ngang tầm quốc tế và khu vực. Tuy nhiên, các công nghệ xạ trị ở Việt Nam và phần lớn trên thế giới hiện nay chủ yếu vẫn là các công nghệ sử dụng chùm photon (tia X, tia gamma) hoặc các loại hạt nhẹ như electron nên luôn tồn tại nhược điểm cố hữu. Theo nguyên lý hiệu ứng đỉnh Bragg, chùm photon hoặc electron khi đi vào cơ thể sẽ đạt liều bức xạ tối đa ở vị trí nông (khoảng 10mm) sau đó giảm dần, do dó (1) không hiệu quả đối với các loại u nằm sâu trong cơ thể hoặc phải sử dụng liều bức xạ cao hơn để đạt được liều bức xạ mong muốn tại khu vực có khối u và (2) gây ra liều bức xạ không cần thiết đối với các khu vực lân cận khối u (theo hướng chiếu) gọi là liều lối ra (exit dose).

Hiệu ứng đỉnh Bragg.

Hiện nay, một số nước phát triển trên thế giới đã triển khai công nghệ xạ trị hiện đại sử dụng chùm proton (hoặc ion nặng) qua đó khắc phục được cơ bản nhược điểm nói trên. Chùm hạt proton khi đi vào cơ thể ban đầu chỉ gây ra liều bức xạ thấp và đạt đỉnh ở khoảng 150mm trong cơ thể, sau đó gần như giảm ngay về 0 nên việc sử dụng chùm tia proton trong điều trị ung thư đã khắc phục được các nhược điểm của xạ trị bằng dòng photon hoặc electron, mang lại nhiều ưu thế như: (1) Phù hợp với việc xạ trị các khối u nằm sâu trong cơ thể (là các loại ung thư phổ biến nhất ở Việt Nam) và (2) không gây ra liều lối ra (exit dose) nên bảo toàn được tối đa số lượng mô lành hoặc cơ quan quan trọng khác của cơ thể khỏi ảnh hưởng của bức xạ. Do đỉnh Bragg của chùm proton đơn năng rất mảnh khi so với kích thước của toàn bộ khối u, nên công nghệ xạ trị proton sử dụng việc kết hợp nhiều chùm tia proton với năng lượng khác nhau để tạo ra một vùng năng lượng trải rộng gọi là đỉnh Bragg điều biến (spread-out Bragg peak - SOBP) bao phủ toàn bộ khối u. Xạ trị proton có ưu điểm vượt trội là khu vực hóa tối đa vùng nhận tia bức xạ, giảm thiểu những hậu quả không mong muốn gây ra do bức xạ tác động đến những mô, cơ quan khỏe mạnh - đặc biệt có giá trị trong điều trị ung thư ở các khu vực nhạy cảm như xạ trị u não, tủy xương, các cơ quan gần tim... Công nghệ xạ trị proton cũng chỉ cần thực hiện 1 liệu trình chiếu đối với bệnh nhân chứ không cần trải qua 4-5 lần chiếu như xạ trị truyền thống bằng chùm photon hoặc electron.
 

Xạ trị proton (trái) đưa lượng bức xạ đến đúng khu vực có khối u cần tiêu diệt nhưng không gây ảnh hưởng cho các cơ quan lân cận giống xạ trị truyền thống bằng tia X (phải).
 

Công nghệ xạ trị proton có nhiều ưu điểm so với xạ trị truyền thống bằng chùm photon hoặc electron, tuy nhiên chi phí đầu tư, yêu cầu về trình độ khoa học, kỹ thuật và nhân lực chính là rào cản phát triển của công nghệ này. Bên cạnh đó, giá thành điều trị bằng công nghệ xạ trị proton hiện còn tương đối cao (khoảng 20.000-30.000USD), tạo thêm một rào cản đối với việc triển khai công nghệ này, đặc biệt là ở các nước thu nhập thấp và trung bình. Tuy nhiên, phát triển xạ trị proton đang trở thành xu thế ở các quốc gia phát triển, trong giai đoạn 2010-2018, số lượng trung tâm xạ trị proton của thế giới tăng gấp 3 lần so với giai đoạn trước đó. Tính đến tháng 7/2020, có 92 trung tâm xạ trị proton đang hoạt động và 41 trung tâm đang xây dựng trên toàn thế giới, tập trung chủ yếu ở các nước phát triển. Con số này cao hơn đáng kể so với số lượng 12 trung tâm xạ trị ion nặng trên toàn thế giới (công nghệ xạ trị ion nặng có cùng nguyên lý với xạ trị proton nhưng đòi hỏi mức đầu tư cao hơn từ 2-3 lần). Hiện nay, chưa có nước nào ở khu vực Đông nam Á triển khai được các công nghệ xạ trị hiện đại này.

Đối với công nghệ xạ trị ion nặng, cần chi phí đầu tư rất lớn cùng với yêu cầu cao về trình độ khoa học, kỹ thuật và nguồn nhân lực (hiện công nghệ này mới được triển khai ở 5 nước trên thế giới) nên chưa khả thi để phát triển ở nước ta trong tương lai gần. Về công nghệ xạ trị proton, đối với yêu cầu về đầu tư tài chính và các yêu cầu liên quan, hiện nay Việt Nam đã có thể đáp ứng được nên việc tính toán, đầu tư phát triển công nghệ này là tương đối khả thi.

Theo TS. Huan Giap, Giám đốc Khoa xạ trị proton, Trung tâm chăm sóc ung thư toàn diện Sylvester, Đại học Miami (Hoa Kỳ), tổng chi phí đầu tư hoàn chỉnh đối với một Dự án trung tâm xạ trị proton 2 phòng xạ trị (tại Hoa Kỳ) vào khoảng 80 triệu USD (chi tiết tại bảng 2), trong đó, chi phí đầu tư thiết bị gia tốc phát chùm proton chiếm khoảng 56% chi phí đầu tư cả dự án. Đối với một dự án trung tâm xạ trị proton 5 phòng xạ trị tại Hoa Kỳ, chi phí đầu tư vào khoảng 180-200 triệu USD, trong đó chi phí đầu tư thiết bị gia tốc phát chùm proton chỉ còn chiếm khoảng 40-45% chi phí toàn dự án.

Chi phí đầu tư đối với dự án trung tâm xạ trị proton 2 phòng xạ trị tại Hoa Kỳ (ước tính tại thời điểm năm 2019)

Năm 2017, Bệnh viện K trung ương đã xây dựng Đề án thành lập một trung tâm xạ trị proton tại Việt Nam với mức chi phí trên 3.000 tỷ đồng nhưng chưa triển khai được. Đến thời điểm năm 2020, công nghệ xạ trị proton đã đạt được một số tiến bộ mới trong cải tiến kỹ thuật như kích thước thiết bị nhỏ gọn, tối ưu hơn về thiết kế và xây dựng, giảm thiểu các chi phí mềm… qua đó giá thành đầu tư có thể được giảm hơn nữa. Hiện nay, phát triển công nghệ xạ trị proton tại Việt Nam về quy mô có thể theo hướng xây dựng một trung tâm với 02 phòng xạ trị để giảm chi phí đầu tư. Địa điểm xây dựng trung tâm xạ trị proton ở nước ta theo đề xuất của các chuyên gia, bác sỹ đầu ngành tại một số hội thảo, hội nghị sẽ theo hướng tích hợp tại các bệnh viện, trung tâm chăm sóc ung thư lớn trong cả nước như Bệnh viện K trung ương, Bệnh viện trung ương 108 hoặc Bệnh viện Bạch Mai… qua đó có thể tận dụng được cơ sở hạ tầng, thiết bị kỹ thuật có sẵn vốn đã được đầu tư đồng bộ, đồng thời tận dụng được nguồn nhân lực chất lượng cao ở các cơ sở này. Ngoài ra, còn một số biện pháp nhằm giảm chi phí đầu tư một trung tâm xạ trị proton như: (1) Xem xét sử dụng thiết bị của nhiều nhà cung cấp, đánh giá trên nhiều phương diện để lựa chọn phương án tối ưu về giá thành thiết bị; (2) Lựa chọn các thiết kế máy gia tốc tối ưu hơn (nhỏ và giá thành rẻ đến mức tối ưu); (3) Thiết kế xây dựng cơ sở tốt hơn hướng đến mục tiêu giảm diện tích và giá thành xây dựng nhưng vẫn đảm bảo công năng sử dụng; (4) Tối ưu hóa thiết kế tổng thể trung tâm; (5) Thiết kế ít giàn điều trị (gantry); và (6) Tối đa hóa việc ứng dụng tự động hóa trong các công đoạn vận hành, điều trị. Nếu thực hiện tốt các biện pháp kể trên, đồng thời tận dụng được một cách tối đa các điều kiện sẵn có về hạ tầng, kỹ thuật và nhân lực tại một số bệnh viện hàng đầu của Việt Nam, có thể ước tính chi phí đầu tư tối ưu cho một trung tâm xạ trị proton 02 phòng xạ trị hoàn chỉnh vào khoảng 70 triệu USD (khoảng trên 1.600 tỷ đồng) - đây có thể là một con số khá lớn đối với một dự án y tế quy mô trung tâm ở nước ta, tuy nhiên vẫn nằm trong khả năng sắp xếp, bố trí nếu có sự đồng thuận, hỗ trợ từ chính phủ, sự tham gia của các doanh nghiệp và sự giúp đỡ của quốc tế thông qua nguồn vốn ODA. Ngoài ra, do chi phí điều trị bằng công nghệ xạ trị proton là tương đối cao so với thu nhập của đa số người dân Việt Nam nên việc xây dựng kế hoạch triển khai ở nước ta cũng cần tính đến phương án hỗ trợ của bảo hiểm y tế cho việc điều trị bằng công nghệ này sau khi đi vào hoạt động, tạo điều kiện cho nhiều bệnh nhân trong nước có thể tiếp cận được.

So sánh giữa một số loại thiết bị gia tốc hạt là vô cùng quan trọng để đưa ra lựa chọn thiết bị tối ưu cho việc đầu tư xây dựng một trung tâm xạ trị proton.
 

Ứng dụng bức xạ và đồng vị phóng xạ phục vụ phát triển kinh tế - xã hội ở nước ta trong thập kỷ qua có bước phát triển mạnh mẽ, đạt được nhiều thành tựu đặc biệt trong lĩnh vực y tế. Nhiều công nghệ bức xạ tiên tiến đã được ứng dụng rộng rãi, mang lại hiệu quả cao trong chẩn đoán và điều trị ung thư. Các loại thiết bị xạ trị như máy xạ trị gia tốc LINAC, Gamma knife, Cyber knife,máy xạ trị nguồn Co-60… đã được trang bị ở nhiều cơ sở y tế lớn trong cả nước như Bệnh viện K trung ương, Bệnh viện Bạch Mai, Bệnh viện Trung ương quân đội 108, Bệnh viện Quân y 103, Bệnh viện Trung ương Huế, Bệnh viện Ung bướu thành phố Hồ Chí Minh… Số lượng thiết bị máy móc cũng như trình độ của đội ngũ nhân lực cho phòng, chống ung thư của Việt Nam đã ngang tầm với các nước hàng đầu trong khu vực và thế giới. Việt Nam hiện đủ khả năng để phát triển, ứng dụng các công nghệ hiện đại tầm cỡ thế giới như xạ trị proton để mang lại hiệu quả cao hơn trong cuộc chiến chống ung thư của nước ta.

Việc phát triển công nghệ xạ trị proton tại nước ta sẽ góp phần nâng cao vị thế của Việt Nam trong việc nghiên cứu, chuyển giao và áp dụng kỹ thuật hiện đại trong điều trị ung thư, nâng cao trình độ của các chuyên gia ung thư trong nước, mở ra cơ hội cho người dân trong việc tiếp cận công nghệ điều trị ung thư hiện đại, đặc biệt là tăng chất lượng điều trị đối với một số loại ung thư khó như ung thư gan, ung thư phổi, ung thư đường tiêu hóa, ung thư xương…, hướng đến việc xây dựng thêm các trung tâm xạ trị proton như xu thế ở các nước phát triển và thu hút bệnh nhân từ các nước trong khu vực đến Việt Nam điều trị.

* Nguyên lý cơ bản của công nghệ xạ trị proton/ion nặng đã được giới thiệu tại Bài viết tổng quan về công nghệ xạ trị proton/ion nặng đăng trên website của Cục Năng lượng nguyên tử tại địa chỉ: http://vaea.gov.vn/470/news-detail/1493448/nghien-cuu-phat-trien-ung-dung/gioi-thieu-cong-nghe-xa-tri-proton-ion-nang.html.