Radiotherapie – Strahlentherapie

Radiotherapie (RT), auch Bestrahlung oder Strahlentherapie genannt, wurde erstmals vor etwa 1 Jahrhundert gegen Krebs eingesetzt. Seitdem wurden große technische Fortschritte erzielt, um die Wirksamkeit zu steigern und Nebenwirkungen zu minimieren.

Zunehmend wird sie mit Operation und systemischen Therapien kombiniert, um Tumorkontrolle und Lebensqualität zu verbessern und Nebenwirkungen zu verringern. Die besten Ergebnisse werden durch individuelle Beurteilung in einem multidisziplinären Team aus Strahlentherapeuten, medizinischen Onkologen, Chirurgen und weiteren Fachleuten erreicht.

Strahlentherapie hat verschiedene Formen und Ziele:

• als alleinige Behandlung,
• zusammen mit systemischen Wirkstoffen,
• vor oder nach einer Operation, um mikroskopische Tumorreste möglichst auszuschließen,
• unterstützend bei fortgeschrittener Krankheit

Die Dauer reicht von einer Sitzung bis zu 8 Wochen täglicher Behandlung. Technik, Dosis, erwarteter Nutzen und Nebenwirkungen unterscheiden sich je nach Diagnose und behandelter Region.

Der Erhalt gesunder Organe ist ein wichtiges onkologisches Ziel. Bei bestimmten Krebsarten wie Brust- und Kehlkopfkrebs sind die Langzeitergebnisse einer nur den Tumor mit etwas gesundem Gewebe entfernenden Operation plus adjuvanter (vorbeugender) Bestrahlung denen radikaler Organentfernung gleichwertig. Erwartungsgemäß verursachen organerhaltende Eingriffe sogar weniger Nebenwirkungen.

Wie wirkt Strahlentherapie?

Strahlungsenergie tötet Krebszellen in einem ärztlich genau festgelegten Zielgebiet.

Durch Ionisierung von Atomen schädigt sie die DNA der Krebszellen (Brüche der DNA-Doppelhelix).

Im Behandlungsgebiet sind Krebs- und normale Zellen der ionisierenden Wirkung ausgesetzt. Normale Zellen erkennen und reparieren strahlenbedingte DNA-Schäden jedoch schneller. Krebszellen sind auf schnelles Wachstum und Vermehrung ausgerichtet und daher bei der Reparatur im Nachteil. Normale Gewebe vertragen allerdings nur begrenzte Gesamtdosen; das Gleichgewicht muss sorgfältig eingestellt werden. Die Aufteilung der Gesamtdosis in kleine tägliche Dosen (Fraktionen) ermöglicht gesunden Geweben die Reparatur.

Strahlentechniken werden in 3 Hauptgruppen eingeteilt:

1. Externe Strahlentherapie
2. Brachytherapie (innere Bestrahlung)
3. Intraoperative Strahlentherapie

Externe Strahlentherapie

Dies ist die häufigste Methode. Eine Strahlenquelle außerhalb des Patienten wird verwendet (external beam).

Ionisierende Strahlung entsteht durch Beschleunigung geladener Teilchen wie Elektronen oder Protonen oder mithilfe von Kobalt-60. Linearbeschleuniger: In diesem Gerät werden Elektronen beschleunigt, um höhere Energie zu erreichen und Röntgenstrahlen (Photonen ) zu erzeugen. Es kann Photonen- oder Elektronenstrahlen verschiedener Energien produzieren, deren Abgabe modern computergesteuert erfolgt.

Photonen gegenüber Elektronen: Photonen erreichen tieferes Gewebe und werden bei inneren Organtumoren bevorzugt. Elektronen verwendet man oft für oberflächliche Tumoren wie Brust- und Hautkrebs und schützt damit innere Organe. Häufig kombiniert man beide zur optimalen Dosisverteilung in Tumor und gesundem Gewebe.

Behandlungsplanung:

Der Plan umfasst;

• sorgfältige Fixierung des Patienten,
• Bestimmung des Bestrahlungsgebiets durch Computertomografie (BT) oder Magnetresonanztomografie (MRG=MRT) und
• Berechnung von Dosis und Anwendungshäufigkeit.

Tumoren sind unterschiedlich strahlenempfindlich. Lymphome und Seminome als Hodenkrebsart sind beispielsweise sehr strahlensensibel und dadurch vollständig behandelbar. Malignes Melanom und Weichteilsarkome sind dagegen strahlenresistent und benötigen höhere Dosen.

Konformationstherapie

Der Begriff beschreibt hohe Dosen im Tumor bei möglichst geringer Bestrahlung normalen Gewebes. Mit moderner Bildgebung wie BT und MRG können Strahlentherapeuten bei 3-dimensionaler konformaler RT (3D-CRT) Tumor- und Nachbargewebedosen getrennt berechnen und anpassen. So werden Nebenwirkungen minimiert. Bei Bedarf lässt sich auch ein bereits bestrahltes Gebiet später erneut behandeln.

3D-CRT wird in zwei Bereiche eingeteilt:

1. Intensitätsmodulierte RT (intensity modulated RT=IMRT)
2. Bildgeführte RT (image guided RT=IGRT)

Intensitätsmodulierte Strahlentherapie (IMRT)

IMRT ist eine Weiterentwicklung der 3-dimensionalen konformalen Strahlentherapie und erlaubt, einen Strahl aus einer Quelle an verschiedenen Zielstellen mit unterschiedlicher Intensitätanzuwenden.

Bildgeführte Strahlentherapie (IGRT)

Welches Gebiet hoch dosiert bestrahlt werden muss, ist ein Diskussionsthema der Strahlenonkologie. Auch geringe Organbewegungen beim Atmen werden berücksichtigt.

Bei jeder Behandlung ermöglicht Echtzeitbildgebung eine genauere Zielbestimmung. Diese Technologien heißen allgemein bildgeführte Strahlentherapie (IGRT).

Protonentherapie

Als besondere externe Bestrahlung ermöglicht sie durch die spezifischen physikalischen Eigenschaften schwerer Teilchen eine präzisere Tumorbehandlung mit weniger Schäden an gesundem Gewebe. Protonen erreichen verschiedene Gewebetiefen und geben am Ziel ihre Energie abrupt ab, den sogenannten Bragg-Peak.

Eine Überlegenheit von Protonen gegenüber Photonen wird bei vielen Krebsarten untersucht, ist aber außer bei manchen Kindertumoren, uvealem Melanom und ähnlichen Gruppen nicht bewiesen. Besonders intensiv bei Prostatakrebs geprüft, waren die Ergebnisse gleichwertig mit 3-dimensionalen konformalen Techniken.

Stereotaktische Techniken (SBRT und Radiochirurgie SRS)

Die gesamte berechnete Strahlendosis wird einmalig oder in wenigen Fraktionen verabreicht.

Stereotaktische Radiochirurgie (stereotactic radiosurgery = SRS) wird bei Gehirntumoren genutzt; stereotaktische Körperbestrahlung (stereotactic body radiation therapy = SBRT) bei Organen außerhalb des Gehirns wie Lunge, Wirbelsäule und Leber.

SBRT-Behandlung eines frühen Tumors in der linken Lunge

Stereotaktische Methoden brauchen hochauflösende Bildgebung. Sie werden besonders bei kleinen, klar abgegrenzten Tumoren bevorzugt, etwa wenn Lungenkrebs in nur einen Wirbel metastasiert.

Wegen der hohen Dosis an einem bestimmten Punkt ist die Fixierung (Immobilisierung) besonders wichtig.

Ganzkörperbestrahlung

Sie ist Teil der Vorbereitung auf eine hämatopoetische Zelltransplantation bei Leukämie und Lymphom.

Sie hat 2 Ziele: Immunsuppression zur Verhinderung der Abstoßung von Spenderstammzellen und Beseitigung von Krebszellen.

Brachytherapie (innere Bestrahlung)

Die Strahlenquelle wird neben oder in das Behandlungsgebiet eingebracht. Sie wird besonders bei Prostatakrebs und gynäkologischen Tumoren wie Gebärmutterhalskrebs bevorzugt.

Beispielsweise ist sie bei regional begrenztem (frühem) Prostatakrebseine Behandlungsoption. Das Niedrigdosisratensystem (low dose rate = LDR) wird einmalig angewandt. Radioaktive Quellen werden ultraschallgeführt dauerhaft in die Prostata eingesetzt und geben über Monate langsam Strahlung ab.

Intraoperative Strahlentherapie (IORT)

Dabei wird während der Operation bestrahlt. Sie bietet Vorteile gegenüber Einschränkungen externer Bestrahlung wie Schäden an normalem Gewebe. Sie erfolgt in einer Sitzung; die Dosis wird durch momentan nicht sichtbare Strukturen wie Nerven und feste Organe begrenzt.

Bei hohem regionalem Rückfallrisiko, etwa Tumor an Resektionsrändern im intraoperativen Schnellschnitt (frozen) oder unvollständiger Entfernung, kann die IORT-Entscheidung während der Operation fallen.

Hauptgebiete sind Leisten- und Bauchraumtumoren. Mit einer einzelnen IORT-Dosis gelingt meist keine ausreichende Tumorkontrolle; externe Bestrahlung muss ergänzen.

Mögliche Nebenwirkungen der Strahlentherapie

Nebenwirkungen während oder nach der Therapie hängen vor allem von der anatomischen Region ab. Auch Gesamtdosis, Fraktionsdosis, Gewebeempfindlichkeit und weitere Therapien wie Chemotherapie und Operation spielen eine Rolle.

Allgemein schwillt Gewebe während der Bestrahlung an; im Zielgewebe entsteht ein Ödem. Die meisten akuten Nebenwirkungen sind vorhersehbar und regional begrenzt. Bauchbestrahlung verursacht etwa Übelkeit und Erbrechen, Kopf-Hals-Bestrahlung Wunden in Mund und Rachen, Thoraxbestrahlung Speiseröhrenentzündung. Dadurch entstehen Schluckstörungen (Dysphagie), verminderte Nahrungsaufnahme und Dehydrierung. Beckenbestrahlung verändert Harnwege und Darm. Ödem und Gewebereizung nehmen danach ab, akute Nebenwirkungen verschwinden weitgehend.

Die wichtigste Langzeitwirkung ist Fibrose im bestrahlten Gewebe. Diese Nebenwirkungen können gegen den Nutzen abgewogen werden. Spezifische Spättoxizitäten hängen von Gewebe und Strahlendosis ab. Beispielsweise;

Eierstöcke und Hoden sind sehr strahlensensibel; Fortpflanzungsorgane können geschädigt werden. Deshalb ist Unfruchtbarkeit ein ernstes Problem für Kinder und junge erwachsene Krebspatienten.

Kardiale Toxizität (Herzschaden) ist eine Spätkomplikation bei Brustkrebs, Hodgkin-Lymphom und anderen Behandlungen, bei denen das Herz bestrahlt wird.

Zwischen Zweitkrebserkrankungen und früherer Strahlentherapie besteht ein deutlicher Zusammenhang. Eine große Studie berichtete bei zwischen 1973 und 2002 bestrahlten Krebspatienten ein Zweitkrebsrisiko von 8 Prozent.

Die Analyse verglich jedoch nicht mit der Krebsentstehung einer unbestrahlten Bevölkerung. Viele Fälle könnten daher unabhängig von Strahlung entstanden sein. Besonders bei Kindern und jungen Erwachsenen ist dies entscheidend. Zweitkrebs braucht 10-15 Jahre bis zur klinischen Nachweisbarkeit.

Die Nebenwirkungen der seit über 100 Jahren genutzten Strahlentherapie sind gut bekannt. Ein Hauptvorteil neuer Geräte ist ihre Minimierung. Ein erfahrenes Team kann im engen Patientenkontakt vorbeugen und auftretende Nebenwirkungen wirksam behandeln.

Weiterführende Lektüre: Entdeckung der Strahlentherapie gegen Krebs

Ende 1895 bemerkte Wilhelm Conrad Röntgen bei Arbeiten mit einer Elektronenröhre ein seltsames Leck. Die starke unsichtbare Strahlung durchdrang schwarzen Karton und erzeugte ein weißlich fluoreszierendes Leuchten auf einer Bariumplatte im Raum. Röntgen legte die Hand seiner Frau zwischen Quelle und Fotoplatte. Die Strahlen hinterließen Spuren von Fingerknochen und metallischem Ehering. Die innere Handanatomie erschien wie durch eine magische Linse. Die Energie- und Lichtform, die lebendes Gewebe durchdringen konnte, nannte er X-Strahlen.

1896, weniger als 1 Jahr nach der Entdeckung, kam der 21-jährige Medizinstudent Emil Grubbe in Chicago auf die Idee, Strahlen gegen Krebs einzusetzen. Grubbe war brillant, abenteuerlustig und kreativ, hatte in einer Fabrik für Vakuum-Röntgenröhren gearbeitet und selbst eine einfache Versuchsröhre gebaut. Er sah, wie sich Haut und Nägel exponierter Arbeiter ablösten; seine eigenen Hände waren ebenfalls rissig und geschwollen. Er übertrug diese «Zelltod»-Idee rasch auf Tumoren.

Am 29. März 1896 bestrahlte Grubbe in einer Röhrenfabrik in Chicagos Halsted Street die ältere Brustkrebspatientin Rose Lee mit einer angepassten Röntgenröhre. Nach Mastektomie war ihr Krebs zurückgekehrt; Tumor und Brust bildeten eine große schmerzhafte Masse. Der Besuch bei Grubbe galt als letzte Hoffnung. Da er keine Metallplatte zum Abdecken fand, umhüllte er den übrigen Brustbereich mit Metallfolie vom Boden einer chinesischen Teedose. Das Krebsgewebe wurde 18 Tage ununterbrochen bestrahlt. Die schmerzhafte Therapie war teilweise erfolgreich: Der Tumor wurde erst zur Wunde, dann fester und kleiner. Dies war die erste dokumentierte lokale Reaktion der Röntgentherapie. Einige Monate nach der ersten Behandlung bekam Lee jedoch Schwindel und Übelkeit. Krebs hatte sich in Rückenmark, Gehirn und Leber ausgebreitet; sie starb bald. Grubbe erkannte: Röntgenstrahlen waren nur für lokale Therapie geeignet und wirkten kaum gegen gestreute Tumoren.

Vom vorübergehenden Erfolg ermutigt, behandelte Grubbe weitere Patienten mit lokalen Tumoren. So entstand die Strahlenonkologie. In Europa und Amerika entstanden rasch Röntgenkliniken. Anfang der 1900er, weniger als zehn Jahre nach Röntgens Entdeckung, waren Ärzte begeistert von der Möglichkeit der Krebsbestrahlung. Nach der Radiumentdeckung der Curies 1902 konnten Tumoren mit tausendfach stärkerer Energie bestrahlt werden. Kongresse und Fachgesellschaften zur Hochdosisbestrahlung entstanden. Mit Radium gefüllte Golddrähte wurden direkt auf Tumoren genäht, um die lokale Strahlendosis weiter zu erhöhen. Parallel entwickelte sich die Vakuumröhrentechnik. Mitte der 1950er konnten verschiedene Röhrentypen Krebsgewebe mit extrem hohen Röntgendosen bestrahlen.

Die Technik der Strahlenonkologie wurde mit der Zeit präziser. Nach frühen Röntgenstrahlen kamen hochenergetische Photonen, Elektronen, Protonen und Neutronen hinzu. Computer- und Elektronikfortschritte ermöglichten nahezu perfekte Behandlungsplanung und Durchführung.