Klinische Erfahrung mit der Protonentherapie am PSI

Seit 1984 behandeln wir in enger Zusammenarbeit mit dem Hôpital Opthalmique der Universität Lausanne Patientinnen und Patienten, welche an einem Aderhautmelanom erkrankt sind, mit Protonen (Anlage OPTIS; seit Oktober 2010 ist eine neue Bestrahlungseinrichtung für Augentumoren, OPTIS 2, in Betrieb). Bis Ende 2010 haben wir über 5500 Patienten bestrahlt. In mehr als 98 Prozent wurde das Tumorwachstum definitiv gestoppt oder der Tumor wurde zum Verschwinden gebracht. In über 90 Prozent der Fälle konnte das tumorkranke Auge gerettet werden. Die guten Erfolge bei der Augentherapie und Erfahrungen mit Protonenbestrahlungen am Harvard Medical Cyclotron in Boston haben uns bewogen, die Protonen am PSI auch für tief liegende Tumoren einzusetzen. Wir haben dazu eine neuartige Bestrahlungstechnik (Spot-Scanning) entwickelt und eine entsprechende Bestrahlungseinrichtung (PSI-Gantry) gebaut.

Die PSI-Gantry 1, welche für die Behandlung von tief liegenden Tumoren mit Protonenstrahlen eingesetzt wird, ist seit Ende 1996 in Betrieb. Bis Ende 2010 wurden an der Gantry 1 über 700 Patientinnen und Patienten bestrahlt.

Rund 40 PatientInnen litten unter Meningeomen. Diese Tumoren entwickeln sich aus den Hirnhäuten (Meningen), die sich zwischen dem Schädelknochen und der Gehirnoberfläche befinden. Die Tumoren wachsen langsam und verdrängend und können in den umgebenden Schädelknochen infiltrieren. Je nach Lage und Grösse der Meningeome können sie zum Beispiel zu starken Kopfschmerzen, epileptischen Anfällen, Hirnleistungsstörungen, Bewusstseinsstörungen, Lähmungserscheinungen und anderen neurologischen Ausfällen führen. Wenn eine chirurgische Entfernung der Tumoren nicht möglich ist, ist eine Strahlentherapie angezeigt. Die Protonentherapie ermöglicht eine sehr präzise räumliche Anpassung der Strahlendosis in der Nähe empfindlicher Strukturen wie z. B. der Sehnerven.

Mehr als 50 Protonenbestrahlungen wurden wegen Hirntumoren (Gliome, Ependymome, Medulloblastome u. a.) durchgeführt. Diese entstehen zu einem grossen Teil aus Gliazellen, dem Stützgewebe des Hirns, und sie sind um so erfolgversprechender zu behandeln, je mehr sie noch ihren Ursprungszellen gleichen. In diesen Fällen sprechen wir von Tumoren vom Grad 1 und 2. Wenn die Tumoren sich weiter von ihren Ursprungszellen entfernt haben - wir nennen dies entdifferenziert -, verspricht die Protonentherapie nicht mehr Erfolg als die zeitgemässe Bestrahlung mit Linearbeschleunigern in Kliniken, denn das ganze Gehirn muss gleichmässig bestrahlt werden. Daher gehören die Hirntumoren vom Grad 3 und 4 sowie die Glioblastome zur Zeit nicht zum medizinischen Programm am PSI. Diese Tumoren werden häufig auch mit einer Kombination aus Chemotherapie und Bestrahlung in Kliniken behandelt.

Über 300 Patientinnen und Patienten kamen wegen Chondrosarkomen und Chordomen im Bereich der Schädelbasis und der Wirbelsäule zur Protonentherapie ans PSI. Diese Tumoren sind bindegewebig, wachsen langsam, metastasieren sehr selten, zerstören aber die meist empfindlichen und oft lebenswichtigen gesunden Nachbarstrukturen. Da die Protonenstrahlen in berechenbarer Tiefe stoppen und die grösste Strahlenmenge kontrollierbar in diesem Stoppbereich (dem Bragg Peak) abgeben, hat man seit vielen Jahren vor allem am Harvard Cyclotron /Massachusetts General Hospital in Boston Chordome und Chondrosarkome der Schädelbasis im Rahmen eines konsequenten und seriösen Programms bestrahlt. Der Erfolg war überzeugend, für die Chondrosarkome konnte die lokale Tumorkontrolle von etwa 40% auf über 80% angehoben werden, für die Chordome von weniger als 5% auf über 50%. Damit wurden diese Tumoren - neben den Melanomen des Auges - zu einer unbestrittenen Indikation für Protonentherapie.

Wir sind weiterhin weltweit die Einzigen, die in der Lage sind, 'intensitätsmodulierte Protonentherapie' (IMPT) anzubieten. Bereits 1999 haben wir bei einem jungen Mann, weltweit erstmals, eine Protonentherapie mit IMPT zur Behandlung eines Chondrosarkom an der Brustwirbelsäule durchgeführt. Damit war eine optimale Schonung des Rückenmarks möglich, so dass der Patient heute, mehr als 10 Jahre nach Abschluss der Bestrahlung, beschwerdefrei und voll berufstätig ist. Diese mit Protonen derzeit nur am PSI mögliche, noch einzigartige Bestrahlungstechnik haben wir in den letzten Jahren weiterentwickelt. In den vergangenen Jahren haben wir mehr als 400 PatientInnen teilweise oder vollständig mit IMPT bestrahlt.

Sarkome - bösartige Krebsgeschwülste des Binde- und Stützgewebes - kommen auch in anderen Gebieten des menschlichen Körpers vor, zum Beispiel im Steissbein, in der Lendenwirbelsäule, an oder in den Knochen und Gelenken sowie im Muskelgewebe und müssen mit sehr hoher Dosis behandelt werden. Bis Ende des Jahres 2010 haben wir rund 100 PatientInnen mit Sarkomen ausserhalb der Schädelbasis und Wirbelsäule bestrahlt, meist nach vorangegangener Operation, oder auch in Kombination mit Chemotherapie.

Tumoren im Hals-Nasen-Ohrenbereich (HNO-Tumoren) wachsen häufig in enger Nachbarschaft zu den empfindlichen Strukturen des Hirn, der Schädelbasis und der Wirbelsäule. Daher haben wir bis Ende 2010 über 30 HNO-Tumoren (inkl. mehrere Hauttumoren) behandelt, zum Teil wiederum in Kombination mit Chirurgie, Chemotherapie und in einigen Fällen auch in Kombination mit konventioneller Photonenbestrahlung.

Bis Ende 2010 haben wir auch rund 200 Kinder und Jugendliche im Alter zwischen 1.5 und 20 Jahren behandelt . Mehr als 80 davon (im Alter von 1 bis 5 Jahren) mussten wegen ihres jungen Alters und der fehlenden Möglichkeit der Kooperation unter Narkose behandelt werden. Die Tumoren waren im Kopf oder Körperstamm lokalisiert. Appliziert wurden zwischen 14.0 und 74.0 CGE (in wenigen Fällen in Kombination mit einer konventionellen Photonentherapie).

Protonentherapie von Prostatakarzinomen haben wir zwischen 1999 und 2003 bei 13 Patienten durchgeführt. Die Protonentherapie der Prostata führte bei ungefähr der Hälfte der Patienten zu keinen akuten Nebenwirkungen, und zu nur milden Nebenwirkungen bei den übrigen. Ab 2004 haben wir aufgrund der beschränkten Kapazität keine Prostatakarzinome bei Erwachsenen behandelt. Für viele Prostata-Tumorerkrankungen bringen heute andere (konventionelle) Behandlungen vergleichbare Ergebnisse, weshalb Protonen sinnvollerweise nur bei ausgewählten Prostata-Tumoren angewendet werden sollen. Eine entsprechende klinische Studie ist am PSI in Vorbereitung.

Die Therapie von Mammakarzinomen mit Protonenstrahlen soll noch 2011 im Rahmen einer klinischen Studie vertieft untersucht werden. Ein entsprechender Antrag liegt beim Bundesamt für Gesundheit (BAG) und bei der Eidg. Leistungskommission (ELK) derzeit zur Prüfung auf. An dieser klinischen Studie zur Wirkung der Protonentherapie im Vergleich mit modernster konventioneller Strahlentherapie ist das Kantonsspital Aarau beteiligt.

Besondere Beachtung verdient die Altersverteilung unserer PatientInnen: Rund 50 % waren jünger als 40 Jahre, ca. ein Drittel waren Kinder und Jugendliche unter 20 Jahre. Diese PatientInnen können ganz besonders von der Protonentherapie profitieren, da durch die präzise Abgabe der höchsten Strahlendosis im Tumor sowohl der noch wachsende und sehr empfindliche kindliche/jugendliche Organismus geschont wird als auch die Wahrscheinlichkeit von späteren Zweittumoren geringer eingestuft wird als nach herkömmlicher Photonentherapie.

Die bisherigen Behandlungsergebnisse stimmen uns sehr zuversichtlich, dass die neuartige Technik der am PSI entwickelten Protonenbestrahlung einen wesentlichen Fortschritt in der Therapie und Heilung von Patientinnen und Patienten mit bestimmten Krebserkrankungen bringen kann. Mit unserer Scanning-Technik sind wir zur Zeit noch nicht in der Lage, auch Tumoren zu bestrahlen, die sich während der Bestrahlung bewegen (z. B. Brust- oder Lungenkarzinome). Durch die Weiterentwicklung (Gantry 2, ev. auch einer Gantry 3) und den Ausbau der klinischen Infrastruktur am PSI (Projekt PROSCAN) werden noch mehr Patientinnen und Patienten mit tief liegenden Tumoren von unserer Protonentherapie profitieren können. Die neuartige Gantry 2 mit fortgeschrittener Scanning-Technik wird uns erlauben, auch bewegliche Tumoren mit der angestrebten hohen Präzision zu bestrahlen. Die Gantry 2 wird voraussichtlich Mitte 2012 den klinischen Betrieb aufnehmen.