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Protonentherapie – vielversprechende Aussicht bei Krebs?

Bislang setzen Chirurgie, Chemotherapie und Röntgenbestrahlung die Standards in der Therapie der meisten Malignome. Trotz ihrer messbaren Erfolge ist die Protonentherapie im Vergleich dazu (noch) eine Besonderheit – woran liegt das und welche Patienten könnten von ihr profitieren?

Bislang setzen Chirurgie, Chemotherapie und Röntgenbestrahlung die Standards in der Therapie der meisten Malignome. Trotz ihrer messbaren Erfolge ist die Protonentherapie im Vergleich dazu (noch) eine Besonderheit – woran liegt das und welche Patienten könnten von ihr profitieren?

Im Vergleich zur Röntgenbestrahlung erlaubt die Protonentherapie ein günstigeres Tiefen-Dosis-Profil mit steileren Dosis-Gradienten an den Tumorrändern.

Dies ist möglich, da der Großteil der Strahlenergie im sog. "Bragg-Peak" freigesetzt wird, dahinter fällt sie gegen null ab. Auch im Eingangskanal erreicht die Strahlendosis - im Gegensatz zur konventionellen Bestrahlung – nur etwa 20%1 der im Bragg-Peak vorliegenden Maximaldosis. Die Lage des Bragg-Peaks im Gewebe kann über die Beschleunigungsenergie der Protonen gesteuert und im Tumor positioniert werden.

grafik
Röntgentherapieplan für einen Nasenrachen-Rezidivtumor
Linke Spalte: konventionelle Bestrahlung mit Röntgen resultiert in einer inakzeptablen Dosisbelastung der gesunden Umgebung, da es sich hier um elektromagnetische Wellenstrahlung handelt, die nur zweidimensional steuerbar ist. Hier werden die Speicheldrüsen stark geschädigt.
Rechte Spalte: Der Protonenstrahl besteht dagegen aus geladenen Teilchen, der über Magneten gut dreidimensional zielbar ist.
© Material mit freundlicher Genehmigung des Rinecker Proton Therapy Center.2

So ist auch bei ausgedehnten und komplexen Bestrahlungsvolumina eine präzisere Behandlung unter Schonung umliegender gesunder Gewebe möglich, wodurch akute ebenso wie langfristige Folgeerscheinungen signifikant reduziert werden.

Skeptiker argumentieren mit den – im Vergleich zur Röntgenbestrahlung – höheren Kosten und Dimensionen der Synchrotrone/ Zyklotrone, kompaktere Anlagen sind allerdings in Entwicklung.

Aber sollten finanzielle Zwänge die Behandlungsqualität für die Patienten bestimmen? Herr Prof. Herbst, ehemaliger Direktor der Klinik für Strahlentherapie der Universität Regensburg und später Leiter des Rinecker Instituts für Protonentherapie in München schreibt hierzu: "Die Chancen einer effektiven und erfolgreichen Behandlung mit Protonen liegen jedoch wesentlich höher als z.B. bei den weit teureren Chemotherapien. Auch die Minderung oder sogar Vermeidung von Folgekosten aufgrund minimierter Schäden im gesunden Gewebe ist gegenüber einer Röntgenbestrahlung meist möglich."3

Protonentherapie in Deutschland

In Essen, München, Dresden, Berlin befinden sich Zentren für alleinige Protonentherapie, weitere sind geplant. Ausländische Standorte im deutschsprachigen Raum sind Wien und Villigen bei Zürich.

Als einzige der Bestrahlungsmethoden erfüllt die Protonentherapie die deutsche Strahlenschutzverordnung §§ 6, 80, 81 zur Sicherheit des Patienten voll und ganz.3

Die Behandlung ist entgegen diverser Behauptungen nicht experimentell und in zahlreichen Ländern behördlich anerkannt. Mit vielen gesetzlichen Krankenkassen bestehen Versorgungsverträge.

Einige Institute bieten regelmäßige Informationsveranstaltungen für Ärzte an, beispielsweise das Rinecker-Institut in München (mit 3 CME-Punkten anerkannt).

Für welche Tumoren kommt eine Protonentherapie in Betracht?

Aufgrund der besonderen physikalischen Eigenschaften bietet sich die Protonentherapie bei Malignomen an, die in Nachbarschaft strahlensensibler Strukturen liegen, so etwa Kopf-/ Halstumoren, Augen- und Hirntumoren sowie Lungen-, Leber-, Prostata-, Pankreas- und Beckentumoren.4  

Für pädiatrische Tumoren zeichnet sich eine Überlegenheit der Protonentherapie gegenüber der konventionellen Strahlentherapie ab, denn sie minimiert das Risiko für Sekundärmalignome und kann die Funktion von Strukturen, die sich noch im Wachstum befinden, erhalten (knöcherne Wachstumsfugen oder Risikoorgane wie Herz, Lunge, Leber, Nieren, Gonaden, Dünndarm).

Einige Indikationen und vielversprechende Zahlen

Prospektive Studien belegen, dass die Protonenbestrahlung die Therapie der Wahl bei uvealen Melanomen ist.5 Analysen des Paul Scherrer Instituts (PSI, Schweiz) von über 2.000 Protonentherapie-Patienten ergaben Tumorheilungen um 98%.

Bei Erwachsenen konnte für spezifische Tumoren der Schädelbasis (so Chordome und Chondrosarkome) eine hohe Effektivität in nicht-randomisierten Studien mit großen Patientenzahlen gezeigt werden. Laut PSI Scientific Report 2007 betrug die Tumorkontrolle bei Chordomen der Schädelbasis 70 bis 80% (im Vergleich zu 20 bis 55% bei Röntgen).

Die derzeit weltweit häufigste Indikation zur Protonentherapie ist das Prostata-CA4, für das die Universität Florida in mehreren aktuellen Studien (insgesamt über 1500 Patienten) ein hohes Rezidiv-freies Überleben (nach 5 Jahren: 99% bei low-risk, 99% bei intermediate-risk und 76% bei high-risk) und eine exzellente Lebensqualität mit sehr niedrigen Raten schwerer gastrointestinaler oder urologischer Komplikationen zeigte.6,7 Laut Autorin Dr. Mendenhall schneidet die Protonentherapie, besonders bei intermediate-risk, mit diesen Ergebnissen besser ab als die IMRT (Intensitätsmodulierte Strahlentherapie), bei der das Therapieansprechen üblicherweise bei 70-85% liegt.8

Beim häufigsten Tumor der Frau, dem Mamma-CA, geht die postoperative konventionelle Radiatio mit einem proportional zur Strahlendosis wachsenden Risiko für kardiovaskuläre Ereignisse einher, sodass auch hier die Protonentherapie zunehmend zum Thema wird. In Japan wird sogar die Effektivität einer Bestrahlung früher Tumorstadien mit Schwerionen ohne OP untersucht.4

Nachdem eine Untersuchung an Patienten mit nicht resektablem HCC (Hepatozelluläres Karzinom) exzellente Ergebnisse erbrachte (Tumorkontrolle nach 2 Jahren etwa 95%), wurden Phase-III-Studien begonnen, die die Heilungschancen der Protonentherapie mit anderen etablierten Methoden vergleichen, diese laufen derzeit in Asien und den USA.4

Das Adeno-CA des Pankreas ist der einzige Tumortyp, dessen Mortalitätsrate in Europa weiter ansteigt. Bei lokal fortgeschrittenen Stadien zeigte sich eine Kombination von Chemo- und Protonentherapie dem bisherigen Standard der Radiochemotherapie deutlich überlegen.4

Mangel an Phase-III-Studien – noch

Die Deutsche Gesellschaft für Radioonkologie (DEGRO) sieht bei der Protonentherapie noch einen hohen Forschungsbedarf, insbesondere fehlt es an Evidenz der Klasse 1. Doch der bisherige Teufelskreis, in welchem der Mangel robuster klinischer Daten den Mangel von Argumenten für Forschungsinvestitionen und Weiterentwicklung der Protonentherapie aufrecht erhielt9, könnte mit den Ergebnissen zahlreicher aktuell laufender Studien4 möglicherweise verlassen werden und einen direkteren Vergleich zwischen Protonentherapie und Röntgenbestrahlung (oder ihren optimierten Formen) hinsichtlich Tumorkontrolle, Überlebensraten und Nebenwirkungsprofil ermöglichen.

Entscheidend für den krebskranken Patienten ist, dass seine Lebensqualität während und nach abgeschlossener Protonentherapie kaum beeinträchtigt wird, da geringere Nebenwirkungen auftreten.

Referenzen:
1. UKGM Gießen/Marburg - Protonentherapie. Available at: http://www.ukgm.de/ugm_2/deu/ugi_kih/36704.html. (Accessed: 7th January 2018)
2. Eigenschaften von Protonenstrahlen - Rinecker Proton Therapy Center. Available at: https://www.rptc.de/de/protonentherapie/bestrahlung-mit-protonen/eigenschaften-von-protonenstrahlen.html. (Accessed: 8th January 2018)
3. Protonentherapie | Innovative Bestrahlungstherapie bei Krebs. Oncology Guide Available at: https://www.oncology-guide.com/therapie/protonentherapie/. (Accessed: 2nd January 2018)
4. Durante, M., Orecchia, R. & Loeffler, J. S. Charged-particle therapy in cancer: clinical uses and future perspectives. Nat Rev Clin Oncol 14, 483–495 (2017).
5. Schulz-Ertner, D. The clinical experience with particle therapy in adults. Cancer J 15, 306–311 (2009).
6. Bryant, C. et al. Five-Year Biochemical Results, Toxicity, and Patient-Reported Quality of Life After Delivery of Dose-Escalated Image Guided Proton Therapy for Prostate Cancer. Int. J. Radiat. Oncol. Biol. Phys. 95, 422–434 (2016).
7. Mendenhall, N. P. et al. Five-Year Outcomes from 3 Prospective Trials of Image-Guided Proton Therapy for Prostate Cancer. International Journal of Radiation Oncology • Biology • Physics 88, 596–602 (2014).
8. Proton therapy for prostate cancer results in long-term patient survival and excellent quality of life. Available at: http://www.proton-therapy.org/prostate_cancer_study_21114.html. (Accessed: 7th January 2018)
9. De Ruysscher, D. et al. Charged particles in radiotherapy: A 5-year update of a systematic review. Radiotherapy and Oncology 103, 5–7 (2012).