Xạ trị hoạt động như thế nào?
Ở bài trước, bác đã biết xạ trị là phương pháp sử dụng bức xạ ion hóa năng lượng cao để điều trị ung thư. Tuy nhiên, nhiều người vẫn còn băn khoăn một điều rất quan trọng: những tia bức xạ đó thực sự tiêu diệt tế bào ung thư bằng cách nào?
Không ít người hình dung rằng tia xạ giống như một loại "nhiệt" đốt cháy khối u hoặc làm khối u tan đi ngay sau khi chiếu. Một số khác lại nghĩ rằng tia xạ chỉ đơn giản làm khối u co nhỏ dần mà không hiểu điều gì đã xảy ra bên trong tế bào.
Thực tế, cơ chế hoạt động của xạ trị tinh vi hơn rất nhiều. Tia xạ không làm khối u biến mất ngay lập tức mà tác động trực tiếp vào vật chất di truyền của tế bào ung thư, khiến chúng dần mất khả năng tồn tại và sinh sản.
Hiểu được cơ chế này sẽ giúp bác giải thích được nhiều hiện tượng trong quá trình điều trị, chẳng hạn như vì sao khối u không nhỏ ngay sau buổi chiếu đầu tiên, vì sao phải xạ trị nhiều buổi liên tiếp và vì sao các mô lành vẫn có thể hồi phục sau điều trị.
Tế bào ung thư phát triển nhờ khả năng phân chia liên tục
Để hiểu cơ chế của xạ trị, trước hết cần nhắc lại một đặc điểm quan trọng của tế bào ung thư.
Trong cơ thể khỏe mạnh, mỗi tế bào đều tuân theo những quy luật rất chặt chẽ. Khi tế bào già đi hoặc bị tổn thương, chúng sẽ ngừng phân chia và cuối cùng bị loại bỏ để nhường chỗ cho các tế bào mới.
Ngược lại, tế bào ung thư đã đánh mất khả năng kiểm soát này. Chúng tiếp tục phân chia không ngừng, tạo thành khối u và có thể xâm lấn các mô xung quanh hoặc lan đến những cơ quan khác.
Muốn kiểm soát ung thư, cần làm cho những tế bào này không thể tiếp tục nhân lên.
Đó chính là mục tiêu quan trọng nhất của xạ trị.
ADN là mục tiêu của tia xạ
Bên trong mỗi tế bào đều có một "trung tâm điều khiển" chứa ADN.
ADN mang toàn bộ thông tin giúp tế bào biết khi nào cần phân chia, khi nào cần tạo protein và khi nào cần tự chết theo chương trình.
Có thể hình dung ADN giống như một cuốn hướng dẫn rất chi tiết để tế bào vận hành bình thường.
Khi tia xạ đi qua mô, năng lượng của nó sẽ truyền vào tế bào và gây tổn thương ADN.
Những tổn thương này có thể chỉ là những đứt gãy nhỏ trên một sợi ADN, nhưng cũng có thể là những đứt gãy đồng thời trên cả hai sợi ADN. Chính những tổn thương phức tạp này khiến tế bào rất khó hoặc không thể sửa chữa hoàn toàn.
Khi ADN bị tổn thương đến mức không còn khả năng phục hồi, tế bào sẽ mất khả năng phân chia. Sau một thời gian, tế bào sẽ đi vào quá trình chết theo chương trình hoặc bị hệ miễn dịch nhận diện và loại bỏ.
Nói cách khác, tia xạ không trực tiếp "đốt" tế bào ung thư mà phá hủy hệ thống điều khiển quan trọng nhất của tế bào, khiến chúng không còn khả năng tiếp tục tồn tại.
Tia xạ không chỉ tác động trực tiếp lên ADN
Điều thú vị là phần lớn tác dụng của xạ trị lại không đến từ việc tia xạ va chạm trực tiếp với ADN.
Cơ thể con người chứa khoảng 60 đến 70% là nước. Khi tia xạ đi qua mô, phần lớn năng lượng của nó sẽ tương tác với các phân tử nước trước tiên.
Quá trình này tạo ra những gốc tự do có hoạt tính rất mạnh.
Các gốc tự do này tồn tại trong thời gian rất ngắn nhưng có khả năng tấn công nhiều cấu trúc bên trong tế bào, đặc biệt là ADN.
Như vậy, xạ trị tiêu diệt tế bào ung thư theo hai con đường. Một phần do tia xạ trực tiếp gây tổn thương ADN, phần lớn còn lại do các gốc tự do được tạo ra từ nước tiếp tục phá hủy ADN và các cấu trúc quan trọng khác của tế bào.
Đây cũng là lý do vì sao những tế bào đang hoạt động mạnh, đặc biệt là các tế bào ung thư có tốc độ phân chia cao, thường nhạy cảm hơn với xạ trị.
Vì sao tế bào ung thư dễ bị xạ trị hơn tế bào bình thường?
Sau khi ADN bị tổn thương, cả tế bào bình thường và tế bào ung thư đều cố gắng sửa chữa.
Tuy nhiên, khả năng sửa chữa của hai loại tế bào này rất khác nhau.
Ở các tế bào bình thường, hệ thống sửa chữa ADN hoạt động khá hiệu quả. Nếu tổn thương không quá nặng, tế bào có thể khắc phục sai sót, tiếp tục tồn tại và thực hiện chức năng của mình.
Trong khi đó, tế bào ung thư vốn đã mang rất nhiều đột biến gen từ trước. Chính những đột biến này khiến chúng phát triển mất kiểm soát nhưng đồng thời cũng làm suy giảm khả năng sửa chữa ADN.
Khi tiếp tục chịu thêm tổn thương do tia xạ, nhiều tế bào ung thư không còn khả năng phục hồi. Chúng sẽ ngừng phân chia, chết theo chương trình hoặc mất hoàn toàn khả năng tạo ra các tế bào ung thư mới.
Đây chính là cơ sở sinh học quan trọng giúp xạ trị có thể tiêu diệt tế bào ung thư trong khi phần lớn mô lành vẫn có cơ hội hồi phục.
Tuy nhiên, điều này không có nghĩa là mô bình thường hoàn toàn không bị ảnh hưởng. Những tế bào lành có tốc độ phân chia nhanh như da, niêm mạc miệng, niêm mạc ruột hay tủy xương vẫn có thể bị tổn thương, từ đó tạo nên các tác dụng không mong muốn của xạ trị. Điểm khác biệt là các mô này thường hồi phục tốt hơn sau khi kết thúc điều trị.
Vì sao phải xạ trị nhiều buổi?
Đây là một trong những câu hỏi người bệnh thường đặt ra nhất.
Nhiều bác thắc mắc rằng nếu tia xạ có thể tiêu diệt tế bào ung thư thì tại sao không chiếu toàn bộ liều trong một lần để kết thúc điều trị nhanh hơn.
Câu trả lời nằm ở khả năng hồi phục khác nhau giữa mô lành và mô ung thư.
Nếu sử dụng toàn bộ liều xạ trong một buổi, không chỉ tế bào ung thư mà cả các cơ quan bình thường cũng sẽ chịu tổn thương rất lớn. Điều này có thể gây ra những biến chứng nghiêm trọng, thậm chí nguy hiểm hơn chính khối u.
Vì vậy, tổng liều điều trị sẽ được chia thành nhiều liều nhỏ, gọi là phân liều xạ trị (fractionation).
Thông thường, người bệnh sẽ được điều trị mỗi ngày một lần, năm ngày trong tuần, kéo dài từ vài tuần đến vài tháng tùy từng loại ung thư.
Cách chia nhỏ liều xạ mang lại nhiều lợi ích.
Thứ nhất, mô lành có thời gian hồi phục giữa các buổi điều trị.
Thứ hai, một số tế bào ung thư chưa bị tiêu diệt ở buổi đầu sẽ tiếp tục bước vào chu kỳ phân chia và trở nên nhạy cảm hơn với tia xạ ở những buổi tiếp theo.
Thứ ba, khi khối u nhỏ dần, lượng oxy bên trong khối u thường tăng lên, làm cho các tế bào còn lại dễ bị tiêu diệt hơn.
Nhờ những cơ chế này, việc chia nhỏ liều xạ vừa giúp tăng hiệu quả điều trị vừa giảm nguy cơ biến chứng.
Vì sao khối u không biến mất ngay sau buổi xạ đầu tiên?
Nhiều người bệnh sau vài buổi xạ trị thường lo lắng vì chưa thấy khối u nhỏ đi hoặc các triệu chứng chưa cải thiện rõ rệt.
Điều này hoàn toàn bình thường.
Xạ trị không làm khối u "tan chảy" ngay sau khi chiếu.
Sau khi ADN bị tổn thương, tế bào ung thư vẫn có thể tồn tại trong một khoảng thời gian trước khi thực sự mất khả năng phân chia và chết đi.
Ngoài ra, cơ thể còn cần thời gian để dọn dẹp những tế bào đã chết, hấp thu các mô hoại tử và tái cấu trúc vùng điều trị.
Vì vậy, hiệu quả của xạ trị thường xuất hiện từ từ.
Ở nhiều loại ung thư, khối u chỉ bắt đầu thu nhỏ rõ rệt sau vài tuần hoặc vài tháng kể từ khi hoàn thành toàn bộ liệu trình.
Đó cũng là lý do bác sĩ thường không đánh giá hiệu quả điều trị ngay sau khi kết thúc xạ trị mà sẽ hẹn tái khám và chụp lại sau một khoảng thời gian phù hợp.
Vai trò của oxy trong xạ trị
Một yếu tố rất thú vị trong xạ trị là oxy.
Các nghiên cứu cho thấy những tế bào ung thư được cung cấp đủ oxy sẽ nhạy cảm với tia xạ hơn những tế bào đang ở trong môi trường thiếu oxy.
Nguyên nhân là oxy giúp "cố định" các tổn thương ADN do tia xạ gây ra, khiến tế bào ung thư khó sửa chữa hơn.
Trong khi đó, vùng trung tâm của nhiều khối u thường thiếu oxy do mạch máu phát triển bất thường. Những tế bào nằm sâu trong vùng này có thể kháng xạ hơn.
Chính vì vậy, khi khối u nhỏ dần sau những buổi điều trị đầu tiên, hệ thống mạch máu có thể được cải thiện phần nào, lượng oxy đến các tế bào còn lại tăng lên và hiệu quả của những buổi xạ tiếp theo cũng được nâng cao.
Đây là một trong nhiều lý do khiến xạ trị cần được thực hiện đầy đủ theo đúng kế hoạch thay vì bỏ dở giữa chừng.
Điều bác cần nhớ
Xạ trị hoạt động bằng cách gây tổn thương ADN của tế bào ung thư, làm chúng mất khả năng tiếp tục phân chia và cuối cùng bị loại bỏ khỏi cơ thể. Mặc dù các mô bình thường cũng chịu ảnh hưởng nhất định, nhưng chúng có khả năng sửa chữa tốt hơn tế bào ung thư. Đây là nền tảng giúp xạ trị có thể điều trị bệnh một cách hiệu quả.
Việc chia nhỏ tổng liều xạ thành nhiều buổi không phải vì tia xạ yếu, mà là một chiến lược sinh học đã được chứng minh giúp tăng hiệu quả tiêu diệt khối u đồng thời bảo vệ các cơ quan lành. Vì vậy, bác nên tuân thủ đầy đủ lịch xạ trị mà bác sĩ đã xây dựng, ngay cả khi khối u chưa thu nhỏ ngay hoặc chưa cảm nhận được sự thay đổi rõ rệt trong những tuần đầu.
Mời bác đọc bài tiếp theo: Khi nào cần xạ trị?
Tài liệu tham khảo
Hall EJ, Giaccia AJ. Radiobiology for the Radiologist. 9th Edition.
Perez & Brady's Principles and Practice of Radiation Oncology. 8th Edition.
NCCN Clinical Practice Guidelines in Oncology. Principles of Radiation Therapy. Version 2026.
ASTRO Educational Resources. Radiobiology Fundamentals.
ESTRO Core Curriculum in Radiation Oncology.
UpToDate. Biologic basis of radiation therapy. Cập nhật 2026.
Người biên soạn: BS Phan Hữu Kiệm
Lưu ý: Bài viết nhằm cung cấp kiến thức sức khỏe cho cộng đồng và không thay thế việc khám, chẩn đoán hoặc điều trị của bác sĩ. Nếu bác đang được chỉ định xạ trị, hãy trao đổi với bác sĩ điều trị để hiểu rõ mục tiêu, liều điều trị và kế hoạch xạ trị phù hợp với tình trạng bệnh của mình.