Was ist Protonentherapie? Ist sie wirksamer als andere Bestrahlungsverfahren?

Obwohl die Vorteile gegenüber klassischer Strahlentherapie weiterhin Fragen aufwerfen, nimmt die Zahl der Protonentherapiezentren weltweit zu.

Protonentherapie beansprucht, Strahlung äußerst präzise zum Tumor zu bringen und dabei benachbartes gesundes Gewebe maximal zu schonen. Wegen hoher Kosten und begrenzter wissenschaftlicher Belege für eine Überlegenheit gegenüber anderen Bestrahlungsverfahren bleibt sie jedoch umstritten und bei vielen Krebsarten experimentell. Bevor wir die wissenschaftlichen Studien hierzu erläutern, betrachten wir kurz Wirkprinzip und Arten der Strahlentherapie.

Strahlentherapie ist eine Behandlung, die hochenergetische Strahlen oder durch Beschleunigung atomarer Teilchen gewonnene Strahlung zur Schädigung und Abtötung von Krebszellen verwendet. Strahlung tötet Zellen durch Schäden am genetischen Material.

Die heute gleichzeitig mit Chemotherapie oder allein einsetzbare Strahlentherapiekann auf zwei Arten erfolgen: extern (von außen) und intern (von innen).

Externe Strahlentherapie erfolgt von außen ohne Kontakt. Zu ihren Arten gehören:

• Intensitätsmodulierte Strahlentherapie (auch IMRT genannt)
• Protonentherapie
• Konventionelle Strahlentherapie

Interne Strahlentherapiebedeutet, dass strahlendes Material nahe am oder im Tumor platziert wird, beispielsweise bei der Brachytherapie.

Die konventionelle (klassische) Strahlentherapieumfasst intensitätsmodulierte Strahlentherapie und Photonentherapie. Bei der Photonentherapie werden Strahlenbündel eingesetzt. Die intensitätsmodulierte Strahlentherapie zielt auf eine maximale Strahlendosis im Tumor. Dazu wird die Strahlung aufgeteilt und aus verschiedenen Richtungen in den Körper eingebracht, sodass sie sich über dem Tumor kreuzt. Dadurch soll der Tumor maximal bestrahlt werden.

Was ist Protonentherapie?

Ein Protonist ein Bestandteil des Atoms. Dieses atomare Teilchen wird in der Protonentherapie zur Erzeugung radioaktiver Strahlung und zur Abtötung von Krebszellen verwendet. Strahlungsmenge und genaue Zielposition lassen sich bei der Protonentherapie präziser einstellen.

Ein Vorteil der intensitätsmodulierten Strahlentherapie ist, dass Strahlung sogar die Ecken unregelmäßig geformter Tumoren erreicht. Dabei verteilt sich jedoch viel Strahlung auch auf benachbarte Strukturen. Besonders Herz und Lunge sind betroffen. Daher bestehen als Nebenwirkungen Risiken für Herzschäden und Strahlenpneumonitis (Entzündung des Lungengewebes). Bei Protonentherapie werden gegenüber IMRT weniger Herz- und Lungenschäden behauptet; diese Behauptungen geringerer Nebenwirkungen wurden jedoch nicht eindeutig belegt. Außerdem ist Protonentherapie keine nebenwirkungsfreie Bestrahlungsmethode.

Dieser Beitrag beurteilt Protonentherapie mit ihren Vor- und Nachteilen.

Bei welchen Krebsarten wird Protonentherapie eingesetzt?

Fast alle bislang als wirksam beziehungsweise vorteilhaft nachgewiesenen Einsatzbereiche betreffen überwiegend Kinder und seltene Tumoren.

Die klinische Überlegenheit von Protonen gegenüber Photonen (klassischer Strahlentherapie) wurde bei einigen pädiatrischen Krebsarten eindeutig gezeigt. Auch bei Erwachsenen gibt es vorteilhafte Situationen, etwa beim uvealen Melanom des Auges, bei Schädelbasissarkomen (Weichteiltumoren) und Krebs an der Wirbelsäule.

Protonentherapie wird auch bei frühem Lungen-, Prostata- und Speiseröhrenkrebs eingesetzt. Die bisherigen Daten zeigten jedoch keinen Vorteil gegenüber anderen Bestrahlungstechniken. Weitere Studien zur Bestimmung ihrer Rolle bei anderen Krebsarten laufen.

Protonentherapie wird in entwickelten Ländern zunehmend beliebter und ist sehr teuer. Ihre Vor- und Nachteile sowie Unterschiede zu anderen Bestrahlungsverfahren werden weiterhin untersucht. Auf der Jahrestagung 2016 der amerikanischen Gesellschaft für klinische Onkologie (ASCO) wurden 2 bemerkenswerte Studien zum Vergleich mit anderen Bestrahlungsverfahren vorgestellt.

1. Studie

Bei lokal fortgeschrittenem nichtkleinzelligem Lungenkrebs wurden Protonentherapie und intensitätsmodulierte Strahlentherapie verglichen. Die Studie mit 255 Patienten teilte diese in homogene und heterogene Gruppen ein.

Die homogene Gruppe wurde in zwei Untergruppen mit weitgehend ähnlichen Merkmalen wie Alter und Krankheitsstadium aufgeteilt. Die erste erhielt intensitätsmodulierte Strahlentherapie, die andere Protonentherapie. Die Protonengruppe erhielt eine höhere Strahlendosis. Das Ergebnis fiel zugunsten der intensitätsmodulierten Strahlentherapie aus. Bei Protonenpatienten waren Strahlenpneumonitis und Rückfälle innerhalb von 12 Monaten häufiger. Außerdem verkürzte sich die Zeit bis zum Auftreten einer Strahlenpneumonitis. Im Ergebnis traten %60 der Nebenwirkungen nach Behandlung in der Protonengruppe auf.

Auch die heterogene Gruppe wurde in zwei Untergruppen aufgeteilt: intensitätsmodulierte Strahlentherapie und Protonentherapie. Patienten mit intensitätsmodulierter Bestrahlung waren jünger und hatten fortgeschrittenere Krankheitsstadien. Patienten mit Protonentherapie hatten dagegen eine geringere Lungenkapazität. Im Ergebnis waren auch in dieser Gruppe mögliche Nebenwirkungen nach der Behandlung nahezu gleich häufig.

Bei gemeinsamer Auswertung beider Studiengruppen fand sich kein Unterschied zwischen intensitätsmodulierter Strahlentherapie und Protonentherapie.

2. Studie

Sie untersuchte zwischen 2004–2012 wegen nichtkleinzelligem Lungenkrebs (Stadium 1–4) behandelte 140.383 Patienten. Verglichen wurden Protonen- und Photonentherapie. %59 befanden sich im Stadium 2–3. Ihre Überlebensrate nach 5 Jahren betrug unter Protonentherapie %22.3, unter klassischer Bestrahlung %15. In dieser Studie mit 140 Tausend Patienten wurde festgestellt, dass Protonentherapie die Überlebensrate bei nichtkleinzelligem Lungenkrebs im Stadium 2–3 nicht erhöhte .

Zusammenfassend kann ProtonentherapieStrahlenpneumonitis, lokale Rückfälle und Überlebensraten weiterhin nicht signifikant verbessern. Bei Lungenkrebs in bestimmten Stadien war sie gegenüber Photonentherapie erfolgreich. Hinsichtlich des Überlebens wurde jedoch keine Überlegenheit gegenüber intensitätsmodulierter Strahlentherapie nachgewiesen. Nachbargewebe wird weniger geschädigt, aber die erwartete Besserungsrate wird nicht erreicht.

Derzeit sollte Protonentherapie auf klinische Studien und das experimentelle Stadium beschränkt bleiben. Wie Medikamente erst nach langen Zulassungsverfahren eingesetzt werden, sollte auch dieses Technologieprodukt erst vollständig übernommen werden, wenn sein Nutzen bewiesen ist. Strahlenonkologen und medizinische Onkologen tragen dabei erhebliche Verantwortung. Richtige Therapieauswahl und Planung werden wichtig.

Protonentherapiezentren weltweit

Die USA haben die meisten Protonentherapiezentren. Ihre Zahl stieg dort von 2013 mit 11 Zentren bis 2017 auf 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 Patientennachfrage nach dieser Technik in manchen Zentren deutlich unter den Erwartungen liegt und verschiedene Zentren mit finanziellen Verlusten kämpfen oder Finanzziele verfehlen. Beispielsweise meldete das Scripps Proton Therapy Center in San Diego, Kalifornien, Insolvenz an.

Ein weiteres Beispiel ist das Protonentherapieinstitut der Hampton University in Virginia, das laut Bericht seit 5 Jahren Verluste macht und im letzten Geschäftsjahr 3 Millionen Dollar verlor.

Trotzdem wächst die Zahl der Protonentherapiezentren weltweit.

Trotz Schwierigkeiten auf dem amerikanischen Markt nehmen Protonenbestrahlungszentren weltweit zu.

Laut der gemeinnützigen Particle Therapy Co-operative Group sind weltweit 63 Anlagen in Betrieb. Weitere 32 werden gebaut und 16 geplant. Mit der baldigen Aufnahme Argentiniens und Australiens wird es schließlich auf jedem Kontinent außer der Antarktis Protonenzentren geben.

Schätzungsweise wurden weltweit bislang 165.000 Patienten mit verschiedenen Krebsarten mit Protonen behandelt. Nach den jüngsten Schätzungen von Research & Markets entwickelt sich dieses Gebiet bis 2024 zu einer milliardenschweren Industrie. In Europa stieg die Zahl der Protonenbehandlungen zwischen 2010 und 2017 auf mehr als das 3-Fache.

In Europa werden Protonen vor allem bei soliden Tumoren eingesetzt, darunter Gehirn-, Wirbelsäulen-, Prostata- und Magenkrebs. Deutschland, Italien, Schweden, Frankreich, Dänemark, die Niederlande, die Schweiz, Russland, Spanien, das Vereinigte Königreich, Norwegen und Belgien bauen oder planen neue Zentren. Research & Markets erwartet weiteres Wachstum des europäischen Protonenbestrahlungsmarktes bis 2024.

Etwa % 60 der Weltbevölkerung leben in Asien; die asiatische Bevölkerung trägt rund die Hälfte der weltweiten Krebslast. Die Zahl der Protonentherapiezentren auf dem asiatischen Markt soll von 2018 bis 2024 zweistellig wachsen. Japan besitzt derzeit die meisten Zentren Asiens. China, Singapur, Thailand und Südkorea bauen oder planen neue Anlagen.

Im Nahen Osten und Nordafrika wurde ein Protonentherapiezentrum in Saudi-Arabien eröffnet; ein weiteres entsteht in den Vereinigten Arabischen Emiraten. Ägypten plant ein Zentrum bei der Stiftung des Kinderkrebskrankenhauses in Kairo. Israel kündigte an, seine Gründungspläne abzuschließen. Das israelische Gesundheitsministerium rechnet mit 150 Kindern unter insgesamt etwa 250 Patienten jährlich, die im Land Protonentherapie erhalten würden. Der Bau würde ungefähr 60 Millionen Dollar kosten, der Betrieb weitere 6 Millionen Dollar erfordern.

Einige Länder wollen neue Zentren eröffnen, weil sie bislang selbst ihre wenigen Patienten für diese Behandlung ins Ausland schicken müssen. Eines davon ist Australien. Bei neuen Zentren ist andererseits noch unklar, ob staatliche nationale Gesundheitssysteme diese sehr teure Behandlung finanzieren werden.

Trotz einiger finanzieller Schwierigkeiten wollen die USA vermutlich ihre führende Marktposition behalten. Ihr nördlicher Nachbar Kanada zeigt hingegen wenig Interesse am Ausbau. Kanada besitzt nur eine Protonentherapieanlage in Vancouver, British Columbia (BC), einem bedeutenden Forschungszentrum. Dieses Teilchenbeschleunigerzentrum gehört international zu den führenden Einrichtungen für subatomare Physik. Dort werden auch Patienten mit Protonen behandelt, allerdings mit sehr begrenzter Kapazität: nur 10 jährlich.

Das seit 1995 in Kanada betriebene Zentrum behandelt ausschließlich Aderhautmelanome im hinteren Augenbereich, eine Form des malignen Melanoms. In Kanada werden jährlich fast 40 solcher Fälle diagnostiziert. Rund 30 werden mittels Brachytherapie (interner Bestrahlung) behandelt; große Tumoren oder kritische Situationen wie Druck auf den Sehnerv werden zur Protonentherapie überwiesen.

Ein weiterhin interessanter Markt

Obwohl gegenüber klassischer Strahlentherapie weder eine bessere Tumorverkleinerung noch weniger Nebenwirkungen eindeutig belegt sind, wächst die Zahl der Zentren weltweit. Protonentherapie macht jedoch nur %1 aller externen Bestrahlungssysteme aus.

2017 wurden etwa % 0.1 der Krebspatienten mit dieser Methode behandelt. Für 2022 wird weltweit auf jeweils 10 Millionen Menschen nur 0,5 Protonentherapieraum und auf 10 Millionen ungefähr 20 klassische Strahlentherapiesysteme geschätzt.

Selbst wenn bis 2030 die vorgesehenen 900 bis 1300 Behandlungsräume entstehen, könnten damit nur %6 bis %7 der Krebspatienten Zugang zur Protonentherapie erhalten.