تابش اشعه به خون و فرآورده‌های خونی: تعاریف، روش‌ها و مقایسه

تابش اشعه به خون و فرآورده‌های خونی: تعاریف، روش‌ها و مقایسه

انتقال خون و فرآورده‌های آن نقش حیاتی در درمان بیماران دارد؛ اما بیماری پیوند علیه میزبان مرتبط با انتقال خون (TA-GVHD)  عارضه‌ای نادر و کشنده است که با مرگ‌ومیر بسیار بالایی همراه است. در این اختلال، لنفوسیت‌های T فعال موجود در فرآورده خون به سلول‌های گیرنده حمله می‌کنند. استاندارد طلایی پیشگیری ازTA-GVHD، تابش اشعه به فرآورده‌های خونی حاوی سلول است که با ایجاد شکستگی در DNA لنفوسیت‌ها، توان تکثیر و عملکرد آن‌ها را از بین می‌برد.

تعریف تابش اشعه به خون و دلایل انجام آن:

تابش اشعه به خون به معنی قرار دادن فرآورده‌های سلولی خونی (به ویژه گلبول‌های قرمز و پلاکت‌ها) زیر پرتوهای یون‌ساز با دوز کنترل‌شده است. هدف اصلی این کار، غیر فعال‌سازی لنفوسیت‌های T اهداکننده است تا از رخداد TA-GVHD جلوگیری شود. دوز تابش لازم معمولاً حداقل 25 Gy تعیین می‌شود تا واکنش لنفوسیت‌ها به محرک‌های تکثیری (میتوژن‌ها) به میزان ۵ تا ۶ لگاریتم کاهش یابد . به‌عنوان مثال، در کشور ژاپن که خطر TA-GVHD به علت همسانی ژنتیکی جمعیت بالا بود، تمامی فرآورده‌های سلولی خون تحت تابش اشعه قرار گرفت و از آن زمان شیوع این عارضه عملاً به صفر رسید.

روش‌های تابش اشعه گاما و ایکس

تابش اشعه گاما

در تابش گاما از منابع رادیواکتیو مانند کبالت-۶۰ یا سزیم-۱۳۷ استفاده می‌شود. این منابع در محفظه‌های سربی قرار گرفته و پرتوهای گاما با انرژی بالا حدود 1.27 MeV (برای کبالت-۶۰) را به کیسه خون می‌تابانند. تابش گاما یکنواختی مناسبی در کل حجم کیسه ایجاد می‌کند و برای بسیاری از راهنماهای فنی به عنوان استاندارد مرجع پذیرفته شده است. با این حال، این روش نیازمند اجرای پروتکل‌های ایمنی رادیولوژی بالا از جمله وجود شیلدهای حفاظتی، نظارت دوز مستمر و رعایت قوانین حفاظت پرتو است. منبع رادیواکتیو دستگاه با گذشت زمان ضعیف می‌شود برای مثال نیمه‌عمر سزیم-۱۳۷ حدود ۳۰ سال است و پس از گذشت چند سال نیاز به تعویض دارد. همچنین باید توجه کرد که دوز تابش در تابش گاما به طور معمول همان 25 Gy است.

تابش اشعه ایکس

دستگاه‌های تابش اشعه ایکس شامل یک ژنراتور ولتاژ بالا هستند که با ایجاد ولتاژ در یک تیوب مخصوص، فوتون‌های X قوی تولید می‌کند و کیسه خون را پرتودهی می‌کنند. مزیت اصلی این روش عدم وجود منبع رادیواکتیو است؛ به این ترتیب پس از خاموش کردن دستگاه، تابش متوقف می‌شود و خطرات ایمنی و مقررات حفاظتی مرتبط با مواد پرتوزا حذف می‌شوند. مصرف انرژی الکتریکی این دستگاه‌ها بالا است ولی مطالعات نشان داده‌اند که اثربخشی آن‌ها در غیرفعال‌سازی لنفوسیت‌ها با تابش گاما قابل قیاس است.

مقایسه تابش اشعه گاما و اشعه ایکس:

اثربخشی زیستی

هر دو روش تابش گاما و ایکس در مهار رشد لنفوسیت‌های T اهداکننده به‌طور یکسان مؤثرند. شواهد تجربی نشان می‌دهد پاسخ سلول‌ها به دوز معینی از اشعه مستقل از نوع منبع است؛ به نحوی که 25 Gy تابش از هر دو روش، تکثیر لنفوسیت‌ها را به میزان مشابهی مهار می‌کند. در یکی از مطالعات مشاهده شد که تأثیر تابش ایکس و گاما بر عملکرد لنفوسیت‌ها تفاوت معناداری نداشته و از نظر زیستی معادل دانسته شده‌اند. به این ترتیب، از دیدگاه بیولوژیک، هر دو روش در جلوگیری از TA-GVHD عملکرد یکسانی دارند.

آسیب به اجزای خونی

تابش اشعه ممکن است پارامترهای کیفیت محصولات خونی را تحت تأثیر قرار دهد. در واحدهای گلبول قرمز تابش‌شده، معمولاً افزایش تدریجی پتاسیم پلاسمایی و همولیز خفیف طی ذخیره‌سازی مشاهده می‌شود. بررسی‌های مقایسه‌ای نشان داده‌اند که این تغییرات در تابش گاما و ایکس کاملاً مشابه است؛ برای مثال در یکی از مطالعات، افزایش اندکی در غلظت هموگلوبین آزاد تنها در نمونه‌های تابش ایکس نسبت به تابش گاما دیده شد، ولی این افزایش ناچیز و از نظر بالینی بی‌اهمیت تلقی گردید. به طور کلی، تابش با هر دو روش باعث کاهش طول عمر انبارشی گلبول‌های قرمز می‌شود، ولی اثرات آن بر پلاکت و پلاسمای تازه منجمدشده ناچیز در نظر گرفته می‌شود.

ایمنی و عملکرد دستگاه

دستگاه‌های تابش گاما با وجود سادگی عملکرد مکانیکی، الزامات ایمنی ویژه‌ای از جمله نیاز به تجهیزات حفاظتی سنگین و مجوزهای رادیولوژیک پیچیده دارند. دستگاه‌های تابش ایکس به دلیل نداشتن منبع رادیواکتیو، از منظر ایمنی فضای کمتری اشغال کرده و سیستم نظارتی ساده‌تری دارند؛ اما شامل بخش‌های الکترونیکی پیچیده و لوله اشعه قابل تعویض هستند. هر دو سیستم معمولاً می‌توانند چند کیسه را همزمان پرتودهی کنند؛ به طوری که برای مثال دستگاه تابش ایکس حداقل 3 کیسه را همزمان با مدت تابش حدود 5 دقیقه در هر چرخه پردازش می‌کند، در حالی که برای تابش گاما مدت هر چرخه حدود 7 دقیقه است.

مسائل لجستیکی و هزینه‌ای

از جنبه لجستیکی، تابش ایکس مقررات کمتری می‌طلبد و هزینه‌های مرتبط با جابجایی و نگهداری مواد پرتوزا را حذف می‌کند. تجهیزات تابش گاما معمولاً هزینه اولیه مشابهی دارند ولی هزینه‌های مرتبط با تعویض منبع پرتوزا و مجوزهای حفاظتی می‌تواند چشمگیر باشد. در حالی که دستگاه‌های تابش ایکس نیازمند برق و تعمیرات دوره‌ای الکترونیکی هستند، اما فناوری بدون منبع هسته‌ای آنها به حذف پیچیدگی‌های قانونی کمک می‌کند. ظرفیت عملیاتی دستگاه‌های مدرن نیز تقریباً یکسان است؛ با این حال، زمان کمتر چرخه تابش در تابش ایکس (مثلاً 5 دقیقه در مقابل 7 دقیقه) باعث افزایش توان عملیاتی آن می‌شود.

توصیه‌های AABB و ISBT

سازمان‌های استاندارد انتقال خون نظیر AABB (آمریکا) و BSH/JPAC (انگلستان) دستورالعمل‌های مشخصی درباره تابش فراورده‌های خونی ارائه داده‌اند. انجمن AABB دوز حداقل 25 Gy (به مرکز محصول) را برای تابش فرآورده‌های سلولی لازم می‌داند و فناوری‌های جایگزین اشعه گاما را تنها در صورتی مجاز می‌شمرد که اثربخشی آنها ثابت شده و از سوی مراجع مربوط مانند FDA تأیید شده باشد. در راهنمایی‌های بریتانیا نیز عنوان شده است که تابش اشعه ایکس از نظر فنی معادل تابش گاما است  و در صورت رعایت الزامات دوزی، هر دو روش قابل قبول هستند.

مزایا و معایب هر روش

                • تابش گاما: مزایای این روش شامل نفوذ بالای پرتو، ثبات خروجی و تجربه بالینی طولانی‌مدت است. معایب اصلی آن ضرورت اقدامات ایمنی رادیولوژیک پیچیده و هزینه‌های نگهداری منبع رادیواکتیو (تعویض دوره‌ای منبع) می‌باشد.

                • تابش اشعه ایکس: از مزایای این روش عدم نیاز به منبع رادیواکتیو (افزایش ایمنی و کاهش پیچیدگی‌های قانونی) و شروع/پایان سریع عملیات (با روشن/خاموش کردن دستگاه) است. معایب شامل مصرف برق بالاتر، پیچیدگی الکترونیکی و هزینه اولیه بالاتر سیستم‌های پیشرفته می‌باشد.

دستگاه تابش اشعه ایکس  Gilardoni RADGIL-2

یکی از دستگاه‌های پیشرفته تابش ایکس RADGIL-2 ساخت کمپانی Gilardoni ایتالیا است. این دستگاه یک کابینت خودکفا جهت تابش اشعه X است که مخصوص فرآورده‌های خونی طراحی شده و مطابق استانداردهای بین‌المللی کیفیت فرا��رده‌های خون (EDQM)  می‌باشد. در RADGIL-2 دو نوع محفظه چرخان برای بارگیری نمونه تعبیه شده است (نسخه پلاستیکی استاندارد و نسخه کربن‌فایبر). ویژگی‌های ایمنی شامل درب قفل‌شونده، شیلد حفاظ کامل و سیستم نظارت بر دوز تابش است. رابط کاربری آن امکان نمایش پارامترهای زمان‌بندی تابش (درصد تکمیل، زمان باقی‌مانده، کد کیسه‌ها و ...) را فراهم می‌سازد. همچنین دستگاه دارای سامانه مدیریت داده RadGilRep است که انتقال و ثبت داده‌های تابش را ممکن کرده و گزارش‌های PDF قابل چاپ تولید می‌کند.

نتیجه‌گیری:

تابش به خون با اشعه گاما یا ایکس، به عنوان روشی مؤثر برای پیشگیری از TA-GVHD پذیرفته شده است. مقایسه دو روش نشان می‌دهد که از نظر اثربخشی زیستی تفاوت معناداری بین آن‌ها وجود ندارد، اما از دیدگاه عملیاتی و هزینه متفاوت‌اند. تابش گاما با قابلیت نفوذ بالا و پایداری خروجی، نیازمند رعایت شدید ایمنی و نگهداری منبع رادیواکتیو است؛ در مقابل تابش ایکس نصب ساده‌تر و ایمنی بالاتر را ارائه می‌دهد ولی به تجهیزات الکترونیکی پیشرفته‌تر و برق مصرفی بیشتر نیاز دارد. در نتیجه، انتخاب روش مناسب باید بر اساس نیازها و امکانات ویژه هر مرکز انتقال خون انجام شود.