Protonentherapie wird erstmals in der Schweiz zur Behandlung von Lungenkrebs eingesetzt

Heute erhielt ein 60-jähriger Patient mit Lungenkrebs eine Protonenbestrahlung, ein medizinisches Verfahren, bei dem ein Tumor mit positiv geladenen Partikeln gezielt angegriffen wird. Dies ist das erste Mal, dass diese Art der Strahlentherapie in der Schweiz zur Behandlung von Lungenkrebs eingesetzt wird. Die 7-wöchige Kur ist Teil einer internationalen klinischen Studie, an der das PSI und die Kantonsspitäler Aarau beteiligt sind. Das PSI verfügt bereits über umfangreiche Erfahrungen mit der Protonentherapie und behandelt seit 1996 erfolgreich Patienten mit Tumoren im Kopf-Hals-Bereich sowie am Rumpf. Ziel der klinischen Studie ist die Erforschung einer weiteren medizinischen Indikation: inoperablen Lungentumoren . Ärzte erwarten, dass diese weniger aggressive, aber genauere Form der Strahlentherapie weniger Nebenwirkungen auf gesundes Lungengewebe und das Herz hat.

Lungenkrebs ist die tödlichste Krebserkrankung der Schweiz und auch eine der häufigsten: Jährlich sind rund 4500 Patienten davon betroffen. Eine Operation ist die häufigste Behandlungsform. Bei fortgeschrittenen Tumoren folgt auf die Operation eine Chemotherapie, Strahlentherapie und manchmal auch eine Immuntherapie. Allerdings können nicht alle Tumore operativ entfernt werden, daher forschen Wissenschaftler derzeit intensiv an der Verbesserung nicht-invasiver Behandlungsmethoden. Für Patienten in der Schweiz bietet das Paul Scherrer Institut PSI nun eine neue Alternative: die Protonenstrahltherapie (PBT). Damit erhoffen sich PSI-Forscher die Überlebensraten der Patienten – auch ohne Operation – und reduzieren Nebenwirkungen der Strahlentherapie wie Herzprobleme und Lungenentzündungen.

Heute haben wir im Rahmen einer internationalen klinischen Studie der Phase III die Protonentherapie eingesetzt, um den ersten Patienten mit Lungenkrebs, insbesondere nicht-kleinzelligem Atemwegskrebs, zu behandeln. Der Patient hatte einen Tumor im fortgeschrittenen Stadium, der nicht operativ entfernt werden konnte.“

Damian Weber, Chefarzt und Leiter des Zentrums für Protonentherapie (CPT) am PSI

Die Studie wird von der amerikanischen Forschungsorganisation geleitet, die klinische Studien zur Onkologie überwacht, NRG-Tumoren. Das PSI kooperiert mit dem Radioonkologischen Zentrum der Kantonsspitäler Aarau (Saudi-Arabien) und Baden (KSB) – den einzigen Instituten ausserhalb der USA. Ziel der Studie ist es, die Ergebnisse einer zugelassenen Strahlentherapie mit der Protonentherapie bei der Behandlung von nicht-kleinzelligem Atemwegskrebs – der häufigsten Form von Lungenkrebs – im fortgeschrittenen inoperablen Stadium zu vergleichen.

„Dass unser radioonkologisches Team und das PSI eingeladen wurden, an der Studie teilzunehmen, liegt vor allem an der langjährigen Erfahrung beider Institutionen im Bereich der Strahlentherapie und unserer Mitgliedschaft in NRG-Tumoren„Wir können Krebspatienten eine einzigartige Chance bieten: an der ersten randomisierten Studie in der Schweiz teilzunehmen, die die Ergebnisse von Protonentherapie und konventioneller Strahlentherapie vergleicht“, sagt Oliver Riesterer, Chefarzt des Radioonkologischen Zentrums in Saudi-Arabien und KSB. Für jede Art von Behandlung vorgesehen: Einige erhalten eine Protonentherapie am PSI, andere eine Strahlentherapie im KSA-KSB Radioonkologischen Zentrum. „Da wir für die konventionelle Strahlentherapie über die aktuell modernsten Geräte verfügen, können wir die Besten mit den Besten vergleichen“, beschreibt Riesterer das Studiendesign.

gute diskriminierung

Beide Strahlenarten schädigen das Erbgut von Krebszellen und töten sie so ab – der Unterschied liegt vermutlich in ihren physikalischen Eigenschaften: Die klassische Strahlentherapie nutzt Röntgenstrahlen oder Photonen, während die Protonentherapie geladene Teilchen verteilt. Röntgenstrahlen können heute sehr genau auf den Tumor fokussieren, aber die Photonen streuen und schädigen auch das umliegende gesunde Gewebe – je höher die Strahlendosis, desto größer der Schaden. Im Gegensatz dazu liefern Protonenstrahlen eine viel höhere Auflösung. Die am PSI entwickelte In-Place-Scanning-Technologie richtet einen Strahl von Protonenpartikeln, der nicht dicker als ein Bleistift ist, in den Tumor und scannt den gesamten Tumor von hinten nach vorne. Protonen deponieren fast ihre gesamte Energie direkt im Tumor und zerstören Krebszellen. Gesundes Gewebe vor dem Tumor erhält nur eine sehr geringe Dosis, während Gewebe hinter dem Tumor gar nichts erhält, da der Strahl durch das Tumorgewebe abgebremst wird (im Gegensatz zur Photonentherapie). Die Wirkung der Strahlung auf gesundes Gewebe ist also viel schwächer.

„Wir erwarten, dass die Protonentherapie aufgrund ihrer rein physikalischen Eigenschaften effektiver wird“, sagt Weber. Der Arzt erinnert sich an einen jungen Patienten, der aufgrund dieser Annahme bereits vor einigen Jahren wegen PSI mit Protonen behandelt wurde. „Die Ergebnisse sind sehr gut. Allerdings konnten wir noch nicht abschließend zeigen, ob alle Patienten von einer Protonentherapie profitieren. Dies liegt daran, dass es an qualitativ hochwertigen klinischen Studien fehlt, die die beiden Methoden direkt vergleichen.“ Damit solche Studien aussagekräftige Ergebnisse liefern, sollten die Patienten eine randomisierte Studie durchlaufen, in der sie entweder eine Strahlentherapie oder eine Protonentherapie erhalten, da nur so die Wirkung anderer Faktoren reduziert werden kann. Diese randomisierten Studien sind jedoch sehr zeitaufwendig und teuer. In der Onkologie wird sie fast immer in größeren Einrichtungen mit hohen Qualitätsstandards und Patientenzahlen durchgeführt.

Vor Beginn der Studie musste das PSI – wie alle Studienteilnehmer, darunter auch das KSA-KSB Radiation Oncology Center – einen langwierigen Akkreditierungsprozess durch das MD Anderson Cancer Center in Houston, ein Institut im Auftrag von NRG-Tumoren. „Für den Datenvergleich ist es wichtig, dass alle Patienten gleich und mit den gleichen Qualitätsstandards behandelt werden“, erklärt Dominic Leiser, Strahlenonkologe am PSI. „Wir mussten also zum Beispiel zeigen, dass wir bei einem Placebo-Patienten einen Tumor innerhalb eines Toleranzbereichs von 2 Millimetern genau anvisieren und nachweisen können, dass die verabreichte Dosis genau der von uns vorher berechneten entspricht.“ Für die erforderliche Qualitätskontrolle führte das PSI-Team eine Strahlentherapie an den „Geistern“ durch. Diese Puppen enthalten integrierte Dosimeter und ahmen die Eigenschaften eines menschlichen Patienten nach – es ist sogar möglich, die Bewegung der Lunge beim Atmen zu simulieren.

Großer Schritt für die Protonentherapie

Die Behandlung eines Krebspatienten mit dieser Methode schlägt ein neues Kapitel in der PSI-Protonentherapie auf. Während sich diese Art der Behandlung bei einigen Tumoren im Kopf-Hals-Rumpf-Bereich bereits etabliert hat, ist die Behandlung von Tumoren in der Lunge ein neues Feld. Wenn sich die Lunge beim Atmen bewegt, ist es besonders schwierig, die Protonenstrahlen mit hoher Genauigkeit in die Lunge zu lenken, da sich ihre Position mit jedem Atemzug um bis zu zwei Zentimeter ändert. „Wir müssen dafür sorgen, dass der Protonenstrahl trotz der Atembewegung den gesamten Tumor abtastet“, erklärt Lesser. „Dafür verwenden wir einen speziellen Trick, das sogenannte Rescanning. Der Tumor und seine Umgebung werden mehrmals mit dem Protonenstrahl gescannt. Aber manchmal wird dadurch das gesunde Lungengewebe zu stark beeinflusst.“ Um dies zu vermeiden, haben PSI-Wissenschaftler einen zweiten Trick: eine Dosis Protonen, die nur beim Atmen der Lunge freigesetzt werden. Um dies zu erreichen, wird eine Computertomographie (CT) durchgeführt, die alle Phasen der Ein- und Ausatmung aufzeichnet. Auf der Brust des Patienten wird ein Marker von ungefähr der Größe eines Frankenstücks angebracht, der sich beim Atmen des Patienten auf und ab bewegt und auf einem CT-Scan zu sehen ist. Während des akuten Protonenstrahlverfahrens wird die Position dieser Markierung dann von einer speziellen Videokamera überwacht. Sobald das Zeichen anzeigt, dass der Patient vollständig ausgeatmet hat, wird eine Dosis Protonen freigesetzt. Im Gegenteil, der Protonenstrahl wird ausgeschaltet, während der Patient atmet. „Diese Technologie ist für die Patienten sehr komfortabel, da sie während der Behandlung normal atmen können“, sagt Lesser.

Die Gesamtzahl der klinischen Studien soll 330 Patienten betragen, davon 10 in der Schweiz. «Die Zusammenarbeit der beiden Institutionen ist ein Meilenstein für Krebspatienten im Kanton Aargau», sagt Weber. Beide Zentren sind bestrebt, auch bei anderen Projekten eng zusammenzuarbeiten. „Unser Ziel ist es, mit der Photonen- und Protonentherapie die bestmöglichen Ergebnisse für unsere Patienten zu erzielen“, bestätigt Riester.