نور درمانیِ سرطان - بلاگ پو

ترجمه: حمید وثیق زاده انصاری

تصور این که نور، سرطان را درمان کند خیال انگیز است، اما حقیقت این است که لیزر همراه با ترکیباتی حساس به نور، می تواند یاخته های سرطانی را نابود کند. اگر از خیابان وایت چاپل لندن به باغ کوچکی که پشت در ورودی مجلل بیمارستان لندن پنهان است بپیچید به مجسمه ملکه الکساندرا برخواهید خورد. حکاکی های پای آن مجسمه نخستین نمونه نوعی درمان را نشان می دهد که نور-شیمی درمانی نام دارد. در حدود صد و بیست سال پیش بود که پزشک دانمارکی، نیلز فینس، پی برد که می توان نور لامپ قوسی را برای درمان ضایعه سل پوستی - نوعی بیماری موسوم به لوپوس وولگاریس - به کار برد. این بیماری که با ورود مستقیم باسیل سل به پوست به وجود می آید، آن موقع در عرض های جغرافیایی شمالی به ویژه در ماه های زمستان که هوا تاریک تر بود شایع بود. کشف به عمل آمده به وسیله فینس باعث شد لوپوس وولگاریس عملاً از کشورهای اسکاندیناوی رخت بربندد. الکساندرا همسر دانمارکی شاهزاده انگلیسی که سپس به سلطنت رسید و ادوارد هفتم شد کشف هم وطن خود را به لندن برد و در اوایل قرن بیستم میلادی پزشکان را تشویق کرد که نور-شیمی درمانی را در بیمارستان لندن به کار گیرند، بیمارستانی که ریاست عالیه آن را خود به عهده داشت. درمان فینس چنان اساسی و پیروز بود که در 1903 یکی از نخستین جایزه های نوبل به او اهدا شد.

ممکن است به نظر عجیب بیاید که نور می تواند واقعاً بیماری ای را درمان کند. واقعاً هم مردم به سختی می توانستند بپذیرند که چنین درمان ساده ای کارآمد باشد. به همین خاطر هم درمان جالب و تازه سرطان که با استفاده از اثر درمانی نور-شیمی اِعمال می شود چندان نظر مردم را جلب ننموده است. نور در ترکیب با مواد معینی می تواند تومورها را به طور انتخابی نابود کند، یعنی به بافت عادی چندان آسیبی نرساند. این مواد را حساس نمایندگان به نور می نامند. این نوع درمان که نور درمانی یا نور درمانیِ پویا نام دارد در بیمارستان ها کاربرد جاری و روزمره ندارد ولی چندین هزار بیمار در سراسر دنیا از این طریق درمان شده اند. نمونه دیگرِ نور درمانی که مدتی طول کشید تا پذیرفته شود روشی بود که پنجاه سال پیش ریچارد کریمر و همکارانش در بیمارستان راچفورد انگلستان کشف کردند. آنان نشان دادند نور، یرقانِ نوزادان نارس را - که اگر با آن مقابله نشود ممکن است به مغز آسیب برساند - درمان می نماید. امروز این درمان عمومیت یافته است و در بخش های نوزادن در بیمارستان ها و زایشگاه ها می توان لامپ های آبی فلوئورسان را که بالای تخت نوزادان آویزان هستند مشاهده کرد.

انواع نور-شیمی درمانی، متکی بر واکنش های شیمیایی حاصل از نور هستند. درمان ممکن است مستقیم باشد چنان که در خصوص زردی نوزاد معمول است و نور، واکنشی را در ماده ای که در خود بدن ساخته می شود برمی انگیزد. این ماده، رنگ دانه زردی است موسوم به بیلی روبین که زردی رنگ مبتلایان به یرقان از آن است. بیلی روبین از متلاشی شدن هموگلوبین به دست می آید و برای یاخته های اعصاب سمی است، در مواد چرب حل می شود ولی در آب نامحلول است، پس نمی تواند از راه کبد دفع شود، معمولاً با واکنشی آنزیمی، قابل حل در آب می شود ولی ممکن است در کبد نوزاد نارس به اندازه کافی از آن آنزیم مناسب نباشد که آن را دفع کند. اما هنگامی که به نوزاد نور آبی تابانده شود، بیلی روبین در آب محلول می شود و بدین گونه دفع آن آسان می شود.

نور مرئی و فرابنفش هم در مواد خارجی که به بدن انسان یا حیوان تزریق شده باشند واکنش شیمیایی به بار می آورند. وقتی این مواد که همان حساس نمایندگان به نور هستند در معرض تابش قرار گیرند تبدیل به موادی می شوند که اثر زیستی ویژه ای دارند. در روشِ نور درمانیِ تومور، حساس نماینده به نور ماده ای فراوری می نماید که یاخته های زنده را نابود می سازد. از اوایل قرن بیستم میلادی، کارشناسان فیزیولوژی پی برده بودند که برخی از مواد رنگی مانند ائوزین، که رنگ جوهر قرمز از آن است، وقتی در معرض نور مرئی قرار گیرند به بافت زنده آسیب می رسانند و اگر تابش شدید باشد باعث مرگ بافت می شوند. این مواد که در تاریکی سمی نبودند در نور سمی می شدند. مؤثرترین این ترکیب ها گروهی از مولکول های حلقه ای تخت موسوم به پورفیرین ها هستند. (پورفیرین ها گروهی از مواد فوق العاده رنگی هستند و شیمی جالب و خاص خود را دارند. در شیمیِ موجودات زنده نقشی اساسی بازی می نمایند تا آن جا که رنگ د انه های زندگی نام گرفته اند. ماده اصلی یعنی پورفیرین، بلوری جامد و ارغوانی است. مولکول آن از چهار حلقه درست شده است که هر کدام چهار اتم کربن و یک اتم نیتروژن دارند و هر چهار حلقه دست به دست هم داده اند و حلقه بزرگی درست نموده اند. مولکول، تخت است و هفت دهم نانومتر مربع وسعت دارد. در وسطِ حلقه بزرگ سوراخی است که با چهار اتمِ نیتروژنِ حلقه های کوچک احاطه شده است و شعاع آن دو دهم نانومتر است. گشادی سوراخ برای جا دادن یون هر فلزی کافی است و خاصیت شیمیایی پورفیرین بسته به فلزی است که در مرکز جا می گیرد. این پورفیرین های فلزی در زیست شناسی اهمیت فراوان دارند. پورفیرین های آهن که هِم نامیده می شوند در هموگلوبین، میوگلوبین، و سیتوکروم ها وجود دارند. هِمِ مربوط به هموگلوبین که وظیفه اش حمل اکسیژن است پروتوهم نام دارد. یون مرکزی کلروفیل ها که در جذب و تبدیل انرژی نور به نیروی شیمیایی در یاخته های گیاهی اهمیت دارند (فتوسنتز) منگنز است. رنگ کلروفیل ها به جای ارغوانی سبز است نه به دلیل تغییر فلز، بلکه به دلیل تغییر ساختار حلقه بزرگ که دی هیدروپورفیرین (یا کلورین) است. فتالوسیانین ها رنگ آبی تند دارند و موادی طبیعی نیستند. در دهه 1930 کارکنان رنگ سازی اسکاتلند نخستین فتالوسیانین را تصادفاً ضمناً میناسازی کشف کردند که رنگ دانه های مصنوعی بسیار مفیدی هستند. یکی از معمولی ترین رنگ دانه های آبی، فتالوسیانین مس است. امروزه خاصیت های الکترونی آن ها هم جالب توجه شده است. با دادن جریان برق به آن ها تغییر رنگ می دهند و می توان از این خاصیت در صفحه های برقی-نوری بهره گرفت.)

در سال 1913 مَهِ یر بتز پزشک اتریشی که با هانس فیشر - شیمی دانِ نامی آلمانیِ آنالیز نماینده پورفیرین ها - کار نموده بود آزمایش مهم ولی خطرناکی را به انجام رساند. او دویست میلی گرم از ماده ای به نام هماتوپورفیرین را به خود تزریق کرد و سپس واکنش خود به نور مرئی را مشاهده کرد. تا چند هفته به نور بسیار حساس بود (ورم و سرخیِ قسمت هایی از بدن که در معرض نور بودند). به این ترتیب برای نخستین بار نشان داده شد که پورفیرین ها اثر پویای نوری را در انسان اعمال می نمایند.

سپس در 1942 (بحبوحه جنگ دنیای دوم) پژوهشگران آلمانی پی بردند که در پاره ای از شرایط، تومورها پس از تزریق پورفیرین ها، زیر نور لامپ، درخشان (فلوئورسان) می شوند. آنان احتمالاً به دلیل جنگ کار را دنبال نکردند. ولی در 1961 ریچارد لیپسون و ادوارد بالدس از بنیاد مایو در دانشگاه مینیاپولیس نشان دادند که تومورها به طور انتخابی فراورده پورفیرین را که آنان مشتق هماتوپورفیرین نامیدند جذب می نمایند. هنوز نمی دانیم چرا پورفیرین ها در تومورها انباشته می شوند، ولی از این راه می توان بافت توموری را در بستری از یاخته های سالم ردیابی کرد. وقتی به پورفیرین ها نور فرابنفش تابانده شود به رنگ سرخ تابان درمی آیند و می درخشند. لیپسون و بالدس پس از تجویز مشتق هماتوپورفیرین و گذشت زمان کافی برای پخش آن در بدن توانستند یاخته های توموری را ردیابی نمایند، زیرا در نور فرابنفش دارای تابش سرخ بودند.

ده سال دیگر لازم بود تا پژوهشگران دو مقوله را یکی نمایند: خاصیت نابودسازی نور به یاری پورفیرین ها و جای گزینی پورفیرین ها در بافت توموری. در 1972 ایوان دایاموند و همکارانش در کالیفرنیا نشان دادند که اگر یاخته های توموری تحت تابش مداوم قرار گیرند کشته می شوند. در 1975 موریس برنبوم و مایکل اسنل در بیمارستان سن ماری دانشکده پزشکی لندن و توماس دافرتی در ایالات متحده ثابت کردند که می توان مشتق هماتوپورفیرین را همراه با نور برای نابودی سرطان های جاهای مختلف بدن به کار برد. آن ها در 1976 نخستین آزمایش را در انسان عملی کردند.

در همان سال رایموند بانت و برنبوم پژوهش درباره نور درمانی را شروع کردند. در ابتدا در بریتانیا توجه چندانی به این موضوع نمی شد، ولی دافرتی در ایالات متحده توانسته بود نظرها را جلب کند. این بی توجهی رفته رفته از بین رفت و پژوهش در این زمینه در سراسر دنیا اوج گرفت. گروه های پژوهشی در استرالیا، ایالات متحده، ایتالیا، بریتانیا، چین، ژاپن، کانادا، و نروژ درباره نوردرمانیِ غده به تحقیق پرداختند. اما نور درمانی چگونه اثر می نماید؟ در یک روش این گونه عمل می شود: به حیوان یا فرد مبتلا به تومور اندازه معینی حساس نماینده به نور تزریق می شود و برای دست یابی به تأثیر حداکثر، اجازه داده می شود که زمان کافی بگذرد تا حساس نماینده به نور در بافت ها به خوبی پراکنده شود. سپس به تومور به اندازه مناسب نور تابانده می شود. ظرف چند ساعت تومور به شدت آسیب می بیند. البته اندازهی پورفیرین در بافت های سالم هم پخش خواهد شد، از این رو بیمار باید پس از دریافت نور درمانی، چند هفته در نور خفیف به سر برد تا بافت های سالم آسیب نبینند. منبع نور ممکن است لامپ معمولی تنگستن یا لامپ آرگون باشد. نور قرمز از همه بهتر است زیرا نسبت به نور آبی به عمق بیش تری نفوذ می نماید. لیزری که رنگ آن را بتوان تنظیم کرد منبع مطلوب نور است. برای این منظور می توان شعاع باریکی از طول موج معینی از لیزر را با تار نوری (فیبر اپتیکی) به عمق بدن فرستاد - روشی که درون بینی (آندوسکوپی) نام دارد - و بدین گونه به تومور در اعماق بدن دست یافت. بنابراین، این شیوه درمان منحصر به تومورهای سطحی نیست. پزشکان اکنون لیزرهای نیرومند را با اندوسکوپی برای بند آوردن خونروی زخم های معده و دوازدهه (اثنی عشر) به کار می برند. در این مورد، لیزر گرمای شدیدی ایجاد می نماید و بافت را می سوزاند. در این جا برای نور-شیمی درمانی و برای ایجاد واکنش مناسب، کم ترین اندازه گرما انتخاب شد.

البته دشواری هایی در کار وجود دارد. اگر تومور بزرگ باشد ممکن است درمان، همه بافت سرطانی را از بین نبرد. مثلاً در یک مورد، سرطان مثانه انسان زیر پوست موش پیوند شد و پس از تزریق حساس نماینده به تومور و تابش نور، بیش ترِ آن نابود شد ولی ناحیه کوچکی از یاخته های تومور جان به در بردند. البته می توان درمان را تکرار کرد اما این کار برای تومورهای بزرگ مناسب نیست چون نور نمی تواند به عمق کافی نفوذ کند. با وجود این حتی در این موارد هم ممکن است نور درمانی مؤثر باشد. نُرمن ویلیامز عقیده داشت که تومور بزرگ را باید با جراحی برداشت و سپس اگر آثاری از بافت بدخیم به جای مانده باشد با نور درمانی آن را از بین برد (نور درمانی همراه با عمل جراحی).

نابودسازی بافت توموری به یاری پورفیرین فرایند پیچیده ای دارد. هنگامی که پورفیرین به قالب یاخته های توموری می رود و انرژی نور را جذب می نماید مولکول تحریک شدهای تشکیل می دهد. این مولکول تحریک شده از لحاظ شیمیایی واکنش پذیر است و می تواند با هر یک از انواع مولکول های زیستی واکنش نشان دهد. لذا می توان انتظار داشت باعث آسیب انواع مولکول های زیستی و اجزای یاخته ای تومور شود و شواهد چنین امری اکنون دردست است. به نظر می رسد مهم ترین راهی که به این آسیب می انجامد مربوط به مولکول تحریک شده باشد که نیرو یا انرژی خود را به یک مولکول اکسیژن می دهد و اکسیژن به حالت تحریک شده ای موسوم به یک تایی درمی آید. سپس اکسیژن یک تایی که خیلی بیش تر از اکسیژن معمولی واکنش پذیر است به پاره ای از مواد چرب موجود در همه غشاهای یاخته ای (چربی های اشباع نشده، کلسترول) و زنجیره های واکنش پذیر جنبی پروتئین ها (مثلاً واحد اندول اسیدآمینه تریپتوفان) حمله می نماید. گمان می رود که چنین واکنش های شیمیایی ای باعث پاره شدن غشای یاخته و مرگ آن می شود. بدیهی است که علاقه بر این بود که ترکیب مطلوبی پیدا شود که به منزله حساس نماینده به نور به کار رود. در طی چند سال چند صد ترکیب تهیه و آزموده شد. بر پایه این پژوهش و پژوهش های دیگران دید روشنی درباره مشخصات مطلوب حساس نماینده به نور به دست آمد. معلوم شد که در درجه ی اول باید در تاریکی کاملاً بی زیان باشد. دوم این که مولکول تحریک شده ای که تشکیل می شود باید عمر و نیروی کافی برای تشکیل اکسیژن یک تایی داشته باشد.

مشخصه سوم پورفیرین، مربوط به خلوص آن است. معلوم شده است که مشتق هماتوپورفیرینی که پزشکان به کار می برند مخلوط درهمی است. این مشتق با افزودن اسید سولفوریک و اسید استیک به هماتوپورفیرین به دست می آید. این روش، مخلوطی مرکب از تقریباً ده جزء به دست می دهد و مشکل بتوان اثر درمانی چنین مخلوطی را ارزیابی کرد، زیرا ممکن است نسبت ترکیب ها متغیر باشد. پژوهشگران تلاش کردند حساس نماینده های تازه ای فراهم آورند که تنها یک ترکیب داشته باشند. خصوصیت مهم دیگر، جای گزینی فراورده است. مطلوب این است که ترکیب، به طور انتخابی اختصاصاً در تومورها تمرکز یابد، ولی در عمل باید به حدودی از تمرکز قناعت کرد. یاخته هایی که سوخت و ساز سریع دارند همواره اندازهی از حساس نماینده را خواهند ربود. این موضوع به ویژه برای کبد مصداق دارد که وظیفه اش برخورد و رفع کردن مولکول های بیگانه مانند حساس نماینده های به نور است. چون حساس نماینده تماماً در تومور جای گزین نمی شود ممکن است به سرعت از بدن خارج شود و فرد به نور حساس باقی نماند.

محلول بودن ترکیب هم مهم است. اگر حساس نماینده به نور چندان در آب حل شدنی نباشد به جریان خون راه نخواهد برد و به تومور هدف نخواهد رسید، و اگر بسیار حل شدنی باشد ممکن است پیش از آن که فرصت واکنش نور-شیمیایی به دست آید از بدن خارج شده باشد. خاتمه، حساس نماینده مطلوب باید نور قرمز را جذب کند که بهتر از نور آبی به بافت ها نفوذ می نماید. جان پریش از دانشگاه هاروارد نشان داد بین یک تا ده درصد نور قرمز از برشی از بافت انسان به ضخامت یک سانتیمتر عبور می نماید. این رقم برای نور آبی کم تر از یک هزارم درصد است. بنابراین اگر قرار باشد حساس نماینده به نور، نور قرمز را بهتر جذب کند امکان دارد کارکرد آن شدیدتر شود. شیمی دان ها تلاش می نمایند حساس نماینده هایی بسازند که نور قرمز را جذب نمایند، مثلاً می شود با جانشینی اتم ها یا گروه اتم ها در پورفیرین ترتیبی داد که نورهایی با طول موج بلندتر بهتر جذب شوند. در چند سال گذشته دو ترکیب ساخته شده است که گروه های هیدروکسی فنیل به آن ها افزوده شده است. هردو ترکیب در حساس کردن تومورها به نور بسیار خوب اند به ویژه برای تومورهای پوست و ماهیچه. جان مون در دانشگاه اسلو تعدادی حساس نماینده به نور را آزمون کرد و پی برد که ترکیب های گفته شده بهتر از انواع دیگر در تومور جای گزین می شوند. علاوه بر این اندازه حلالیت مولکول های آن ها در آب مناسب تر است.

ساختمان های مولکولی دیگری که نور قرمز را به شدت جذب می نمایند عبارتند از کلورین، فتالوسیانین، و نفتالوسیانین. گروه های پژوهشی مختلفی حساس نماینده هایی برپایه این مواد ساخته اند. ژاپنی ها ترکیبی موسوم به مونواسپارتیل کلورین به ثبت رساندند. دیوید دالفین در دانشگاه بریتیش کولومبیای کانادا در پیِ مولکول های دیگری همچون کلورین بود تا شاید حساس نماینده های بهتری بیابد. در یک گردهم آیی در لندن، حساس نماینده ای از دسته کلورین معرفی گردید که اگر از راه دهان به اندازه پنجاه میلی گرم به ازای هر کیلوگرم وزن بدن داده شود ظاهراً به خوبی در بدن پخش می شود. برنامه پژوهش در مرحله حساس خود، شیمی دان ها، زیست شیمی دان ها، دانشمندان پزشکی، و پزشکان را در سراسر دنیا به خود مشغول داشت. بیش ترِ ترکیب های آنالیز شده تازه هنوز در مراحل نخستین آزمون بودند ولی به نظر می رسید که این آنالیز ها خاتمه به فراوری جانشین فزونی برای مشتق هماتوپورفیرین بیانجامد. مهم این بود که این جانشین به زودی پیدا شود زیرا درغیر این صورت نوردرمانی تومور با حساس نماینده ای ناقص، راه به جایی نمی برد. تا همین جا هم ترکیب مشتق هماتوپورفیرین سهم خود را به خوبی ایفا نموده بود، ولی گرچه پزشکان باید تا مدتی به آزمون با این مشتق ادامه می دادند به نظر می آمد در خاتمه، ارزشِ عمده آن در قبولاندن نوردرمانیِ غده به منزله روشی امیدبخش باشد. البته بهتر است به جای درمان، از سرطان پیش گیری شود، ولی این روش، توانایی درمانیِ چشم گیری دارد. نور-شیمی درمانیِ تومور هنوز به بالین بیماران راه نیافته است ولی همه شواهد دلالت بر آن دارند که در آینده ای نه چندان دور راه خواهد یافت و سلاح قدرتمندی به زرادخانه مبارزه با سرطان افزوده خواهد شد.

منبع: راسخون

bestcanadatours.com: مجری سفرهای کانادا و آمریکا | مجری مستقیم کانادا و آمریکا، کارگزار سفر به کانادا و آمریکا

منبع: راسخون