ผลกระทบต่อไขกระดูกจากการฉายรังสี

ผลกระทบจากการฉายรังสีต่อไขกระดูก
ไขกระดูกไม่ว่าที่ส่วนใดก็ตามถูกทำลาย ร่างกายก็จะสามารถสร้างขึ้นมาทดแทนส่วนที่ถูกทำลาย โดยสร้างทดแทนมากจากส่วนอื่นของร่างกาย

ไขกระดูก

ไขกระดูก กับผลกระทบที่เกิดจากการรักษาด้วยการฉายรังสีต่อ Haemopoieic Tissue จะมีผลโดยตรงกับ ไขกระดูก เลือดและระบบน้ำเหลือง ได้มีการศึกษาและพัฒนามาอย่างต่อเนื้อง และพบว่าการรักษาด้วยรังสีในสัตว์ทดลอง พบว่าการป้องกัน Haemopoieic Tissue หรือการฉีดไขกระดูกใหม่เข้าสู่ร่างกายจะส่งผลให้สัตว์ทดลองช่วยป้องกันไม่ให้สัตว์ทดลองมีชีวิตรอดเพิ่มมากขึ้นที่เกิดจากความผิดปกติที่เกี่ยวข้องกับระบบไขกระดูก อย่างที่ทราบกันดีว่าเซลล์ต้นกำเนิดเป็นเซลล์ที่สามารถเจริญเติบโตไปเป็นได้แทบทุกชนิดที่อยู่ในร่างกาย ( Pluripotent Heamatopoietic System Cells ) ที่อยู่ภายในเนื้อเยื่อชั้น Stroma ที่เป็นหน่วยสำคัญมากในของ Cell Line ที่สามารถสร้างเม็ดเลือดได้ทั้งชนิด Myeloid และชนิด Lymphoid ขึ้นอยู่กับชนิดของเซลล์ต้นกำเนิดว่าเซลล์ดังกล่าวจะเจริญเติบโตไปเป็นเซลล์ชนิดใดต่อไป

สำหรับผู้ใหญ่ที่มีการเจริญเติบโตของร่างกายเต็มที่แล้วเซลล์ต้นกำเนิดของเม็ดเลือดจะอยู่ในกระดูกสันหลัง กระดูกซี่โครง กระดูกหน้าอก กระดูกเชิงกราน กะโหลกศีรษะ กระดูกโคนขา กระดูกสะบัก และส่วนหัวของกระดูกแขนท่อนบน ส่วนในเด็กที่อยู่ในวัยกำลังเจริญเติบโตกระบวนการผลิตเม็ดเลือดจะอยู่ในส่วนของกระดูกยาว เซลล์ต้นกำเนิดเป็นเซลล์ที่มีความสามารถในการฟื้นฟูตัวเองได้อย่างรวดเร็ว ดังนั้นเมื่อไขกระดูกไม่ว่าที่ส่วนใดก็ตามถูกทำลายร่างกายก็จะสามารถสร้างขึ้นมาทดแทนส่วนที่ถูกทำลายไปได้ง่ายๆ โดยสร้างทดแทนมากจากส่วนอื่นของร่างกายนั่นเอง ซึ่งปริมาณไขกระดูกที่ถูกทำลายไปจะขึ้นอยู่กับปริมาณของรังสีที่ไขกระดูกได้รับและส่งผลเข้าไปยับยั้งกระบวนการผลิตเม็ดเลือดว่ามีมากน้อยเพียงใด

เซลล์ต้นกำเนิดที่มีอยู่ใน ไขกระดูก ไม่ว่าจะอยู่ตามส่วนใดของร่างกายก็จะมีความหนาแน่นเท่ากันทั้งหมด แต่ทว่าไขกระดูกที่มีเซลล์ต้นกำเนิดจะมีปริมาณลดลงตามอายุที่มีการเพิ่มขึ้นของคนเรา และบริเวณที่เคยเป็นไขกระดูกจะถูกแทนที่ด้วยไขมัน ในวัยผู้ใหญ่ที่ร่างกายมีการเจริญเติบโตเต็มที่แล้ว กระบวนการผลิตเม็ดเลือดจะเกิดขึ้นมากที่ กระดูกสันหลัง กระดูกซี่โครง กระดูกหน้าอก กระดูกเชิงกราน และในยามจำเป็นที่กระดูกส่วนที่ถูกแทนที่ด้วยไขมันร่างกายสามารถเกิดปฏิกิริยาย้อนกลับให้ไขมันส่วนดังกล่าวกลายกลับมาเป็นไขกระดูกแดงได้เช่นกัน

ถึงแม้ว่าเซลล์ต้นกำเนิด สเต็มเซลล์ ที่อยู่ในไขกระดูกแดงทุกส่วนจะมีค่าเท่ากัน แต่ภายในกระดูกกลับไม่เป็นเช่นนั้น เพราะว่าเซลล์ต้นกำเนิดที่อยู่ภายในโครงกระดูกไม่สามารถที่จะกระจายตัวได้เท่ากันทุกส่วน โดยพบว่าบริเวณที่อยู่ใกล้กับผิวด้านในของโครงกระดูกจะพบเซลล์ต้นกำเนิดที่มีความสามารถในการแบ่งตัวได้ แต่ในบริเวณตรงกลางของ Marrow Space กลับพบเซลล์ต้นกำเนิดที่อยู่ในระยะพักตัวหรือเซลล์ต้นกำเนิดที่หยุดการแบ่งตัวไปแล้วเท่านั้น ซึ่งเซลล์ต้นกำเนิดที่พบในส่วน Marrow Space เป็นเซลล์ต้นกำเนิดที่มีความสามารถในการซ่อมแซมตัวเองและฟื้นฟูตัวเองได้อย่างรวดเร็ว เซลล์ต้นกำเนิดนี้จะพบได้น้อยในกระแสเลือดแต่ก็สามารถพบและนำมาสกัดแยกเซลล์ต้นกำเนิดได้ โดยการสกัดแยกจากเซลล์เม็ดเลือดขาว ซึ่งการสกัดต้องทำการสกัดหลายครั้งมากจึงจะได้เซลล์ต้นกำเนิดออกมา เซลล์ต้นกำเนิดที่สกัดออกมาได้นี้คือเซลล์ต้นกำเนิดปลูกถ่ายเข้าสู่ตัวเองอีกครั้งได้ ( Autologous Transplantation )
ไขกระดูก ไม่ได้มีหน้าที่ในการสร้างเซลล์เม็ดเลือดแดงเพียงอย่างเดียวเท่านั้น แต่ไขกระดูกยังมีหน้าที่ในการสร้างระบบภูมิคุ้มกันให้กับร่างกายอีกด้วย โดยทำหน้าที่สร้าง Lymphocyte Macrophage และ Dendritic Cell ที่เป็นองค์ประกอบสำคัญในการสร้างระบบภูมิคุ้มกันของร่างกายระดับปฐมภูมิอีกด้วย

อย่างที่ทราบกันดีว่าเซลล์ต้นกำเนิดนั้นสามารถเปลี่ยนแปลงไปเป็นเซลล์พื้นฐานชนิดต่าง ๆ ได้ ทั้งในชนิด Myeloid และชนิด Lymphoid และรูป่างของเซลล์เหล่านี้ก็เหมือนกับเซลล์ชนิด Lymphoid ที่อยู่ใน ไขกระดูก ส่งผลให้ไม่สามารถทำการแยกเซลล์เหล่านี้ที่อยู่ในไขกระดูกได้จากรูปร่างของเซลล์ เซลล์ต้นกำเนิดของเม็ดเลือดเป็นเซลล์ที่มีความสามารถสูงในการซ่อมแซมความเสียหายและฟื้นฟูตัวเองได้ แต่ทว่าความสามารถในการฟื้นฟูตัวเองของเซลล์ต้นกำเนิดก็ยังขึ้นอยู่กับระยะของเซลล์ต้นกำเนิดด้วย โดยพบว่าเซลล์ที่มีอัตราการฟื้นฟูตัวเองได้ดีที่สุดคือเซลล์ต้นกำเนิดที่อยู่ในระยะพักตัวหรือระยะที่มีการแบ่งตัวเพิ่มขึ้นได้น้อยมาก และโอกาสที่จะพบว่าเซลล์ต้นกำเนิดจะกลับมาเป็นเหมือนเดิมมีแค่ 1 ใน 50,000 เซลล์เท่านั้น และจากการศึกษาพบว่า Pluripotent Stem Cell เพียงแค่หนึ่งเดียวก็สามารถที่จะกู้ระบบเลือดของสัตว์ทดลองที่ถูกฉายรังสีให้กลับคืนมาได้ทั้งหมดอีกด้วย เซลล์ต้นกำเนิดที่จะทำเช่นนี้ได้ต้องมีความสามารถในการแบ่งเพื่อเพิ่มจำนวนได้อย่างมากมายซึ่งความสามารถดังกล่าวนี้จะไม่มีการสูญเสียไปเมื่อมีอายุเพิ่มขึ้น ทำให้เซลล์ต้นกำเนิดสำรองมีอยู่อย่างเพียงพอต่อความต้องการของร่างกายในการฟื้นฟูและสร้างเซลล์เม็ดเลือดอย่างน้อย 5 รุ่นต่อไป แต่ว่าในการปลูกถ่ายไขกระดูกเข้าไปใหม่นั้น เซลล์ต้นกำเนิดที่มีคุณสมบัติดังกล่าวจะไม่มีเกิดขึ้นให้เห็น ส่งผลให้เซลล์ต้นกำเนิดไม่มีความสามารถในการซ่อมแซมความเสียหายที่เกิดขึ้นจากการฉายรังสีได้ระบบสำรองของกระบวนการผลิตเม็ดเลือด ( Haemopoietic Reserve ) มีอยู่มากมาย เนื่องจากเซลล์มีความสมารถในการซ่อมแซมและฟื้นฟูตัวเอง และจากการ Pluripotent Stem Cell ที่มีอยู่ในปริมาณที่สูงมาก ถึงแม้ว่าเซลล์ชนิดนี้จะไม่มีความสามารถในการฟื้นฟูตัวเองแต่ก็สามารถแบ่งตัวเพื่อเพิ่มจำนวนได้มากมายเพียงพอต่อการผลิตเม็ดเลือดใหม่ ๆ ให้มีจำนวนมากขึ้นด้วย

กระบวนการผลิตเม็ดเลือด

เมื่อเราทราบถึงความสำคัญของระบบการผลิตเม็ดเลือดกันแล้ว ที่นี่เรามาดูกระบวนการผลิตเม็ดเลือดว่ามีกระบวนการอย่างไรกันบ้าง

1.เซลล์เริ่มแรกในกระบวนการผลิตเม็ดเลือด ( Progenitor Cell )

กระบวนการสร้างเซลล์ ไขกระดูก เริ่มแรกจะเกิดเนื่องมาจาก pluripotent Stem Cell จะเกิดการเปลี่ยนแปลงรูปร่างของเซลล์โดยอาศัย Growth Factor ที่มีอยู่ในร่างกายทั้งแบบเฉพาะในการเปลี่ยนแปลงการเจริญเติบโตของร่างกายและแบบที่มีอยู่ทั่วไปในร่างกาย โดยที่เซลล์เริ่มแรกที่เข้าสู่กระบวนการเปลี่ยนแปลงนี้จะมีรูปร่างที่ไม่เด่นชัดเท่าใดนัก และยังมีความสามารถในการฟื้นฟูตัวเองที่น้อยมากด้วย Growth Factor จะทำหน้าที่ร่วมกับออกซิเจนในการเปลี่ยนแปลงรูปร่างของเซลล์

2.เซลล์ส่วนที่อยู่ในระยะเจริญเติบโตใกล้จะสมบูรณ์ ( Maturing Compartment )

เซลล์ ไขกระดูก ที่อยู่ในช่วงกำลังเจริญเติบโตใกล้จะสมบูรณ์แล้วจะมีรูปร่างที่อยู่ในกลุ่มของ Cell Line ที่อยู่ในสภาวะที่เกิดการเปลี่ยนแปลงรูปร่าง ( Differentiation ) ซึ่ง Cell Line จะมีอยู่ด้วยกัน 4 ลำดับชั้น ( Division ) เริ่มตั้งแต่เซลล์เริ่มต้นไปเกิดการเปลี่ยนแปลงไปจนถึงขั้นที่เซลล์เจริญเติบโตเต็มที่แล้ว ส่วนกระบวนการผลิตเซลล์เม็ดเลือดกลุ่ม Granulocyte ( Granulopoiesis ) นี้มีถึง 12 ลำดับขั้นเลยทีเดียว

3.เซลล์ที่มีการเจริญเติบโตสมบูรณ์แล้ว

เมื่อเซลล์มีการเจริญเตอบโตอย่างสมบูรณ์แล้ว เซลล์เม็ดเลือดในกลุ่มของ Myeloid ได้ผ่านกระบวนการเพิ่มจำนวนเซลล์ไปแล้ว ส่งผลให้ความว่องไวต่อรังสีที่ใช้ในการรักษาน้อยลง แต่ในทางตรงข้ามกลับพบว่าเซลล์ของเม็ดเลือดในกลุ่ม Lymphoid ยังมีการเปลี่ยนแปลงรูปร่างและมีการแบ่งตัวเพื่อเพิ่มจำนวนมากขึ้น และเมื่อไปพบกับแอนติเจนแปลกปลอมจะมีความว่องไวต่อรังสีที่ฉายเข้ามามากว่ากลุ่ม Myeloid เสียอีก และเซลล์เหล่นี้ยังมีการ RE-Circulation เกิดขึ้นอยู่ตลอดเวลา ส่งผลให้มีโอกาสที่จะถูกเปลี่ยนแปลงไปเมื่อมีการได้รับรังสี

ความว่องไวต่อรังสีไขกระดูกของส่วนประกอบต่าง ๆ ของระบบการสร้างเม็ดเลือด

ได้มีการทดลองและทำการศึกษาเกี่ยวกับความไวต่อรังสีของเซลล์เริ่มแรกในกระบวนการสร้างเม็ดเลือด พบว่าปริมาณรังสีที่สามารถลดการเจริญเติบโตของ CFU-S ในสัตว์ทดลองลงเหลือเพียงร้อย 37 ( Do ) และมีค่า Extrapolation Number อยู่ในช่วง 0.8-2.4 ซึ่งค่าบ่งบอกว่าการซ่อมแซมเกิดขึ้นได้เพียงเล็กน้อยเท่านั้นเมื่อเทียบกับความเสียหายที่เกิดขึ้นและส่งผลให้เซลล์เป็นอันตรายถึงตายได้ ปริมาณรังสีที่ผลต่อการยับยั้งการเจริญเติบโตของเซลล์เริ่มแรกนั้น พบว่าค่า Dose Rate ที่ใช้มีผลต่อการรอดชีวิตของ CFU-S และเซลล์เริ่มแรกมีค่าที่น้อยมาก ค่า  Therpeutic Ratio ในการฉายรังสีทั้งตัวที่ใช้เพื่อเป็น Conditioning Treatment ก่อนที่จะทำการปลูกถ่าย ไขกระดูก นั้นสามารถหาค่าได้ด้วยการนำค่าความเป็นพิษต่อบริเวณที่ไม่ได้มีการผลิตเม็ดเลือดเทียบกับความเป็นพิษของบริเวณที่มีส่วนที่มีการผลิตเม็ดเลือดมาเปรียบเทียบกันนั่นเอง

ต่อมา Chaffey และคณะได้ให้ข้อสรุปที่ขัดแย้งกับการทดลองขั้นต้น โดยทำการทดลองแบ่งการฉายรังสีออกเป็นหลาย ๆ ครั้ง โดยทำการฉายรังสีครั้งละ 200 CGy จนครบ 1,400 CGy ซึ่งจากการทดลองพบว่ากลุ่มของเซลล์ต้นกำเนิดมีอยู่ส่วนหนึ่งที่ถูกทำลายโดยปริมาณรังสีที่ 200 CGy และเซลล์กลุ่มนั้นสามารถฟื้นตัวเองจากความเสียหายที่เกิดขึ้นได้ภายในระยะเวลาเพียง 1 วัน นั่นคือ ความเสียหายของเซลล์ต้นกำเนิดในกระบวนการสร้างเม็ดเลือดไม่ได้มีผลกระทบที่เกิดจาก Dose Date แต่ทว่าผลกระทบที่เกิดขึ้นเกิดจาก Fractionation ที่สามารถอธิบายได้ว่าศักยภาพของเซลล์ต้นกำเนิดที่อยู่ในระยะเริ่มแรกมีความสามารถในการซ่อมแซม Lethal Death ที่ต่ำมากแต่มีความสามารถในการแบ่งตัวเพื่อเพิ่มจำนวนสูงมาก Microenvironment ส่วนที่มีการสร้างเซลล์เม็ดเลือดก็เปรียบเสมือนพื้นดินที่ใช้ในการเพาะปลูกเมล็ดพันธุ์ ส่วนเซลล์ต้นกำเนิดก็เปรียบเสมือนเมล็ดพันธุ์ที่ใช้ในการหว่าน

ซึ่งกระดูกที่นำมาปลูกถ่ายจะยังคงมีเนื้อเยื่อ Stroma ติดมากับกระดูกด้วย แต่ว่าส่วนของกระดูกที่นำมานี้จะไม่เซลล์ที่ใช้ในการผลิตเม็ดเลือดติดมา โดยที่ส่วนนี้จะมีถูกแทนที่โดยการบวนการผลิตเม็ดเลือดของผู้รับการปลูกถ่ายเซลล์ต้นกำเนิดเข้าไป กระบวนการผลิตเซลล์เม็ดเลือดเพื่อเพิ่มจำนวนเม็ดเลือดจะเกิดขึ้นในบริเวณพื้นที่ว่างภายใน ไขกระดูก ของกระดูกที่นำมาปลูกถ่าย โดยที่เซลล์สำหรับผลิตเม็ดเลือดอาจจะเกิดขึ้นน้อยลงถ้าบริเวณนั้นเคยผ่านการฉายรังสีในปริมาณ 9.5 Gy มาแล้ว

เมื่อไขกระดูกไม่ว่าที่ส่วนใดก็ตามถูกทำลายร่างกายก็จะสามารถสร้างขึ้นมาทดแทนส่วนที่ถูกทำลายไปได้ง่ายๆ โดยสร้างทดแทนมาจากส่วนอื่นของร่างกายนั่นเอง ซึ่งปริมาณไขกระดูกที่ถูกทำลายไปจะขึ้นอยู่กับปริมาณของรังสีที่ไขกระดูกได้รับและส่งผลเข้าไปยับยั้งกระบวนการผลิตเม็ดเลือดว่ามีมากน้อยเพียงใด

โดยมากแล้ว Erythropiesis จะมีความว่องไวต่อรังสีมากกว่า Granulopoiesis โดยภายในระยะเวลาที่มีการฉายรังสีนั้นค่า Mitotic Index จะมีค่าลดน้อยลง และสามารถที่จะพบเห็นความผิดปกติของ Nucleus และความผิดปกติที่เกิดขึ้นในกระบวนการ Mitotic ที่พบได้ในส่วนน้อยของ Erythroblast เป็นระยะเวลาที่ยาวนานหลายวันเลยทีเดียว ซึ่งการเปลี่ยนแปลงที่เกิดขึ้นนี้จะไม่มีความสัมพันธ์กับปริมาณรังสีที่ได้รับเข้าไปเลย แต่สำหรับปริมาณของเซลล์ชนิดอื่นๆ ของเลือดกลับมีความเปลี่ยนแปลงอย่างเห็นได้ชัด โดยปริมาณ Lymphocyte มีปริมาณลดลงในช่วงที่มีการฉายรังสีเกิดขึ้นและปริมาณที่ลดลงมีความสัมพันธ์โดยตรงกับปริมาณรังสีที่ได้รับ ในขณะที่ปริมาณ Granulocyte จะใช้เวลาประมาณ 3-4 วัน ก่อนที่จะเริ่มมีการลดลงและภายหลังจากที่เริ่มมีการลดลงประมาณ 248 ชั่วโมงปริมาณของ Granulocyte ก็จะกลับมาเพิ่มขึ้น ส่วนของเกร็ดเลือดจะมีปริมาณที่ลดลงอย่างช้า ๆ ซึ่งจะเกิดการลดลงของเกร็ดเลือดหลังจากที่ทำการฉายรังสีไปแล้วอย่างน้อย 5 วัน ทั้งปริมาณของเกร็ดเลือดและเม็ดเลือดขาวที่มีการเปลี่ยนแปลงไปก็ยังขึ้นอยู่กับปัจจัยอื่น ๆ นอกจากปริมาณรังสีด้วย เช่น การติดเชื้อในร่างกาย อาหารที่ได้รับก่อนและหลังการฉายรังสี เป็นต้น ดังนั้นค่าที่ได้รับความเชื่อถือมากที่สุดก็น่าจะเป็นปริมาณ Reticulocyte ซึ่งจะมีค่าลดลงหลังจากการฉายรังสีภายใน 24 ชั่วโมงซึ่งทิศทางของการลดลงมีความสัมพันธ์กับปริมาณของรังสีที่ได้รับด้วย
Heinz Bodies คือโครงสร้างที่สร้างขึ้นจากการสูญเสียสภาพของโปรตีนฮีโมโกบินที่อยู่ในเม็ดเลือดแดง ซึ่งเม็ดเลือดแดงที่มี Heinz Bodies พบได้บ่อยในผู้ที่ได้รับรังสีเป็นประจำทั้งในการทำงานหรือการรักษาด้วยการฉายรังสี โดยที่สภาวะโลหิตจางที่เกิดจากเม็ดเลือดแตก ( Hemolysis ) ซึ่งเป็นผลข้างเคียงที่มีความสำคัญและเป็นข้อจำกัดในการรักษาด้วยการฉายรังสีแบบ Extracorporeal สู่เลือด ผลข้างเคียงดังกล่าวนี้จะเกิดขึ้นหลังจากที่ได้เกิดการสะสมของปริมาณรังสีประมาณ 100,000 cGy ในเลือด ทั้งนี้ทั้งนั้นอายุของเกร็ดเลือดจะไม่มีการเปลี่ยนแปลงจนกว่าร่างกายจะมีการรับรังสีเกินกว่า 75,000 cGy และการฉายรังสีในรูปแบบ Extracorporeal สู่เลือดจะทำให้เกิดสภาวะ Lymphopenia อย่างเฉียบพลัน และจะกลับสู่สภาวะปกติเมื่อมีการหยุดฉายรังสี Lymphocyte เป็นเซลล์ที่มีความว่องไวต่อรังสีมากที่สุด โดยปกติแล้วเซลล์ทั่วไปจะมีชีวิตอยู่จนกว่าเซลล์จะเข้าสู่ระยะที่เรียกว่า Mitosis แต่สำหรับ Lymphocyt จะตายลงทั้งที่ยังไม่ได้เข้าสู่ระยะ Mitosis เลย เรียกว่า Interphase Death และ B-Lymphocyt จะมีความว่องไวต่อรังสีมากกว่า T-Lymphocyt

การกดภูมิเนื่องจากการฉายรังสีรักษาโรคมะเร็งสามารถเกิดขึ้นได้อย่างรุนแรง ถ้ามีการฉายรังสีก่อนที่ระบบภูมิคุ้มกันจะได้ทำการสัมผัสกับแอนติเจน ในทางกลับกันถ้ามีการฉายรังสีหลังจากที่ระบบภูมิคุ้มกันสัมผัสกับแอนติเจนแล้วจะสามารถช่วยเพิ่มการผลิตแอนติบอดี้ได้อย่างมีประสิทธิภาพมากขึ้น ความรู้ความเข้าใจเกี่ยวกับการกดภูมิคุ้มกันที่เกิดจากการได้รับรังสีชนิดทั้งร่างกายถูกนำมาใช้ในการปลูกถ่าย ไขกระดูก ซึ่งการปลูกถ่ายไขกระดูกจากญาติที่มีสายเลือดเดียวกันได้ประสบความสำเร็จเมื่อผู้ป่วยได้รับการฉายรังสีเข้าไปในปริมาณ 13.5 Gy ซึ่งการฉายรังสีที่เหมาะสมควรเป็นการฉายรังสีครั้งละน้อย ๆ แต่ทำการฉายรังสีหลายครั้งเพื่อให้ร่างกายได้รับปริมาณรังสีจนครบ โดยการฉายรังสีแต่ละครั้งควรห่างกันประมาณ 24-72 ชั่วโมง แล้วจึงค่อยฉีดไขกระดุกเข้าไปในกระดูกอีกครั้งจะช่วยเพิ่มกระบวนการ repopulation ของต่อมไทมัธที่บริเวณม้าม ส่งผลให้ไขกระดูกที่สร้างขึ้นมาใหม่นั้นมีโอกาสที่จะรอดชีวิตสูงมากขึ้น

1.การฉายรังสีทั้งตัว

1.1การฉายรังสีทั้งตัวโดยแบ่งการฉายรังสีออกเป็นหลายครั้งและทำการฉายปริมาณครั้งละน้อย

การฉายรังสีแบบทั้งตัวในช่วงที่มีปริมาณรังสีอยู่ในระดับ Sublethal ได้มีการนำมาใช้ในการรักษาโรคมะเร็งเม็ดเลือดขาว CML และ Low malignant lymphoma โดยมีการแบ่งการฉายรังสีออกเป็น 2-5 ครั้ง และปริมาณรังสีที่ใช้ในแต่ละครั้งอยู่ที่ 5-15 cGy นั่นคือเมื่อทำการฉายครบจะได้ปริมาณรังสีรวมอยู่ที่ 1.5-3 Gy เมื่อเปรียบเทียบกับการฉายรังสีเพียงครั้งเดียวด้วยปริมาณ 3.0 Gy พบว่าเกิดการกดการทำงานของ ไขกระดูก โดยผู้ป่วยประมาณร้อยละ 30 มีระดับเม็ดเลือดแดง เม็ดเลือดขาวและระดับของเกร็ดเลือดต่ำลงกว่าปกติ แต่กลับพบว่าปริมาณรังสีที่ต่างกันในการฉายแต่ละครั้งกลับไม่มีผลกระทบต่ออาการกดกระดูกที่เกิดขึ้นเลย ใช่ว่าการฉายรังสีทั้งตัวจะมีแต่ข้อเสียเพราะข้อดีของการฉายรังสีทั้งตัวคือ ในผู้ป่วยที่มีสภาวะ Gammaglobulin ต่ำกว่าปกติ เมื่อมีการฉายรังสีแบบทั้งตัวผลปรากฏว่าระดับของ Immunglobulin ที่ต่ำกว่าปกติกลับเพิ่มขึ้นมาอยู่ในสภาวะปกติ

การฉายรังสีทั้งตัวด้วยประมาณของรังสีและการ Regimen ที่มีการออกแบบมาใช้กันอย่างมากมายเพื่อช่วยในการทำลายไขกระดูกเก่าเพื่อรองรับไขกระดูกใหม่ที่จะนำมาปลูกถ่ายเข้าไป ( Preparative treatment ) เช่น การ Preparative Regimen ซึ่งเข้าไปกดการผลิตเม็ดเลือดของผู้ป่วยชนิดเฉียบพลัน ส่งผลให้ผู้ป่วยมีระดับ Neutrophill และปริมาณเกร็ดเลือดต่ำกว่าปกติชนิดที่รุนแรงมาก อาการดังกล่าวจะเกิดขึ้นและคงอยู่ประมาณ 2 สัปดาห์จนกว่าไขกระดูกที่ปลูกถ่ายเข้าไปใหม่จะเข้าไปควบคุมกระบวนการผลิตเม็ดเลือดของผู้รับการปลูกถ่ายได้อย่างสมบูรณ์ โดยที่เม็ดเลือดที่ผลิตขึ้นมาใหม่จะถูกผลิตมาจากไขกระดูกที่ปลูกถ่ายเข้าไปนั่นเอง บางครั้งก็มีข้อยกเว้นอยู่เช่นกัน ในกรณีที่ภายหลังจากที่ผู่ที่ได้รับการปลูกถ่ายไขกระดูกจากผู้ที่มี HLA ที่มีลักษณะเหมือนกัน เนื้อเยื่อ Stroma ที่ทำหน้าที่ในการค้ำจุนกระบวนการผลิตเม็ดเลือดของไขกระดูกจะยังหลงเหลือลักษณะของผู้รับการปลูกถ่ายไขกระดูกอยู่ สำหรับกรณีที่ผู้ให้ไขกระดูกในการปลูกถ่ายกับผู้รับไขกระดูกในการปลูกถ่ายมีหมู่เลือดที่ไม่เข้ากัน แอนติบอดี้จะจับตัวกันและตกตะกอนเซลล์ของเม็ดเลือด ( Isoagglutinin ) และจะอยู่ในสภาพนั้นนานนับเดือนหลังจากที่สิ้นสุดการปลูกถ่าย ไขกระดูก แล้ว

นั่นแสดงให้เห็นว่า B-lymphocyte ของผู้ที่ได้รับการปลูกถ่ายไขกระดูกทนจนมีชีวิตรอดจากการฉายรังสีในระดับ Lethal Dose ซึ่งอาการดังกล่าวอาจจะเกิดขึ้นเพียงชั่วระยะเวลาสั้นหรือเกิดขึ้นเป็นเวลานานก็ได้ ส่วนในผู้ป่วยที่ได้รับการปลูกถ่ายไขกระดูกที่ผ่านการกำจัด T-Cell ออกไปจนหมดสิ้นแล้วจะพบว่ากระบวนการผลิตเม็ดเลือดที่ได้มาจากผู้รับการปลูกถ่ายและที่ได้มาจากการผลิตของไขกระดูกทั้งสองผสมกัน การที่ร่างกายของผู้รับการปลูกถ่ายไขกระดูกเกิดการปฏิเสธเนื้อเยื่อที่นำมาทำการปลูกถ่ายให้นั้นก็เกิดขึ้นให้เห็นอยู่บ่อยครั้งมาก ซึ่งผลกระทบที่เกิดขึ้นนอกจากจะเกิดเฉพาะ Preparative regimen แล้วยังมีผลกระทบจาก Microenviroment ที่มีต่อกระบวนการผลิตเม็ดเลือดจากเนื้อเยื่อไขกระดูกที่นำมาปลูกถ่ายเป็นส่วนสำคัญด้วยและจากการเก็บตัวอย่างของไขกระดูกในช่วงเวลาต่าง ๆ หลังจากาการปลูกถ่าย เซลล์เริ่มแรกที่เกิดขึ้นมีจำนวนที่น้อยกว่าจำนวนที่น่าเกิดขึ้นทั้งที่เซลล์เม็ดเลือดที่พบในเลือดกลับยังอยู่ในสภาวะปกติ ดังนั้นการฟื้นกลับมาของระบบภูมิคุ้มกันของผู้ที่ได้รับการปลูกถ่าย ไขกระดูก นั้นจะมีลักษณะคล้ายกับผู้ที่การรักษาด้วยการปลูกถ่ายแบบ Autologous หรือแบบ Allogeneic ซึ่งจะกลับมาสมบูรณ์แบบอีกครั้งภายใน 1-2 ปีหลังจากได้รับการปลูกถ่ายแต่ต้องไม่มีภาวะแทรกซ้อนใด ๆ เกิดขึ้นด้วย

2.การฉายรังสีแบบเฉพาะส่วน

จาการศึกษาของ Knospe เกี่ยวกับผลกระทบที่เกิดขึ้นจาการฉายรังสีต่อไขกระดูกพบว่าหลังจากทีทำการฉายรังสีที่มีปริมาณ 20-100 Gy เข้าสู่ไขกระดูก ในช่วง 24-48 ชั่วโมงแรกหลังจากที่ได้รับรังสี เส้นเลือดที่มีขนาดเล็กที่อยู่ภายในไขกระดูกสันหลังจะมีความเสียหายเกิดขึ้น และไขกระดูกส่วนนั้นจะฝ่อลงภายใน 4 วันส่วนการซ่อมแซมความเสียหายของเส้นเลือดขนาดเล็กของไขกระดูกที่เกิดขึ้นจะมีให้เห็นในวันที่ 4 โดยที่ไขกระดูกจะเริ่มการผลิตเซลล์เม็ดเลือดขึ้นมาใหม่อีกได้ภายใน 14 วัน และภายหลังจากที่ได้รับรังสี 1-3 เดือนจะพบว่าไขกระดูกจะเกิดการฝ่ออีกครั้งเป็นระยะที่ 2 พร้อมกับที่เส้นเลือดขนาดเล็กในไขกระดูกก็เกิดความเสียหายอีกครั้งด้วย ทั้งนี้เส้นเลือดที่มีขนาดเล็ดใน ไขกระดูก นี้จะสามารถผลิตขึ้นมาได้ใหม่อีกครั้ง และกรบวนการผลิตเม็ดเลือดจะกดขึ้นภาย 6-12 เดนอหลังจากที่ได้ทำการฉายรังสีในประมีที่ไม่เกิน 40 Gy แต่ถ้าหากได้รับการฉายรังสีในปริมารที่มากกว่า 60 Gy จะส่งผลให้เกิด สภาวะ Fibrosis ได้มากครั้งขึ้น จาการศึกษาพบว่าการะบวนการผลิตเม็ดเลือดที่อยู่ในส่วนที่ได้รับการฉายรังสีเพียงครั้งเดียวในปริมาณของรังสีที่มากกว่า 50 Gy จะมีมีความสามารถในการฟื้นฟูซ่อมแซมตัวเองจากความเสียหายที่เกิดขึ้นได้ แต่ถ้ามีการแบ่งการฉายรังสีออกเป็นหลายครั้งความสามารถในการฟื้นฟูซ่อมแซมตัวเอจะมีมากว่า และปริมาณที่สามารถให้กับร่างกายจะมีปริมารที่สูงถึง 60 Gy เลยทีเดียว ซึ่งผลที่ว่านี้จะเกิดกับเซลล์เกือบทุกชนิดยกเว้นเซลล์ที่อยู่ในกลุ่ม Megakaryocyte

การเกิดขึ้นของสภาวะ ไขกระดูก ฝ่อชนิดถาวรได้มีการถูกเขียนรายงานไว้โดย Sykes และคณะ พบว่าในผู้ป่วยมะเร็งเต้านมและ Slanina กับคณะ ที่ทำการศึกษาในผู้ป่วย Hodgkin’s Disease ที่ได้รับการรักษาด้วยการฉายรังสีในปริมาณความเข้มข้นที่มากว่า 30 Gy ซึ่งทั้งสองคณะได้ทำการศึกษาจากการดูดไขกระดูที่มาจากกระดูก Sternum และทำการศึกษาแบบย้อนกลับพบว่าผู้ป่วย Hodgkin’s Disease ที่ได้รังการฉายรังสีเข้าสู่ต่อมน้ำเหลืองที่มีอยู่ในร่างกายทั้งหมด พบว่าไขกระดูกส่วนใหญ่ของผู้ป่วยมีการเจริญกลับมาโดยที่จะเริ่มต้นตั้งแต่ 6 เดือนจนกระทั้งถึง 5 ปี
ปริมาตรของไขกระดูกที่ได้รับการฉายรังสีเข้าไปแล้วนั้นเป็นอึกปัจจัยที่เป็นตัวกำหนดอนาคตในการเจริญเติบโของไขกระดูกในส่วนที่ได้รับการฉายรังสี โดย Sacks และคณะได้ใช้ Bone Scan เพื่อทำการเปรียบเทียบการเจริญเติบโตที่เกิดขึ้นใหม่ของกระดูกที่ผู้ป่วยที่รักษาด้วยการฉายรังสีแบบเฉพาะที่กับผู้ป่วยที่รับการฉายรังสีแก่ต่อน้ำเหลืองที่บริเวณเหนือกระบังลม พบว่าผู้ป่วยที่ได้รับการรักษาด้วยการฉายรังสีแบบ Mantle Field ไขกระดูกมีการกลับมาเจริญเติบโตใหม่ได้เกิดขึ้นน้อยมาก แต่กลับพบว่าผู้ป่วยที่ไดรับการฉายรังสีแบบ Involved Field ไขกระดูกกลับมีการเจริญเติบโตขึ้นมาใหม่ได้มากกว่า โดยเฉพาะในผู้ป่วยที่มีอายุน้อยน้อยและผู้ป่วยที่เป็นเพศชายจะช่วยให้มีการกลับมาเจริญเติบโตใหม่ได้มากกว่าผู้ที่มีอายุมากและผู้ป่วยที่มีเพศหญิง

การกระตุ้นให้มีการผลิตเม็ดเลือดเพื่อชดเชยความเสียหายของ ไขกระดูก ที่เกิดจากรังสีจะไม่มีทางเกิดขึ้นได้ถ้าการฉายรังสีไม่ครอบคลุมพื้นที่มีความเสียหายน้อยกว่า 10-15% แต่จะเกิดขึ้นได้เมื่อมีการฉายรงสีครอบคลุมพื้นที่มากกว่า 25-50 % การกระตุ้นการผลิตเม็ดเลือดจะไขกระดูกที่ไม่ได้รับการฉายรังสีจะยังคงอยู่นานเป็นเวลาหลายปี ไขกระดูกที่ได้รับการฉายรังสีจะมีมีความสามารถในการกลับมาเจริญเติบโตใหม่ได้อีกหากว่ามารได้รับปริมาณรังสีมากกว่า 30-40 Gy และการฉายรังสีแบบ Total Nodal Irrdiation ยาวนานประมาณ 50-75% ของประมาณไขกระดูกที่ได้รับรังสี ส่งผลให้ร่างการเกิดกลไกได้ 3 แบบด้วยกันในการชดเชยเซลล์ที่เกิดความเสียหายจากการได้รัวรังสีดังนี้

1.กระบวนการแบ่งตัวเพื่อสร้างเซลล์ในส่วนของไขกระดูกที่ไม่ได้รับรังสีจะมีอัตราส่วนที่เพิ่มสูงขึ้น

2.กระบวนการสร้างเม็ดเลือดจะเกิดขึ้นในส่วนกลางของกระดูกต้นขาในช่วงปีแรกหลังจากที่ไดรับรังสีและกระบวนการนี้จะหยุดลงหลังจากผ่านไป 5 ปี

3.กระบวนการกลับมาเจริญเติบโตใหม่ในส่วนของพื้นที่ที่ได้รับรังสี โดยกระบวนการดังกล่าวจะเริ่มต้นขึ้นหลังจากได้รับรังสีแล้ว 1ปี และจะมีอัตราเพิ่มขึ้นอย่างช้า ๆแบบค่อยเป็นค่อยไปภายใน 5 ปี

นอกจากนั้นกลไกอื่น ๆ สำหรับการลับมาเจริญเติบโตใหม่ของกระบวนการผลิตเม็ดเลือด คือ การเคลื่อนย้ายของเซลล์ต้นกำเนิดจากม้ามที่ได้รับการป้องกันไปทำการผลิตเซลล์เม็ดเลือดใหม่ในบริเวณที่ได้รับรังสี ซึ่งการเคลื่อนไหวดังกล่าวนี้จะเกิดขึ้นอย่างรวดเร็วหลังจากที่มีการได้รับรังสี

อย่างไรก็ตามจำนวนของเซลล์เม็ดเลือดที่อยู่ในเลือดก็ไม่ใช่ตัวที่ดีเสมอดไปในการบ่งบอกถึงความเสียหายต่อ ไขกระดูก โดยที่ Nothdurft และคณะได้พบว่าการฉายรังสีแก่ร่างกายเพียงบางส่วนในช่วงระยะเวลาที่ยาวนานกลับไม่พบความผิดปกติของ Neutrophil ในเลือดต่ำ และยังพบว่าผู้ป่วย Malignant Lymphoma บางคนที่ได้รับรังสีมีระดับเซลล์ต้นกำเนิดเม็ดเลือดที่น้อยกว่าปกติทั้งปริมาณ Granulocyte ปกติแต่มีความแปรผันโดยตรงกับความเข้มข้นของเซลล์ต้นกำเนิดเม็ดเลือดเป็นอย่างมาก

ความเป็นพิษต่อเซลล์จากการใช้ยาเคมีบำบัดที่ร่างกายได้รับมาก่อนที่จะการฉายรังสี จะส่งผลให้กระบวนการผลิตเม็ดเลือดมีระดับความทนทานต่อรังสีมากขึ้น โดยยาบางชนิดที่ใช้ในการรักษาเมื่อได้รับในปริมาณที่มากจะส่งผกระทบอย่างชัดเจนต่อสเต็มเซลล์ ( Pluripotent Heamopoietic Stem Cell ) และลดความทนต่อรังสีของกระบวนการผลิตเม็ดเลือดเป็นเวลานาน และทราบกันเป็นอย่างดีว่าการรังสีแก่ม้ามให้กับผู้ป่วยที่เป็นมะเร็งเม็ดเลือดขาวแบบ CML ที่เคยได้รับการรักษาโดยการให้ยาเคมีบำบัด Busulphan มาก่อนนั้น จะส่งผลให้เกิดการกดไขกระดูกที่รุนแรงมาก ที่เป็นเช่นนั้นก็เพราะว่ายากลุ่มนี้สามารถออกฤทธิ์ต่อเซลล์ที่อยู่ในระยะพักจึงเข้าไปทำลาย Pluripotent Stem Cell ที่เกิดขึ้นมาใหม่และยังเจริญเติบโตไม่สมบูรณ์ ส่วนการกดการทำงานของไขกระดูกชนิดอื่นจะเกิดจากการเข้าไปยับยั้งการแบ่งเซลล์ของเซลล์ที่ใกล้จะสมบูรณ์แล้ว ดังนั้นจึงส่งผลให้เกิดผลกระทบสั้นกว่า โดยเฉพาะยา 5-Fluorouracil จะเข้าไปช่วยเพิ่มความว่องไวต่อรังสีของเซลล์ต้นกำเนิดในกระบวนการผลิตเม็ดเลือด ดังนั้นในการนำยาเคมีบำบัดมาใช้ต้องคำนึกถึงทั้งเรื่องเวลาและปริมาณที่ให้มาประกอบในการเลือกและวางแผนการรักษาด้วย

สำหรับผลกระทบในระยะยาวที่เกิดจากการฉายรังสีต่อระบบภูมิคุ้มกันของร่างกายนั้นเป็นเรื่องที่ต้องให้ความสำคัญเป็นอย่างยิ่ง เพราะว่าการเข้าไปยับยั้งการทำงานของระบบภูมิคุ้มกันอาจจะส่งผลต่อการฉายรังสีด้วยให้ได้ประโยชน์น้อยลงได้ ซึ่งความเสื่อมของระบบภูมิคุ้มกันจะแย่ลงมากน้อยแค่ไหนขึ้นอยู่กับว่า ไขกระดูก ได้รับปริมาณรังสีมากน้อยเท่าใดนั่นเอง ซึ่งความสามารถในการทำงานของ Lymphocyte ที่ต่ำลงเกิดขึ้นจากการที่ Plostaglandins ชนิดต่าง ๆ ที่ Monocyte ทำการผลิตขึ้นมา โดยที่ T-lym-Phocyte จะมีค่าต่ำกว่าปกตินานถึง 10 ปีเลยทีเดียว จึงสรุปได้ว่า ปริมาณของเนื้อเยื่อน้ำเหลืองและหรือปริมาณไขกระดูกที่ได้รับรังสีนั้นเป็นปัจจัยสำคัญที่จะเป็นตัวกำหนดว่าจะมีการเข้าไปยับยั้งการทำงานของระบบภูมิคุ้มกันได้มากน้อยแค่ไหน

ต่อมไทมัสในเด็กทารกเป็นอวัยวะที่มีความว่องไวต่อรังสีมากที่สุด ซึ่งวัดได้จากการสูญเสียของ Lymphocyte ที่มีอยู่ในต่อไทมัสนั่นเอง แต่เนื้อเยื่อ Stroma และ Epithelium ของต่อมไทมัสกลับมีความว่องไวที่น้อยกว่ามาก ในอดีตมีการรักษาเด็กทารกที่มีอาการต่อมไทมัสมีขนาดที่ใหญ่ผิดปกติโดยการฉายรังสีด้วย ซึ่งจากผลการรักษาดังกล่าวพบว่ามีโอกาสที่จะเกิดมะเร็งเม็ดเลือดขาวและมะเร็งต่อมไทมัสเพิ่มมากขึ้นอย่างน่าตกใจ โดยเฉพาะมะเร็งเม็ดเลือดขาวชนิด AML ที่เป็นผลกระทบแบบเรื้อรังที่เกิดขึ้นจากการฉายรังสี

การป้องกันและรักษาอาการเจ็บป่วยที่เกิดขึ้นกับไขกระดูก

การเกิดสภาวะ Pancytopenia ชนิดรุนแรง เกิดขึ้นเพราะว่าภูมิคุ้มกันถูกกดการทำงานจากการได้รับการฉายรังสี อาจจะคงอยู่เป็นระยะเวลานานหลายสัปดาห์ และผู้ป่วยอาจจะอยู่ในสภาวะที่เป็นอันตรายจากการติดเชื้อและการมีเลือดออกอย่างรุนแรงได้ ดังนั้นในการรักษาด้วยรังสีจึงควรปรับปริมาณของรังสีให้เหมาะสม เพื่อป้องกันภาวะภูมิคุ้มกันถูกกดอย่างรุนแรง โดยเฉพาะในผู้ป่วยที่มีอายุสูงและผู้ป่วยที่เคยได้รับการรักษาด้วยเคมีบำบัดชนิด Pluripotent  Stem Cell มาก่อนควรได้รับการดูแลเป็นพิเศษ และควรทำการแยกห้องในการรักษาเพื่อป้องกันการติดเชื้อของผู้ป่วยที่อาจจะเกิดจากการติดเชื้อจากผู้ป่วยรายอื่น ๆ ควรได้รับการที่สามารถยับยั้งการเจริญเติบโตของเชื้อราและยาปฎิชีวินะเพื่อป้องกันการติดเชื้อไว้เบื้องต้นก่อน และควรให้เลือดที่มาจากผู้บริจาครายเดิมกับผู้ป่วยในการช่วยเพิ่มปริมาณเกร็ดเลือดเพื่อป้องกันความเสี่ยงในด้านภูมิคุ้มกันและการติดเชื้อที่อาจจะเกิดขึ้นได้ และเซลล์เม็ดเลือดแดงที่ผ่านการเอาพลาสมาออกไปแล้วก็ควรกรองเพื่อกำจัดเอาเซลล์เม็ดเลือดขาวออกไป และการใช้ GM-CSF และ G-CSF ในรูปของRecombinant From ของผู้ที่มีอาการข้างเคียงเกิดขึ้นจากรังสีต่อ ไขกระดูก จะช่วยเพิ่มปริมาณของ Granulocyte ที่มีอยู่ในเลือดให้มีปริมาณเพิ่มมากขึ้นและยังสามารถช่วยป้องกันการติดเชื้อของผู้ป่วยได้เป็นอย่างดีอีกด้วย

อ่านบทความที่เกี่ยวข้องเพิ่มเติมตามลิ้งค์ด้านล่าง

เอกสารอ้างอิง

ศาสตราจารย์เกียรติคุณ แพทย์หญิงพวงทอง ไกรพิบูลย์. รู้ก่อนเข้าใจการตรวจรักษามะเร็ง. กรุงเทพฯ: ซีเอ็ดยูเคชั่น, 2557.

พยาบาลสาร คณะพยาบาลศาสตร์ มหาวิทยาลัยเชียงใหม่. “การดูแลผู้ป่วยมะเร็งกระเพาะปัสสาวะหลังผ่าตัดเปลี่ยนช่องทางขับถ่ายปัสสาวะ”. (พัชรินทร์ ไชยสุรินทร์). [ออนไลน์]. เข้าถึงได้จาก : www.tci-thaijo.org. [05 พ.ค. 2017].

www.cancer.ca/en/cancer-information/diagnosis-and-treatment/radiation-therapy/side-effects-of-radiation-therapy.

“Radiation therapy- what GPs need to know” on patient.co.uk http://patient.info/doctor/radiotherapy

Maverakis E, Cornelius LA, Bowen GM, Phan T, Patel FB, Fitzmaurice S, He Y, Burrall B, Duong C, Kloxin AM, Sultani H, Wilken R, Martinez SR, Patel F (2015). “Metastatic melanoma – a review of current and future treatment options”. Acta Derm Venereol. 95 (5): 516–524. doi:10.2340/00015555-2035. PMID 25520039.

Camphausen KA, Lawrence RC. “Principles of Radiation Therapy” in Pazdur R, Wagman LD, Camphausen KA, Hoskins WJ (Eds) Cancer Management: A Multidisciplinary Approach. 11 ed. 2008.