Protonentherapie bei Hirntumoren

Was ist Protonentherapie?

Die Protonentherapie (Proton Beam Therapy, PBT) ist eine im Gegensatz zur herkömmlichen Strahlentherapie hochenergetische Protonenteilchen statt Röntgenstrahlen nutzende Strahlentherapiemethode. Mithilfe eines sogenannten Zyklotrons werden Protonenteilchen beschleunigt und mit Energie aufgeladen. Sobald sie eine hohe Energie erreicht haben, werden sie aus dem Gerät herausgeschossen und auf die vor der Behandlung festgelegte Tumorregion gerichtet. Die Protonenteilchen geben ihre Energie zur Zerstörung von Tumorzellen in einer bestimmten Tiefe des Gewebes ab. Diese Tiefe wird vor der Behandlung abhängig vom Zustand des Patienten sowie von Lage und Größe des Tumors festgelegt und kann angepasst werden.

Was unterscheidet die Protonentherapie von der herkömmlichen Strahlentherapie?

Die bei der herkömmlichen Strahlentherapie eingesetzten Röntgenstrahlen geben einen Teil ihrer Energie bereits ab, bevor sie die Tumorregion erreichen. Diese Energieabgabe setzt sich nach Erreichen des Tumors fort, bis die Strahlen auf der anderen Seite des Gewebes, beispielsweise des Gehirns, austreten. Dadurch werden auch normale Zellen entlang des für die Bestrahlung festgelegten Weges geschädigt.

Dieses Problem wird bei der Protonentherapie teilweise verringert. Protonenteilchen werden gezielter auf Krebszellen gerichtet, wodurch mögliche Schäden an normalen Zellen vermieden werden.

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Die hochgezielte Abgabe von Protonenteilchen bietet Vorteile bei der Behandlung von Tumormassen in der Nähe empfindlicher Bereiche wie Rückenmark und Sehnerven. Dieser Vorteil ist besonders bei Kindern wichtig, deren Gehirnentwicklung noch nicht abgeschlossen ist. In diesem Sinne ist die Protonentherapie vor allem bei pädiatrischen, also kindlichen Hirntumoren zur Standardbehandlung geworden, beispielsweise bei Medulloblastomen. Darüber hinaus sind bei Erwachsenen mit Tumoren im Rückenmark und in Situationen, in denen die Verminderung von Nebenwirkungen entscheidend ist, die Protonentherapie und die intensitätsmodulierte Strahlentherapie, Intensity-Modulated RadioTherapy, IMRT, zwei wichtige Behandlungsoptionen.

Bevor die Entscheidung für die Protonentherapie mit ihren verschiedenen Vorteilen getroffen wird, müssen durch onkologische Bildgebung Lage und Größe des Tumors sorgfältig bestimmt werden. Diese Methode ist nicht für alle Arten von Hirntumoren geeignet, sondern eher für kleine Krebsgeschwülste in der Nähe lebenswichtiger Bereiche.

Bei welchen Hirntumoren wird die Protonentherapie bevorzugt?

Bei Erwachsenen:

• Akustikusneurinom: ein gutartiger und meist langsam wachsender Tumor, der aus der Hülle des 8. Hirnnervs, des Hör- und Gleichgewichtsnervs, entsteht.
• Meningeome: die häufigsten Hirntumoren, die sich in der Regel gutartig verhalten.
• Hypophysenadenome: meist gutartige Tumoren, die aus der Hirnanhangsdrüse entstehen.
• Niedrig- und hochgradige Gliome: Sie entstehen aus Gliazellen, den Stützzellen des Gehirns.
• Chordom: ein selten vorkommender bösartiger Tumor.

Bei Kindern:

• Juveniles pilozytisches Astrozytom: wird meist im Bereich des Hypothalamus beobachtet und tritt häufig bei Kindern auf.
• Ependymom: ein selten vorkommender Tumor.
• Medulloblastom: der häufigste Hirntumor im Kindesalter, der sich oft im Kleinhirn ansiedelt.
• Kraniopharyngeom: ein gutartiger Hirntumor, der aus der Hypophyse entsteht.

Welche möglichen Nebenwirkungen hat die Protonentherapie?

Da gesunde Gehirnzellen im Vergleich zur herkömmlichen Strahlentherapie weniger geschädigt werden, treten auch weniger mögliche Nebenwirkungen auf. Dennoch ist die Protonentherapie nicht frei von Nebenwirkungen! Die Protonentherapie bei Hirntumoren kann Nebenwirkungen wie Müdigkeit, Rötung im behandelten Bereich und Haarausfall verursachen, von denen manche vorübergehend sind. Langfristig sind bei Kindern nach Protonentherapie starker Haarausfall, Beeinträchtigungen des Denkens und Verstehens sowie ungünstige Auswirkungen auf Hormone wie das Wachstumshormon weitere mögliche Nebenwirkungen. Diese werden jedoch auch nach herkömmlicher Strahlentherapie beobachtet.

Wird die Protonentherapie in unserem Land angeboten?

In unserem Land wurde bisher kein Protonentherapiezentrum eröffnet. Der wichtigste Grund sind die gegenüber der Standardstrahlentherapie deutlich höheren Kosten. Beispielsweise ist die Protonentherapie sogar im Vergleich zur intensitätsmodulierten Strahlentherapie, einer modernen Bestrahlungstechnologie, 5-mal teurer. Das türkische Gesundheitsministerium hat sie jedoch in seine Projektplanung aufgenommen. Für Patienten, die diese Behandlung wünschen, insbesondere bei kindlichen Hirntumoren, sind entwickelte Länder wie Japan, die USA und Großbritannien mögliche Optionen.

Ein weltweiter Blick auf die Protonentherapie

Die USA verfügen über die meisten Protonentherapiezentren. Während es dort 2013 insgesamt 11 Zentren gab, waren es 2017 bereits 28. Weitere 23 befinden sich im Bau oder in Entwicklung.

Allerdings könnten Protonentherapiezentren laut einem in Lancet Oncologyam 12. Juli 2018 veröffentlichten Artikel unter „Wachstumsschmerzen“, growing pains, leiden. Die Autoren berichteten, dass die Nachfrage der Patienten nach dieser Technologie in manchen Zentren deutlich geringer sei als erwartet und dass verschiedene Zentren mit finanziellen Verlusten oder verfehlten Finanzzielen kämpften. Beispielsweise meldete das Scripps Proton Therapy Center in San Diego, Kalifornien, Insolvenz an.

Ein weiteres Beispiel ist das Hampton University Proton Therapy Institute in Virginia: Berichten zufolge verzeichnete es in den letzten 5 Jahren Verluste und verlor im jüngsten Geschäftsjahr 3 Millionen Dollar.

Dennoch steigt die Zahl der Protonentherapiezentren weltweit.

Trotz der Schwierigkeiten auf dem US-Markt nimmt die Zahl der Protonenstrahltherapiezentren weltweit zu.

Nach Angaben der gemeinnützigen Particle Therapy Co-operative Group gibt es weltweit 63 aktive Protonentherapieeinrichtungen. Daneben befinden sich 32 Einrichtungen im Bau und 16 in Planung. Mit der baldigen Aufnahme Argentiniens und Australiens wird es schließlich auf jedem Kontinent außer der Antarktis Protonenzentren geben.

Schätzungen zufolge wurden weltweit bislang 165 Tausend Patienten mit verschiedenen Krebserkrankungen mit Protonentherapie behandelt. Nach den jüngsten Prognosen von Research & Markets entwickelt sich dieser Bereich bis 2024 zu einer Branche mit einem Umsatz von mehreren Milliarden Dollar.

In Europa stieg die Zahl der Protonentherapieanwendungen zwischen 2010 und 2017 um mehr als das 3-Fache. Dort wird die Protonentherapie vor allem bei soliden, also festen Krebserkrankungen eingesetzt, darunter solche in Gehirn, Rückenmark, Prostata und Magen . Deutschland, Italien, Schweden, Frankreich, Dänemark, die Niederlande, die Schweiz, Russland, Spanien, das Vereinigte Königreich, Norwegen und Belgien bauen neue Zentren oder planen diese. Die Gruppe Research & Markets erwartet, dass der europäische Markt für Protonenstrahltherapie bis 2024 weiter wachsen wird.

Etwa % 60 der Weltbevölkerung leben in Asien, und die Menschen dort tragen etwa die Hälfte der weltweiten Krebslast. Auf dem asiatischen Markt wird erwartet, dass die Zahl der Protonentherapiezentren von 2018 bis 2024 zweistellige Werte erreicht. Japan besitzt derzeit die meisten Zentren in Asien; zugleich bauen oder planen China, Singapur, Thailand und Südkorea neue Einrichtungen.

In der Region Naher Osten / Nordafrika wurde ein Protonentherapiezentrum in Saudi-Arabien eröffnet, ein weiteres wird in den Vereinigten Arabischen Emiraten gebaut. Ägypten plant ein Zentrum bei der Stiftung des Kinderkrebskrankenhauses in Kairo, und Israel kündigte an, seine Pläne zur Einrichtung eines Zentrums abzuschließen. Das israelische Gesundheitsministerium erwartet, dass jährlich etwa 150 Kinder unter insgesamt rund 250 Patienten in Israel eine Protonentherapie erhalten werden. Die Einrichtung wird etwa 60 Millionen Dollar kosten, und für ihren Betrieb werden weitere 6 Millionen Dollar benötigt.

Manche Länder, in denen neue Protonentherapiezentren eröffnet werden sollen, sind dadurch motiviert, dass sie bisher selbst wenige Patienten für diese Behandlung ins Ausland schicken müssen. Eines dieser Länder ist Australien. Andererseits ist noch nicht geklärt, ob die staatlichen nationalen Gesundheitssysteme die sehr teure Behandlung in den neuen Zentren bezahlen werden.

Trotz einiger finanzieller Schwierigkeiten wird vermutet, dass die USA ihre führende Stellung auf dem Protonentherapiemarkt behalten möchten. Ihr nördlicher Nachbar Kanada zeigt dagegen kein großes Interessean einer Ausweitung seiner Protonentherapiekapazität. Kanada besitzt eine einzige Protonentherapieeinrichtung in Vancouver, British Columbia, BC, die zugleich ein bemerkenswertes Forschungszentrum ist. Dieses kanadische Teilchenbeschleunigerzentrum gehört international zu den führenden Einrichtungen der subatomaren Physik. Patienten erhalten dort Protonentherapie, allerdings mit sehr begrenzter Kapazität: nur 10 Patienten jährlich.

In diesem seit 1995 aktiven kanadischen Zentrum werden ausschließlich Patienten mit einem hinten im Auge gelegenen Aderhautmelanom behandelt, einer Form des malignen Melanoms, also des Hautkrebses. In Kanada werden jährlich fast 40 Patienten mit Aderhautmelanom diagnostiziert. Etwa 30 von ihnen werden mit einer anderen Strahlentherapie, der Brachytherapie, also inneren Bestrahlung, behandelt. Patienten mit großen Tumoren oder kritischen Situationen wie Druck auf den Sehnerv werden dagegen zur Protonentherapie überwiesen.

Ein weiterhin interessanter Markt.

Obwohl die Überlegenheit der Wirksamkeit, also der tumorverkleinernden Wirkung, gegenüber klassischer Strahlentherapie nicht geklärt ist, steigt die Zahl der Protonentherapiezentren weltweit. Dennoch macht die Protonentherapie nur %1 aller externen, also von außen wirkenden Strahlentherapiesysteme aus.

Im Jahr 2017 wurden etwa % 0.1 der Krebspatienten mit dieser Methode behandelt. Bis 2022 werden weltweit je 10 Millionen Menschen schätzungsweise nur 0,5 Protonentherapieräume und je 10 Millionen Menschen etwa 20 klassische Strahlentherapiesysteme vorhanden sein.

Selbst wenn bis 2030 die geplanten 900 bis 1300 Behandlungsräume gebaut würden, bedeutete dies, dass nur %6 bis %7 der Krebspatienten Zugang zu Protonentherapie hätten.

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