Lược sử ung thư: Cách con người biết, hiểu và sự phát triển của các phương pháp chẩn đoán, điều trị

Ung thư là gì? Ung thư diễn ra khi các tế bào trong bộ phận của cơ thể bắt đầu phát triển ngoài tầm kiểm soát. Ung thư đã xuất hiện từ xa xưa và xuất hiện trong suốt chiều dọc lịch sử của con người. Cùng với sự tiến bộ trong nhiều lĩnh vực, các nhà khoa học mới đạt được nhiều thành tựu trong tầm soát, chẩn đoán và điều trị bệnh ung thư như ngày nay.

Con người và các loài động vật khác đã bị ung thư từ khi lịch sử bắt đầu được ghi lại. Vì vậy, không có gì ngạc nhiên khi từ buổi bình minh của lịch sử, người ta đã viết về bệnh ung thư. Một số bằng chứng sớm nhất về bệnh ung thư được tìm thấy trong số các khối u xương hóa thạch, xác ướp người ở Ai Cập cổ đại và các bản thảo cổ. Sự phát triển gợi ý ung thư xương được gọi là u xương đã được nhìn thấy ở trên xác ướp. Sự phá hủy xương sọ như trong ung thư đầu và cổ cũng đã được tìm thấy.

Mô tả lâu đời nhất về bệnh ung thư (mặc dù từ “ung thư” không được sử dụng) được phát hiện ở Ai Cập với niên đại khoảng 3000 năm trước Công nguyên. Nó được gọi là Edwin Smith Papyrus và là bản sao của một phần sách giáo khoa Ai Cập cổ đại về phẫu thuật chấn thương. Cuốn sách này mô tả 8 trường hợp khối u hoặc vết loét của vú đã được loại bỏ bằng phương pháp cauterization với một công cụ gọi là máy khoan lửa. Văn bản viết về căn bệnh này là "Không có cách điều trị."

Nguồn gốc của từ ung thư được cho là do bác sĩ người Hy Lạp, tên là Hippocrates (460-370 trước Công nguyên), người được coi là “Cha đẻ của Y học”. Hippocrates đã sử dụng thuật ngữ carcinos và carcinom để mô tả các khối u hình thành và không loét. Trong tiếng Hy Lạp, những từ này đề cập đến một con cua, rất có thể xuất phát của hai từ này từ những hình ảnh lan rộng giống như ngón tay từ một căn bệnh ung thư có hình dạng giống con cua. Bác sĩ người La Mã, Celsus (28-50 TCN), sau này đã dịch thuật hai từ trên thành ung thư. Galen (130-200 SCN), một bác sĩ Hy Lạp khác, đã sử dụng từ oncos (tiếng Hy Lạp có nghĩa là sưng tấy) để mô tả các khối u. Mặc dù từ tương tự con cua của Hippocrates và Celsus vẫn được sử dụng để mô tả các khối u ác tính, thuật ngữ của Galen ngày nay được sử dụng như một phần tên gọi của các chuyên gia ung thư, như bác sĩ chuyên khoa ung thư (oncologists).

Trong thời kỳ Phục hưng, bắt đầu từ thế kỷ 15, các nhà khoa học đã phát triển sự hiểu biết sâu rộng hơn về cơ thể con người. Các nhà khoa học như Galileo và Newton bắt đầu sử dụng phương pháp khoa học, sau này được dùng để nghiên cứu bệnh tật. Khám nghiệm tử thi được thực hiện bởi Harvey (1628), dẫn đến sự hiểu biết về sự lưu thông của máu qua tim và cơ thể mà cho đến lúc đó vẫn còn là một bí ẩn.

Năm 1761, Giovanni Morgagni ở Padua là người đầu tiên làm một việc mà ngày nay đã trở thành thông lệ, ông đã khám nghiệm tử thi để tìm ra mối liên quan giữa bệnh lý của bệnh nhân với những phát hiện bệnh học sau khi chết. Điều này đã đặt nền tảng cho khoa học ung thư học, nghiên cứu về bệnh ung thư.

Bác sĩ phẫu thuật nổi tiếng người Scotland John Hunter (1728-1793) cho rằng một số bệnh ung thư có thể được chữa khỏi bằng phẫu thuật và mô tả cách bác sĩ phẫu thuật có thể quyết định phẫu thuật loại ung thư nào. Nếu khối u không xâm lấn vào mô lân cận và "có thể di chuyển được", ông nói, "Không có gì là không thích hợp trong việc loại bỏ khối u."

Một thế kỷ sau, sự phát triển của gây mê đã cho phép phẫu thuật phát triển mạnh mẽ và các phẫu thuật ung thư cổ điển như phẫu thuật cắt bỏ vú triệt để đã được phát triển.

Thế kỷ 19 chứng kiến sự ra đời của khoa học ung thư học với việc sử dụng kính hiển vi hiện đại để nghiên cứu các mô bị bệnh. Rudolf Virchow, thường được gọi là người sáng lập ra bệnh học tế bào (cellular pathology), đã cung cấp cơ sở khoa học cho nghiên cứu bệnh học hiện đại của bệnh ung thư. Morgagni chỉ mới liên kết các kết quả khám nghiệm tử thi được nhìn thấy bằng mắt thường kết hợp với diễn biến lâm sàng của bệnh tật, nhưng Virchow đã liên hệ giải phẫu bệnh vi thể (microscopic pathology).

Phương pháp này không chỉ cho phép hiểu rõ hơn về tổn thương mà ung thư đã gây ra, mà còn hỗ trợ sự phát triển cho phẫu thuật ung thư. Các mô cơ thể được bác sĩ phẫu thuật loại bỏ giờ đây đã có thể được kiểm tra và chẩn đoán chính xác. Bác sĩ giải phẫu bệnh cũng có thể cho bác sĩ phẫu thuật biết liệu người bệnh đã loại bỏ hoàn toàn khối ung thư hay chưa.

Sự phát triển trong kiến ​​thức của chúng ta về sinh học ung thư đã dẫn đến những tiến bộ vượt bậc trong việc phòng ngừa, phát hiện sớm và điều trị ung thư. Các nhà khoa học đã tìm hiểu nhiều hơn về bệnh ung thư trong 2 thập kỷ qua so với những gì đã được học trong tất cả các thế kỷ trước. Tuy nhiên, điều này không làm thay đổi sự thật rằng, tất cả kiến ​​thức khoa học đều dựa trên kiến ​​thức đã có được nhờ sự chăm chỉ và khám phá của những người đi trước và chúng ta biết rằng, vẫn còn nhiều điều phải học.

Nghiên cứu về ung thư đang phát triển trên nhiều mặt nên thật khó để chọn những mặt nào nổi bật nhất, nhưng dưới đây là một vài ví dụ:

• Nhiều liệu pháp nhắm đích (targeted therapies): Khi hiểu biết nhiều hơn về sinh học phân tử của bệnh ung thư, các nhà nghiên cứu sẽ có nhiều mục tiêu điều trị chính xác hơn cho các loại thuốc mới. Cùng với nhiều kháng thể đơn dòng hơn và các chất ức chế đường truyền tín hiệu nhỏ, các nhà nghiên cứu đang phát triển các lớp phân tử mới như oligodeoxynucleotide antisense và RNA can thiệp nhỏ (siRNA). Nghiên cứu đang được thực hiện để phát triển các loại thuốc nhắm mục tiêu nhằm vào các protein được tạo ra bởi các đột biến gen cụ thể trong tế bào ung thư.
• Liệu pháp miễn dịch (Immunotherapy): Liệu pháp này nhắm vào các chốt kiểm soát miễn dịch cụ thể đang được phát triển để giúp hệ thống miễn dịch của cơ thể tiêu diệt tế bào ung thư tốt hơn.
• Thông tin thêm về di truyền ung thư: Các nhà nghiên cứu đang tìm kiếm các đột biến gen khiến một số bệnh nhân đáp ứng tốt hơn với một số loại thuốc nhất định.
• Công nghệ nano: Công nghệ mới sản xuất vật liệu hình thành các hạt cực nhỏ giúp cho các kỹ thuật chẩn đoán hình ảnh có thể hiển thị chính xác hơn vị trí của các khối u. Kỹ thuật này cũng hỗ trợ phát triển các biện pháp cung cấp thuốc mới, đặc biệt và hiệu quả hơn cho các tế bào ung thư.
• Phẫu thuật bằng robot: Thuật ngữ này dùng để chỉ thao tác điều khiển các dụng cụ phẫu thuật từ xa bằng cánh tay robot và các thiết bị khác do bác sĩ phẫu thuật điều khiển. Hệ thống robot đã được sử dụng cho một số loại phẫu thuật ung thư; phẫu thuật cắt tuyến tiền liệt là một trong những ứng dụng phổ biến nhất trong phẫu thuật ung thư. Khi công nghệ máy tính và cơ học được cải tiến, một số nhà nghiên cứu hy vọng các hệ thống trong tương lai sẽ có thể loại bỏ khối u hoàn toàn hơn và ít tổn thương cho cơ thể hơn khi bác sĩ thực hiện phẫu thuật trực tiếp.
• Định hình biểu hiện (Expression profiling) và hệ proteins (proteomics): Định hình biểu hiện cho phép các nhà khoa học xác định đầu ra tương đối của hàng trăm hoặc thậm chí hàng nghìn phân tử (bao gồm các protein được tạo ra bởi ARN, ADN hoặc thậm chí một tế bào hoặc mô) cùng một lúc. Biết được những loại protein nào có trong tế bào có thể cho các nhà khoa học hiểu hơn rất nhiều về hoạt động của tế bào. Trong bệnh ung thư, nó có thể giúp phân biệt ung thư mạnh hơn với ung thư ít hung hăng hơn và thường có thể giúp dự đoán loại thuốc mà khối u có khả năng đáp ứng.
• Phương pháp hệ proteins (Proteomic methods) cũng đang được thử nghiệm để tầm soát ung thư. Đối với hầu hết các loại ung thư, việc đo lượng protein trong máu không phù hợp cho việc phát hiện ung thư sớm. Nhưng các nhà nghiên cứu hy vọng rằng việc so sánh số lượng tương đối của nhiều loại protein có thể hữu ích hơn và việc tìm kiếm một lượng lớn các loại protein nhất định và ít protein khác có thể cung cấp thông tin chính xác, hữu ích về phác đồ điều trị ung thư và kết quả điều trị. Protein (và các loại phân tử khác) thậm chí còn được tìm thấy trong hơi thở thở ra, hiện nay các nhà khoa học đang nghiên cứu cách để tìm xem liệu có thể cho thấy các dấu hiệu ban đầu của ung thư phổi hay không thông qua protein. Đây là một lĩnh vực nghiên cứu thú vị và đã đạt được những những kết quả ban đầu trong các nghiên cứu về ung thư phổi và đại trực tràng đầy hứa hẹn.

Nguyên nhân gây ung thư do vi rút và hóa học

Năm 1915, Katsusaburo Yamagiwa và Koichi Ichikawa tại Đại học Tokyo, lần đầu tiên gây ra bệnh ung thư ở động vật thí nghiệm bằng cách bôi nhựa than lên da thỏ. Hơn 150 năm trước, bác sĩ lâm sàng John Hill ở London công nhận thuốc lá là nguyên nhân gây ung thư, thì nhiều năm sau, các nhà khoa học đã “phát hiện lại” thuốc lá là nguồn gây ung thư hóa học có sức hủy diệt lớn nhất mà con người biết đến.

Ngày nay chúng ta nhận ra và tránh nhiều chất gây ung thư: than đá và các dẫn xuất của chúng (như benzen), một số hydrocacbon, anilin (một chất được sử dụng để làm thuốc nhuộm), amiăng và nhiều chất khác. Bức xạ ion hóa từ nhiều nguồn khác nhau, bao gồm cả mặt trời, cũng được biết là nguyên nhân gây ung thư. Để đảm bảo an toàn cho cộng đồng, chính phủ đã đặt ra các tiêu chuẩn an toàn cho nhiều chất như benzen, amiăng, hydrocacbon trong không khí, asen trong nước uống và bức xạ.

Vào năm 1911, Peyton Rous, tại Viện Rockefeller ở New York, đã mô tả một loại ung thư (sarcoma) ở gà có nguyên nhân mà sau này được gọi là virus Rous sarcoma. Ông đã được trao giải Nobel cho công trình này vào năm 1968. Một số loại virus hiện nay có liên quan đến bệnh ung thư ở người, ví dụ:

• Nhiễm vi rút viêm gan B hoặc C trong thời gian dài có thể dẫn đến ung thư gan.
• Một trong những loại virus herpes là virus Epstein-Barr, gây ra bệnh tăng bạch cầu đơn nhân nhiễm khuẩn (infectious mononucleosis) và có liên quan đến các u lympho không Hodgkin và ung thư vòm họng.
• Những người bị nhiễm virus gây suy giảm miễn dịch ở người (HIV) có nguy cơ phát triển một số bệnh ung thư cao, đặc biệt là sarcoma Kaposi và u lympho không Hodgkin.
• Siêu vi papilon ở người (Human papillomavirus – HPV) có liên quan đến nhiều bệnh ung thư, đặc biệt là ung thư cổ tử cung, âm hộ, âm đạo, hậu môn và dương vật. Một số bệnh ung thư đầu và cổ (chủ yếu là lưỡi và amidan) cũng có liên quan đến các loại HPV nguy cơ cao. Ngày nay đã có vắc-xin giúp ngăn ngừa nhiễm trùng HPV.

Tính đến năm 2014, Cơ quan Nghiên cứu Ung thư Quốc tế (IARC) của Tổ chức Y tế Thế giới đã xác định được hơn 100 chất gây ung thư hóa học, vật lý và sinh học. Nhiều nguyên nhân trong số này đã được công nhận từ rất lâu trước khi các nhà khoa học hiểu nhiều về cách phát triển của ung thư. Ngày nay, các nghiên cứu đang khám phá ra các chất gây ung thư mới, giải thích cách chúng gây ra ung thư và cung cấp cái nhìn sâu sắc về các cách ngăn ngừa ung thư.

Vào giữa thế kỷ 20, các nhà khoa học đã có những công cụ cần thiết để giải quyết một số vấn đề phức tạp của hóa học và sinh học mà trước kia vẫn chưa được giải quyết. James Watson và Francis Crick là hai người nhận giải Nobel năm 1962 cho công trình nghiên cứu khám phá ra cấu trúc hóa học chính xác của ADN, đây là vật chất cơ bản trong gen.

ADN được coi là cơ sở của mã di truyền đưa ra mệnh lệnh cho tất cả các tế bào. Sau khi học cách dịch mã này, các nhà khoa học đã có thể hiểu được cách thức hoạt động của các gen và cách chúng có thể bị phá hủy do đột biến (thay đổi hoặc sai sót trong gen). Những kỹ thuật hóa học và sinh học hiện đại này đã trả lời nhiều câu hỏi phức tạp về bệnh ung thư.

Các nhà khoa học đã biết rằng ung thư có thể do hóa chất, phóng xạ và vi rút gây ra, và đôi khi ung thư là do yếu tố di truyền trong các gia đình. Nhưng khi hiểu biết về ADN và gen ngày càng tăng, họ biết được rằng chính sự phá hủy ADN do các chất hóa học và bức xạ hoặc sự ra đời của các chuỗi ADN mới do virus dẫn đến sự phát triển của ung thư. Từ đó, có thể xác định chính xác vị trí tổn thương trên một gen cụ thể.

Các nhà khoa học phát hiện ra rằng đôi khi những gen khiếm khuyết được di truyền và đôi khi những gen di truyền này bị lỗi ở những điểm mà một số hóa chất nhất định cũng có xu hướng gây ra tổn thương. Nói cách khác, hầu hết những thứ gây ra ung thư (chất gây ung thư) đều gây ra tổn thương di truyền (đột biến) trông rất giống những đột biến di truyền và có thể dẫn đến cùng một loại ung thư nếu có nhiều đột biến hơn.

Bất kể đột biến đầu tiên bắt đầu theo cách nào (bẩm sinh hay tự phát), các tế bào phát triển từ các tế bào bị đột biến dẫn đến các nhóm tế bào bất thường (được gọi là nhân bản, hoặc bản sao của tế bào bất thường). Các dòng nhân bản đột biến phát triển thành các dòng nhân bản ác tính hơn theo thời gian, và bệnh ung thư càng tiến triển do ngày càng nhiều tổn thương di truyền và đột biến. Sự khác biệt lớn giữa các mô bình thường và ung thư là các tế bào bình thường có ADN bị hư hỏng sẽ chết, trong khi các tế bào ung thư có ADN bị hư hỏng thì không. Việc phát hiện ra sự khác biệt quan trọng này đã giải đáp nhiều câu hỏi đã khiến các nhà khoa học đau đầu trong nhiều năm.

Trong những năm 1970, các nhà khoa học đã phát hiện ra 2 họ gen đặc biệt quan trọng liên quan đến ung thư: gen sinh ung thư (oncogenes) và gen ức chế ung thư (tumor suppressor genes).

• Các gen sinh ung thư: Đây là những gen này khiến các tế bào phát triển mất kiểm soát và trở thành tế bào ung thư. Chúng được hình thành do những thay đổi hoặc đột biến của một số gen bình thường trong tế bào được gọi là proto-oncogenes. Proto-oncogenes là những gen thường kiểm soát tần suất phân chia của tế bào và mức độ biệt hóa của tế bào.
• Các gen ức chế ung thư: Đây là các gen bình thường làm chậm quá trình phân chia tế bào, sửa chữa các ADN lỗi và cho tế bào biết khi nào sẽ chết. Khi các gen ức chế ung thư không hoạt động bình thường, các tế bào có thể phát triển ngoài tầm kiểm soát, dẫn đến ung thư.

Dần dần các nhà khoa học đã xác định các gen sinh ung thư và gen ức chế ung thư bị phá hủy bởi hóa chất hoặc bức xạ và những gen này khi di truyền có thể dẫn đến ung thư. Ví dụ, những năm 1990 phát hiện ra 2 gen gây ra một số bệnh ung thư vú, BRCA1 và BRCA2, đây là một bước tiến lớn vì những gen này có thể được sử dụng để xác định những người có nguy cơ phát triển ung thư vú cao.

Các gen khác đã được phát hiện có liên quan đến các bệnh ung thư di truyền trong gia đình, chẳng hạn như ung thư ruột kết, trực tràng, thận, buồng trứng, tuyến giáp, tuyến tụy và u hắc tố da. Ung thư gia đình gần như không phổ biến bằng ung thư tự phát (ung thư do tổn thương ADN diễn ra trong suốt cuộc đời của một người). Ung thư có liên quan đến di truyền chiếm ít hơn 15% trong số tất cả các bệnh ung thư. Tuy nhiên, điều quan trọng là phải hiểu những bệnh ung thư này vì khi nghiên cứu di truyền học tiếp tục phát triển, các nhà khoa học có thể xác định được chính xác người nào có nguy cơ mắc bệnh cao.

Một khi các nhà nghiên cứu nhận ra tầm quan trọng của những thay đổi di truyền cụ thể trong bệnh ung thư, họ sớm bắt tay vào phát triển các liệu pháp nhắm mục tiêu (thuốc hoặc chất can thiệp vào các phân tử cụ thể) để khắc phục ảnh hưởng của những thay đổi này trong các gen ức chế khối u và sinh ung thư.

Nguồn tham khảo: cancer.org

XEM THÊM:

• Các phương pháp phẫu thuật ung thư
• Liệu pháp nhắm trúng đích có thể điều trị loại ung thư nào?
• Hướng dẫn đọc kết quả trong xét nghiệm di truyền ung thư