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Protonentherapieanlagen sind extrem teuer, es gibt sie in nur wenigen Kliniken in Deutschland.

Medizin

Strahlentherapien auf dem Prüfstand

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Mediziner vergleichen in einer europaweit ersten Studie die Verträglichkeit von Photonen und Protonen bei der Behandlung von Hirntumoren.

Die Diagnose Krebs ist für Patienten immer ein Schock – und für Mediziner eine Herausforderung; auch heute noch oder vielleicht sogar noch mehr als vor Jahrzehnten. Denn die Möglichkeiten der Behandlung sind gewachsen, gleichzeitig weiß man mittlerweile, dass es die eine, für alle Patienten passende Therapie nicht gibt. In ganz besonderem Maße gilt das für Hirntumoren. Allein die Vorstellung, dass in jenem Organ, das unser Denken, Fühlen, Handeln, ja unser ganzes Wesen ausmacht, eine bösartige Geschwulst sitzt, erfüllt nicht nur Laien mit Schrecken, sondern ringt auch Ärzten größten Respekt ab. Tatsächlich sind Hirntumore – in der Fachwelt werden einige davon als Gliome bezeichnet – oft schwer zu behandeln. Je nach Lokalisation können beim Entfernen dieser Tumore auch äußerst empfindliche, für wichtige Fähigkeiten und Persönlichkeitsmerkmale zuständige Regionen geschädigt werden. In einem solchen Fall kann sich die Behandlung zum Beispiel auf geistige Leistungen, Konzentrationsfähigkeit, Sprache oder Temperament auswirken. Auch das Gliom selbst kann bereits zu entsprechenden Veränderungen führen.

Deshalb bedeutet die Therapie für Mediziner stets eine Gratwanderung: Sie müssen beim Operieren und Bestrahlen des Tumors genug bösartiges Gewebe erwischen, um das Risiko eines Weiterwucherns beziehungsweise einer Wiederkehr – eines sogenannten Rezidivs – gering zu halten. Auf der anderen Seite müssen sie auch aber so sensibel vorgehen, dass das gesunde Umfeld so wenig wie möglich Schaden nimmt und die damit verbundenen Funktionen nicht beeinträchtigt werden.

„Das ist im Gehirn besonders schwierig, weil es eine andere Komplexität hat als zum Beispiel eine Niere“, sagt Martin Glas, Leiter der Abteilung Klinische Neuroonkologie (Klinik für Neurologie) und Leiter des Neuroonkologischen Zentrums am Westdeutschen Tumorzentrum des Universitätsklinikums Essen. Auch das Gefäßsystem ist dort besonders empfindlich. „Außerdem gestaltet es sich oft nicht leicht, die Grenzen des Hirntumors zu erkennen, weil sich das bösartige Gewebe nicht immer eindeutig vom gesunden unterscheiden lässt“, erläutert Martin Stuschke, Direktor der Strahlenklinik am Universitätsklinikum Essen. Diese Tumoren ließen sich von Hirnchirurgen „in der Regel nicht mit einem ausreichenden Saum gesunden Gewebes wegoperieren“, einzelne Tumorzellen blieben im gesunden Gewebe zurück. Deshalb brauche man bei allen bösartigen Tumoren im Gehirn auch eine Nachbehandlung.

Das Standardvorgehen bei Gliomen besteht in einer neurochirurgischen Operation (sofern sie möglich ist), an die eine kombinierte Chemo- und Strahlentherapie anschließt. Dafür stehen heute zwei grundsätzlich verschiedene Arten von Strahlen zur Verfügung: Photonen und Protonen. Beide wirken, indem sie mit der von ihnen übertragenen Energie die Erbinformationen in den Krebszellen schädigen und diese so zum Absterben bringen sollen. Sie setzen dabei auf eine typische Eigenschaft entarteter, sich teilender Zellen, empfindlicher auf Strahlen zu reagieren als gesundes Gewebe.

Bei Photonen handelt es sich um elektromagnetische Wellen, die im Gewebe einen gleichmäßigen biologischen Effekt erzielen, wie Martin Stuschke erklärt. Zu ihnen zählen die klassischen Röntgen- und Gammastrahlen. Protonen sind die positiv geladenen Teilchen von Wasserstoff-Atomen. Sie lassen sich mit Hilfe von magnetischen Feldern stark beschleunigen (auf bis zu 180.000 Kilometer pro Sekunde) und aufgrund ihrer Ladung gut lenken und stoppen, erklärt Beate Timmermann, Leiterin des Westdeutschen Protonentherapiezentrums Essen (WPE) am Universitätsklinikum Essen und Direktorin der dortigen Klinik für Partikeltherapie.

Bei Gliomen werden derzeit vor allem Photonen eingesetzt – was sich alleine schon aus der Tatsache ergibt, dass bislang nur sehr wenige Kliniken über die notwendige – sehr teure – Ausstattung für eine Protonentherapie verfügen; in Deutschland sind es kaum mehr als eine Handvoll Kliniken (Heidelberg, Essen, München, Dresden, Marburg und Berlin).

Unklar ist bislang allerdings auch, ob Patienten mit Hirntumoren überhaupt von einer Therapie Protonen messbar profitieren würden – oder ob sie mit den „herkömmlichen“ Strahlen mindestens genauso gut zu behandeln sind. Das soll nun erstmals in zwei Studien überprüft werden. Eine davon läuft in den USA, die andere, die sogenannte GliProPh-Studie, in Deutschland. Die Leitung dieser Untersuchung, die auch eine Studie der Neuroonkologischen Arbeitsgemeinschaft ist hat mit Martin Glas, Martin Stuschke und Beate Timmermann ein Team des Universitätsklinikums Essen. Im Verlauf der Studie wird zudem das Universitätsklinikum Marburg einsteigen, beide Häuser gehören zu den wenigen in Deutschland, die mit einer Protonentherapie-Anlage ausgestattet sind.

Eine Untersuchung, bei der solche aufwendigen Techniken im Mittelpunkt stünden, gehöre an Universitäten, sagt Beate Timmermann. Denn nur dort sei – frei von jeglichen Interessen – ein möglichst objektiver Vergleich „zum Wohle der Patienten“ gewährleistet. „Hier steht der Erkenntnisgewinn aus dem direkten Vergleich der Ergebnisse mit beiden Behandlungsmethoden und die fortlaufende Therapieweiterentwicklung zum Nutzen des einzelnen Patienten im Vordergrund“, ergänzt Martin Stuschke.

An der Studie werden 80 Frauen und Männer mit „niedrig bösartigen bis mäßig bösartigen Gliomen“ teilnehmen, wie Neuroonkologe Martin Glas sagt. Diese Patienten könnten mit ihrer Erkrankung noch fünf bis zehn Jahre und zum Teil sogar länger überleben. Die besonders aggressiven Glioblastome hingegen sind nicht Gegenstand der Untersuchung.

Alle Teilnehmer haben eine Operation hinter sich und bekommen auch noch eine Chemotherapie. Die Hälfte wird mit konventionellen Photonen bestrahlt, die Hälfte mit Protonen – wobei die Wissenschaftler erst einmal davon ausgehen, dass beide gleich wirksam sind. Im Fokus steht eher die Frage, „ob man das Gehirn mit Protonen schonender bestrahlen kann, indem man das umgebende gesunde Gewebe weniger belastet und somit höhere Hirnfunktion durch die Behandlung weniger beeinträchtigt werden“, erläutert Martin Glas.

Denn grundsätzlich kann die Strahlentherapie die Überlebenszeit nachweislich verlängern, aber sie kann auch das Gehirn schädigen – wenngleich sie heute viel genauer wirkt als noch vor Jahrzehnten. „Die Dosen, die man vor 30 Jahren auf das gesamte Gehirn gegeben hat, werden heute gezielter direkt auf das Tumorgebiet eingesetzt“, erklärt Martin Stuschke. Auch habe man mittlerweile eine viel bessere Vorstellung, welche Regionen geschont werden müssen, um wichtige Fähigkeiten wie Intelligenz, Gedächtnis, soziale Kompetenz oder Motorik nicht zu beeinträchtigen. Doch vermeiden lässt sich das eben auch heute noch nicht immer. Daneben sind auch unspezifische Nebenwirkungen wie Kopfschmerzen und Müdigkeit, aber auch epileptische Anfälle möglich, sagt Martin Glas. Hinzu kommt: Auch die Chemotherapie kann das Gehirn negativ beeinflussen, erläutert der Neurologe.

Durch Verbesserungen der Therapie habe sich die Überlebenszeit in den letzten Jahren verdoppelt“, sagt Glas, bei einigen Tumoren sogar auf häufig mehr als zehn Jahre nach der Diagnose. „Die Frage nach der Lebensqualität und Hirnleistung ist damit allerdings nicht ausreichend beantwortet“, räumt der Mediziner ein: „ Das wurde bisher nur rudimentär untersucht.“ Lebensqualität spiele aber insbesondere bei einer verlängerten Überlebenszeit eine wichtige Rolle.

Worin genau besteht der Unterschied zwischen einer Bestrahlung mit herkömmlichen Photonen und einer mit Protonen? Es geht vor allem um den Weg der Strahlen zum Tumor und wie sich dabei die Dosis verteilt, erklärt Beate Timmermann. „Photonen erzielen den höchsten Effekt unterhalb der Körperoberfläche, in der Tiefe flauen sie ab. Protonen entfalten ihre Hauptwirkung in einer von Ihrer Anfangsenergie abhängigen Tiefe, dort ist die Dosis dann am höchsten.“ Damit könnten Protonen anders als Photonen Regionen hinter und vor dem Tumor entlasten. „Bei Protonen ist das Gebiet, das Strahlen im mittleren und niedrigen Dosisbereich abkriegt, kleiner.“ Die Zielgenauigkeit der hochdosierten Strahlen – die für die Zerstörung der bösartigen Zellen zuständig sind – hingegen sei gleich.

Das klingt zunächst nach einer Überlegenheit der teureren der beiden Alternativen. Doch so einfach ist es nicht, sagt Beate Timmermann. Beide Strahlenarten hätten ihre Vor- und Nachteile. So sei es nicht ganz leicht, bei Protonen die Strecke so zu berechnen, dass die hohe Dosis tatsächlich exakt dort ankommt, wo sie ihre Wirkung entfalten soll. „Kleine Schwankungen in der Dichte des Gewebes und anatomische Veränderungen können problematisch werden“, erklärt die Essener Strahlenexpertin. „Die Frage ist, inwieweit das Mehr an niedriger bis mäßiger Dosis bei Photonen schädlich ist und ob die Protonentherapie in dieser Hinsicht den Patienten einen messbaren Nutzen bringt.“

Trend zur personalisierten Medizin teuer

Das sei auch aus dem Grund relevant, weil die Protonentherapie sehr teuer sei und das Gesundheitssystem viel Geld koste. „Deshalb muss man schon sehr genau hinsehen, welche Patienten von ihr profitieren.“ Am Westdeutschen Tumorzentrum in Essen, zu dem seit 2013 das Protonentherapiezentrum gehört, setzt man diese Strahlen immer häufiger bei Hirntumoren ein, nicht nur bei Kindern, deren junges Gewebe besonders empfindlich ist, sondern zunehmend auch bei Erwachsenen. Daneben werden auch Knochen- und Weichteiltumore, Kopf-Hals-Tumore sowie gelegentlich Prostata-und Darmkrebs und Lymphome mit Protonen behandelt.

Die „GliProPh-Studie“ soll demnächst starten. Die Auswirkungen der beiden unterschiedlichen Therapien sollen erstmals nach drei Jahren und dann auch noch im weiteren Verlauf überprüft werden, unter anderem mit Hilfe hochauflösender Aufnahmen aus dem Kernspintomografen (MRT). Die Hirnleistung und das Sprachverständnis werden neuropsychologisch untersucht, außerdem sollen die Patienten ausführlich über ihre subjektive Lebensqualität Auskunft geben. „Die Frage, welches Verfahren das bessere ist, ist in beide Seiten offen“, sagt Martin Glas. Die Patienten hätten durch die Teilnahme an der Studie in jedem Fall einen Vorteil, „da sie in der Studie sehr genau überwacht, informiert und betreut werden“.

„Vielleicht ergibt es sich am Ende ja auch, dass sich gar keine allgemeingültige Aussage treffen lässt“, überlegt Martin Stuschke, „dass es vielleicht von der Lokalisation des Tumors abhängt, ob Photonen oder Protonen die bessere Wahl sind.“ Käme es zu diesem Ergebnis, sagt sein Kollege Martin Glas, so würde das „dem Trend zur personalisierten Medizin“ folgen. Dahinter steht die Erkenntnis, dass Patienten unterschiedlich auf Therapien ansprechen – und dass sich gerade bei Krebs die Behandlung gemäß dem Motto „one fits all“- eine passt für alle – überholt hat.

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