Protonentherapie

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Protonentherapie, Mayo Clinic, Minnesota.

Bei der Protonentherapie handelt es sich um eine Therapie zur Behandlung von Krebsgeschwüren, also bösartigen Tumoren. Protonenstrahlen werden dabei zum Beispiel in einem Synchrotron oder Zyklotron erzeugt und beschleunigt und gezielt auf den Tumor geschossen. Das Verfahren wird insbesondere bei Patienten angewandt, bei denen die herkömmliche Röntgenbestrahlung nicht ausreichend genutzt werden kann, weil der Tumor entweder zu tief im Körper sitzt oder aber von empfindlichen Organen umgeben ist. Die Protonentherapie ermöglicht eine optimierte Dosisverteilung innerhalb der zu bestrahlenden Region.

Die Protonentherapie ist die am häufigsten angewandte Form der sogenannten Partikeltherapie, die zum Beispiel auch die Bestrahlungen mit den schwereren Kohlenstoff-Ionen umfasst.

Wirkungsweise[Bearbeiten]

Eindringtiefe von Protonen in Gewebe im Vergleich zu anderen Bestrahlungsarten

Die Protonentherapie ermöglicht durch ihre Zielgenauigkeit die Behandlung von Tumoren auch in sensiblen Körperregionen. Der Beschleuniger liefert Protonen (von bis zu 60 % der Lichtgeschwindigkeit) als gut gebündelten Strahl, der präzise auf den vorher berechneten Ort im Tumorgewebe gelenkt werden kann. Beim Eindringen in den menschlichen Körper wird der Strahl so gebremst, dass die Protonen den größten Teil ihrer Energie direkt im Tumorherd entladen (Bragg-Peak). Die ionisierende Wirkung der Protonen führt dann zu einer Schädigung der Tumorzellen, insbesondere ihrer DNA.

Durch die dreidimensional präzise Protonendeposition ist die dadurch erreichbare Strahlendosis im Ziel höher als beim Einsatz der konventionellen Röntgenstrahlung und der mittels Linearbeschleuniger erzeugten Photonen. Im Gegensatz zu anderen Bestrahlungsformen sinkt bei der Protonentherapie deshalb auch das Risiko von Nebenwirkungen. Umgebendes, gesundes Gewebe wird weitgehend geschont (siehe auch Strahlentherapie).

Medizinische Bewertung[Bearbeiten]

Weltweit wurden in ca. 50 Jahren bisher (Ende 2012) rund 90.000 Patienten mit verschiedenen Indikationen behandelt. Darüber ist in der einschlägigen Fachliteratur berichtet worden.[1][2] Die Kostenübernahme in der Gesetzliche Krankenversicherung ist von Krankenkasse zu Krankenkasse unterschiedlich. Bei einigen Kassen erfolgt eine Einzelfallprüfung. Einige Bestrahlungszentren haben gesonderte Regelungen mit bestimmten Krankenkassen.[3] Von einer Kostenübernahme sind beispielsweise Brustkrebs und Hirnmetastasen ausgeschlossen. Dagegen werden die Kosten beispielsweise bei inoperablem Leberzellkarzinom, zerebraler arteriovenöser Malformation, sowie Chondrosarkomen und Chordomen der Schädelbasis übernommen.[4]

Die Liste der bis jetzt weltweit durchgeführten Behandlungen wird von der Particle Therapy Co-Operative Group [5] laufend auf den neuesten Stand gebracht.

Bestehende Einrichtungen[Bearbeiten]

Das erste Protonentherapie-Zentrum in West-Europa ist seit 1984 am Paul Scherrer Institut (PSI) in Villigen in der Schweiz in Betrieb. Bis Ende 2012 wurden rund 6000 Patienten mit Augentumoren mit Protonen behandelt. Am PSI steht – neben den vier Gantries des RPTC in München – die bisher weltweit einzige Gantry für die Bestrahlung tief liegender Tumoren, die mit der sogenannten Spot-Scanning-Technik ausgerüstet ist. Die Tumoren werden dabei mit einem ca. 7 mm breiten Protonenstrahl dreidimensional abgescannt. Bis Ende 2012 wurden damit mehr als 850 Patienten bestrahlt, seit Februar 2007 mit einem neuartigen supraleitenden Kompaktzyklotron. Das PSI ist auch europaweit das einzige Zentrum, welches Erfahrung mit der intensitätsmodulierten Protonentherapie hat. Der erste Patient mit einem Chordom im Bereich der Wirbelsäule wurde mit dieser Methode bereits 1999 am PSI behandelt.

In Deutschland existieren vier Protonentherapieeinrichtungen: das Heidelberger Ionenstrahl-Therapiezentrum (HIT) mit insgesamt drei Bestrahlungsplätzen und einer Schwerionen-Gantry,[6] das Rinecker Proton Therapy Center (RPTC)[7] in München mit vier Gantries,[8] das Westdeutsche Protonentherapiezentrum Essen (WPE)[9] in Essen mit drei aktiven und einem geplanten Behandlungsräumen, in denen bisher (Stand April 2015) rund 200 Patienten behandelt wurden,[10] und die Augentumortherapie des Helmholtz-Zentrums Berlin (bis 2008 Hahn-Meitner-Institut) in Berlin. Dort wurden seit 1998 über 2000 (Stand Ende 2012) Augentumor-Patienten behandelt.[11] Das RPTC in München ist das erste klinisch betriebene Protonentherapiezentrum Europas, die Patientenbehandlung hat dort im März 2009 begonnen. Weiterhin wurden von 1997 bis 2008 im Rahmen eines Pilotprojektes bei der GSI in Darmstadt Patienten mit Kohlenstoffionen behandelt. Das Nachfolgeprojekt am Universitätsklinikum Heidelberg ist das Heidelberger Ionenstrahl-Therapiezentrum,[6] es wurde im November 2009 eröffnet. Am HIT wurden seitdem mehr als 2500 (Stand 2014) Patienten mit Protonen und Kohlenstoffionen vorwiegend im Rahmen von klinischen Studien behandelt. HIT ist die erste Anlage in der Welt, die mit der Scanningtechnik sowohl Protonen als auch Kohlenstoffionen applizieren kann. Für Forschungszwecke stehen darüber hinaus andere Ionen wie zum Beispiel Helium und Sauerstoffionen zur Verfügung.

Das erste hospital-based Protonentherapie-Zentrum der Welt wurde im Jahre 1990 am Loma Linda University Medical Center (LLUMC) in Kalifornien eröffnet. Im klinischen Routinebetrieb wurden dort bislang über 16.000 Patienten mit über 50 unterschiedlichen Tumorarten und anderen Krankheitsbildern behandelt. Mit jährlich 1000 bis 1500 Patienten werden hier mit einem leistungsstarken Synchrotron (250 MeV, Optivus[12]) mehr Behandlungen durchgeführt als in allen anderen Protonentherapiezentren weltweit. Für die behandelten Prostatakrebs-Patienten der LLUMC existiert das weltweit größte nachsorgende Programm auf der Basis der Patientenselbstorganisation Brotherhood Of The Balloon, die über 4000 Mitglieder hat (Stand Mai 2009).[13]

Es gibt Protonentherapiezentren in elf weiteren Ländern (Ende 2008).[5]

Zukünftige Standorte von Therapiezentren in Deutschland, Österreich und in der Schweiz[Bearbeiten]

An mehreren Standorten in Deutschland wird ebenfalls der Bau von Protonentherapiezentren in Betracht gezogen, beispielsweise im Rhein/Main/Saar-Gebiet durch das Klinikum in Offenbach am Main oder das Universitätsklinikum des Saarlandes, in Köln/Bonn/Aachen, Universitätsklinikum Dresden, sowie in Berlin, Essen und in der Region Hamburg/Schleswig-Holstein.

Projekte und Standorte:

  1. Das Klinikum Offenbach GmbH sucht im Rahmen eines nichtförmlichen Interessenbekundungsverfahrens (Supplement zum Amtsblatt der Europäischen Union Dokument 2007/S 80-098186) einen Investor und Betreiber für die Errichtung eines Protonentherapiezentrums.
  2. Das Universitätsklinikum Gießen und Marburg errichtete ebenfalls eine Partikeltherapie-Anlage, eine kombinierte Protonen- und Kohlenstoff-Therapie-Anlage, am Standort Marburg, die ab November 2011 die ersten Patienten behandeln sollte. Die Baumaßnahme wurde im August 2007 begonnen. Nach Unstimmigkeiten mit dem Lieferanten Siemens wurde die Abnahme der Anlage ausgesetzt. Daraufhin beschloss Siemens, die Anlage zunächst als Testanlage für weitere Projekte eigenständig und ohne regulären Patientenbetrieb zu nutzen. Das Universitätsklinikum Heidelberg und die Rhön-Klinikum Aktiengesellschaft sowie das Land Hessen und die Firma Siemens AG haben sich schließlich auf die Eckpunkte für die Inbetriebnahme der Partikeltherapieanlage am Standort Marburg geeinigt. Diese haben gemeinsamen das "Marburger Ionenstrahl-Therapiezentrum GmbH (MIT GmbH)" gegründet, die die Anlage von Siemens erworben hat. Darüber hinaus wird eine Forschungskooperation zwischen der MIT GmbH und den Universitätskliniken Heidelberg und Marburg aufgebaut. Die Patientenbehandlung wird das Universitätsklinikum Heidelberg, das seit 2009 sein HIT betreibt, in enger Kooperation mit dem Universitätsklinikum Marburg/Gießen übernehmen. Ab Oktober 2015 sollen dort ausgewählte Tumoren mit Protonen und Kohlenstoffionen behandelt werden.
  3. In Wiener Neustadt(Österreich) wird seit 2011 das MedAustron [14] gebaut, ein Zentrum für Therapie und Forschung, das Protonen und Kohlenstoffionen verwenden wird. Patienten sollen ab Ende 2015 behandelt werden.[15]
  4. In der Gemeinde Galgenen im Kanton Schwyz soll das erste rein klinisch tätige Protonentherapiezentrum der Schweiz entstehen.[16] Das Therapiezentrum wird sich auf die ambulant durchgeführte Strahlentherapie mit Protonen spezialisieren. Es soll für Patienten aus der ganzen Schweiz und dem Ausland offenstehen. Die Inbetriebnahme ist für 2016 geplant.
  5. Das Universitätsklinikum Dresden will bis Ende 2013 eine Protonentherapieanlage errichten, in dem ab 2014 die ersten Patienten behandelt werden sollen. Das Besondere des Projekts: Neben der Krankenversorgung steht die Anlage den Forschern des „Zentrums für Innovationskompetenz für Medizinische Strahlenforschung in der Onkologie – OncoRay“ zur Verfügung. Zu Forschungszwecken entsteht parallel zu dem auf Magnetfeldern beruhenden Teilchenbeschleuniger ein zweiter, der die Protonen mittels Laserstrahlen auf Höchstgeschwindigkeit bringen soll. Damit wird in Dresden die weltweit erste Anlage dieser Art gebaut.

Neuere Entwicklungen[Bearbeiten]

Die Entwicklung kleinerer und billigerer Teilchenbeschleuniger verspricht, diese Therapiemöglichkeit einer immer größeren Zahl von Krebspatienten zugänglich zu machen. Beispielsweise wird an der Entwicklung eines supraleitenden Zyklotrons in Tischgröße gearbeitet.[17]

Weblinks[Bearbeiten]

Literatur[Bearbeiten]

  • Hans Rinecker: Protonentherapie – Neue Chance bei Krebs. Herbig, 2005, ISBN 3-7766-2422-1

Quellen[Bearbeiten]

  1. Oncolink Infoseite des Abramson Cancer Center der University of Pennsylvania, USA
  2. Artikel: Clinical Applications of Proton Radiation Treatment at Loma Linda University (PDF)
  3. Kostenübernahme Rinecker Proton Therapy Center, abgerufen am 28. Januar 2013
  4. Protonentherapie AOK Bayern, abgerufen am 28. Januar 2013
  5. a b PTCOG: Particle Therapy Co-Operative Group Facharbeitsgruppe zur Partikeltherapie
  6. a b Webseite des HIT, abgerufen am 9. Juni 2015
  7. Rinecker Proton Therapy Center Protonentherapiezentrum in München
  8. H. Rinecker: Protonentherapie - Neue Chance bei Krebs, F.A. Herbig Verlagsbuchhandlung, München, 2005, Seite 59.
  9. Homepage des WPE
  10. Westdeutsche Allgemeine Zeitung (WAZ) vom 20. April 2015: Therapiezentrum in Essen: Strahlen heilen krebskranke Kinder
  11. [1] Protonentherapie am Helmholtz-Zentrum Berlin
  12. Homepage Optivus Hersteller von Geräten zur Protonentherapie
  13. Proton Beam Therapy and Prostate Cancer Treatment Information Infoseite der Patientenorganisation Brotherhood Of The Balloon
  14. Webseite MedAustron,
  15. Kurier: Protonenstrahlen sollen Buben Ashya mit Gehirntumor retten. Artikel vom 8. September 2014, abgerufen am 7. März 2015.
  16. Homepage des Proton Therapy Center Switzerland
  17. J. N. A. Matthews: Accelerators shrink to meet growing demand for proton therapy. (PDF-Datei; 905 kB) In: Physics Today. Band 62, Nummer 3, März 2009, S. 22. doi:10.1063/1.3099570
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