Protonentherapie

Die Protonentherapie ist eine Form der Strahlentherapie. Mit ihr können Ärzte bestimmte bösartige Tumoren sehr gezielt und damit relativ nebenwirkungsarm bestrahlen
von Ulrich Kraft, aktualisiert am 04.04.2017

Behandlungsraum für die Protonentherapie

ddp Images GmbH /--

Die Protonentherapie gilt als ein Hoffnungsträger in der Behandlung von einigen Krebserkrankungen. Derzeit wird sie vor allem im Rahmen von Studien eingesetzt. Die mit positiv geladenen Wasserstoff-Kernen arbeitende Methode ermöglicht es, auch tief im Innern des Körpers liegende Tumoren sehr zielgenau zu bestrahlen. Dies hat den Vorteil, dass das umliegende gesunde Gewebe von der schädigenden Strahlenwirkung weitgehend verschont bleibt, was die unerwünschten Nebenwirkungen reduziert. Haben sich allerdings bereits mehrere Metastasen gebildet, stößt die Protonentherapie an ihre Grenzen. Auch bei Tumorarten wie beispielsweise Brustkrebs kann die Protonentherapie nicht eine Operation ersetzen. Ebenso ist eine Nachbehandlung des beweglichen Anteils der Brust derzeit noch nicht mit der Protonentherapie möglich.

Ein großer Nachteil sind außerdem die hohen Kosten für den Bau der erforderlichen Anlagen, die schnell hundert Millionen Euro und mehr verschlingen können. Deshalb wird die Protonentherapie bis dato nur relativ selten angewandt. Experten gehen aber davon aus, dass mehr Patienten mit bösartigen Tumoren von dem Behandlungsverfahren profitieren könnten. Derzeit gibt es in Essen, Heidelberg und München Protonentherapiezentren, sowie ein Ionenstrahllabor für die Augentumortherapie in Berlin. Weitere Anlagen in Deutschland sind derzeit im Bau.

Wird die Protonentherapie erstattet?

Die Behandlungszentren bemühen sich, mit möglichst vielen Krankenkassen Versorgungsverträge abzuschließen, damit die Kassen die Behandlung bezahlen. Dennoch werden auch oft Einzelfallentscheidungen getroffen. Deshalb sollte auf jeden Fall im Vorfeld die Kostenerstattung mit der zuständigen Krankenversicherung geklärt werden.

Wie funktioniert die Protonentherapie?

Die Protonentherapie gehört zu den strahlentherapeutischen Behandlungsverfahren. Deren gemeinsames Grundprinzip besteht darin, dass energiereiche, ionisierende Strahlen wie zum Beispiel Röntgenstrahlung das im Zellkern befindliche Erbgut – die DNA – zerstören. Auf diese Weise können Ärzte mit einer Strahlentherapie die Vermehrung von Krebszellen hemmen und diese zum Absterben bringen.

Anders als bei der "klassischen" Strahlenbehandlung wird der Tumor bei der Protonentherapie aber nicht mit hochenergetischen elektromagnetischen Wellen bestrahlt, sondern mit positiv geladenen Atomkernen des Elements Wasserstoff. Diese so genannten Protonen werden aus Wasserstoff-Atomen extrahiert und dann in einem Teilchenbeschleuniger mit Hilfe elektromagnetischer Felder auf ungefähr zwei Drittel der Lichtgeschwindigkeit beschleunigt. In etwa 180000 km/h schnell ist der Protonenstrahl, wenn er den je nach Bauart als Zyklotron oder Synchrotron bezeichneten Teilchenbeschleuniger verlässt. Von dort gelangt der Strahl zum Therapieplatz. Dort liegt der Patient auf einer Liege, und sein Tumor wird mit großer Genauigkeit beschossen.

Welche Vorteile hat die Protonentherapie?

Ein Nachteil der bei der konventionellen Strahlentherapie meist eingesetzten ultraharten Röntgenstrahlung besteht darin, dass sie den gesamten Körper durchdringt. Weil ihre Energie dabei exponentiell abnimmt, muss die Eintrittsdosis entsprechend hoch sein. So hoch, dass die Strahlen an ihrem Zielort, den Krebszellen, ihre zerstörerische Wirkung entfalten können. Allerdings kann die Strahlung auf ihrem Weg zum Tumor und von dort weiter durch den Körper hindurch auch gesundes Gewebe schädigen. Die Schädigung gesunden Gewebes versucht man beim Einsatz von Röntgenstrahlung zu verringern, indem das Zielgebiet aus mehreren Richtungen bestrahlt wird. 

Protonen hingegen geben den Großteil ihrer Energie erst auf den letzten Millimetern ihrer Bahn ab. Dieses Phänomen wird Bragg’s Peak genannt. Wo im Körper die Flugbahn eines Protons endet, hängt von seiner Ausgangsenergie ab. Das macht diese ihrer Elektronen beraubten Wasserstoffatome therapeutisch so interessant. Denn über die Regulation der Energieintensität lässt sich millimetergenau steuern, in welcher Körpertiefe ein Protonenstrahl seinen maximalen zerstörerischen Effekt entfaltet. Die Strahlung geht dabei nicht durch den gesamten Körper hindurch, sondern stoppt unmittelbar hinter dem Zielgebiet, auf das sie fokussiert wird.

Durch die präzise Bündelung der Protonenenergie im Tumor wird also weniger umliegendes gesundes Gewebe ungewollt mitbestrahlt, was die Gefahr von Nebenwirkungen verringert. Das ermöglicht es den Ärzten, die Tumorzellen mit deutlich höheren Dosen zu bestrahlen und so eventuell zuverlässiger zu vernichten als bei der "klassischen" Strahlentherapie.

Die Einsatzgebiete der Protonentherapie

Laut einer Stellungnahme der Deutschen Gesellschaft für Radioonkologie (DEGRO) hat sich die Protonentherapie bei der Bestrahlung von bestimmten Augentumoren wie Irismelanomen und Aderhautmelanomen und bösartigen Knochentumoren der Schädelbasis etabliert.

Darüber hinaus gibt es einen Katalog mit zahlreichen Tumoren im Kindes- und Erwachsenenalter, bei denen die Protonentherapie im Rahmen von Studien eingesetzt wird.

Bei welchen Indikationen diese Methode einer herkömmlichen Bestrahlung überlegen ist, muss noch länger beobachtet werden. Dies hängt vor allem damit zusammen, dass die Behandlungsmethode weltweit nur an wenigen, meist zu Universitäten gehörenden Zentren überhaupt zur Verfügung steht. Dementsprechend ist es schwierig für die Forschung, aussagekräftige Studien mit einer ausreichend hohen Zahl an Teilnehmern durchzuführen.

Bislang wurden weltweit rund 100.000 Patienten mit einer Protonentherapie behandelt. Viele von ihnen wegen Krebsformen, bei denen eine normale Strahlentherapie sehr riskant ist, weil der Tumor sich an einer besonders sensiblen Stelle befindet, an der das umgebende Gewebe dringend geschont werden muss. Dazu gehören Tumoren im Auge, im Bereich der Schädelbasis und in der Nähe des Rückenmarks.

Wie läuft eine Protonentherapie ab?

Der Ablauf der Protonentherapie ähnelt dem bei einer konventionellen Strahlentherapie. Zunächst klären Patient und behandelnder Arzt in einem ausführlichen Gespräch, welche Ziele die Therapie hat, was es dabei zu beachten gibt und welche Nebenwirkungen auftreten können. Unter Berücksichtigung aller verfügbaren Behandlungsunterlagen wie Arztbriefen, Operationsbericht, Ergebnissen bereits vorgenommener Untersuchungen wie einer Computertomografie oder einer Magnetresonanztomografie wird dann für jeden Kranken ein individueller Behandlungsplan erstellt, in dem das Bestrahlungsgebiet, die Strahlendosis und der zeitliche Ablauf festgelegt sind. Dabei wird die erforderliche Gesamtdosis nicht auf einmal verabreicht, sondern auf mehrere Sitzungen verteilt. Diese fraktionierte Bestrahlung gibt dem gesunden Gewebe Zeit, sich von der schädigenden Strahlenwirkung zu erholen. So verringert sie die Nebenwirkungen der Behandlung.
Bei den einzelnen Sitzungen nimmt die richtige Lagerung und Positionierung am meisten Zeit in Anspruch. Eine genaue Lagerung ist wichtig, um sicher zu stellen, dass der Protonenstrahl den Tumor optimal trifft und das umliegende Gewebe bestmöglich geschont bleibt. Aus dem gleichen Grund sollte sich der Patient während der Bestrahlung nicht bewegen. Um das zu gewährleisten, benutzen Protonentherapie-Zentren oft Hilfsmittel wie individuell angepasste Konturmatratzen, die den Kranken immobilisieren. Der Patient wird auf einem robotergesteuerten Behandlungstisch in die richtige Behandlungsposition gebracht. Die eigentliche Bestrahlung dauert nur wenige Minuten. Währenddessen muss das medizinische Personal den Behandlungsraum verlassen, das schreibt die Strahlenschutzverordnung vor. Der Patient hat aber über ein Fenster Sichtkontakt zum Arzt und kann in der Regel auch über eine Gegensprechanlage mit ihm kommunizieren.

Welche Nebenwirkungen hat eine Protonentherapie?

Prinzipiell kann die Protonentherapie die gleichen unerwünschten Begleiterscheinungen hervorrufen wie eine klassische Strahlentherapie. Ob und in welchem Maß sie auftreten, hängt von Faktoren wie der verabreichten Strahlendosis, der bestrahlten Region und nicht zuletzt auch vom allgemeinen Gesundheitszustand des Patienten ab. Das Spektrum reicht dabei von Müdigkeit und Abgeschlagenheit über Entzündungen der Schleimhaut bis hin zu Übelkeit, Durchfall und Erbrechen. Nach dem Ende der Behandlungen klingen diese akuten Beschwerden gewöhnlich wieder ab.

Nach Strahlentherapien besteht grundsätzlich eine geringe Gefahr, dass durch die Bestrahlung neue entartete Zellen entstehen und sich Zweittumoren bilden. Aufgrund der Präzision der Protonentherapie gehen Experten davon aus, dass das Risiko für die Entstehung von Zweittumoren geringer ist als bei herkömmlichen Strahlentherapien.
Durch die sehr gezielte, hochpräzise Bestrahlung gilt die Protonentherapie als vergleichsweise nebenwirkungsarm und gut verträglich. Dabei darf man aber nicht außer Acht lassen, dass die Behandlungsmethode wissenschaftlich weitaus weniger gut untersucht ist als andere strahlentherapeutische Verfahren.

Beratende Experten: Dieser Text entstand mit freundlicher Unterstützung des Krebsinformationsdienstes des Deutschen Krebsforschungszentrums.

Quellen:

1. The National Association for Proton Therapy. Online: http://www.proton-therapy.org/ (Abgerufen am 23. Juni 2014)

2. Mayo Clinic: Proton therapy. Online: http://www.mayoclinic.org/tests-procedures/proton-therapy/basics/definition/prc-20013308 (Abgerufen am 23. Juni 2014)

3. Deutsches Krebsforschungszentrum: Strahlentherapie. Online: www.krebsinformationsdienst.de/behandlung/strahlentherapie-techniken.php (Abgerufen am 23. Juli 2014)

4. Deutsche Gesellschaft für Radioonkologie e.V. (DEGRO): Stellungnahme zur Strahlentherapie mit Protonen in Deutschland. Online: www.degro.org/dav/html/download/pdf/Protonen_Stellungnahme_010808.pdf (Abgerufen am 31. Juli 2014)


Wichtiger Hinweis:
Dieser Artikel enthält nur allgemeine Hinweise und darf nicht zur Selbstdiagnose oder –behandlung verwendet werden. Er kann einen Arztbesuch nicht ersetzen. Die Beantwortung individueller Fragen durch unsere Experten ist leider nicht möglich.



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