Indikationen

Die Mehrheit der pädiatrischen und viele ZNS-Tumore bei Erwachsenen, die eine Strahlentherapie erfordern, können mit der Partikeltherapie behandelt werden.

Bei dem Großteil der pädiatrischen Hirntumorerkrankungen gehört die Protonetherapie zum Standard of Care. Zunehmend werden auch Erwachsene Patienten bei speziellen Indikationen einer Partikeltherapie zugewiesen.

Primäre Bestrahlungen:

Niedrig-gradige Gliome  (WHO I-III Gliome mit Nachweis einer IDH1,2 Mutation) aber auch andere Seltene Tumore innerhalb der ZNS oder in direkter Nachbarschaft wie Pinaelis Tumore, Craniopharyngiome, Hypophysen-Makroadenome, Ependymome, Schwannome der Hirnnerven (zB.: Akustikusneurinom/Vestibularis-Schwannom), Meningeome, Hämangioperizytome/solitär fibröser Tumor, Hämangioblastome, u.a.

Nach dem jetzigen Stand der Wissenschaft profitieren hoch-gradige Gliome (Glioblastoma Multiforme, Grad IV, IDH neg. Gliome) nur in wenigen Ausnahmen und hoch-individualisierter Indikation von der Partikeltherapie.

Re-Bestrahlung (= Wiederbestrahlung = Re-Irradiatio):

Trotz initial erfolgreicher Bestrahlung mit Photonen (eventuell aber auch nach Partikeltherapie) kann es bei einem gewissen Prozent an Patienten zu einem Wiederkehren des Tumors im vorherigen Bestrahlungsbereich kommen, oder in unmittelbarer Nähe (auch genannt „Rezidiv“).

Das therapeutische Vorgehen wird multi-disziplinär besprochen, d.h., ob das Rezidiv am besten operativ entfernt werden soll, ob systemische Therapie, wie z.B. Chemotherapie oder Immunotherapie, angewandt werden soll oder eben auch eine nochmalige Bestrahlung. Sollte eine nochmalige Bestrahlung entweder als alleinige Therapie oder in Kombination in Erwägung gezogen werden, stellt sich die Frage in wie weit noch einmal ein voller Kursus einer Bestrahlung gegeben werden kann, aufgrund der Vorbelastung von Normalgewebe. Mit anderen Worten: erlauben die Hirnstrukturen, wie z.B. normales Hirnparenchym oder auch wichtige Nerven eine nochmalige Strahlenbelastung, um diesen Tumor mit einer notwendigen Strahlendosis behandeln zu können.

Hier kann die Partikeltherapie entscheidend dazu beitragen, eine Wiederbestrahlung zu ermöglichen, die von konventioneller Strahlentherapie nicht mehr angeboten werden kann, d.h., dass viele Radioonkologen eine Wiederbestrahlung mit Photonen berechtigterweise verneinen. Ein Therapieentscheid ist jedoch hoch individuell. Um eine solche Entscheidung treffen zu können, bedarf es eines detaillierten Reviews, vor allem auch des bereits applizierten Bestrahlungsplanes.

MedAustron hat verschiedene Konzepte entwickelt, die entweder Protonentherapie oder Kohlenstoffionen-Therapie oder eine Kombination beinhalten. Ob eine Re-Irradiatio mit Partikeltherapie durchgeführt werden kann und wenn ja, mit welchem Konzept, wird vom Ärzteteam bei MedAustron individualisiert entschieden und mit dem Patienten diskutiert.

Niedrig-gradiges Gliom

22-jährige weibliche Patientin mit einem niedrig-gradigem Gliom (WHO II, IDH mut) rechts operkulär. Zustand nach Biopsie und Teilresektion. Komplette Resektion nicht möglich. Überweisung zur Protonentherapie.

Behandlung gemäß MedAustron-Protokoll für Low Grade Gliome zu einer Tumor-Gesamtdosis von 54 Gy (RBE).

Grafik und Video des gesamten Bestrahlungsplanes mit Protonen:

Links: Darstellung des Protonenplans in 3 Ebenen: Axial, sagittal (von der Seite) und coronal (frontal).
Rechts: Dosis-Volumen-Histogram (DVH), d.h. graphsiche Darstellung der volumenabhängigen Dosisverteilung für Zielvolumen und selektive Organe – in diesem Fall Gehirn und Temporallappen. Zusätzlich numerische Darstellung.

Anmerkung: Von klinischer Bedeutung war es, eine optimale Tumorabdeckung zu erreichen, ohne dabei die Dosen für die kritischen Organe in unmittelbarer Nähe zu überschreiten: das unbeteiligte gesunde ZNS-Parenchym, insbesondere den Temporallappen auf beiden Seiten. Die kontralaterale Hirnhälfte wird komplett geschont.
Dadurch wurde ein geringes Risiko einer Hirntoxizität, wie z. B. einer Beeinträchtigung der kognitiven Funktionen, erreicht

Generell gibt es keine Partikeltherapie-spezifischen Nebenwirkungen, es kann jedoch, wie bei der konventionellen Photonentherapie auch, zu Nebenwirkungen kommen. Da auf Grund der beschriebenen physikalischen Eigenschaften weniger Dosis im umgebenden Normalgewebe ankommt, können diese Nebenwirkungen deutlich geringer ausgeprägt sein.

Da ZNS Gewebe kann sehr empfindlich auf ionisierende Strahlen (Strahlentherapie)  reagiert und somit langfristig geschädigt werden. Eine der Hauptursachen hierfür liegt in der Schädigung von kleinsten Blutgefäßen/Kapillaren was wiederum im langfristigen Verlauf zu einer Abnahme der Durchblutung und entsprechender Schädigung des Gewebes führt. Diese Veränderungen können auch in den Bereichen beobachtet werden, die nur eine niedrige Dosis erhalten haben.

Klinisch Kann es dadurch zu neurokognitiven Veränderungen und geistiger Verlangsamung kommen. Weitere Nebenwirkungen der Radiatio in Abhängigkeit von der Lokalisation können neurologische Veränderungen bis hin zu Ausfällen sein (Gehör, Visus, Geschmack/Geruchssinn,..) sowie bei Beteiligung der Hypophyse zu hormonellen Veränderungen / Ausfällen.  Alle diese Veränderungen können auch noch Jahre nach einer Strahlentherapie auftreten und die Lebensqualität beeinträchtigen. Das Risiko für diese Spätfolgen, kann bei der Protonenbestrahlung deutlich reduziert werden.

a. Kann eine Partikeltherapie mit einer systemischen Therapie kombiniert werden?
i. Je nach Tumorerkrankung kann eine Partikeltherapie, wie auch bei der konventionellen Strahlentherapie, mit einer systemischen Therapie kombiniert werden. Die Indikation wird in so einem Fall interdisziplinär (medizinischer Onkologe und Radioonkologe) gestellt.

b. Ist eine Partikeltherapie auch nach einer Operation möglich?
i. Eine Partikeltherapie kann auch nach einer Operation durchgeführt werden, v.a. wenn der Chirurg nicht alles entfernen konnte, ist diese auch indiziert.

c. Gibt es eine Größenbeschränkung des Tumors bei der Partikeltherapie?
i. Prinzipiell können Tumore jeder Größe mit Partikeltherapie behandelt werden.

d. Kann eine Partikeltherapie eine Operation ersetzen?
i. Wenn ein Tumor einer Operation zugänglich ist, ist dies mehrheitlich die Therapie der Wahl. In manchen Situationen ist eine Operation mit einem hohen Risiko verbunden, sodass alternativ eine Bestrahlung in kurativer Intension durchgeführt werden kann.

e. Kann es bei einer Partikel Therapie zu Nebenwirkungen kommen?
i. Lokal kann es wir bei der konventionellen Bestrahlung auch zu Reaktionen im umliegenden Normalgewebe kommen- in der Regel sind diese aber deutlich geringer ausgeprägt, da auf Grund der physikalischen Eigenschaften diese Gewebe mit einer Geringeren Dosis belastet wird.

f. Sind Heilungschancen nach einer Partikeltherapie höher als nach einer Konventionellen Bestrahlung?
i. Die biologische Wirkung der Protonentherapie ist der der Photonentherapie sehr ähnlich; somit sind die Heilungschancen bei gleicher Dosis ident nach einer Protonentherapie wie nach einer konventionellen Bestrahlung. Auf Grund der geringeren Normalgewebsbelastung kann in speziellen Situationen die Gesamtdosis bei der Protonenterhaie erhöht werden und folglich eine Verbesserung der lokalen Kontrolle erreicht werden.

g. Gibt es Alterslimitationen bei einer Partikeltherapie?
i. Prinzipiell können Patienten jedes Alters bei denen eine Bestrahlung indiziert ist mit Partikeltherapie behandelt werden.

1. Superior Intellectual Outcomes After Proton Radiotherapy Compared With Photon Radiotherapy for Pediatric Medulloblastoma. Kahalley LS, Peterson R, Ris MD, et al. J Clin Oncol. 2020 Feb 10;38(5):454-461.

2. Proton therapy for selected low grade glioma patients in the Netherlands. van der Weide HL, Kramer MCA, Scandurra D, et al. Radiother Oncol. 2021 Jan;154:283-290.

3. Proton therapy for treatment of intracranial benign tumors in adults: A systematic review. Lesueur P, Calugaru V, Nauraye C, et al. Cancer Treat Rev. 2019 Jan;72:56-64.

4. Proton Therapy for Intracranial Meningioma for the Treatment of Primary/Recurrent Disease Including Re-Irradiation. Weber DC, Bizzocchi N, Bolsi A, et al. Front Oncol. 2020 Dec 14;10:558845.

5. A Multi-institutional Comparative Analysis of Proton and Photon Therapy-Induced Hematologic Toxicity in Patients With Medulloblastoma. Liu KX, Ioakeim-Ioannidou M, Susko MS, et al. Int J Radiat Oncol Biol Phys. 2021 Mar 1;109(3):726-735.

6. A Systematic Review on Re-irradiation with Charged Particle Beam Therapy in the Management of Locally Recurrent Skull Base and Head and Neck Tumors. Gamez ME, Patel SH, McGee LA, et al. Int J Part Ther. 2021 Jun 25;8(1):131-154.

7. Re-irradiation with protons or heavy ions with focus on head and neck, skull base and brain malignancies. Seidensaal K, Harrabi SB, Uhl M, et al. Br J Radiol. 2020 Mar;93(1107):20190516

Bei der großen Mehrheit der Schädelbasistumore spielt die Strahlentherapie eine wesentliche Rolle, entweder als primäre Behandlung für inoperable Tumore oder als unersetzliches Element eines multidisziplinären Ansatzes für jene Tumore, die teilweise resektabel sind.

Bei Chordomen und Chondrosarkomen ist die Standardbehandlung die möglichst sichere chirurgische Resektion, gefolgt von einer Partikeltherapie. Bei diesem Tumor sollte die Behandlungsstrategie im Vorfeld mit dem Chirurgen und dem Radioonkologen besprochen werden, damit die kombinierte Behandlung (Operation + postoperative Partikel) gleichzeitig geplant wird.

Bei Hypophysenadenomen, Schwannomen (Neuromen) verschiedener Hirnnerven, einschließlich Akustikusneurinomen, Gliomen der Sehnervenbahn, Paragangliomen und Esthesioneuroblastomen kann die Partikeltherapie als alleinige Behandlung eingesetzt werden. Jeder Fall muss einzeln und zusammen mit dem Neurochirurgen beurteilt werden. Die Partikeltherapie kann als erste Behandlungsoption eingesetzt werden, wenn eine radikale Operation entweder nicht möglich oder zu verstümmelnd ist. Neben all diesen primären Tumoren in der Schädelbasisregion werden bei MedAustron auch viele andere sowohl primäre Tumore außerhalb der Schädelbasisregion als auch sekundäre (metastatische) Tumore aus sehr weit entfernten Körperregionen, die die Schädelbasis miteinbeziehen, für eine Partikeltherapie in Betracht gezogen. Dazu gehören die primären Kopf-Hals-Tumore, die in die Schädelbasis hineinreichen, wie z. B. Nasennebenhöhlentumore oder adenoid-zystische Karzinome.

Re-Bestrahlung nach lokalem Versagen einer konventionellen Strahlentherapie gehört ebenfalls auf die Liste der Indikationen und wird individuell beurteilt. Trotz zunächst erfolgreicher Bestrahlung mit Photonen (eventuell aber auch nach Partikeltherapie) kann es bei einem gewissen Prozentsatz an Patienten zu einem lokalen Wiederkehren des Tumors (auch „Rezidiv“ genannt) im vorherigen Bestrahlungsbereich oder in unmittelbarer Nähe kommen.

Das therapeutische Vorgehen wird multidisziplinär diskutiert, d.h. ob das Rezidiv am besten chirurgisch entfernt werden sollte, was selten möglich ist, ob eine systemische Therapie wie Chemo- oder Immuntherapie speziell zur Tumorverkleinerung oder ob sogar eine wiederholte Bestrahlung durchgeführt werden sollte. Wenn eine weitere Bestrahlung entweder als alleinige Therapie oder in Kombination mit anderen therapeutischen Optionen erwogen wird, stellt sich die Frage, ob aufgrund der vorangegangenen Belastung normaler Gewebe erneut eine volle (kurative) Bestrahlungsdosis verabreicht werden kann. Mit anderen Worten: Die Strahlendosis, die die normalen Hirnstrukturen wie das Hirnparenchym oder die Hirnnerven zuvor erhalten haben, ist entscheidend für die Möglichkeit einer neuerlichen Strahlenbelastung. Hier können die bereits erwähnten Eigenschaften der Partikeltherapie entscheidend dazu beitragen, eine Re-Bestrahlung zu ermöglichen, die eine konventionelle Strahlentherapie nicht mehr bieten kann und die daher mit Photonen nicht möglich wäre. Eine Therapieentscheidung ist jedoch sehr individuell. Um eine solche Entscheidung treffen zu können, bedarf es einer detaillierten Überprüfung, vor allem auch des bereits applizierten Bestrahlungsplanes.

MedAustron hat verschiedene Konzepte entwickelt, die entweder Protonentherapie oder Kohlenstoffionen-Therapie oder eine Kombination von beiden einbeziehen. Ob eine Re-Bestrahlung mit Partikeltherapie durchgeführt werden kann und wenn ja, mit welchem Konzept, wird vom Ärzteteam bei MedAustron individuell entschieden und mit dem Patienten besprochen.

75-Jahre alte Patientin mit einem Schädelbasissarkom. Zustand nach Biopsie. Eine komplette chirurgische Resektion war angesichts Lokalisation und Ausdehnung nicht möglich.

Behandlung mit Kohlenstoffionen-Radiotherapie zu einer Tumor-Gesamtdosis von 76,8 Gy (RBE) in 16 Fraktionen über 4 Wochen (hypofraktioniert).

Grafik und Video des gesamten Bestrahlungsplanes mit Kohlenstoffionen:

Links: Darstellung des Kohlenstoffionen-Plans in 3 Ebenen: Axial, sagittal (von der Seite) und coronal (frontal).

Rechts: Dosis-Volumen-Histogramm (DVH), d.h. graphische Darstellung der volumenabhängigen Dosisverteilung für Zielvolumen und selektive Organe – in diesem Fall Hirnstamm, optisches Chiasma, Optische Nerven und Temporallappen. Zusätzlich numerische Darstellung der Dosis.

Anmerkung: Von erheblicher klinischer Bedeutung ist die „Konformalität“, d.h. Genauigkeit, mit der sich der Hoch-Dosis-Bereich direkt an den Tumor anlegt. Ein scharfer Dosisabfall zum Normalhirn (hier ausgedrückt als Temporallappen) wird damit erreicht. Trotz Nahebezug zum Tumor wird die Strahlendosis zum optischen Chiasma, den beiden optischen Nerven und der Hirnstammoberfläche in tolerierbaren Grenzen gehalten.

Im Allgemeinen gibt es keine spezifischen Nebenwirkungen im Zusammenhang mit der Partikeltherapie. Wie bei der konventionellen Photonenstrahlentherapie können aber auch bei der Partikeltherapie Nebenwirkungen auftreten. Da aufgrund der zuvor beschriebenen physikalischen Eigenschaften der Partikel weniger Strahlendosis das umgebende Normalgewebe erreicht, sind diese Nebenwirkungen jedoch deutlich geringer ausgeprägt. Das intrakranielle Gewebe, das den Schädelbasisbereich umgibt, ist nicht resistent gegen ionisierende Strahlung. Daher kann es bei der Partikeltherapie auch langfristig geschädigt werden. Einer der Hauptgründe dafür ist die strahlenbedingte Schädigung der kleinsten Blutgefäße/Kapillaren, die auf lange Sicht zu einer Verminderung des Blutflusses und damit zu einer Beeinträchtigung des gesunden Gewebes führt. Diese Veränderungen können auch in den Bereichen beobachtet werden, die eine niedrige Dosis erhalten haben. Klinisch kann es dadurch zu neurokognitiven Veränderungen und geistiger Verlangsamung kommen. Zu den weiteren Nebenwirkungen der Bestrahlung gehören unter anderem neurologische Defizite oder sogar Hör-, Seh-, Geschmacks- und Geruchsverluste sowie, wenn die Hypophyse betroffen ist, hormonelle Veränderungen im Hinblick auf eine Hypophyseninsuffizienz. Alle diese Veränderungen können auch noch Jahre nach einer Therapie auftreten und die Lebensqualität beeinträchtigen. Das Risiko für diese Spätfolgen, kann bei der Protonenbestrahlung deutlich reduziert werden.

a. Kann eine Partikeltherapie mit einer systemischen Therapie kombiniert werden?
i. Je nach Tumorart kann die Partikeltherapie, wie die konventionelle Strahlentherapie, mit einer systemischen Therapie kombiniert werden. Die Indikation wird in solchen Fällen interdisziplinär (medizinischer Onkologe und Radioonkologe) gestellt.

b. Ist eine Partikeltherapie auch nach einer Operation möglich?
i. Die Partikeltherapie kann auch nach einer Operation durchgeführt werden und ist insbesondere angezeigt, wenn der Chirurg nicht alles entfernen konnte.

c. Gibt es eine Größenbeschränkung des Tumors bei der Behandlung mit Partikeltherapie?
i. Prinzipiell können Tumore jeder Größe mit Partikeltherapie behandelt werden.

d. Kann eine Partikeltherapie eine Operation ersetzen?
i. Wenn ein Tumor operiert werden kann, ist dies in der Regel die bevorzugte Behandlungsmethode. In manchen Situationen ist eine Operation mit hohem Risiko verbunden, sodass alternativ eine kurativ intendierte Partikeltherapie durchgeführt werden kann.

e. Kann es bei der Partikeltherapie Nebenwirkungen geben?
i. Auch bei der konventionellen Bestrahlung kann es zu lokalen Reaktionen im umgebenden Normalgewebe kommen – diese sind jedoch im Vergleich zur konventionellen Strahlentherapie in der Regel viel geringer ausgeprägt, da dieses Gewebe aufgrund der physikalischen Eigenschaften der Partikel einer geringeren Strahlendosis ausgesetzt wird.

f. Sind die Heilungschancen nach einer Partikeltherapie höher als nach einer konventionellen Bestrahlung?
i. Die biologische Wirkung der Protonentherapie ist der der Photonentherapie sehr ähnlich, daher sind die Heilungschancen nach konventioneller Bestrahlung bei gleicher Dosis ident. Aufgrund der verbesserten Schonung des Normalgewebes kann die Gesamtdosis für die Protonentherapie in bestimmten Situationen erhöht werden, was folglich zu einer Verbesserung der lokalen Tumorkontrolle führt.

g. Gibt es Altersgrenzen bei der Partikeltherapie?
i. Prinzipiell können Patienten jeden Alters, bei denen eine Bestrahlung indiziert ist, mit Partikeltherapie behandelt werden.

1. Systematic Review on Re-irradiation with Charged Particle Beam Therapy in the Management of Locally Recurrent Skull Base and Head and Neck Tumors. Gamez ME, Patel SH, McGee LA, et al. Int J Part Ther. 2021 Jun 25;8(1):131-154.

2. Re-irradiation with protons or heavy ions with focus on head and neck, skull base and brain malignancies. Seidensaal K, Harrabi SB, Uhl M, et al. Br J Radiol. 2020 Mar;93(1107):20190516.

3. A Review of Particle Therapy for Skull Base Tumors: Modern Considerations and Future Directions. Eugen B. Hug, MD; Maciej Pelak, MD, PhD; Steven J. Frank, MD; Piero Fossati, PhD Int J Part Ther (2021) 8 (1): 168–178.

Die meisten Tumore im HNO-Bereich können mit der Partikeltherapie behandelt werden. Den größten Nutzen im Vergleich zur konventionellen Bestrahlung haben die Patienten jedoch bei Tumoren, die sich in der Nähe der Augenhöhle, der Sehnerven, des Chiasma opticum, des Hirnstamms oder der Innenohren befinden – für jedes dieser Organe gibt es einen Schwellenwert für die Strahlendosis, der nicht überschritten werden sollte, um das inakzeptable Risiko schwerer chronischer Nebenwirkungen im Zusammenhang mit diesen Organen zu vermeiden.

Seltene histologische Tumorarten, die bekanntermaßen eine erhöhte Strahlenresistenz aufweisen, profitieren in der Regel von der Partikeltherapie, unabhängig von ihrer spezifischen Lage im HNO-Bereich, insbesondere bei inoperablen oder unvollständig resezierten Erkrankungen. Dies gilt insbesondere für Patienten, bei denen eine erneute Bestrahlung (= eine zweite Bestrahlung im gleichen anatomischen Bereich) indiziert ist.

Die Protonentherapie kann bei den gleichen Indikationen wie die konventionelle Bestrahlung eingesetzt werden – sowohl bei der primären als auch bei der postoperativen Behandlung, einschließlich der prophylaktischen Bestrahlung, wenn kein makroskopischer Tumor vorhanden ist, gegebenenfalls auch mit gleichzeitiger Chemotherapie. Die Bestrahlung mit Kohlenstoffionen ist derzeit nur bei makroskopischer Erkrankung angezeigt, entweder bei inoperablen oder unvollständig resezierten Fällen. Sie kann mit einer begleitenden systemischen Behandlung gekoppelt werden.
Ein innovativer Ansatz bei MedAustron kombiniert die Protonen- mit der Kohlenstoffionentherapie.

Primäre Bestrahlung:

• Bösartige Tumore der Nasenhöhle und der Nasennebenhöhlen
• Tumore der Speicheldrüsen (insbesondere adenoid-zystisches Karzinom)
• Tumore des Oropharynx und Nasopharynx mit Beteiligung der Schädelbasis
• Bestimmte Tumore der Augenhöhle (z. B. Rhabdomyosarkom, Primärtumore der Tränendrüse)
• Tumore des äußeren Gehörgangs und des Mittelohrs

Bei ausgewählten klinisch gutartigen Läsionen (Glomustumore, periphere Neurinome) ist die Protonentherapie ebenfalls indiziert und wird bei MedAustron angeboten.

Primärbehandlungen von Tumoren der Zunge, der Mundhöhle, des Kehlkopfs, des Hypopharynx, der Schilddrüse oder der Haut erfolgen in Einzelfällen. Die Patienten sollten vom interdisziplinären Tumorboard der Einrichtung überwiesen werden, in der der Tumor diagnostiziert und/oder operiert wurde.

Re-Bestrahlung (= Wiederbestrahlung = Re-Irradiatio):

Wie jeder andere Tumor im menschlichen Körper können auch Tumore im HNO-Bereich nach einer ersten Bestrahlung wiederkehren oder fortschreiten. Außerdem kann die Bestrahlung selbst in seltenen Fällen ein Tumorwachstum in gesundem Gewebe auslösen. Sekundäre, strahleninduzierte Tumore treten später als Rezidive desselben Tumors auf und gehören in der Regel zu einer anderen histologischen Tumorart. Aufgrund der hohen Dosis, die bereits im selben Gebiet verabreicht wurde, sind die meisten dieser neu entstandenen Tumore besonders schwierig zu behandeln.

Re-Bestrahlungen gehören bei MedAustron nach der primären HNO-Behandlung zu den zweithäufigsten Indikationen. Die Durchführbarkeit dieser Behandlung muss sorgfältig geprüft werden, wobei die zuvor an die gefährdeten Organe verabreichten Dosen, die Verträglichkeit der vorherigen Behandlung und etwaige anhaltende Nebenwirkungen, der allgemeine Zustand des Patienten, verfügbare alternative Behandlungen usw. zu berücksichtigen sind. Bei MedAustron haben wir Strategien entwickelt, um rezidivierende Tumore je nach Histologie, Lage und anderen onkologischen Aspekten zu behandeln. Im Vergleich zu Tumoren, die zuvor nicht bestrahlt wurden, ist eine erneute Bestrahlung häufig mit einer geringeren Chance auf Tumorkontrolle und einer höheren Toxizität verbunden, stellt aber dennoch eine wertvolle Option für Patienten dar, die für eine Operation nicht in Frage kommen. Um eine mögliche Resistenz von rezidivierenden Tumoren gegen die Bestrahlung zu überwinden, wird diese häufig mit einer höheren Dosis pro Fraktion in kürzeren Intervallen von 1 bis 4,5 Wochen verabreicht (im Vergleich zu 4 bis 7,5 Wochen bei der Primärbehandlung).

Jeder rezidivierende Tumor im HNO-Bereich kann für eine Re-Bestrahlung bei MedAustron in Betracht gezogen werden, da die meisten Patienten von einer geringeren Dosis für die gefährdeten Organe und einer hohen Wirksamkeit gegen den Tumor profitieren. Die Entscheidung ist eine sehr individuelle Angelegenheit. Um die Durchführbarkeit dieser Behandlung beurteilen zu können, benötigen wir folgende Informationen:
• Aktueller klinischer Zustand, insbesondere hinsichtlich der lokalen Symptome
• Frühere Bestrahlungspläne, vorzugsweise digital, falls vorhanden
• Aktuelle bildgebende Untersuchungen (CT, MRI, PET/CT)

51-jähriger Patient mit der Vorgeschichte von multipler Rezidiven und chirurgischen Resektionen eines pleomorphen Adenoms der Parotis – einem lokal aggressiven Tumor der Speicheldrüse.

Das letzte Rezidiv war lokal extensiv und wurde nicht mehr als operativ entfernbar angesehen.

Patient erhielt eine KOHLENSTOFFIONEN-Therapie mit kurativer Intention. Gesamtdosis 68,8 Gy (RBE) in 16 Fraktionen über 4 Wochen (hypofraktioniert).

Planungsvergleich von moderner Photonen-Therapie (VMAT) mit Protonentherapie bei Medaustron:

Linker oberer Quadrant: Photonen-Plan.
Linker unterer Quadrant: Protonen-Plan.
Rechter oberer Quadrant: Dosis/Volumen Histogramm, d.h. graphische Darstellung der volumen-abhängigen applizierten Dosis an ein spezifisches Normal-Organ oder Normalgewebe.
Rechter unterer Quadrant: Das „Dosis-Differential“ – d.h. die zusätzliche Dosis, die durch Photonentherapie an Normalgewebe (unnötigerweise) im Vergleich zu Protonen appliziert wird und nicht zur Tumor-Dosis beiträgt.

Anmerkung: Von signifikanter klinischer Bedeutung ist die stark reduzierte Dosis, die an den gesamten Mund- und Zugenbereich abgegeben wird im Vergleich zu Photonen – vor allem die komplette Schonung der Gegenseite. Dies resultiert erhöhter Behandlungstoleranz mit geringeren Schmerzen und Schluckbeschwerden im Mundbereich als auch geringerem Risiko einer chronsichen Beeinträchtigung des Geschmacksempfindens.

Zusätzlich reduziert die Partikeltherapie die unnötige Dosis, die durch Photonen an das Normalgehirn abgegeben wird – das in keiner Weise vom Tumor infiltriert war.

Ein weiterer Vorteil in diesem speziellen Patienten der Kohlenstoffionen-Therapie ist die erhöhte Wahrscheinlichkeit der permanenten Tumorkontrolle und Heilung, da diese seltenen Tumore relativ radioresistent zur konventionellen Photonentherapie sind.

65-jähriger Patient mit initialer Diagnose eins Adenokarzinoms der rechten Maxilla (Kieferhöhle) mit Extension in den Gaumen und die Schädelbasis und Einbezug von zentralen Hirnnerven.

Lokale Extension machte den Tumor inoperabel – selbst extensive Operation wäre nicht komplett gewesen.

Es erfolgte die KOHLENSTOFFIONEN-Therapie mit kurativer Intention. Gesamtdosis 68,8 Gy(RBE) in 16 Fraktionen über 4 Wochen (hypofraktioniert).

Grafik und Video des gesamten Re-bestrahlungsplanes mit Kohlenstoffionen:

Links: Darstellung des Kohlenstoffionen-Plans in 3 Ebenen: Axial, sagittal (von der Seite) und coronal (frontal).
Rechts: Dosis-Volumen-Histogramm (DVH), d.h. graphsiche Darstellung der volumenabhängigen Dosisverteilung für Zielvolumen und selektive Organe – in diesem Fall Hirnstamm, Innenohr, kontralaterale Speicheldrüse, Temporallappen. Zusätzlich numerische Darstellung der Dosis.

Anmerkung: Von klinisch signifikanter Bedeutung war die optimale, hohe Dosis im Tumor zu applizieren ohne die Dosis-Toleranz von kritischen Organen in unmittelbarer Nachbarschaft zu übersteigen: Innenohr, Temporallappen des Gehirns, Hirnstamm und optisches Chiasma. Dadurch konnten Risiken von schweren Nebenwirkungen minimiert werden.

Zusätzlich maximale Dosisreduktioon der Mundhöhle und kontralateralen Ohrspeicheldrüse. Dies führte zu guter Toleranz während der Bestrahlung.

Die niedrige Dosis an die Ohrspeicheldrüse stellt sicher, dass auch weiterhin Speichel produziert wird und eine Mundtrockenheit vermieden werden kann.

Ein weiterer Vorteil in diesem speziellen Patienten der Kohlenstoffionen-Therapie ist die erhöhte Wahrscheinlichkeit der permanenten Tumorkontrolle und Heilung, da diese seltenen Tumore relativ radioresistent zur konventionellen Photonentherapie sind.

Ein 42 Jahre alter Patient mit Karzinom des Nasopharynx war mit kombinierter Chemotherapie und Strahlentherapie (bis zu 70 Gy) behandelt worden. 1 Jahr später wurde ein Tumor-Rezidiv in der Schädelbasis am oberen Feldrand des vorhergehenden Therapie diagnostiziert.

Das Rezidiv konnte nicht operativ entfernt warden auf Grund der Lokalisation in der Schädelbasis mit Einbezug des Nervus Trigeminus.

Er erhielt eine zweite, hoch-dosierte Strahlenbehandlung mittels Protonen mit Heilungsintention (=Re-Bestrahlung) zu einer Gesamtdosis von 66 Gy (RBE) in 22 Fraktionen über 4,5 Wochen.

Grafik und Video des gesamten Re-bestrahlungsplanes mit Protonen:

Links: Darstellung des Protonenplans in 3 Ebenen: Axial, sagittal (von der Seite) und coronal (frontal).
Rechts: Dosis-Volumen-Histogram (DVH), d.h. graphsiche Darstellung der volumenabhängigen Dosisverteilung für Zielvolumen und selektive Organe – in diesem Fall optisches Chiasma, optischer Nerv und Temporallappen. Zusätzlich numerische Darstellung.

Anmerkung: Die Dosisbelastung der gesunden Organe neben dem Tumor von der Erstbestrahlung bedeutet eine Herausforderung um die numehr notwendige Tumordosis zu erreichen.

Von kritischer Bedeutung war es, nicht die Maximaldosis von nunmehr 41 Gy (RBE) an den Hirnstamm zu überschreiten – da dies andernfalls zu einem erhöhten Risiko einer eventuell lebensbedrohlichen Komplikation hätte führen können. Ebenfalls musste das optische Chiasma geschützt werden, um das Risiko einer Erblindung zu minimieren.

Die Nebenwirkungen der Partikeltherapie sind ähnlich wie die der konventionellen Bestrahlung, allerdings sind sie in der Regel weniger schwerwiegend und häufig. Die meisten Patienten absolvieren die gesamte Partikeltherapie ambulant, wobei sie von zu Hause aus pendeln oder in einem Hotel oder einer Wohnung in der Nähe untergebracht sind. Wenn sich die Symptome jedoch verstärken und eine unterstützende Therapie erfordern, die nur in einem Krankenhaus durchgeführt werden kann, arbeiten wir mit der HNO-Abteilung des Landesklinikums Wiener Neustadt zusammen und setzen dort die Behandlung nach stationärer Aufnahme der Patienten fort. Dies ist eine relativ seltene Situation und betrifft meist jene unserer Patienten, bei denen eine Kombination von Bestrahlung und gleichzeitiger Chemotherapie angezeigt ist.

Verschiedene Organe reagieren unterschiedlich auf Strahlung. Je nach anatomischer Lage und verschriebener Dosis sind zwei Arten von Nebenwirkungen zu erwarten:

Frühe Nebenwirkungen, die während der Behandlung oder kurz danach auftreten, sind bei den Patienten recht häufig, aber mit Medikamenten gut beherrschbar und heilen in der Regel innerhalb weniger Wochen ab oder verschwinden innerhalb weniger Monate nach Abschluss der Behandlung vollständig:
• Lokale Hautreaktion (von rötlich wie bei einem Sonnenbrand bis hin zu oberflächlichen Wunden)
• Lokale Reaktion der Schleimhäute (wunde Stellen im Mund, Schmerzen, verstopfte Nase, oberflächliche Blutungen usw.)
• Trockener Mund oder ein Übermaß an zähem Speichel
• Rote, trockene oder tränende Augen
• Vorübergehender Verlust oder Veränderung von Geschmack und Geruch
• Schmerzen beim Schlucken, Appetitlosigkeit
• Verschlechterung des Hörvermögens (Ansammlung von Flüssigkeit im Mittelohr), Ohrenschmerzen
• Subkutane Ödeme (Schwellungen der Haut)

Späte Nebenwirkungen, die in der Regel 3 Monate oder später nach Abschluss der Behandlung auftreten, sind selten (bis zu 5 % auf der Grundlage historischer Daten), aber ihre Behandlung kann schwierig werden und chronisch bleiben:
• Seh- und Hörbehinderungen
• Chronische Mundtrockenheit, Verlust des Geschmacks
• Verhärtung der Haut, chronische Ödeme
• Trismus (Einschränkung der Mundöffnung)
• Chronische Entzündung der Nasennebenhöhlen (insbesondere bei Patienten nach mehreren Operationen in diesem Bereich)
• Grauer Star
• Hormonelle Defizite (Hypophyse und Schilddrüse)
• Andere, je nach gefährdeten Organen in der Nähe der bestrahlten Stelle

1. Jingu K., Tsuji I., Mizoe J. et al. Carbon Ion Radiation Therapy Improves the Prognosis of Unresectable Adult Bone and Soft-Tissue Sarcoma of the Head and Neck (Die Kohlenstoff-Ionen-Strahlentherapie verbessert die Prognose von inoperablen Knochen- und Weichteilsarkomen des Kopfes und Halses bei Erwachsenen). Int J Radiat Oncol Biol Phys. 2011; 82: 2125-31. doi: 10.1016/j.ijrobp.2010.08.043.

2. Mizoe J.-E., Hagesawa A., Jingu K. et al. Results of Carbon Ion Radiotherapy for Head and Neck Cancer (Ergebnisse der Kohlenstoff-Ionen-Strahlentherapie bei Kopf- und Halskrebs). Radiother Oncol. 2012; 103: 32-37. doi: 10.1016/j.radonc.2011.12.013.

3. Sulaiman N.S., Demizu Y., Koto M. et al. Multicenter Study of Carbon-Ion Radiation Therapy for Adenoid Cystic Carcinoma of the Head and Neck: Subanalysis of the Japan Carbon-Ion Radiation. Oncology Study Group (J-CROS) Study (Multizentrische Studie zur Kohlenstoff-Ionen-Strahlentherapie bei adenoid-zystischen Karzinomen im Kopf- und Halsbereich: Subanalyse der japanischen Kohlenstoff-Ionen-Bestrahlung. Onkologie-Studiengruppe (J-CROS) Studie). Int J Radiat Oncol Biol Phys. 2018; 100: 639-646. doi: 10.1016/j.ijrobp.2017.11.010.

4. Yu N.Y., Gamez M.E., Hartsell W.F. et al. A Multi-Institutional Experience of Proton Beam Therapy for Sinonasal Tumors (Erfahrungen mit der Protonenstrahlentherapie bei sinonasalen Tumoren in mehreren Einrichtungen). Adv Radiat Oncol. 2019;4(4):689-698. doi:10.1016/j.adro.2019.07.008

5. Pelak M.J., Walser M., Bachtiary B. et al. Clinical outcomes of head and neck adenoid cystic carcinoma patients treated with pencil beam-scanning proton therapy (Klinische Ergebnisse von Patienten mit adenoidem zystischem Karzinom im Kopf- und Halsbereich, die mit Protonentherapie durch „Pencil Beam-Scanning“ (Abtastung mittels Nadelstrahl) behandelt wurden). Oral Oncol. 2020;107:104752. doi: 10.1016/j.oraloncology.2020.104752.

6. Chowdhury I. Nead K.T., Lustig R.A. et al. First Report of Paragangliomas Treated With Proton Therapy (Erster Bericht über Paragangliome, die mit Protonentherapie behandelt wurden). Int J Radiat Oncol Biol Phys. 2018;96(S2):E126 doi:10.1016/j.ijrobp.2016.06.907

7. McDonald MW, Liu Y, Moore MG, Johnstone PA. Acute toxicity in comprehensive head and neck radiation for nasopharynx and paranasal sinus cancers: cohort comparison of 3D conformal proton therapy and intensity modulated radiation therapy (Akute Toxizität bei umfassender Kopf-Hals-Bestrahlung bei Krebserkrankungen des Nasopharynx und der Nasennebenhöhlen: Kohortenvergleich zwischen 3D-konformer Protonentherapie und intensitätsmodulierter Strahlentherapie). Radiat Oncol. 2016;11:32. Veröffentlicht am 27. Februar 2016. doi:10.1186/s13014-016-0600-3

Bei den Tumoren des Magen-Darm-Trakts wird zwischen Tumoren unterschieden, die von Hohlorganen und solchen, die von soliden Organen ausgehen.

Die Hohlorgane sind: Speiseröhre, Magen, Dünndarm und Dickdarm. Die Leber und die Bauchspeicheldrüse sind die soliden Organe des Verdauungssystems.

Hohlorgane haben eine Wand, die normalerweise empfindlich auf Strahlenschäden reagiert. Eine Überschreitung der Toleranzdosis dieser Organe kann zu schwerer Toxizität wie Geschwüren, Blutungen und Perforationen führen. Aus diesen Gründen wird bei der Behandlung von Dünn- und Dickdarmtumoren keine Form der Strahlentherapie (einschließlich Partikeltherapie) eingesetzt. Magentumore werden mit Strahlentherapie behandelt, aber der Magen selbst ist das am meisten gefährdete Organ, so dass die Partikeltherapie gegenüber der Photonentherapie theoretisch kaum Vorteile bietet. Die Partikeltherapie kann eine Rolle bei der Behandlung von Primärtumoren der Leber, der Bauchspeicheldrüse und der Gallenwege spielen. Speiseröhrentumore können ebenfalls mit der Partikeltherapie behandelt werden. Die Speiseröhre ist ein Hohlorgan, und daher ist bei der Partikeltherapie auch keine Dosissteigerung möglich, da die Speiseröhre selbst die verabreichbare Dosis begrenzt. Die Partikeltherapie kann jedoch zur Behandlung von Speiseröhrentumoren eingesetzt werden, da sie durch die Schonung von Herz und Lunge das Toxizitätsrisiko deutlich verringern kann. Für die Erstlinienbehandlung von Rektumkarzinomen wird die Partikeltherapie nicht eingesetzt, sie kann aber bei der Behandlung von Lokalrezidiven eine Rolle spielen.

Wenn sich der Primärtumor bereits über das Blut ausgebreitet hat (z. B. ein Bauchspeicheldrüsentumor, der Metastasen in der Leber gebildet hat), ist lokal keine kurative Behandlung mehr möglich.

Bei metastasierten Patienten kann man immer noch ein dauerhaftes Ansprechen des Tumors und ein längeres Überleben erreichen, aber nur mit einer systemischen Behandlung wie Chemotherapie oder moderner zielgerichteter Medikamente. Die lokale Behandlung von Metastasen kann nach wie vor eine wichtige symptomatische Rolle spielen und die Lebensqualität verbessern. In der überwiegenden Mehrzahl der Fälle kann die symptomatische Bestrahlung von Metastasen mit einer Strahlentherapie auf Photonenbasis durchgeführt werden, eine Partikeltherapie wird nicht eingesetzt.

1. Bauchspeicheldrüsenkrebs

Die wenigsten Bauchspeicheldrüsenkrebsfälle gehen vom hormonproduzierenden Teil der Drüse aus (dem sogenannten endokrinen Pankreas). Diese Tumore (Insulinom, Gastrinom, Glucagonom, NET der Bauchspeicheldrüse oder neuroendokrine Tumore usw.) haben eine relativ gute Prognose und können mit Operationen und anderen medizinischen Therapien behandelt werden. Die Partikeltherapie spielt bei der Behandlung von endokrinen Speiseröhrentumoren keine Rolle.

Die meisten Bauchspeicheldrüsentumore entstehen jedoch in dem Teil der Drüse, der die Verdauungssäfte produziert. Diese sogenannten exokrinen Pankreastumore sind schwieriger zu behandeln und haben eine schlechtere Prognose.

Leider ist fast die Hälfte der exokrinen Pankreastumore bei der Diagnose bereits metastasiert. Am häufigsten befinden sich Metastasen in der Leber und im Bauchfell (die sogenannte Peritonealkarzinose). Diese Patienten müssen mit systemischen Therapien behandelt werden, und die Partikeltherapie kommt bei metastasiertem Bauchspeicheldrüsenkrebs nicht zum Einsatz.

Eine geringe Anzahl an Patienten wird in einem frühen Stadium diagnostiziert und ist für eine radikale Operation im Vorfeld vorgesehen. Diese Patienten sollten sich unverzüglich einer Operation unterziehen.

Etwa ein Drittel der Patienten ist zum Zeitpunkt der Diagnose nicht metastasiert, hat aber eine Erkrankung, die nicht operativ behandelt werden kann. Dies ist häufig der Fall, da die Bauchspeicheldrüse in der Nähe wichtiger Blutgefäße liegt, die nicht entfernt werden können, und Pankreastumore dazu neigen, in diese Gefäße einzudringen. Je nach Wichtigkeit des Gefäßes und Grad der Invasion werden diese Patienten als „borderline resektabel“ oder als „lokal fortgeschritten – primär nicht operabel“ eingestuft.

Die Partikeltherapie wird zur Behandlung dieser Patienten eingesetzt, um den Tumor zu kontrollieren und einen Teil von ihnen operabel zu machen. Günstige Ergebnisse wurden bei diesen Settings mit Protonen (1) und Kohlenstoffionen (2,3) erzielt.

Bei MedAustron behandeln wir zur Zeit borderline-resektablen und lokal fortgeschrittenen Bauchspeicheldrüsenkrebs mit Protonentherapie.

Die Restbewegung der Oberbauchorgane bei der Atmung ist ein schwieriges Thema. Wir haben eine auf einer gleichmäßigen abdominalen Kompression und einer vierdimensionalen CT-Planung basierenden Strategie für die Protonentherapie entwickelt. In naher Zukunft werden wir ein ähnliches Konzept für die Kohlenstoffionen-Radiotherapie umsetzen und diese Patienten mit Kohlenstoffionen behandeln können.

Viele Bauchspeicheldrüsenkrebserkrankungen führen schließlich zu einem Rezidiv. In einigen Fällen ist die rezidivierende Erkrankung noch im verbleibenden Pankreas, im Operationsbett oder in den regionalen Lymphknoten lokalisiert.

Lokalrezidive von Bauchspeicheldrüsenkrebs ohne Fernmetastasen und ohne weitreichende peritoneale Streuungen wurden erfolgreich mit der Partikeltherapie behandelt (4,5,6,7).

Bei MedAustron behandeln wir zur Zeit Lokalrezidive von Bauchspeicheldrüsenkrebs. Eine vorherige Strahlentherapie ist kein Ausschlusskriterium. Wir bewerten jeden Fall, um festzustellen, ob eine kurative Partikeltherapie trotz vorangegangener Bestrahlung möglich ist. Nach einer personalisierten Auswertung behandeln wir diese Patienten mit Protonen- oder Kohlenstoffionen-Radiotherapie.

Gegenwärtig ist die Rolle der Strahlentherapie als postoperative Behandlungsmethode nicht klar definiert. In Europa und in den USA werden unterschiedliche Ansätze verfolgt.
Bei MedAustron behandeln wir mit der postoperativen Partikeltherapie keinen Bauchspeicheldrüsenkrebs, der makroskopisch reseziert wurde. Wir behandeln keine Patienten mit mikroskopisch positiven Resektionsrändern (R1-Ränder).

2. Leber

2.1 Hepatozelluläres Karzinom (HCC)

Ein chirurgischer Eingriff ist, wenn durchführbar, die erste Behandlungsoption für HCC. Aufgrund der Anatomie der Leber und ihrer Blutversorgung kommt bei vielen an HCC leidenden Patienten eine radikale chirurgische Resektion nicht in Frage. Eine Lebertransplantation liefert das potentiell beste Ergebnis. Die meisten Fälle von HCC entstehen in einer zirrhotischen Leber. Eine Lebertransplantation kann den Tumor und auch die zugrunde liegende Lebererkrankung heilen. Die Verfügbarkeit von Organen für eine Transplantation ist jedoch begrenzt, und nur wenige Patienten können diese Therapie in Anspruch nehmen. Bei HCC werden mehrere lokale Behandlungsmethoden eingesetzt. Eine Nadel kann durch die Brust- und Bauch Wand in den Tumor eingeführt werden, um entweder den Tumor zu erhitzen (Radiofrequenzablation oder RFA) oder um toxische Substanzen in den Tumor (perkutane Ethanolinjektion oder PEI) zu injizieren. Lebertumore erhalten den größten Teil ihres Blutes über den arteriellen Kreislauf (im Gegensatz zur gesunden Leber, die den größten Teil des Blutes über ein separates System, den sogenannten Portalkreislauf, erhält). Mit angiographischer Technik ist es möglich, einen Katheter in die den Tumor versorgende Arterie zu legen und eine kathetergestützte Behandlung durchzuführen (transkatheterale arterielle Embolisation=TAE, transarterielle Chemoembolisation TACE).

Alle diese Therapien sind gut etabliert und zeigen gute Ergebnisse. Allerdings können nicht alle HCC-Patienten mit diesen Methoden behandelt werden.

Ursprünglich wurde die Strahlentherapie nicht zur Behandlung von Lebertumoren eingesetzt, da das Risiko einer schweren Toxizität, der so genannten strahleninduzierten Lebererkrankung (RILD), hoch ist. Die günstigen Eigenschaften der Partikeltherapie ermöglichen die Behandlung von HCC mit minimalem oder gar keinem Risiko für RILD (8).

Prospektive randomisierte Studien haben die Wirksamkeit und das günstige Toxizitätsprofil der Protonentherapie bei HCC bestätigt (9,10)

Bei MedAustron behandeln wir gegenwärtig HCC-Patienten, die für andere Behandlungsmethoden weniger gut in Frage kommen. Dazu gehören Patienten über 80 Jahre, Patienten mit Pfortaderthrombose, Patienten mit einem Lokalrezidiv nach anderen lokalen Behandlungen (auch nach einer vorherigen Strahlentherapie), Patienten mit großen (> 8 cm) Tumoren und Patienten mit schlechter Leberfunktion (Child Pugh Kategorie B)

2.2 Cholangiokarzinom= CCC

Das Cholangiokarzinom ist ein Tumor, der von den Gallengängen ausgeht. Tritt er außerhalb der Leber auf, besteht die Behandlung in der Regel aus Chemotherapie und Operation.

Wenn ein CCC innerhalb der Leber entsteht (intrahepatisches CCC), verursacht es ähnliche Herausforderungen wie ein HCC.

Bei MedAustron behandeln wir derzeit das intrahepatische Cholangiokarzinom mit Protonentherapie.

3. Speiseröhre

Speiseröhrenkrebs kann durch eine Kombination aus Operation, Chemotherapie und Strahlentherapie behandelt werden. Bei lokal fortgeschrittenen, nicht metastasierten Tumoren kann eine begleitende Radiochemotherapie mit Photonen die gleichen Ergebnisse erzielen wie eine Operation und wird von den Patienten besser vertragen. Bei der Speiseröhre selbst ist die Strahlendosis begrenzt, die verabreicht werden kann, und weder Protonen noch Kohlenstoffionen ermöglichen eine Dosiseskalation und eine Verbesserung der lokalen Kontrolle, ohne die Toleranzdosis der Speiseröhre zu überschreiten. Die Protonentherapie kann jedoch wichtige Organe wie Herz und Lunge besser schonen und so die unerwünschten Nebenwirkungen verringern und sogar die Überlebensrate verbessern, indem sie die Behandlungstoxizität minimiert.

Bei MedAustron behandeln wir derzeit aus technischen Gründen keine Speiseröhrenkrebserkrankungen.

Die technische Entwicklung ist im Gange, und wir hoffen, in naher Zukunft mit der Behandlung der Speiseröhre beginnen zu können. Gegenwärtig wurde noch kein Starttermin festgelegt.

4. Magenkrebs

Magenkrebs kann mit Strahlentherapie behandelt werden, aber Partikel hätten nur einen minimalen theoretischen Vorteil.

Bei MedAustron behandeln wir derzeit keine Magenkrebserkrankungen.

5. Darmkrebs

Strahlentherapie spielt bei der Behandlung von Dünn- und Dickdarmkrebs keine Rolle.

Bei MedAustron behandeln wir derzeit keine Tumore des Dünn- und Dickdarms.

6. Rektumkarzinom

Mastdarmkrebs wird üblicherweise mit einer Photonenstrahlentherapie oder einer begleitenden Radiochemotherapie behandelt. Bei lokal fortgeschrittenen Fällen wird die Strahlentherapie vorzugsweise vor der Operation durchgeführt. Wenn der Tumor im Frühstadium diagnostiziert wird und sich aber bei der Operation herausstellt, dass er weiter fortgeschritten ist als erwartet, wird postoperativ eine Strahlentherapie verabreicht.

Bei MedAustron behandeln wir derzeit keinen Mastdarmtumor bei Erstdiagnose, sondern ausgewählte Fälle von lokal wiederkehrenden Rektumtumoren. Diese werden in dem Abschnitt über Beckentumore beschrieben.

55-jähriger männlicher Patient mit einer solitären Läsion eines hepatozellulären Karzinoms im rechtem Leberlappen. Er hatte eine Biopsie und danach TACE-Chemotherapie. Der Patient hat eine vorbestehende Leberzirrhose mit bereits eingeschänkter Funktion.

Es erfolgte die hypofraktionierte Protonentherapie bis zu einer Tumor-Gesamtdosis von 70,2 Gy (RBE).

Grafik und Video des gesamten Bestrahlungsplanes mit Protonen:

Die verschriebene Gesamtdosis beträgt 70,2 Gy (RBE) in Einzeldosisfraktionen von 4,7 Gy (RBE)
Linker oberer Quadrant: Transversale/axiale Darstellung Linker unterer Quadrant: die coronare (frontale) Darstellung und Rechter unterer Quadrant: die saggitale (seitliche) Darstellung
Rechter oberer Quadrant: Dosis/Volumen Histogram (DVH), d.h. graphische Darstellung der volumen-abhängigen applizierten Dosis an ein spezifisches gesundes Organ oder Normalgewebe (Leber, rechte Niere, Rippen).

DVH zeigt, dass 50% des Leber Parenchyms 3,4 Gy (RBE) erhalten hat und 30% = 22,3 Gy (RBE). Die durchschnittliche Dosis betrug 18,5 Gy (RBE).

Die linke Niere hat keine Dosis erhalten.
Die rechte Niere erhielt eine Durchschnittsdosis von nur 8,67 Gy (RBE); 30% des Nierenvolumens hat 4,4 Gy (RBE) erhalten.

Die Rippen, durch die mit der Protonenstrahl durchgestrahlt wurde, haben im Durchschnitt 21,2 Gy (RBE) erhalten.

Das Dickdarm hat im Durchschnitt 0,3Gy (RBE) erhalten.

Es ist von klinischer Signifikanz, dass die Leber außerhalb des Tumors insgesamt wenig Dosis bekommen hat, damit das gesunde Gewebe weiter die physiologische Funktion aufrecht erhalten kann. Dies wird anhand der Leber Funktionsparameter im Blut
bestimmt und verfolgt. Speziell bei bereits bestehender Zirrhose ist Schonung des nicht betroffenen, funktionellen Lebergewebes von enormer Wichtigkeit.
Die Niere, die sich in unmittelbarer Nähe befindet, erhält eine niedrige Dosis, die ein Nierenversagen unwahrscheinlich macht. Die Niere der gegenüberliegenden Seite erhält keine Dosis in diesem Plan.
Rippen können bei höheren Dosen Strahlenfrakturen erleiden. Bei der Dosis, die in diesem Fall verabreicht wurde, ist es unwahrscheinlich.
Es ist noch wichtig zu bemerken, dass durch die Protonentherapie das Rückenmark, die Milz, der Dünndarm, der Magen, die Lunge und das Herz sowie die Herzkranzgefäße komplett geschont werden konnten, die in der Photonentherapie, auch wenn diese Organe nicht vom Tumor involviert waren, trotzdem einiges an niedriger Dosis bekommen hätten. Dies gilt auch für moderne Photonentechniken wie Cyberknife und VMAT/Rapid Arc.

58-jähriger Patient mit wenig differenziertem Pankreaskopf Adenokarzinom (Stadium “grenzwertig resezierbar”).

Patient erhielt eine Chemotherapie unter der es zur Größenprogredienz kam.

Behandlung mittels Protonentherapie bis zu einer Dosis von 37,5 Gy (RBE) (hypofraktionert).

Planungsvergleich von moderner Photonen-Therapie (VMAT) mit Protonentherapie bei MedAustron:

Linker oberer Quadrant: Protonen-Plan.
Linker unterer Quadrant: Photonen-Plan.
Rechter oberer Quadrant: Dosis/Volumen Histogramm (DVH), d.h. graphische Darstellung der volumen-abhängigen applizierten Dosis an ein spezifisches Normal-Organ oder Normalgewebe.
Rechter unterer Quadrant: Das „Dosis-Differential“ – d.h. die zusätzliche Dosis, die durch Photonentherapie an Normalgewebe (unnötigerweise) im Vergleich zu Protonen appliziert wird und nicht zur Tumor-Dosis beiträgt.

Anmerkungen: von klinischer Bedeutung ist die vermeidbare Dosisbelastung des gesunden Gewebes und Organe. Speziell der Zwölffingerdarm, der in der unmittlerbarer Nähe des Tumors lokalisiert ist, erhält um 6 Gy (RBE) mehr an Dosis im VMAT Photonen Plan. Die Nieren, die vom Tumor nicht betroffen sind, erhalten signifikant mehr an Dosis mit Photonen. Dies erhöht das Risiko einer reduzierten Nierenfunktion oder eventuell sogar eines Nierenversagens.
Das Rückenmark, die Dünndarmschlingen und die Leber erhalten eine niedrige Dosis, die jedoch mit Protonen zu vermeiden wäre. Die Milz, die auf Strahlung sehr sensibel reagieren kann, bekommt in Mittel 4,5 Gy mit Photonen, währenddessen mit Protonen überhaupt nur ein kleiner Teil weniger als 2 Gy (RBE) erhält. Das Risiko ein strahleninduziertes Malignom zu entwickeln, wird auch durch die geringere Belastung des umliegenden gesunden Gewebes durch Protonen reduziert.

a. Kann eine Partikeltherapie mit einer systemischen Therapie kombiniert werde?
i. Ja, bei Bauchspeicheldrüsenkrebs kann die Partikeltherapie hintereinander mit aggressiver Chemotherapie (wie FOLFIRONOX oder GEM-ABRAXANE) und gleichzeitig mit weniger aggressiven Therapeutika wie Gemcitabin oder Capecitabin kombiniert werden. Bei Leberkrebs ist die Partikeltherapie und Chemotherapie vorzugsweise nacheinander zu kombinieren und eine gleichzeitige Anwendung zu vermeiden.

b. Kann die Partikeltherapie nach einer Operation eingesetzt werden?
i. Im Prinzip ja, und sie wird üblicherweise bei anderen Tumoren (z. B. Schädelbasistumoren) eingesetzt. Derzeit führen wir bei MedAustron jedoch keine Partikeltherapie als postoperative Behandlung zur Sterilisation des Tumorbettes bei gastrointestinalen Tumoren durch.

c. Gibt es Grenzen für die maximale Größe von behandelbaren Tumoren?
i. Gegebenenfalls kann jede Größe von Magen-Darm-Tumoren bestrahlt werden. Die technische Beschränkung auf einen maximalen Durchmesser von 20 cm wird bei Magen-Darm-Tumoren grundsätzlich nicht erreicht.

d. Kann die Partikeltherapie als Alternative zu einer Operation eingesetzt werden?
i. Die Partikeltherapie kann eine Alternative zu verstümmelnden chirurgischen Eingriffen sein (z. B. Amputation von Gliedmaßen oder totale Sakrektomie oder Resektion des Auges und Augenhöhleninhalts). Dieses Konzept gilt auch für andere Körperbereiche, in denen verstümmelnde chirurgische Eingriffe das Leben noch nicht gefährden. Bei gastrointestinalen Tumoren sind jedoch keine verstümmelnden Verfahren möglich (z. B. sind eine totale Leberresektion oder die Resektion der Mesenterialarterie und eine totale Darmresektion nicht mit dem Leben vereinbar). Bei gastrointestinalen Tumoren ist die Operation, wenn möglich, die bevorzugte Behandlungsmethode. Die Partikeltherapie kommt bei inoperablen Fällen nicht zum Einsatz.

e. Kann eine Partikeltherapie Nebenwirkungen haben?
i. Ja, sie kann Nebenwirkungen verursachen, und wenn sie in hoher Dosis zur Behandlung von Magen-Darm-Tumoren eingesetzt wird, können diese auch schwerwiegend oder lebensbedrohlich sein. Die Nebenwirkungen sind im Allgemeinen geringer als bei der Photonenbestrahlung, wenn eine gleich hohe Dosis verabreicht wird.

f. Gibt es eine Altersgrenze für die Partikeltherapie?
i. Nein, das Alter spielt bei der Partikeltherapie keine Rolle.

g. Bestehen bei der Behandlung mit Partikeln bessere Heilungschancen als vergleichsweise mit Photonen?
i. Die Protonentherapie kann mit der gleichen Dosis wie bei der Photonenbestrahlung eingesetzt werden. In diesem Fall verringert sich das Risiko der Toxizität, ohne dass sich die Heilungschancen erhöhen.

Wird eine höhere Dosis verabreicht oder die höhere biologische Wirksamkeit von Kohlenstoffionen genutzt, kann dies zu einer Erhöhung der Heilungschancen führen.

1. Rutenberg MS, Nichols RC. Proton beam radiotherapy for pancreas cancer (Protonenstrahl-Radiotherapie bei Bauchspeicheldrüsenkrebs). J Gastrointest Oncol. Februar 2020;11(1):166-175. doi: 10.21037/jgo.2019.03.02. PMID: 32175120; PMCID: PMC7052755.

2. Kawashiro S, Yamada S, Okamoto M, Ohno T, Nakano T, Shinoto M, Shiyama Y, Nemoto K, Isozaki Y, Tsuji H, Kamada T. Multi-institutional Study of Carbon-ion Radiotherapy for Locally Advanced Pancreatic Cancer: Japan Carbon-Ion Radiation Oncology Study Group (J-CROS) Studie 1403 Pankreas (Multiinstitutionelle Studie zur Kohlenstoffionen-Radiotherapie bei lokal fortgeschrittenem Bauchspeicheldrüsenkrebs: Japanische Studiengruppe zur Radioonkologie mit Kohlenstoffionen (J-CROS) Studie 1403 Bauchspeicheldrüse). Int J Radiat Oncol Biol Phys. 1. August 2018;101(5):1212-1221. doi: 10.1016/j.ijrobp.2018.04.057. Epub 1. Mai 2018 PMID: 29907490

3.  Shinoto M, Terashima K, Suefuji H, Matsunobu A, Toyama S, Fukunishi K, Shioyama Y. A single institutional experience of combined carbon-ion radiotherapy and chemotherapy for unresectable locally advanced pancreatic cancer (Ein institutioneller Erfahrungsbericht über die kombinierte Kohlenstoffionen-Strahlentherapie und Chemotherapie bei inoperablem, lokal fortgeschrittenen Bauchspeicheldrüsenkrebs). Radiother Oncol. November 2018;129(2): 333-339. doi: 10.1016/j.radonc.2018.08.026. Epub 14. September 2018 PMID: 30224179.

4. Mizumoto T, Terashima K, Matsuo Y, Nagano F, Demizu Y, Mima M, Sulaiman NS, Tokumaru S, Okimoto T, Toyama H, Fukumoto T. Proton Radiotherapy for Isolated Local Recurrence of Primary Resected Pancreatic Ductal Adenocarcinoma (Protonenstrahlentherapie bei isoliertem Lokalrezidiv eines primär resezierten duktalen Adenokarzinoms der Pankreas). Ann Surg Oncol. August 2019;26(8): 2587-2594. doi: 10.1245/s10434-019-07471-z. Epub 30. Mai 2019 PMID: 31147994.

5. Boimel PJ, Berman AT, Li J, Apisarnthanarax S, Both S, Lelionis K, Larson GL, Teitelbaum U, Lukens JN, Ben-Josef E, Metz JM, Plastaras JP. Proton beam reirradiation for locally recurrent pancreatic adenocarcinoma (Protonenbestrahlung bei lokal rezidivierendem Adenokarzinom der Pankreas). J Gastrointest Oncol. August 2017;8(4): 665-674. doi: 10.21037/jgo.2017.03.04. PMID: 28890817; PMCID: PMC5582048.

6. Liermann J, Ben-Josef E, Syed M, Debus J, Herfarth K, Naumann P. Carbon ion radiotherapy as definitive treatment in locally recurrent pancreatic cancer (Kohlenstoffionen-Strahlentherapie als definitive Behandlung bei lokal rezidivierendem Bauchspeicheldrüsenkrebs). Strahlenther Onkol. 5. August 2021. doi: 10.1007/s00066-021-01827-9. Epub ahead of print. PMID: 34351449.

7. Kawashiro S, Yamada S, Isozaki Y, Nemoto K, Tsuji H, Kamada T. Carbon-ion radiotherapy for locoregional recurrence after primary surgery for pancreatic cancer (Kohlenstoffionen-Strahlentherapie für lokoregionales Rezidiv nach primärer Operation bei Bauchspeicheldrüsenkrebs). Radiother Oncol. Oktober 2018;129(1):101-104. doi: 10.1016/j.radonc.2018.02.003. Epub 17. Februar 2018 PMID: 29463433.

8. Chuong M, Kaiser A, Molitoris J, Mendez Romero A, Apisarnthanarax S. Proton beam therapy for liver cancers (Protonenstrahltherapie bei Leberkrebs). J Gastrointest Oncol. Februar 2020;11(1):157-165. doi: 10.21037/jgo.2019.04.02. PMID: 32175119; PMCID: PMC7052772.

9. Kim TH, Koh YH, Kim BH, Kim MJ, Lee JH, Park B, Park JW. Proton beam radiotherapy vs. radiofrequency ablation for recurrent hepatocellular carcinoma: A randomized phase III trial (Protonenstrahl-Radiotherapie vs. Radiofrequenzablation bei rezidivierendem hepatozellulärem Karzinom: Eine randomisierte Phase-III-Studie). J Hepatol. März 2021;74(3):603-612. doi: 10.1016/j.jhep.2020.09.026. Epub 5. Oktober 2020. PMID: 33031846.

10. Bush DA, Smith JC, Slater JD, Volk ML, Reeves ME, Cheng J, Grove R, de Vera ME. Randomized Clinical Trial Comparing Proton Beam Radiation Therapy with Transarterial Chemoembolization for Hepatocellular Carcinoma: Results of an Interim Analysis (Randomisierte klinische Studie zum Vergleich der Protonenstrahl-Strahlentherapie mit der transarteriellen Chemoembolisation beim hepatozellulären Karzinom: Ergebnisse einer Zwischenanalyse). Int J Radiat Oncol Biol Phys. 1. Mai 2016;95(1): 477-482. doi: 10.1016/j.ijrobp.2016.02.027. Epub 13. Februar 2016 PMID: 27084661.

Indikationen zur kurativ intendierten definitiven Partikeltherapie bei Becken-Tumore sind beispielsweise:

Protonentherapie beim nicht operablen lokal (cT3, cT4) und/oder logoregional (mit pelvinen Lymphknotenmetastasen, cN+) fortgeschrittenen Rektumkarzinom, jedoch ohne Fernmetastasen (cM0), in Kombination mit der etablierten Chemo-/Systemtherapie. Bei Fernmetastasen im Primär-Staging (CT oder FDG-PET-CT) interdisziplinäre Entscheidung mit den Behandlungsführenden Onkologen bzw. Chirurgen sinnvoll. In diesen Fällen in der Regel Beginn mit Systemtherapie.

Protonentherapie beim nicht operablen lokal (cT3, cT4) und/oder logoregional (mit pelvinen Lymphknotenmetastasen, cN+) fortgeschrittenen Analkarzinom, jedoch ohne Fernmetastasen (cM0), in Kombination mit der etablierten Chemo-/Systemtherapie.

Protonentherapie beim nicht operablen lokal und/oder logoregional (mit pelvinen Lymphknotenmetastasen, cN+) fortgeschrittenen gynäkologischen Tumor, jedoch ohne Fernmetastasen (cM0), in Kombination mit der etablierten Chemo-/Systemtherapie bzw. der Brachytherapie in einem spezialisierten Zentrum. Insbesondere bei Metastasierung der Beckenlymphknoten ist der Vorteil der Protonentherapie gegenüber der konventionellen Bestrahlung größer (bessere Schonung von Dünndarm, Dickdarm, Rektum, Blase und Sakralnerven).

Protonentherapie beim Niedrigrisiko-Prostatakarzinom bzw. im mittleren Risiko im Rahmen der PRLI-Studie, insbesondere wenn eine radikale Operation aufgrund der Anatomie, Voroperationen oder eines zu hohen Narkoserisikos nicht durchgeführt werden kann.

Kohlenstoffionen-Radiotherapie bei Hochrisiko-Prostatakarzinom (iPSA > 20 ng/ml oder cT2c bzw. cT3 in mpMRT/PSMA-PET oder Gleason Score 8 bis 10) mit/ohne PSMA-avide(r) begrenzter Metastasierung insbesondere in Beckenlymphknoten kombiniert mit Hormondeprivationstherapie.

Indikationen zur Salvage-Partikeltherapie bei Nicht-Operabilität:

Kohlenstoffionen-Radiotherapie als Salvage-Bestrahlung bei nicht operablen FDG-aviden Beckenwand- bzw. Becken-Rezidiven bei allen oben genannten Tumoren aber auch bei anderen Tumoren ohne Detektion von FDG-aviden Läsionen außerhalb des Beckens im rezenten Re-Staging. Ggf. interdisziplinäre Abstimmung bezüglich nicht gegebener Operabilität und sequentieller Systemtherapie sinnvoll/notwendig, wenn verfügbar.

Kohlenstoffionen-Radiotherapie als Salvage-Bestrahlung bei PSMA-aviden Lokalrezidiven eines Prostatakarzinoms nach radikaler Prostatektomie ohne Detektion multipler PSMA-aviden Fernmetastasen im rezenten Re-Staging.

Indikationen zur Salvage-Partikeltherapie als Re-Bestrahlung:

Kohlenstoffionen-Radiotherapie als Re-Bestrahlung bei FDG-aviden Beckenwandrezidiven gynäkologischer Tumore nach Vorbestrahlung, jedoch mit lokal kontrolliertem Primärtumor durch die Primärbehandlung. Ggf. interdisziplinäre Abstimmung bezüglich sequentieller Systemtherapie sinnvoll/notwendig, wenn verfügbar.

Kohlenstoffionen-Radiotherapie als Re-Bestrahlung bei FDG-aviden Beckenwandrezidiven kolorektaler Tumore nach Vorbestrahlung, jedoch mit lokal kontrolliertem Primärtumor durch die Primärbehandlung. Ggf. interdisziplinäre Abstimmung bezüglich sequentieller Systemtherapie sinnvoll/notwendig, wenn verfügbar.

Kohlenstoffionen-Radiotherapie als Re-Bestrahlung bei FDG-aviden Beckenwandrezidiven von Blasen-Tumoren nach Vorbestrahlung, jedoch mit lokal kontrolliertem Primärtumor durch die Primärbehandlung. Ggf. interdisziplinäre Abstimmung bezüglich sequentieller Systemtherapie sinnvoll/notwendig, wenn verfügbar.

Kohlenstoffionen-Radiotherapie als Re-Bestrahlung bei PSMA-aviden Lokalrezidiven und/ oder Lymphknoten-Rezidiven von Prostatakarzinomen nach Vorbestrahlung, jedoch ohne Detektion multipler PSMA-aviden Fernmetastasen im rezenten Re-Staging.

60-jährige Patientin mit einem Vaginalkarzinom. Die Biopsie ergab ein Plattenepithelkarzinom, p16 negative, G2. Das Staging wies einen 2,4 cm großen Tumor in Introitus vaginae (MRT) cT2 ohne eine regionäre / distante Metastasierung auf, cN0 cM0.

Es erfolgte die normo-fraktionierte Protonentherapie bis zu einer Gesamtdosis von 45 Gy (RBE) in 25 Fraktionen. Nachfolgend wurde ein Boost mittels PDR-Brachytherapie bis zur Gesamtdosis EQD2 80 Gy durchgeführt.

Planungsvergleich von moderner Photonen-Therapie (VMAT) mit Protonentherapie bei MedAustron:

Die Verschreibungsdosis war 45 Gy RBE in Einzeldosisfraktionen von 1,8 Gy RBE.

In den nachfolgenden Bildern wird ein Vergleich zwischen der applizierten Protonentherapie und einer konventionellen Photonen-basierten VMAT gezeigt.

Dieses „Dosis-Differential“ – d.h. die zusätzliche Dosis, die durch Photonentherapie an Normalgewebe (unnötigerweise) im Vergleich zu Protonen-Radiotherapie appliziert wird und nicht zur Tumor-Dosis beiträgt.

Bis zu 25 Gy werden unnötigerweise durch die Photonen appliziert und werden durch die Protonentherapie eingespart z.B. im Bereich der äußeren Genitalien, der Harnblase und Weichteile.

Das nachfolgende Bild zeigt ein Dosis/Volumen Histogramm (DVH), d.h. graphische Darstellung der volumen-abhängigen applizierten Dosis in einem spezifischen gesunden Organ oder Normalgewebe: Vulva in Gelb und der Analkanal in Lila (kontinuierliche Linien korrespondieren zur Photonen und punktierte Linien zu Protonen).

Gewaltige Differenzen werden deutlich:

Vulva
27,2 Gy RBE mit Photonen versus 0,82 Gy RBE mit Protonen

Analkanal
21,19 Gy RBE mit Photonen versus 1,54 Gy RBE mit Protonen

In dem nachfolgenden Video wird ein Vergleich zwischen der applizierten Protonentherapie und einer konventionellen Photonen-basierten VMAT in der Form eines kompletten Behandlungsplans gezeigt.

Links: transversale/axiale Darstellung der applizierten Protonentherapie.
Rechts: transversale/axiale Darstellung der Photonen-basierten VMAT.

60-jähriger Patient mit einem Hochrisiko-Prostatakarzinom. Die Biopsie ergab ein Adenokarzinom mit einem Gleason Score 4+3=7. Das Staging mit multiparametrischer MRT bzw. einer PSMA-PET-CT wies einen multifokalen bilateralen Tumors cT2c ohne eine regionäre / distante Metastasierung auf, cN0 cM0.

Es erfolgte die hypofraktionierte Kohlenstoffionen-Radiotherapie bis zu einer Gesamtdosis von 57,6 Gy (RBE) in 12 Fraktionen.

Planungsvergleich von moderner Photonen-Therapie (VMAT) mit Kohlenstoffionen-Radiotherapie am MedAustron:

Die Verschreibungsdosis war 57,6 Gy RBE in Einzeldosisfraktionen von 4,8 Gy RBE.

In dem nachfolgenden Video wird ein Vergleich zwischen der applizierten Kohlenstoffionen-Radiotherapie und einer konventionellen Photonen-basierten VMAT gezeigt.

Linker, oberer Quadrant: transversale/axiale Darstellung der Photonen-basierten VMAT.
Linker unterer Quadrant: transversale/axiale Darstellung der applizierten Kohlenstoffionen-Radiotherapie.

Rechter, unterer Quadrant: Das „Dosis-Differential“ – d.h. die zusätzliche Dosis von bis zu 35 Gy RBE, die durch Photonentherapie an Normalgewebe (unnötigerweise) im Vergleich zu Kohlenstoffionen-Radiotherapie appliziert wird und nicht zur Tumor-Dosis beiträgt.

Rechter, oberer Quadrant: Dosis/Volumen Histogramm (DVH), d.h. graphische Darstellung der volumen-abhängigen applizierten Dosis in einem spezifischen gesunden Organ oder Normalgewebe: Harnblase in Gelb, Enddarm in Braun, Sigma in Grün und Darm in Lila (kontinuierliche Linien korrespondieren zur Photonen und punktierte Linien zu Kohlenstoffionen).

Alle signifikanten Organe erhielten deutlich weniger Dosis mit der Kohlenstoffionen-Radiotherapie:
Harnblase – um 59% weniger Dosis (mittlere Dosis)
Enddarm – um 64% weniger Dosis (mittlere Dosis)
Dünndarm – um 39% weniger Dosis (in der Maximaldosis)
Dickdarm – um 35% weniger Dosis (mittlere Dosis) bzw. oberhalb des Enddarms (Sigma) um 90% weniger Dosis.

Generell gibt es keine Partikeltherapie-spezifischen Nebenwirkungen, es kann jedoch, wie bei der konventionellen Photonentherapie auch, zu Nebenwirkungen kommen. Da auf Grund der beschriebenen physikalischen Eigenschaften weniger Dosis im umgebenden Normalgewebe ankommt, können diese Nebenwirkungen deutlich geringer ausgeprägt sein.

Die Tumor-umliegenden und vom Tumor nicht befallenen Gewebe bzw. Organe im Becken (beispielsweise Dünndarm, Dickdarm, Enddarm, Analkanal, Blase, Sakralnerven,  Hüftgelenke, Vagina, äußere Genitalorgane, Bulbus Penis etc.) können sehr empfindlich auf ionisierende Strahlen (Strahlentherapie)  reagieren und somit langfristig geschädigt werden. Eine der Hauptursachen hierfür liegt in der Schädigung von kleinsten Blutgefäßen/Kapillaren was wiederum im langfristigen Verlauf zu einer Abnahme der Durchblutung und entsprechender Schädigung des Gewebes führt. Diese Veränderungen können auch in den Bereichen beobachtet werden, die nur eine niedrige Dosis erhalten haben. Eine andere Ursache kann die nach Strahlentherapie mit einer geringen Latenz einsetzende Fibrose, welche allerdings Dosis-abhängig ist.

Klinisch kann es dadurch zu gravierenden akuten bzw. chronischen Nebenwirkungen kommen. Im Fall der Bestrahlung von Beckentumoren mit hohen Dosen können insbesondere Knochen- und Weichteilnekrosen, Schädigung der Sakralnerven,  Blasennekrosen, – perforationen und –fisteln, sowie auch Darmnekrosen, – perforationen und –fisteln besonders relevant sein.

Alle diese Veränderungen können auch Jahre nach einer Strahlentherapie auftreten und die gesundheitsbezogene Lebensqualität beeinträchtigen. Das Risiko für diese Spätfolgen, kann sowohl bei der Protonenbestrahlung als auch bei der Kohlenstoffionen-Radiotherapie aufgrund der wesentlichen Minimierung der Dosis außerhalb des Zielvolumens/Tumors in den umliegenden gesunden Organen und Geweben im Vergleich zur konventionellen Bestrahlung in der Regel deutlich reduziert werden.

Zum Vergleich zeigen Langzeit-Daten aus der konventionellen Photonen-Strahlentherapie in der randomisierten Studie ASCENDE-RT („Androgen Suppression Combined with Elective Nodal and Dose Escalated Radiation Therapy“) für die dosiseskalierte und intensitätsmodulierte Photonenradiotherapie von Prostatakarzinomen mit Gesamtdosen von 78 Gy (siehe Literaturliste 5) hochgradige chronische Toxizitäten der Blase von 5,2% und gastrointestinal (Darm) von 3,2% (siehe Literaturliste 6).

Im Vergleich hierzu, zeigen die Japanischen Langzeitdaten mit Kohlenstoffionen-Radiotherapie keine hochgradigen chronischen Toxizitäten der Blase 0,3% und gastrointestinal 0% zu verzeichnen (siehe Literaturliste 1).

a. Kann eine Partikeltherapie mit einer systemischen Therapie kombiniert werde?
i. Je nach Tumorerkrankung kann eine Partikeltherapie, wie auch bei der konventionellen Strahlentherapie, mit einer systemischen Therapie kombiniert werden. Die Indikation wird in so einem Fall interdisziplinär (medizinischer Onkologe und Radioonkologe) gestellt. Siehe auch Ausführungen bei den einzelnen Indikationen in Sektion II.

b. Ist eine Partikeltherapie auch nach einer Operation möglich?
i. Eine Partikeltherapie kann auch nach einer Operation durchgeführt werden, v.a. wenn der Chirurg nicht alles entfernen konnte, ist diese auch indiziert. Insbesondere ist dies der Fall bei Becken-Lymphknoten-Metastasen, auch weil mit Mikrometastasen außerhalb des Operationsgebietes rechnen sollte. In solchen Fällen wäre die Mitbestrahlung einer gesamten anatomischen Region sinnvoll.

c. Gibt es eine Größenbeschränkung des Tumors bei der Partikeltherapie?
i. Prinzipiell können Tumore jeder Größe mit Partikeltherapie behandelt werden.

d. Kann eine Partikeltherapie eine Operation ersetzen?
i. Wenn ein Tumor einer Operation zugänglich ist, ist dies mehrheitlich die Therapie der Wahl. In manchen Situationen ist eine Operation mit einem hohen Risiko verbunden, sodass alternativ eine Bestrahlung in kurativer Intention durchgeführt werden kann. Jedoch ist eine kurativ intendierte definitive Behandlung beispielsweise bei lokal oder lokoregional fortgeschrittenen Enddarmtumoren wie Tumoren des Analkanals, bei gynäkologischen Tumoren und Prostata-Tumoren etabliert.

e. Kann es bei einer Partikel Therapie zu Nebenwirkungen kommen?
i. Lokal kann es ähnlich wie bei der konventionellen Bestrahlung auch zu Reaktionen im umliegenden Normalgewebe kommen. In der Regel sind diese aber geringer ausgeprägt, da auf Grund der überlegenen physikalischen Eigenschaften der Partikeltherapie diese umliegenden Gewebe bzw. Organe mit einer deutlich geringeren Dosis belastet werden.

f. Sind Heilungschancen nach einer Partikeltherapie höher als nach einer Konventionellen Bestrahlung?
i. Die biologische Wirkung der Protonentherapie ist der der Photonentherapie sehr ähnlich. Somit wären die Heilungschancen bei gleicher Dosis vergleichbar nach einer Protonentherapie wie nach einer konventionellen Bestrahlung, wenn die Protonentherapie mit gleicher Dosis appliziert werden würde. Jedoch wird auf Grund der geringeren Normalgewebsbelastung in speziellen Situationen die Gesamtdosis bei der Protonentherapie deutlich erhöht und folglich wird mit hoher Wahrscheinlichkeit eine Verbesserung der lokalen Tumor-Kontrolle erreicht.

ii. Die biologische Wirkung der Kohlenstoffionen-Radiotherapie ist jedoch gegenüber der Photonentherapie aber auch gegenüber der Protonentherapie deutlich höher. Daher sollte die Kohlenstoffionen-Radiotherapie generell bei strahlenresistenten Tumoren bzw. im Sinne einer Re-Bestrahlung bei strahlen-rezidivierenden Tumoren nach Vorbestrahlung generell mit höherer Priorität eingesetzt werden.

g. Gibt es Alterslimitationen bei einer Partikeltherapie?
i. Prinzipiell können Patienten jedes Alters bei denen eine Bestrahlung indiziert ist mit beiden Formen der Partikeltherapie am MedAustron behandelt werden. Der Allgemeinzustand der betroffenen Patienten sollte jedoch ausreichend erhalten sein, um eine solche Behandlung sinnvoll erscheinen zu lassen.

1. Kawamura H, Kubo N, Sato H, et al. Moderately hypofractionated carbon ion radiotherapy for prostate cancer; a prospective observational study “GUNMA0702” BMC Cancer. 2020; 20: 75.

2. Habermehl D, Wagner M, Ellerbrock M, Büchler MW, Jäkel O et al. Reirradiation Using Carbon Ions in Patients with Locally Recurrent Rectal Cancer at HIT: First Results. Ann Surg Oncol. 2015; 22(6): 2068-74.

3. Yamada S, Kamada T, Ebner DK, Shinoto M, Terashima K et al. Carbon-Ion
Radiation Therapy for Pelvic Recurrence of Rectal Cancer. Int J Radiat Oncol Biol
2016 Sep 1; 96(1): 93-101.

4. Berman AT, Both S, Sharkoski T, Goldrath K, Tochner Z. Proton Reirradiation of Recurrent Rectal Cancer: Dosimetric Comparison, Toxicities, and Preliminary Outcomes. International Journal of Particle Therapy. 2014; 1(1): 2-13

5. Morris WJ, Tyldesley S, Rodda S, et al. Androgen Suppression Combined with Elective Nodal and Dose Escalated Radiation Therapy (the ASCENDE-RT Trial): An Analysis of Survival Endpoints for a Randomized Trial Comparing a Low-Dose-Rate Brachytherapy Boost with Dose-Escalated External Beam Boost for High- and Intermediate-risk Prostate Cancer. Int J Radiat Oncol Biol Phys. 2017; 98(2): 275-285.

6. Rodda S, Tyldesley S, Morris WJ, et al. ASCENDE-RT: An Analysis of Treatment Related Morbidity for a Randomized Trial Comparing a Low-Dose-Rate Brachytherapy Boost with Dose-Escalated External Beam Boost for High- and Intermediate-risl Prostate Cancer. Int J Radiat Oncol Biol Phys. 2017; 98(2): 286-295.

Mit dem Begriff Sarkom bezeichnen wir eine große Vielfalt von Tumoren, die vom Bindegewebe ausgehen und sich in allen relevanten Aspekten deutlich unterscheiden. Nach der Klassifikation der Weltgesundheitsorganisation gibt es mehr als 20 verschiedene Sarkomgruppen und über 150 verschiedene Unterarten. Angesichts dieser Komplexität ist es äußerst schwierig, allgemeine Aussagen zu treffen, und es ist immer unbedingt erforderlich den Einzelfall zu bewerten.

Es gibt jedoch einige allgemeine Feststellungen, die für die häufigsten Szenarien gelten.

Tumore an den Gliedmaßen (d.h. an Armen und Beinen) können in den meisten Fällen auch ohne Partikeltherapie erfolgreich behandelt werden. Genauer gesagt werden bei Osteosarkomen der Gliedmaßen Chemotherapie und konservative Chirurgie kombiniert und Weichteilsarkome der Gliedmaßen werden durch eine Kombination von Photonenstrahlentherapie und konservativer Chirurgie behandelt. Bei diesen Tumoren ist die Rolle der Partikeltherapie minimal. Bei einzelnen Fällen, die für einen konservativen chirurgischen Eingriff nicht in Frage kommen, muss geprüft werden, welche Therapie zum Einsatz kommt, um eine mögliche Gliedmaßenamputation zu vermeiden. Darüber hinaus kann bei bestimmten Patienten durch die Partikeltherapie die Bestrahlung unbeteiligter Muskelkompartimente vermieden und so das funktionelle Ergebnis verbessert werden.

Für gastrointestinale Stromatumore gibt es ein gut etabliertes Behandlungskonzept, das auf einer Kombination aus Operation und gezielter systemischer Therapie beruht.

Partikeltherapie kann bei Tumoren im HNO-Bereich, im Thorax, im Bauchraum und im Becken eine Rolle spielen. Sie wird eingesetzt, um die lokale Kontrolle des Primärtumors bei Patienten ohne Metastasen zu verbessern. Bei dieser Patientengruppe kann die Verbesserung der lokalen Kontrolle mit einer Erhöhung der Heilungs- und Überlebenswahrscheinlichkeit einhergehen. Im Allgemeinen kommt die Partikeltherapie bei bereits metastasierten Patienten nicht zur Anwendung, sie kann jedoch in bestimmten Fällen erwogen werden (entweder wenn die Metastasen ein indolentes Wachstum aufweisen, das die mittelfristige Prognose nicht beeinflusst, und/oder wenn es keine andere Möglichkeit gibt, die Symptome zu kontrollieren).

Die Partikeltherapie kann in Kombination mit einem chirurgischen Eingriff oder als alleinige lokale Behandlungsmethode eingesetzt werden. Je nach Histologie kann die Behandlung durch eine Systemtherapie ergänzt werden.

Vertebrales und sakrales Chordom
Die Partikeltherapie (allein oder in Kombination mit einer Operation) ist der Goldstandard für die Behandlung von Chordomen. Die Systemtherapie spielt eine untergeordnete Rolle und wird nur bei metastasierten Patienten oder bei sehr fortgeschrittenen Lokalrezidiven, die auf weitere lokale Therapien nicht ansprechen, eingesetzt.
Sakralchordom-Patienten sollten von einem Chirurgen und einem Radioonkologen, die über spezifisches Fachwissen verfügen, untersucht werden. Je nach Ausmaß der Tumorinvasion (oberes Kreuzbein S1-S2 versus unteres Kreuzbein S3-S5) können die Folgeerkrankungen nach einer Operation diese mehr oder weniger unwirksam machen. Die bevorzugte Therapie kann eine Operation sein, gefolgt von einer Protonentherapie oder einer radikalen Kohlenstoffionen-Radiotherapie. Wenn der Tumor an das Rektum und/oder das Sigma stößt oder es zusammendrückt, kann ein vorbereitender chirurgischer Eingriff erforderlich sein, um einen Spacer zwischen Tumor und Darm einzusetzen.
Bei Tumoren an der beweglichen Wirbelsäule sind die beiden kritischsten Faktoren die Relationen zwischen Tumor und Rückenmark und zwischen Tumor und Wirbelarterien.
Im Bereich der Halswirbelsäule ist eine radikale Resektion aufgrund des Vorhandenseins von Rückenmarks- und Wirbelsäulenarterien äußerst problematisch. Die optimale Behandlung besteht in der Regel aus einem chirurgischen Eingriff mit anschließender Partikeltherapie. Wenn der Tumor an das Rückenmark grenzt, wird sogar die Partikeltherapie problematisch. Zwischen dem Ziel, das mit einer sehr hohen Dosis bestrahlt werden muss, und einigen strahlenempfindlichen kritischen Organen ist nämlich ein Mindestabstand erforderlich. In diesen Fällen sollte eine so genannte „trennende Operation“ in Betracht gezogen werden, um das Rückenmark zu dekomprimieren und den Tumoranteil im Rückenmarkskanal zu resezieren. Diese Art der Operation (manchmal auch als „intra-lesionales Debulking“ bezeichnet) ist einerseits wesentlich weniger invasiv als eine vollständige Tumorresektion, andererseits ist sie allein nicht ausreichend und kann den Tumor nicht kontrollieren, sondern dient lediglich dazu, die sichere Durchführung einer Hochdosis-Partikelstrahlentherapie zu ermöglichen. Die Wahl zwischen Protonen und Kohlenstoffionen wird hauptsächlich durch die restliche makroskopische Erkrankung bestimmt.
Im Bereich der Brustwirbelsäule und der oberen Lendenwirbelsäule schränken die Wirbelsäulenarterien die Möglichkeit einer vollständigen chirurgischen Resektion nicht ein. In dieser Region ist die beste Therapie normalerweise eine grobe makroskopische chirurgische Resektion und eine postoperative Protonentherapie. Das Rückenmark reicht nicht bis zur unteren Lendenwirbelsäule (L3-L5); in diesem Bereich ist der Inhalt des Spinalkanals auf die (strahlenresistentere) Cauda equina beschränkt, so dass eine radikale Partikeltherapie (vorzugsweise mit Kohlenstoffionen) oft auch ohne Operation möglich ist.
In bestimmten Fällen kann ein „Sandwich-Konzept“ mit präoperativer Partikeltherapie mit anschließender Operation und schließlich postoperativer Partikeltherapie erforderlich sein. Dieser Ansatz wird in der Regel bei großen Tumoren gewählt, die sowohl operiert als auch bestrahlt werden müssen, bei denen jedoch die Gefahr besteht, dass der Tumor bei der Resektion in anderes, nicht betroffenes Gewebe gestreut wird.
Es ist zwingend erforderlich, die gesamte Behandlungsstrategie im Vorfeld zu besprechen. Bei der Auswahl der Wirbelsäulenstabilisatoren und der Rekonstruktion der resezierten Wirbelkörper ist besondere Sorgfalt geboten, um Probleme im Zusammenhang mit Bildgebungsartefakten und Partikeldosis zu minimieren.

Inoperables Osteosarkom
Die etablierte Behandlung des Osteosarkoms ist die präoperative Chemotherapie mit anschließender radikaler Operation und einer postoperativen Chemotherapie. Eine Radikaloperation ist bei Osteosarkomen der Halswirbelsäule und der Schädelbasis fast nie möglich. Osteosarkome des Beckens, der Brustwand, des Oberkieferbereichs, der thorako-lumbalen Wirbelsäule und des Kreuzbeins sollten von orthopädischen Chirurgen mit spezifischem Fachwissen und in einem Referenzzentrum untersucht werden. Die Hochdosis-Kohlenstoffionen-Radiotherapie ist eine radikale lokale Therapie als Alternative zu einer Operation bei Fällen, die technisch inoperabel sind (z. B. ein Osteosarkom der Halswirbelsäule, das beide Wirbelarterien umschließt) oder bei Patienten, die aufgrund ihres Alters und ihrer Begleiterkrankungen nicht operiert werden können, oder bei Patienten, die einen verstümmelnden chirurgischen Eingriff ablehnen (z.B. totale Sakrektomie mit hohem Risiko einer Doppelinkontinenz oder Hemipelvektomie mit Amputation von Gliedmaßen).
Die Chemotherapie wird vor und nach der Kohlenstoffionen-Radiotherapie durchgeführt (so wie es bei einer Operation der Fall gewesen wäre).
Manchmal sind vor einer Hochdosis-Kohlenstoffionen-Radiotherapie spezielle chirurgische Eingriffe erforderlich.
Möglicherweise ist eine Trennungsoperation nötig, um das Rückenmark zu dekomprimieren (siehe Abschnitt über Chordome oben).
In einigen Fällen kann es notwendig sein, einen Spacer chirurgisch einzusetzen, um die Darmschlingen von dem Bereich zu trennen, der mit einer hohen Dosis behandelt werden muss (siehe Abschnitt über Chordome oben).
Die zur Kontrolle eines Osteosarkoms erforderliche Dosis kann für das umliegende, nicht betroffene Gewebe toxisch sein. Manchmal müssen die Folgen einer Hochdosis-Kohlenstoffionen-Radiotherapie mit chirurgischen Eingriffen behandelt werden. So könnte beispielsweise eine chirurgische Stabilisierung der Wirbelsäule nötig sein, um eine Wirbelkörperfraktur nach radikaler CIRT bei einem Osteosarkom der Lendenwirbelsäule zu verhindern oder zu behandeln, oder eine chirurgische Maxillektomie mit prothetischer Rekonstruktion, um bei einem Osteosarkom des Oberkiefers durch CIRT verursachte Osteoradionekrose zu therapieren.

Chondrosarkom
Die Systemtherapie spielt bei der Behandlung eines Chondrosarkoms kaum eine Rolle. Bei Chondrosarkomen der Extremitäten bevorzugen viele Patienten eine Operation, wenn möglich. Eine postoperative Strahlentherapie ist in der Regel nach einer radikalen Resektion mit sauberen Rändern nicht angezeigt. Die Partikeltherapie kann in Fällen eingesetzt werden, die technisch inoperabel sind, oder bei Patienten, die einen verstümmelnden chirurgischen Eingriff ablehnen oder bei denen aus medizinischen Gründen eine Operation nicht möglich ist. Wie bereits in den vorangegangenen Abschnitten erörtert, können vor der Partikeltherapie vorbereitende chirurgische Eingriffe (wie z. B. eine Dekompression des Rückenmarks oder ein Spacer im Darm) erforderlich sein.

Ewing-Sarkom
Das Ewing-Sarkom geht normalerweise von den Knochen aus; dieser Tumor spricht gut auf Chemotherapie an, die die bevorzugte Erstbehandlungsmethode ist. Je nach Entstehungsort, Ausdehnung und Ansprechgrad auf Chemotherapie kann die lokale Behandlung entweder aus Operation + Strahlentherapie oder aus alleiniger Strahlentherapie bestehen.
Die zur Kontrolle dieser Tumore erforderlichen Dosen sind niedriger als jene, die für die oben beschriebenen strahlenresistenteren Histologien erforderlich sind (in der Regel weniger als 60 Gy bei konventioneller Fraktionierung).
Das Ewing-Sarkom ist eigentlich ein Tumor bei jungen Menschen. Oft ist langes Überleben und Heilung möglich. Bei Ewing-Sarkomen wird die Partikeltherapie (postoperativ oder ausschließlich) vor allem eingesetzt, um die integrale Dosis und die damit verbundenen unerwünschten langfristigen Nebenwirkungen zu reduzieren. Die meisten Patienten werden mit Protonentherapie behandelt, und CIRT ist den wenigen Fällen vorbehalten, die trotz Chemotherapie voranschreiten.

Rhabdomyosarkom
Dieser Tumor ist typisch für das Kindesalter (siehe Abschnitt über pädiatrische Tumore). Die Erstbehandlung besteht in einer systemischen Chemotherapie.
Die Wahl der lokalen Therapie hängt von mehreren Faktoren ab, und in den günstigsten Fällen kann eine Strahlentherapie ganz vermieden werden. Bei einer benötigten Strahlentherapie ist die Protonentherapie die bevorzugte Behandlungsmethode. Die zur Bekämpfung von Rhabdomyosarkomen erforderlichen Dosen sind moderat (< 60 Gy), weshalb das Hauptaugenmerk darauf liegt, die integrale Dosis und die damit verbundenen unerwünschten langfristigen Nebenwirkungen zu reduzieren.

Retroperitoneales Sarkom
Eine Radikaloperation ist die bevorzugte Behandlungsmethode bei retroperitonealen Sarkomen. Die präoperative RT wurde in randomisierten Studien getestet und hat sich bei den Histologien (Leiomyosarkom und undifferenziertes pleomorphes Sarkom) als wenig nützlich erwiesen, bei denen das Rezidivmuster von Fernmetastasen dominiert wird. Eine präoperative Strahlentherapie wird dagegen bei retroperitonealen Liposarkomen empfohlen. Die Protonentherapie wird bei der präoperativen Behandlung von Liposarkomen eingesetzt, um die integrale Dosis und Toxizität zu verringern. Kohlenstoffionen-Radiotherapie kann in bestimmten Fällen eingesetzt werden, die für eine Radikaloperation nicht in Frage kommen.

HNO-Sarkom
Aufgrund der anatomischen Komplexität mit vielen Strukturen, die man nicht opfern will, ist eine radikale Operation in diesem Bereich nur selten möglich. Wenn eine Radikaloperation (mit anschließender chirurgischer Rekonstruktion) durchführbar ist (z. B. bei Osteosarkomen des Unterkiefers), sollte sie als bevorzugte Methode in Betracht gezogen werden.
Bei den meisten Sarkomen im Kopf- und Halsbereich, die für einen radikalen chirurgischen Eingriff nicht in Frage kommen, kann die Partikeltherapie als Alternative zur Operation eingesetzt werden. Zur Behandlung der Folgen einer Hochdosis-Partikeltherapie kann ein rekonstruktiver Eingriff erforderlich sein.

Schädelbasis-Sarkome
Die Schädelbasis ist eine ausgesprochen wichtige anatomische Struktur, die die Gesichtsstrukturen, den Mund und den Rachenraum vom Gehirn trennt. Sie ist nicht nur eine knöcherne Abtrennung, sondern ermöglicht auch die Verbindung wichtiger Nerven und Blutgefäße zwischen dem Rest des Körpers und dem Gehirn. Siehe auch im separaten Abschnitt über Schädelbasistumore.
Im Allgemeinen erfordern Sarkome zur vollständigen Abtötung der Tumorzellen Strahlendosen, die die normalen Gewebetoleranzen fast aller Organe des Körpers überschreiten. Daher befinden sich Sarkome, die an der Schädelbasis entstehen, in der Regel in der Nähe wesentlicher und lebenswichtiger Strukturen und Organe, z. B. des Hirnstamms, der Sehnerven, des Chiasma opticum usw., und können diese sogar komprimieren.
Sarkome der Schädelbasis waren eine der ersten Indikationen, die vor mehr als 30 Jahren mit Protonen behandelt wurden und die Überlegenheit der Partikel- gegenüber der konventionellen Strahlentherapie bewiesen haben. Protonen sind sehr gut geeignet. Darüber hinaus wird die Kohlenstoffionentherapie inzwischen routinemäßig eingesetzt, da viele Sarkome von Natur aus relativ strahlenresistent sind und die Kohlenstoffionentherapie die Strahlenresistenz überwinden kann.

Paraspinale Sarkome
Die meisten der bereits erwähnten Sarkome können entlang des Achsenskeletts und des Kreuzbeins in unmittelbarer Nähe des Rückenmarks auftreten. Beispiele sind Chordome, Chondrosarkome, osteogene Sarkome, Ewing-Sarkome, bösartige periphere Nervenscheidentumore, aber auch prinzipiell gutartige, aber lokal aggressive Tumore wie Chondroblastome und Osteoblastome. Häufig können sie nicht vollständig reseziert werden, ohne Nervenwurzeln zu opfern oder die Funktion des Rückenmarks zu gefährden, oder im Halsbereich, ohne die Funktion der Wirbelsäulenarterie zu gefährden (falls sie nicht verschlossen werden kann).
Eine subtotale Resektion stellt nicht nur eine große Herausforderung für den Strahlenonkologen dar, sondern wird oft noch dadurch erschwert, dass der Chirurg bei der Operation Teile von Wirbelkörpern entfernen musste, was zu einer instabilen Situation führte, sodass zur Stabilisierung des Skeletts mit Schrauben befestigte Stäbchen einzusetzen waren. Bei diesen Patienten wird individuell geprüft, ob sie für eine Partikeltherapie geeignet sind. Oft werden sie für eine Partikeltherapie im Vorfeld in Erwägung gezogen, also vor einer geplanten Operation. Ein interdisziplinärer Ansatz, d. h. Gespräche mit den Chirurgen, ist von entscheidender Bedeutung, um eine optimale, individuelle Behandlung zu gewährleisten.

Andere Histologien
Für andere Weichteilsarkome im Kopf, im Hals und im Rumpfes kann die Entscheidung bis zu einem gewissen Grad von den Weichteilsarkomen der Gliedmaßen abgeleitet werden.
Zu den drei schlecht zu prognostizierenden Faktoren zählen ein hoher Grad, eine ausgedehnte Läsion (> 5 cm) und nicht oberflächliche Tumore.
Wenn zwei oder drei dieser Faktoren vorliegen, ist die bevorzugte Therapie eine Radikaloperation mit postoperativer Strahlentherapie. Protonentherapie kann die integrale Dosis und die Toxizität reduzieren. Kohlenstoffionen-Radiotherapie kann in Fällen eingesetzt werden, die technisch inoperabel sind, oder bei Patienten, die einen verstümmelnden chirurgischen Eingriff ablehnen oder bei denen aus medizinischen Gründen eine Operation nicht möglich ist. Die Rolle der Chemotherapie und die Notwendigkeit, den Chemotherapieplan auf die Histologie abzustimmen, sind nach wie vor umstritten.

Behandlung eines Lokalrezidivs
Bei einem lokalen Rezidiv in einem nicht zuvor bestrahlten Bereich und bei fehlenden Fernmetastasen sollte immer eine zweite kurativ intendierte Therapie erwogen werden. In der Regel weckt ein Lokalrezidiv Zweifel an der mikroskopischen Kontamination des ursprünglichen Operationsbereichs und mindert den theoretischen Wert einer zweiten Radikalresektion. Die Entscheidung zwischen einer zweiten Operation oder einer radikalen Partikeltherapie muss von Fall zu Fall getroffen werden, wobei das Toxizitätsrisiko und die Erfolgswahrscheinlichkeit beider Methoden zu berücksichtigen sind.

Re-Bestrahlung
Eine erneute Bestrahlung eines lokalen Bereichs nach einer erfolglosen Photonen- oder Partikeltherapie ist immer eine Herausforderung. Die Durchführbarkeit muss nach eingehender Untersuchung der Dosisverteilung bei der ersten Behandlung bewertet werden. Der begrenzende Faktor ist normalerweise die Dosis, die das kritische Organ bereits erhalten hat. Durch die günstigen physikalischen Eigenschaften der Partikeltherapie ist sie ein ideales Instrument für eine erneute Bestrahlung. Es gibt jedoch Fälle, in denen eine zweite Bestrahlung auch mit der Partikeltherapie nicht möglich ist (z. B. ein Rezidiv, das das Rückenmark in einem Bereich komprimiert, der bereits bei der ersten Bestrahlung eine Dosis von mehr als 50 Gy erhalten hat).

41-Jahre alter Patient einem Chordom des Sakrum. Vollständige Blaseninkontinenz und große Schmerzen. Patient lehnte eine mutilierende Operation ab.

Er wurde mit einem vollen Kursus an Kohlenstoffionen-Strahlentherapie behandelt zu einer Gesamtdosis von 73,6 Gy (RBE) in 4 Wochen (hypofraktioniert).

Grafik und Video des gesamten Bestrahlungsplanes mit Kohlenstoffionen:

Links: Darstellung des Plans in 3 Ebenen: Axial, sagittal (von der Seite) und coronal (frontal).
Rechts: Dosis-Volumen-Histogramm (DVH), d.h. graphische Darstellung der volumenabhängigen Dosisverteilung für Zielvolumen und selektive Organe – in diesem Fall Blase, Rektum, Sigmoider Dickdarm.

Anmerkung: Von klinischer Signifikanz ist, dass die normalen Organe im Becken optimal ausgespart werden (d.h. Blase, Rektum, Sigmoider Dickdarm)
Sogar die lumbosacralen Nervenwurzeln in unmittelbarer Nachbarschaft zum Tumor können selektiv geschont werden.
Photonen Radiotherapie würde nicht als kurative Methode für diesen großen, unresezierbaren Tumor mit radioresistenter Histologie in Frage kommen.

50-jährige Patientin mit wenig differentiertem Sarkom der costo-vertebralen Region auf Höhe des 9. thorakalen Wirbelkörpers. Vor 25 Jahren war eine Radiotherapie für Morbis Hodgkin’s erfolgt (Lymphom).

Operativ wurde der Tumor reseziert, aber mikroskopisch konnte keine Radikalität erreicht werden.

Protonentherapie postoperativ zu einer Gesamtdosis von 60 Gy (RBE)

Grafik und Video des gesamten Re-bestrahlungsplanes mit Protonen.

Links: Darstellung des Protonenplans in 3 Ebenen: Axial, sagittal (von der Seite) und coronal (frontal).
Rechts: Dosis-Volumen-Histogramm (DVH), d.h. graphische Darstellung der volumenabhängigen Dosisverteilung für Zielvolumen und selektive Organe – in diesem Fall Rückenmark, Lungen, Ösophagus und Magen.

Anmerkung: Die thorakalen und abdominellen Organe wurden maximal oder sogar komplett von Dosis ausgespart (d.h. Lungen, Herz, Ösophagus und Magen).  Die Dosis zum Rückenmark wurde auf ein sicheres Niveau begrenzt.

Die unerwünschten Nebenwirkungen der Partikeltherapie sind denen der konventionellen Strahlentherapie mit Photonen ähnlich. Die physikalischen Eigenschaften der Partikeltherapie sind jedoch günstiger als die von Photonen, was zu einer besseren Schonung des normalen Gewebes führt. Die Toxizität jedes Bestrahlungsplans der Partikeltherapie ist geringer als die der gleichen kurativen Dosis, die mit Photonen-RT verabreicht wird. Es trifft jedoch auch zu, dass einige der Indikationen für kurativ intendierte Partikeltherapien mit Photonen-RT überhaupt nicht behandelt worden wären (z. B. voluminöse, nicht resezierte Osteosarkome des Beckens). Zusammenfassend lässt sich sagen, dass die Toxizität der kurativ intendierten Partikeltherapie bei Sarkomen erheblich sein kann und möglicherweise sogar einen chirurgischen Eingriff erfordert.

Die Partikeltherapie bei Sarkomen nach einer totalen Resektion oder einer subtotalen Resektion mit einer geringen Resterkrankung wird in der Regel gut vertragen und birgt ein geringes Risiko für schwere langfristige Nebenwirkungen. Derartige Risiken hängen stark von der individuellen Situation ab und sollten am besten mit dem Strahlenonkologen besprochen werden. Bei inoperablen, ausgedehnten Erkrankungen kann die Partikeltherapie, insbesondere auch die Kohlenstoffionentherapie, oft noch tatsächlich kurativ intendiert, also mit dem Versuch einer Heilung, durchgeführt werden. Allerdings sind hohe Dosierungen erforderlich, die das Risiko einer Beeinträchtigung oder eines potenziellen Verlusts der Nervenfunktion in diesem Bereich oder eines Bruchs eines bereits betroffenen und sehr häufig durch den Tumor bereits teilweise zerstörten Knochens mit sich bringen können. Auch hier handelt es sich um sehr individuelle Situationen, und es ist zu bedenken, dass jede Operation möglicherweise größere Resektionen erfordert hätte oder mit dem Risiko verbunden gewesen wäre, dass eine Operation zu einem größeren Funktionsverlust geführt hätte.

a. Kann die Partikeltherapie mit einer systemischen Therapie kombiniert werden?
i. Ja, das ist theoretisch möglich, und bei anderen Tumoren (z. B. Schleimhautmelanom oder Bauchspeicheldrüsenkrebs) wird routinemäßig eine Partikeltherapie mit begleitender systemischer Therapie durchgeführt. Bei Sarkomen werden System- und Partikeltherapie häufig zusammen eingesetzt, doch werden sie normalerweise nacheinander und nicht begleitend verabreicht.

b. Kann die Partikeltherapie nach einer Operation eingesetzt werden?
i. Ja, entweder mit einer niedrigeren Dosis, um die verbleibende mikroskopische Krankheit abzutöten, oder mit einer hohen Dosis im Falle eines verbleibenden makroskopischen Tumors.

c. Gibt es Grenzen für die maximale Größe von behandelbaren Tumoren?
i. Aus technischen Gründen ist es äußerst schwierig, bei MedAustron Tumore mit einem maximalen Durchmesser von mehr als 20 cm zu behandeln. Diese Patienten werden routinemäßig an andere Einrichtungen für Partikeltherapie überwiesen.

d. Kann die Partikeltherapie als Alternative zu einer Operation eingesetzt werden?
i. Im Prinzip ist eine Radikaloperation immer die bevorzugte Behandlungsmethode. Die einzige Ausnahme ist das sakrale Chordom, bei dem sowohl die Radikaloperation als auch die radikale Partikeltherapie als gültige Optionen gelten. In vielen Fällen kann die Partikeltherapie jedoch anstelle eines chirurgischen Eingriffs eingesetzt werden, wenn eine radikale Resektion technisch nicht durchführbar oder beim Patienten der Eingriff aus medizinischen Gründen nicht möglich ist oder wenn sich der Patient einem weiteren verstümmelnden chirurgischen Eingriff unterziehen müsste.

e. Kann die Partikeltherapie Nebenwirkungen verursachen?
i. Ja, insbesondere bei hohen Dosen zur radikalen Behandlung eines nicht resezierten Sarkoms kann die Partikeltherapie auch zu schweren Nebenwirkungen führen.

f. Gibt es eine Altersgrenze für die Partikeltherapie?
i. Nein, die Protonentherapie wird zur Verringerung der Nebenwirkungen bei Kindern und sogar bei Säuglingen eingesetzt, ältere Patienten können ohne Altersbegrenzung behandelt werden. Patienten, die älter als 90 Jahre sind, werden regelmäßig bei MedAustron behandelt.

1. Komatsu S, Okamoto M, Shiba S, Kaminuma T, Okazaki S, Kiyohara H, Yanagawa T, Nakano T, Ohno T. Prospective Evaluation of Quality of Life and Functional Outcomes after Carbon Ion Radiotherapy for Inoperable Bone and Soft Tissue Sarcomas (Prospektive Bewertung der Lebensqualität und funktionelle Ergebnisse nach einer Kohlenstoffionen-Radiotherapie bei inoperablen Knochen- und Weichteilsarkomen). Cancers (Basel). 25. Mai 2021;13(11):2591. doi: 10.3390/cancers13112591. PMID: 34070569; PMCID: PMC8199366.

2. Shiba S, Okamoto M, Kiyohara H, Okazaki S, Kaminuma T, Shibuya K, Kohama I, Saito K, Yanagawa T, Chikuda H, Nakano T, Ohno T. Impact of Carbon Ion Radiotherapy on Inoperable Bone Sarcoma (Auswirkungen der Kohlenstoffionen-Radiotherapie bei inoperablem Knochensarkom). Cancers (Basel). 4. März 2021;13(5):1099. doi: 10.3390/cancers13051099. PMID: 33806515; PMCID: PMC7961536.

3. Shiba S, Okamoto M, Tashiro M, Ogawa H, Osone K, Yanagawa T, Kohama I, Okazaki S, Miyasaka Y, Osu N, Chikuda H, Saeki H, Ohno T. Rectal dose-sparing effect with bioabsorbable spacer placement in carbon ion radiotherapy for sacral chordoma: dosimetric comparison of a simulation study (Rektaler dosisschonender Effekt mit Platzierung eines bioresorbierbaren Spacers bei der Kohlenstoffionen-Radiotherapie bei sakralem Chordom: Dosimetrischer Vergleich einer Simulationsstudie). J Radiat Res. 12. Mai 2021;62(3): 549-555. doi: 10.1093/jrr/rrab013. PMID: 33783533; PMCID: PMC8127650.

4. Seidensaal K, Kieser M, Hommertgen A, Jaekel C, Harrabi SB, Herfarth K, Mechtesheimer G, Lehner B, Schneider M, Nienhueser H, Fröhling S, Egerer G, Debus J, Uhl M. Neoadjuvant irradiation of retroperitoneal soft tissue sarcoma with ions (Retro-Ion): study protocol for a randomized phase II pilot trial (Neoadjuvante Bestrahlung eines retroperitonealen Weichteilsarkoms mit Ionen (Retro-Ion): Studienprotokoll für eine randomisierte Phase II-Pilotstudie). Trials. 12. Februar 2021;22(1):134. doi: 10.1186/s13063-021-05069-z. PMID: 33579340; PMCID: PMC7881463.

5. Takenaka S, Araki N, Outani H, Hamada KI, Yoshikawa H, Kamada T, Imai R. Complication rate, functional outcomes, and risk factors associated with carbon ion radiotherapy for patients with unresectable pelvic bone sarcoma (Komplikationsrate, funktionelle Ergebnisse und Risikofaktoren im Zusammenhang mit der Kohlenstoffionen-Radiotherapie bei Patienten mit inoperablem Knochensarkom im Becken). Cancer. 15. September 2020;126(18): 4188-4196. doi: 10.1002/cncr.33082. Epub 13. Juli 2020 PMID: 32658315.

6. Matsumoto Y, Matsunobu A, Kawaguchi K, Hayashida M, Iida K, Saiwai H, Okada S, Endo M, Setsu N, Fujiwara T, Baba S, Nomoto S, Nakashima Y. Clinical results of carbon-ion radiotherapy with separation surgery for primary spine/paraspinal sarcomas (Klinische Ergebnisse der Kohlenstoffionen-Radiotherapie mit Separationsoperation bei primären Wirbelsäulen-/Paraspinal-Sarkomen). Int J Clin Oncol. November 2019;24(11): 1490-1497. doi: 10.1007/s10147-019-01505-y. Epub 6. Juli 2019 PMID: 31280398.

7. Yang J, Gao J, Qiu X, Hu J, Hu W, Wu X, Zhang C, Ji T, Kong L, Lu JJ. Intensity-Modulated Proton and Carbon-Ion Radiation Therapy in the Management of Head and Neck Sarcomas (Intensitätsmodulierte Strahlentherapie mit Protonen und Kohlenstoffionen bei der Behandlung von Sarkomen im Kopf- und Halsbereich). Cancer Med. August 2019;8(10): 4574-4586. doi: 10.1002/cam4.2319. Epub 23. Juni 2019 PMID: 31231939; PMCID: PMC6712452.

8. Hayashi K, Koto M, Ikawa H, Hagiwara Y, Tsuji H, Ogawa K, Kamada T. Feasibility of Re-irradiation using carbon ions for recurrent head and neck malignancies after carbon-ion radiotherapy (Durchführbarkeit einer Re-Bestrahlung mit Kohlenstoffionen bei rezidivierenden malignen Kopf-Hals-Tumoren nach einer Kohlenstoffionen-Radiotherapie). Radiother Oncol. Juli 2019;136:148-153. doi: 10.1016/j.radonc.2019.04.007. Epub 19. April 2019 PMID: 31015117.

9. Vitolo V, Barcellini A, Fossati P, Fiore MR, Vischioni B, Iannalfi A, Facoetti A, Bonora M, Ronchi S, D’Ippolito E, Petrucci R, Viselner G, Preda L, Ciocca M, Valvo F, Orecchia R. Carbon Ion Radiotherapy in the Management of Unusual Liposarcomas: A Case Report (Kohlenstoffionen-Radiotherapie bei der Behandlung ungewöhnlicher Liposarkome: Ein Fallbericht. In Vivo). März-April 2019;33(2): 529-533. doi: 10.21873/invivo.11506. PMID: 30804137; PMCID: PMC6506314.

10. Ando K, Kobayashi K, Machino M, Ota K, Morozumi M, Tanaka S, Imai R, Nishida Y, Ishiguro N, Imagama S. Fusion surgery with instrumentation following carbon ion radiotherapy for primary lumbar tumors: A case series. (Fusionsoperation mit Instrumentierung nach Kohlenstoffionen-Radiotherapie bei primären Lumbaltumoren: Eine Fallserie). J Clin Neurosci. April 2019;62:264-268. doi: 10.1016/j.jocn.2019.01.001. Epub 14. Jänner 2019 PMID: 30655237.

11. Imai R, Kamada T, Araki N; Working Group for Carbon Ion Radiotherapy for Bone and Soft Tissue Sarcomas. Carbon ion radiotherapy for unresectable localized axial soft tissue sarcoma (Arbeitsgruppe für Kohlenstoffionen-Radiotherapie für Knochen- und Weichgewebesarkome. Kohlenstoffionen-Radiotherapie für nicht resezierbare, lokalisierte axiale Weichteilsarkome). Cancer Med. September 2018;7(9): 4308-4314. doi: 10.1002/cam4.1679. Epub 20. Juli 2018 PMID: 30030906; PMCID: PMC6143931.

12. Yang J, Gao J, Wu X, Hu J, Hu W, Kong L, Lu JJ. Salvage Carbon Ion Radiation Therapy for Locally Recurrent or Radiation-Induced Second Primary Sarcoma of the Head and Neck (Salvage-Kohlenstoffionen-Radiotherapie bei lokal rezidivierenden oder strahleninduzierten zweiten primären Sarkomen des Kopfes und Halses). J Cancer. 4. Juni 2018;9(12): 2215-2223. doi: 10.7150/jca.24313. PMID: 29937942; PMCID: PMC6010679.

13. Imai R, Kamada T, Araki N; WORKING GROUP FOR BONE and SOFT-TISSUE SARCOMAS. Clinical Efficacy of Carbon Ion Radiotherapy for Unresectable Chondrosarcomas (Arbeitsgruppe für Kohlenstoffionen-Radiotherapie bei Knochen- und Weichteilsarkomen. Klinische Wirksamkeit der Kohlenstoffionen-Radiotherapie bei nicht operablen Chondrosarkomen). Anticancer Res. Dezember 2017;37(12): 6959-6964. doi: 10.21873/anticanres.12162. PMID: 29187480.

14. Matsumoto Y, Shinoto M, Endo M, Setsu N, Iida K, Fukushi JI, Kawaguchi K, Okada S, Bekki H, Imai R, Kamada T, Shioyama Y, Nakashima Y. Evaluation of Risk Factors for Vertebral Compression Fracture after Carbon-Ion Radiotherapy for Primary Spinal and Paraspinal Sarcoma (Bewertung der Risikofaktoren für Wirbelsäulenkompressionsfraktur nach Kohlenstoffionen-Radiotherapie bei primärem Wirbelsäulensarkom und paraspinalem Sarkom). Biomed Res Int. 2017;2017:9467402. doi: 10.1155/2017/9467402. Epub 26. Juli 2017 PMID: 28815184; PMCID: PMC5549470.

15. Demizu Y, Jin D, Sulaiman NS, Nagano F, Terashima K, Tokumaru S, Akagi T, Fujii O, Daimon T, Sasaki R, Fuwa N, Okimoto T. Particle Therapy Using Protons or Carbon Ions for Unresectable or Incompletely Resected Bone and Soft Tissue Sarcomas of the Pelvis (Partikeltherapie mit Protonen oder Kohlenstoffionen für nicht operable oder unvollständig resezierte Knochen- und Weichteilsarkome des Beckens). Int J Radiat Oncol Biol Phys. 1. Juni 2017;98(2): 367- 374. doi: 10.1016/j.ijrobp.2017.02.030. Epub 22. Februar 2017 PMID: 28463156.

16. Imai R, Kamada T, Araki N; Working Group for Bone and Soft Tissue Sarcomas. Carbon Ion Radiation Therapy for Unresectable Sacral Chordoma: An Analysis of 188 Cases (Arbeitsgruppe für Knochen und Weichteilsarkome. Kohlenstoffionen-Radiotherapie bei inoperablem Sakralchordom: Eine Analyse von 188 Fällen). Int J Radiat Oncol Biol Phys. 1. Mai 2016;95(1): 322-327. doi: 10.1016/j.ijrobp.2016.02.012. Epub 8. Februar 2016 PMID: 27084649.

17. Seidensaal K, Mattke M, Haufe S, Rathke H, Haberkorn U, Bougatf N, Kudak A, Blattmann C, Oertel S, Kirchner M, Buesch C, Kieser M, Herfarth K, Kulozik A, Debus J, Uhl M, Harrabi SB. The role of combined ion-beam radiotherapy (CIBRT) with protons and carbon ions in a multimodal treatment strategy of inoperable osteosarcoma (Die Rolle der kombinierten Strahlentherapie (CIBRT) mit Protonen und Kohlenstoffionen in einer multimodalen Behandlungsstrategie für inoperable Osteosarkome). Radiother Oncol. Juni 2021;159:8-16. doi: 10.1016/j.radonc.2021.01.029. Epub 4. Februar 2021 PMID: 33549644.

18. Buszek SM, Ludmir EB, Grosshans DR, McAleer MF, McGovern SL, Harrison DJ, Okcu MF, Chintagumpala MM, Mahajan A, Paulino AC. Disease Control and Patterns of Failure After Proton Beam Therapy for Rhabdomyosarcoma (Krankheitskontrolle und Versagensmuster nach Strahlentherapie mit Protonen bei Rhabdomyosarkomen). Int J Radiat Oncol Biol Phys. 1. März 2021;109(3): 718-725. doi: 10.1016/j.ijrobp.2020.09.050. PMID: 33516439.

19. Uezono H, Indelicato DJ, Rotondo RL, Mailhot Vega RB, Bradfield SM, Morris CG, Bradley JA. Treatment Outcomes After Proton Therapy for Ewing Sarcoma of the Pelvis (Behandlungsergebnisse nach Protonentherapie bei Ewing-Sarkom des Beckens). Int J Radiat Oncol Biol Phys. 1. August 2020;107(5):974-981. doi: 10.1016/j.ijrobp.2020.04.043. Epub 8. Mai 2020 PMID: 32437922.

20. DeLaney TF, Yock TI, Paganetti H. Assessing second cancer risk after primary cancer treatment with photon or proton radiotherapy (Bewertung des Zweitkrebsrisikos nach einer Primärkrebsbehandlung mit Photonen- oder Protonenstrahlentherapie). Cancer. 1. August 2020;126(15):3397-3399. doi: 10.1002/cncr.32936. Epub 19. Mai 2020 PMID: 32426850.

21. Indelicato DJ, Rotondo RL, Krasin MJ, Mailhot Vega RB, Uezono H, Bradfield S, Agarwal V, Morris CG, Bradley JA. Outcomes Following Proton Therapy for Group III Pelvic Rhabdomyosarcoma (Ergebnisse nach Protonentherapie bei Rhabdomyosarkomen der Gruppe III im Beckenbereich). Int J Radiat Oncol Biol Phys. 1. April 2020;106(5):968-976. doi: 10.1016/j.ijrobp.2019.12.036. Epub 25. Jänner 2020 PMID: 31987977.

22. Stieb S, Snider JW 3rd, Placidi L, Kliebsch U, Lomax AJ, Schneider RA, Weber DC. Long-Term Clinical Safety of High-Dose Proton Radiation Therapy Delivered With Pencil Beam Scanning Technique for Extracranial Chordomas and Chondrosarcomas in Adult Patients: Clinical Evidence of Spinal Cord Tolerance (Langfristige klinische Sicherheit der Hochdosis-Protonenstrahlentherapie mit Pencil-Beam-Scanning-Technik für extrakranielle Chordome und Chondrosarkome bei erwachsenen Patienten: Klinische Beweise für Rückenmarkstoleranz). Int J Radiat Oncol Biol Phys. 1. Jänner 2018;100(1): 218-225. doi: 10.1016/j.ijrobp.2017.08.037. Epub 4. September 2017 PMID: 29029887.

23. Guttmann DM, Frick MA, Carmona R, Deville C Jr, Levin WP, Berman AT, Chinniah C, Hahn SM, Plastaras JP, Simone CB 2nd. A prospective study of proton reirradiation for recurrent and secondary soft tissue sarcoma (Eine prospektive Studie zur Protonenbestrahlung bei rezidivierenden und sekundären Weichteilsarkomen). Radiother Oncol. August 2017;124(2): 271-276. doi: 10.1016/j.radonc.2017.06.024. Epub 8. Juli 2017 PMID: 28697854.

24. Demizu Y, Jin D, Sulaiman NS, Nagano F, Terashima K, Tokumaru S, Akagi T, Fujii O, Daimon T, Sasaki R, Fuwa N, Okimoto T. Particle Therapy Using Protons or Carbon Ions for Unresectable or Incompletely Resected Bone and Soft Tissue Sarcomas of the Pelvis (Partikeltherapie mit Protonen oder Kohlenstoffionen für nicht operable oder unvollständig resezierte Knochen- und Weichteilsarkome des Beckens). Int J Radiat Oncol Biol Phys. 1. Juni 2017;98(2): 367-374. doi: 10.1016/j.ijrobp.2017.02.030. Epub 22. Februar 2017 PMID: 28463156.

25. Demizu Y, Mizumoto M, Onoe T, Nakamura N, Kikuchi Y, Shibata T, Okimoto T, Sakurai H, Akimoto T, Ono K, Daimon T, Murayama S. Proton beam therapy for bone sarcomas of the skull base and spine: A retrospective nationwide multicenter study in Japan (Protonenstrahlentherapie für Knochensarkome der Schädelbasis und Wirbelsäule: Eine retrospektive landesweite multizentrische Studie in Japan). Cancer Sci. Mai 2017;108(5): 972-977. doi: 10.1111/cas.13192. Epub 24. April 2017 PMID: 28182320; PMCID: PMC5448607.

26. Indelicato DJ, Rotondo RL, Begosh-Mayne D, Scarborough MT, Gibbs CP, Morris CG, Mendenhall WM. A Prospective Outcomes Study of Proton Therapy for Chordomas and Chondrosarcomas of the Spine (Eine prospektive Studie über die Ergebnisse der Protonentherapie bei Chordomen und Chondrosarkomen der Wirbelsäule). Int J Radiat Oncol Biol Phys. 1. Mai 2016;95(1): 297-303. doi: 10.1016/j.ijrobp.2016.01.057. PMID: 27084648.

27. Holliday EB, Mitra HS, Somerson JS, Rhines LD, Mahajan A, Brown PD, Grosshans DR. Postoperative proton therapy for chordomas and chondrosarcomas of the spine: adjuvant versus salvage radiation therapy (Postoperative Protonentherapie bei Chordomen und Chondrosarkomen der Wirbelsäule: adjuvante versus Salvage-Strahlentherapie). Spine (Phila Pa 1976). 15. April 2015;40(8):544-9. doi: 10.1097/BRS.0000000000000804. PMID: 25627289.

28. Ciernik IF, Niemierko A, Harmon DC, Kobayashi W, Chen YL, Yock TI, Ebb DH, Choy E, Raskin KA, Liebsch N, Hornicek FJ, Delaney TF. Proton-based radiotherapy for unresectable or incompletely resected osteosarcoma (Protonenbasierte Strahlentherapie bei inoperablen oder unvollständig resezierten Osteosarkomen). Cancer. 1. Oktober 2011;117(19):4522-30. doi: 10.1002/cncr.26037. Epub 29. März 2011 PMID: 21448934; PMCID: PMC3716000.

29. DeLaney TF, Liebsch NJ, Pedlow FX, Adams J, Dean S, Yeap BY, McManus P, Rosenberg AE, Nielsen GP, Harmon DC, Spiro IJ, Raskin KA, Suit HD, Yoon SS, Hornicek FJ. Phase II study of high-dose photon/proton radiotherapy in the management of spine sarcomas Phase-II-Studie zur Hochdosis-Photonen/Protonen-Strahlentherapie bei der Behandlung von Wirbelsäulensarkomen). Int J Radiat Oncol Biol Phys. 1. Juli 2009;74(3): 732- 9. doi: 10.1016/j.ijrobp.2008.08.058. Epub 25. Dezember 2008 PMID: 19095372; PMCID: PMC2734911.

Von wenigen Ausnahmen abgesehen sollte bei den meisten soliden Tumoren, die eine Strahlentherapie erfordern, eine Protonentherapie entweder als Primärbehandlung bei Kindern nach einer zuerst durchgeführten Operation (postoperativ) mit einer Chemotherapie im Vorfeld oder gleichzeitig mit einer Chemotherapie in Betracht gezogen werden. Dies gilt auch für Kinder mit Tumoren, die bereits in der Vergangenheit bestrahlt wurden und bei denen der Tumor im Bereich der früheren Bestrahlung wieder aufgetreten ist (dies wird als Re-Bestrahlung bezeichnet).

Im Folgenden sind die häufigsten Indikationen aufgeführt, die wir bei MedAustron behandeln. Wenn eine bestimmte Indikation, die Sie suchen, nicht aufgeführt ist, aber in eine dieser Kategorien fällt, nehmen Sie bitte gesondert Kontakt mit uns auf.

Tumore des zentralen Nervensystems, d. h. des Gehirns und des Rückenmarks:
• Ependymome
• Gliome / Astrozytome
• Niedriggradige Gliome
• Kraniopharyngiome
• Neurozytome
• Keimzelltumore
• Atypische teratoide/rhabdoide Tumore (ATRT)

Sarkome
Sarkome umfassen eine Gruppe bösartiger Erkrankungen, die nicht von bestimmten Organen (z. B. dem Gehirn) ausgehen, sondern vom Bindegewebe des Körpers, z. B. von Muskeln oder Fettgewebe, wobei sie als Weichteilsarkome, Knochenkrebs (osteogene Sarkome oder Ewing-Sarkome) und sogar Krebs bei Knorpeln und anderen ähnlichen Strukturen auftreten. Die Protonentherapie wird seit Jahrzehnten bei solchen Tumoren eingesetzt, und einer der seltenen Tumore, das Chondrosarkom, war der erste, der jemals mit Protonen behandelt wurde. Es gibt auch eine Gruppe von Tumoren, die im Prinzip gutartig und nicht kanzerogen sind, aber lokal sehr aggressiv und möglicherweise lebensbedrohlich sein können, für die sich die Partikeltherapie als sehr nützlich erwiesen hat. Das sind zum Beispiel die Chordome, aber auch aggressive Fibromatosen (auch Desmoidtumore genannt) und Neurofibrome. Viele Tumore können vollständig reseziert werden, wenn sie in den Extremitäten auftreten, und im Allgemeinen ist die Chirurgie ein Angelpunkt bei der Behandlung solcher Tumore. Diese Tumore können jedoch in anatomischen Regionen auftreten, insbesondere in der Nähe der Wirbelsäule, im Becken oder auch am Hals und an der Schädelbasis oder sogar im Gesicht, wo eine Operation entweder keine vollständige Tumorresektion zulässt oder möglicherweise sogar verstümmelnd sein kann. Die Partikeltherapie hat sich als hervorragende Alternative zur Chirurgie erwiesen oder kann in Kombination mit einer Operation den Umfang des notwendigen chirurgischen Eingriffs begrenzen und somit die Operationsrisiken verringern.
Die häufigsten Indikationen sind:
Rhabdomyosarkome, Nicht-Rhabdo-Weichteilsarkome, osteogene Sarkome, Ewing-Sarkome, Chordome, Chondrosarkome und andere.

Neurogene Tumore: 
• Neurofibrome
• Bösartige periphere Nervenscheidentumore (MPNST)
• Neuroblastome

Nierentumore:
• Wilms-Tumor
• Nephroblastom

Die Anwendung der Partikeltherapie ist nicht schmerzhaft und wird vom Patienten nicht wahrgenommen. Es erfordert jedoch eine gewisse Zeit (mindestens 15 Minuten, in den meisten Fällen 20 bis möglicherweise 30 Minuten), in der das Kind ruhig bleiben muss und sich nicht bewegen darf. Unterstützt wird dies durch maßgeschneiderte Hilfsmittel, zum Beispiel bei Hirntumoren durch eine thermoplastische Maske. In der Regel vertragen dies Kinder ab 7 Jahren gut. Kinder unter 5 Jahren haben allgemein erhebliche Schwierigkeiten Bewegungen zu unterdrücken oder sind einfach nicht in der Lage, den Anweisungen zu folgen. Bei MedAustron haben wir ein engagiertes Kinderanästhesieteam, das auf diese Behandlung mit täglicher Sedierung spezialisiert ist. Auch wiederholte Sedierungen haben sich weltweit seit vielen Jahren als risikoarmes und sicheres Verfahren erwiesen. Unsere Ärzte besprechen dies eingehend mit den Eltern und Kindern. Um Komplikationen und unnötige Schmerzen zu vermeiden, wird in der Regel vor Beginn der Behandlung ein PICC-Katheter (Zentralvenenkatheter) gelegt, der dann täglich als Zugang verwendet wird. Wenn eine Anästhesie zu erwarten ist, sollte man den PICC-Katheter vorzugsweise lokal bereits zu Hause setzen lassen.

Die Protonentherapie ist eine ambulante Therapie, viele Familien reisen aus entfernten Heimatorten an und bleiben für die Therapiedauer von meist mehreren Wochen in einem Hotel oder Apartment vor Ort. Daher ist es aus medizinischer Sicht erforderlich, dass ggf. eine auf pädiatrische Onkologie spezialisierte ärztliche Betreuung zur Verfügung steht. Zusätzlich benötigen viele Kinder eine Chemotherapie parallel zur Protonentherapie. Aus diesem Grund besteht eine enge Kooperation zwischen MedAustron und dem St. Anna Kinderspital sowie der Kinderklinik des Universitätsklinikums Wien (AKH). Diese pädiatrischen Onkologen werden vorab im Rahmen von regelmäßigen Tumorboard Besprechungen über neue Patienten bei MedAustron informiert, lernen das Kind bereits am Anfang der Behandlung im AKH Wien bzw. St. Anna Kinderspital kennen, stehen fachkundig zur Verfügung und können mögliche Beschwerden schnell und unkompliziert behandeln. Zusätzlich ermöglicht diese Kooperation die stationäre oder ambulante Verabreichung einer parallel erforderlichen Chemotherapie.

Um den Aufenthalt der jungen Gäste bei MedAustron so gemütlich und kurzweilig wie möglich zu gestalten, wurde ein spezieller Warte-/Spielbereich für die Kinder und Jugendlichen geschaffen. Außerdem gibt es nach jeder Behandlung eine kleine Belohnung, sofern die Eltern dies erlauben.

Für organisatorische Fragen (Anreise, Unterkunft, Freizeitgestaltung, etc.) gibt es bei MedAustron ein Patient Care Team, das bei Fragen rund um die Freizeit außerhalb von MedAustron gerne weiterhilft.

Zusätzlich erhalten die Patienten/Erziehungsberechtigten eine umfassende Informationsbroschüre zu Behandlungsbeginn.

Die Therapie wird von den Kindern und Jugendlichen üblicherweise sehr gut vertragen. Alltägliche Abläufe, ebenso wie Spielgewohnheiten mit den Geschwistern müssen wegen der Strahlentherapie nicht verändert werden. Medizinisch abgeraten wird jedoch von Freizeitaktivitäten mit hohem Verletzungsrisiko, um die geplante Strahlentherapie nicht zu gefährden. Lernen für die Schule um den Anschluss an die Klasse zu erhalten, sollte prinzipiell möglich sein, wobei es aber sicherlich vorkommen kann, dass ein Kind an manchen Tagen eher müde ist und somit etwas mehr Pause braucht. Im Allgemeinen empfehlen wir, dass Kinder und Jugendliche, die bei uns in Behandlung sind, ihren gewohnten Aktivitäten auch im Therapieverlauf so weit wie möglich nachgehen.

Im Allgemeinen gibt es im Vergleich zur konventionellen Strahlenbehandlung keine protonenspezifischen Nebenwirkungen. Die akuten, langfristigen oder sogar sehr späten Nebenwirkungen hängen im Allgemeinen von der Höhe der Strahlendosis ab, mit der Teile des normalen Körpers entweder in unmittelbarer Nähe des Tumors oder in einiger Entfernung bestrahlt werden. Einer der Hauptgründe für die Protonentherapie ist die Vermeidung einer unnötigen Strahlendosis für Organe und Strukturen des normalen Körpers, wodurch Nebenwirkungen vermieden oder erheblich reduziert werden. Einige Nebenwirkungen bei Strukturen in nächster Nähe des Tumors lassen sich jedoch nicht vollständig vermeiden. Dies ist sehr tumor- und patientenspezifisch, nicht zuletzt auch altersabhängig und wird von unseren Strahlentherapeuten sehr ausführlich mit Familie und Patienten besprochen.

Im Allgemeinen wird die Protonentherapie während und kurz nach der Behandlung besser vertragen als die konventionelle Bestrahlung (akute Nebenwirkungen). Viele Langzeitnebenwirkungen können vermieden oder die Risiken verringert werden. Besonders besorgniserregend ist das Risiko der Induktion eines bösartigen Tumors auch noch Jahrzehnte nachdem ein Kind die ursprüngliche Krankheit überstanden hat. Dies wird als „Induktion einer zweiten Malignität“ oder „zweites bösartiges Neoplasma“ (SMN = second malignant neoplasm) bezeichnet. Alle theoretischen Modelle, aber auch klinische Erfahrungsberichte haben gezeigt, dass dieses Risiko allgemein im Vergleich zu vielen konventionellen Bestrahlungsmodalitäten um etwa 50 % reduziert werden kann.

4 Jahre altes Kind mit einem Rhabdomyosarkom der Nasennebenhöhle und Wange. Zustand nach Biopies und Chemotherapie gemäß internationaler Studie. Komplette Resektion nicht möglich. Überweisung zur Protonentherapie.

Behandlung gemäß Studienprotokollspezifikationen zu einer Tumor-Gesamtdosis von 55,4 Gy.

Planungsvergleich von moderner Photonen-Therapie (VMAT) mit Protonentherapie bei MedAustron:

Linker oberer Quadrant: Photonen-Plan.
Linker unterer Quadrant: Protonen-Plan.
Rechter oberer Quadrant: Dosis/Volumen Histogram, d.h. graphische Darstellung der volumen-abhängigen applizierten Dosis an ein spezifisches Normal-Organ oder Normalgewebe.
Rechter unterer Quadrant: Das „Dosis-Differential“ – d.h. die zusätzliche Dosis, die durch Photonentherapie an Normalgewebe (unnötigerweise) im Vergleich zu Protonen appliziert wird und nicht zur Tumor-Dosis beiträgt.

Anmerkung: Von klinischer Bedeutung ist die überflüssige Dosis, die der gesamten Mundhöhle und dem kontralateralen Kiefer und den Zähnen, einschließlich der kleinen Stümpfe der bleibenden, noch nicht entwickelten Zähne des sekundären Gebisses, die sich in den Kiefern befinden, verabreicht wird. Die unnötige Strahlendosis ist hoch genug, um das Knochenwachstum des Kiefers zu stoppen oder zu verringern und die Entwicklung der bleibenden Zähne auf der kontralateralen, nicht betroffenen Seite zu zerstören.
Bemerkenswert ist auch die überflüssige Dosis für das Gehirn und sogar das obere Rückenmark durch Photonenstrahlung, obwohl der Tumor weder das Gehirn noch das Rückenmark betrifft.

13 Monate altes Kind mit anaplastischem Ependymom WHO III° in der hinteren Schädelgrube. Tumorresektion und Shunt Implantation erfolgt. Überweisung zur Protonentherapie.

Behandlung gemäß Studienprotokollspezifikationen zu einer Tumor-Gesamtdosis von 54,0 Gy

Planungsvergleich von moderner Photonen-Therapie (VMAT) mit Protonentherapie bei MedAustron:

Linker oberer Quadrant: Photonen-Plan.
Linker unterer Quadrant: Protonen-Plan.
Rechter oberer Quadrant: Dosis/Volumen Histogramm, d.h. graphische Darstellung der volumen-abhängigen applizierten Dosis an ein spezifisches Normal-Organ oder Normalgewebe.
Rechter unterer Quadrant: Das „Dosis-Differential“ – d.h. die zusätzliche Dosis, die durch Photonentherapie an Normalgewebe (unnötigerweise) im Vergleich zu Protonen appliziert wird und nicht zur Tumor-Dosis beiträgt.

Anmerkungen: von klinischer Bedeutung ist die vermeidbare Dosisbelastung des umgebenden Gehirns. Vor allem das vom Tumor nicht betroffene supratentorielle Gehirn erhält mit Protonen deutlich weniger Dosis, was das Risiko für Spätnebenwirkungen wie verminderte Kognition und Entwicklunsgverzögerung reduziert. Das Risiko, strahleninduzierte Malignome zu entwickeln, wird auch durch die geringere Belastung des umliegenden gesunden Gewebes reduziert. Außerdem wird die Cochlea auf beiden Seiten, vor allem auf der rechten Seite, eindrucksvoll geschont. Dies verringert das Risiko von Hörminderung.

12 Jahre alter männlicher Patient mit einem Germinom der Pinealisregion. Zustand nach Biopsie und Chemotherapie gemäß internationaler Studie. Komplette Resektion nicht möglich. Überweisung zur Protonentherapie.

Behandlung gemäß Studienprotokollspezifikationen zu einer Tumor-Gesamtdosis von 18 Gy periventrikulärer Bestrahlung und lokaler Aufsättigung bis 30 Gy.

Planungsvergleich von moderner Photonen-Therapie (VMAT) mit Protonentherapie bie MedAustron:

Jeweils links: Photonen-Plan, rechts: Protonen-Plan – transversal, sagittal und koronal.
Dosis/Volumen Histogram, d.h. graphische Darstellung der volumen-abhängigen applizierten Dosis an ein spezifisches Normal-Organ oder Normalgewebe.

Anmerkung: Von klinischer Bedeutung ist die überflüssige Dosis für die Cochlea und das unbeteiligte gesunde Gehirnparenchym, insbesondere die Schläfenlappen auf beiden Seiten.

8 Jahre altes Kind mit ausgedehntem Ewing Sarkom des Sakrums. Zustand nach Biopsie und Chemotherapie gemäß internationaler Studie. Komplette Resektion nicht möglich. Überweisung zur Protonentherapie.

Behandlung gemäß Studienprotokollspezifikationen zu einer Tumor-Gesamtdosis von 55,4 Gy.

Planungsvergleich von moderner Photonen-Therapie (VMAT) mit Protonentherapie bei MedAustron:

Linker oberer Quadrant: Photonen-Plan.
Linker unterer Quadrant: Protonen-Plan.
Rechter oberer Quadrant: Dosis/Volumen Histogramm, d.h. graphische Darstellung der volumen-abhängigen applizierten Dosis an ein spezifisches Normal-Organ oder Normalgewebe.
Rechter unterer Quadrant: Das „Dosis-Differential“ – d.h. die zusätzliche Dosis, die durch Photonentherapie an Normalgewebe (unnötigerweise) im Vergleich zu Protonen appliziert wird und nicht zur Tumor-Dosis beiträgt.

Von klinischer Bedeutung war es, eine optimale Tumorabdeckung zu erreichen, ohne dabei die Dosis für die kritischen Organe in unmittelbarer Nähe zu überschreiten: Rektum, Blase und Wachstumsfächer. Dadurch wurde ein geringes Risiko von Komplikationen im Zusammenhang mit diesen Organen erreicht.

Darüber hinaus wurden der gesamte Darmsack und das kontralaterale Becken maximal geschont. Dies verbesserte die Behandlungstoleranz durch Verringerung der gastrointestinalen Toxizität und der hämatologischen Toxizitätsprobleme. Keine Dosis für die kontralaterale Seite und eine niedrige Dosis für die ipsilateralen Wachstumsplatten vermeiden Wachstumsasymmetrien.

1. Oeffinger et al. (MSKCC). Chronic Health Conditions in Adult Survivors of Childhood Cancer: The Childhood Cancer Survivor Study.  NEJM 355(15):1572-82, 2006

2. M. Xiang et al. Risk of Subsequent Cancer Diagnosis in Patients Treated with 3D Conformal, Intensity Modulated, or Proton Beam Radiation Therapy. Stanford University, ASCO, 2019

3. Hess CB, et al. An Update From the Pediatric Proton Consortiums Registry. Front concol. 2018 May 24;8:165

4. Kharod SM, et al. Outcomes following proton therapy for Ewing sarcoma of the cranium and skull base. Pediatr Blood Cancer. 2020 Feb;67(2)

5. Myxuan Huynh (a), Loredana Gabriela Marcu (a,b), Eileen Gilesa, Michala Shorta, Donna Matthews (a), Eva Bezak (a,c). Are further studies needed to justify the use of proton therapy for paediatric cancers of the central nervous system? A review of current evidence. (a) Cancer Research Institute and School of Health Scienes, University of South Australia, Adelaide, Australia. (b) Faculty of Science, University of Oradea, Romania. (c) School of Physical Sciences, University of Adelaide, North Terrace, Australia

Jeder Patient, der von einem großen/voluminösen Tumor betroffen ist, wird im Rahmen unserer täglichen Besprechung im New Patient Board beurteilt, wobei die Indikation für eine Partikeltherapie geprüft und die beste Behandlungsoption ausgewählt und empfohlen wird. Die konventionelle Strahlentherapie ist nach wie vor unsere erste Wahl nach dem Stand der Technik und wird immer dann empfohlen, wenn sie vernünftig durchführbar ist. Für Patienten mit großvolumigen Tumoren mit sehr ungünstigen Eigenschaften, die für eine konventionelle Strahlentherapie ungeeignet sind, bieten wir hier bei MedAustron mit unserem neuartigen, unkonventionellen Partikeltherapiekonzept zur partiellen Tumorbestrahlung und Induktion immunogener Strahleneffekte eine zusätzliche Behandlungsmöglichkeit. Wenn bei Ihnen ein Tumor festgestellt wurde, der eines oder mehrere der unten aufgeführten Merkmale aufweist, sind Sie möglicherweise ein guter Kandidat für die Teilnahme an unserer klinischen Studie, um sich einer partiellen Tumorbestrahlung zu unterziehen, die darauf abzielt, Ihren großen Tumor zu verkleinern, damit er radikal behandelt werden kann, nachdem das Tumorvolumen durch konventionelle Strahlentherapie reduziert wurde:

– großer/voluminöser Tumor (Tumordurchmesser in der Regel mehr als 6 cm und/oder Tumorvolumen mehr als 500 cm³),

– inoperabler oder grenzwertig operabler (borderline-resektabler) Tumor (in der Regel aufgrund der Involvierung nahe gelegener wichtiger Organe im Hinblick auf eine Infiltration oder Kompression usw.),

– weitgehend hypoxischer Tumor (normalerweise aufgrund des schnellen und intensiven Tumorwachstums),

– oligometastatischer Tumor (entspricht einer geringen Anzahl von Metastasen, in der Regel weniger als 5),

– lokal fortgeschrittener „T4“-Tumor (gemäß „TNM“-Tumorstadien-Klassifikation).

Da die durch die PATHY-Technik abgegebene Strahlendosis, die den Tumor umgebende gesunde Gewebe und Organe erreicht, im Vergleich zur konventionellen Ganzbestrahlung des Tumors sehr gering ist, wurde diese Methode erfolgreich für Tumore in allen Körperkompartimenten getestet, einschließlich der anatomischen Regionen Gehirn, Kopf und Hals, Brustkorb, Bauch und Becken.

Es wurde bereits zuvor aufgezeigt, dass PATHY für ausgewählte Patienten in den folgenden therapeutischen Situationen einen relevanten klinischen Nutzen bietet (6-8, 11, 12):

NEOADJUVANT – bewirkt eine rasche und wirksame Verkleinerung/ein Retrostaging des Tumors,

RADIKAL – Verbesserung der Behandlungsergebnisse in Bezug auf Überleben und Sicherheit im Vergleich zur Standardbehandlung, mit hohen Ansprechraten bei lokalen Tumoren und in entfernten Körperregionen, einschließlich umfassender Tumorreaktionen,

SYMPTOMATISCH – entlastet schnell (im Durchschnitt innerhalb von 1-2 Wochen) die Symptome,

PALLIATIV – Behebung und Verhinderung der Entwicklung tödlicher Symptome (Blutungen, Atemnot usw.),

RE-BESTRAHLUNG – führt zu höheren Raten lokaler Kontrolle bei den zuvor bestrahlten Lokalrezidiven mit geringerem Risiko weiterer schwerwiegender Nebenwirkungen aufgrund der minimalen zusätzlichen Dosisbelastung der gefährdeten Nachbarorgane, durch die nur zentrale, partielle Tumorbestrahlung.

54-jähriger Patient mit einem im Feld lokal fortgeschrittenen Rezidiv eines Plattenepithelkarzinoms des Mundbodens im HNO-Bereich. Wurde drei Mal operiert und hat Chemo- und Immuntherapie (vier Linien insgesamt) sowie  konventionelle Radiotherapie erhalten. Weitere Operationen, konventionelle Strahlentherapie oder Partikeltherapie nicht mehr möglich. Überweisung zu PARTIKEL-PATHY.

Behandelt gemäß Protokoll mit einer Gesamtdosis von 45 Gy (RBE) in drei aufeinanderfolgenden Fraktionen (drei Tage).

Grafik und Video des gesamten PATHY-Bestrahlungsplans:

Links: Darstellung des PATHY-Plans in 3 Ebenen: Axial, sagittal (von der Seite) und coronal (frontal).
Rechts: Dosis-Volumen-Histogramm (DVH), d.h. graphsiche Darstellung der volumenabhängigen Dosisverteilung für Zielvolumen und selektive Organe – in diesem Fall Karotis, Kehlkopf, Unterkiefer, Rachen) . Zusätzlich numerische Darstellung der Dosis.

In früheren klinischen Erfahrungsberichten über die PATHY-Methode zur Behandlung von Patienten mit fortgeschrittenen, inoperablen, großvolumigen Tumoren im Gehirn, im Kopf- und Halsbereich sowie in der Brust-, Bauch- und Beckenregion zeigten sich bei deren Behandlung bisher keine signifikanten Nebenwirkungen (6-8, 11, 12). Die PATHY-Technik wies im Vergleich zur konventionellen Strahlentherapie ein verbessertes Toxizitätsprofil auf, da das vorwiegend in der Mitte gelegene hypoxische Tumorsegment partiell bestrahlt wurde (11). Im Durchschnitt macht das anvisierte hypoxische Tumorsegment etwa 30 % der großvolumigen Tumormasse aus, die vom größeren peripheren, nicht anvisierten Teil desselben Tumors (aber nicht von gesundem Gewebe) umgeben ist. Die Strahlendosis, die schließlich das umgebende gesunde Gewebe außerhalb des großvolumigen Tumors erreicht, ist gering und hat in der Regel kein signifikantes Potenzial, eine relevante Toxizität zu verursachen. In Anbetracht der geringen Zahl an bisher behandelten Patienten kann das Auftreten schwerwiegender und tödlicher Nebenwirkungen (z. B. akute Blutungen oder Schädigung gesunder innerhalb von Tumormassen umschlossener Strukturen) jedoch nicht ausgeschlossen werden. Daher müssen die Befunde jedes Patienten individuell analysiert und die Bestrahlung mit größtmöglicher Sorgfalt geplant werden.

Die Anwendung dieser unkonventionellen Technik hat möglicherweise mehrere Vorteile:

1. AUSLÖSUNG DER TUMORREGRESSION AUCH AUSSERHALB DES BESTRAHLUNGSFELDES durch immunvermittelte Abscopal- und Bystander-Effekte;

2. SICHERHEIT: Die Bestrahlung zielt nur partiell auf den zentralen Tumorteil ab. Dabei werden die äußeren, gut durchbluteten Schichten des Tumors nur mit einer geringen Dosis bestrahlt. Das umliegende normale Gewebe erhält also nur eine minimale oder geringe Dosis, was das Risiko zusätzlicher strahleninduzierter Schäden erheblich verringert. Erste klinische Ergebnisse mit der PATHY-Technik haben diese Erwartungen bestätigt.

3. Die BEHANDLUNGSDAUER ist ein sehr wichtiger Faktor, vor allem bei Patienten in schlechtem und abnehmendem Gesundheitszustand. Die Behandlungsdauer mittels PATHY (1-3 Tage) ist im Vergleich zu systemischen Behandlungen (mehrere Monate) oder zur konventionellen RT (in der Größenordnung von mehreren Wochen) deutlich kürzer, ein Aspekt, der sowohl von den Patienten als auch der Krankenhausverwaltung sehr begrüßt wird.

4. SCHNELLE SYMPTOMLINDERUNG: durchschnittlich 1-2 Wochen bei ausgewählten Patienten (auch wenn es sich um sehr fortgeschrittene/großvolumige Tumore handelt);

5. SICHERE RE-BESTRAHLUNG BEI ETWAIGER TUMORPROGRESSION: Bei Auftreten eines Rezidivs nach der Behandlung mit der PATHY-Technik ist es möglich, dieselbe Region erneut zu bestrahlen, da der Tumor zuvor partiell zentral bestrahlt wurde, ohne das umliegende gesunde Gewebe mit einer erheblichen Dosis zu belasten;

6. VERKLEINGERUNG DER VOLUMINÖSEN TUMORE durch Nutzung des Bystander-Effekts hat das Potenzial, inoperable und/oder geringfügig resektable Läsionen in resektable Läsionen und eine palliative in eine potenziell kurative Behandlung zu verwandeln.

a. Kann eine PARTIKEL-PATHY-Therapie mit einer systemischen Therapie kombiniert werden?
i. Durch die sehr kurze Gesamtbehandlungsdauer ermöglicht die PARTICLE-PATHY-Therapie (3 aufeinanderfolgende Tage) eine ideale Kombination mit einer systemischen Therapie. Sowohl Chemotherapie als auch Immuntherapie können durchgeführt und müssen nicht unterbrochen oder verschoben/pausiert werden. Dieser Ansatz kann problemlos in das Behandlungskonzept zwischen zwei Zyklen systemischer Therapie integriert werden. Die Indikation wird in solchen Fällen interdisziplinär (medizinischer Onkologe und Radioonkologe) gestellt.

b. Gibt es eine Größenbeschränkung des Tumors bei der Behandlung mit der PARTIKEL PATHY-Therapie?
i. Im Prinzip sind Tumore mit einem Durchmesser von mindestens 6 cm (minimaler Durchmesser) ideal für die Behandlung mit der Partikel-Pathy-Therapie.

c. Kann eine Partikeltherapie eine Operation ersetzen?
i. Wenn ein Tumor operiert werden kann, ist dies in der Regel die bevorzugte Behandlungsmethode. Das Gleiche gilt auch für die konventionelle Strahlentherapie. In den oben beschriebenen hochkomplexen klinischen Situationen ist eine Operation aufgrund der sehr engen Relation zwischen dem großen, voluminösen Tumor und den nahe gelegenen, wichtigen Strukturen nicht möglich, so dass alternativ eine Partikel-Pathy-Therapie mit neoadjuvanter Absicht durchgeführt werden kann.

d. Kann es bei der PARTIKEL-PATHY-Therapie Nebenwirkungen geben?
i. Bitte beachten Sie den Abschnitt „NEBENWIRKUNGEN DER PARTIKEL-PATHY-THERAPIE“ weiter oben.

e. Gibt es Altersgrenzen bei der PARTIKEL-PAHTY-Therapie?
i. Prinzipiell können Patienten jeden Alters, bei denen eine Bestrahlung indiziert ist, mit Partikel-Pathy-Therapie behandelt werden. Diese experimentelle und unkonventionelle Behandlungsmethode wurde jedoch noch nicht bei Patienten unter 18 Jahren angewandt.

1. Milano, M.T.; Katz, A.W.; Zhang, H.; Okunieff, P. Oligometastases Treated With Stereotactic Body Radiotherapy: Long-Term Follow-Up of Prospective Study. Int. J. Radiat. Oncol. 2012, 83, 878–886.

2. Palma, A.D.; Olson, R.; Harrow, S.; Gaede, S.; Louie, A.V.; Haasbeek, C.; Mulroy, L.; Lock, M.; Rodrigues, G.B.; Yaremko, B.P.; et al. Stereotactic ablative radiotherapy versus standard of care palliative treatment in pa-tients with oligometastatic cancers (SABRCOMET): A randomised, phase 2, open-label trial. Lancet 2019, 18, 2051–2058.

3. Fyles, A.W.; Milosevic, M.;Wong, R.; Kavanagh, M.-C.; Pintilie, M.; Sun, A.; Chapman,W.; Levin,W.; Manchul, L.; Keane, T.J.; et al. Oxygenation predicts radiation response and survival in patients with cervix cancer. Radiother. Oncol. 1998, 48, 149–156.

4. Balmanoukian A, Ye X, Herman J, et al. The association between treatment related Lymphopenia and survival in newly diagnosed patients with resected adenocarcinoma of the pancreas. Cancer Investig. 2012;30(8):571–6.

5. Grossman SA, Ellsworth S, Campian J, et al. Survival in patients with severe Lymphopenia following treatment with radiation and chemotherapy for newly diagnosed solid tumors. J Natl ComprCancNetw. 2015;13(10):1225–31.

6. Tubin S, Raunik W. Hunting for abscopal and bystander effects: clinical exploitation of non-targeted effects induced by partial high-single-dose irradiation of the hypoxic tumour segment in oligometastatic patients. Acta Oncol. 2017 Oct;56(10):1333-1339. doi: 10.1080/0284186X.2017.1346385. Epub 2017 Jul 7. PMID: 28686524.

7. Tubin S, Popper HH, Brcic L. Novel stereotactic body radiation therapy (SBRT)-based partial tumor irradiation targeting hypoxic segment of bulky tumors (SBRT-PATHY): improvement of the radiotherapy outcome by exploiting the bystander and abscopal effects. Radiat Oncol. 2019 Jan 29;14(1):21. doi: 10.1186/s13014-019-1227-y. PMID: 30696472; PMCID: PMC6352381.

8. Tubin S, Gupta S, Grusch M, Popper HH, Brcic L, Ashdown ML, Khleif SN, Peter-Vörösmarty B, Hyden M, Negrini S, Fossati P, Hug E. Shifting the Immune-Suppressive to Predominant Immune-Stimulatory Radiation Effects by SBRT-PArtial Tumor Irradiation Targeting HYpoxic Segment (SBRT-PATHY). Cancers. 2021; 13(1):50. https://doi.org/10.3390/cancers13010050.

9. Gooden, M.J.; de Bock, G.H.; Leffers, N.; Daemen, T.; Nijman, H.W. The prognostic influence of tumour-infiltrating lymphocytes in cancer: A systematic review with metaanalysis. Br. J. Cancer 2011, 105, 93–103.

10. Fridman,W.H.; Galon, J.; Pagès, F.; Tartour, E.; Sautès-Fridman, C.; Kroemer, G. Prognostic and Predictive Impact of Intra- and Peritumoral Immune Infiltrates. Cancer Res. 2011, 71, 5601–5605.

11. Tubin S, Khan MK, Salerno G, et al. Mono-institutional phase 2 study of innovative Stereotactic Body RadioTherapy targeting PArtial Tumor HYpoxic (SBRT-PATHY) clonogenic cells in unresectable bulky non-small cell lung cancer: Profound non-targeted effects by sparing peri-tumoral immune micr. Radiat. Oncol. 2019.

12. Tubin S, Ashdown M, Jeremic B. Time-synchronized immune-guided SBRT partial bulky tumor irradiation targeting hypoxic segment while sparing the peritumoral immune microenvironment. Radiat. Oncol. 2019.