Protonterapi på en opadgående bane, mens FLASH-behandlingsskemaer gør klar til at skinne - Physics World

Mens protonterapi godt og sandt er ankommet som en almindelig behandlingsmulighed inden for stråleonkologi – der er i øjeblikket 42 operationelle protonfaciliteter i USA og yderligere 13 centre under opførelse – er det tydeligt, at den kliniske innovation kun lige er startet, når det kommer til udbredelse af protoner i stor skala til behandling af kræft. Det er en af ​​de vigtigste take-aways, der kommer frem fra en dedikeret konferencesession – Innovative Radiation Therapy Approaches: Benefits, Challenges, Global Perspective – på ASTRO årsmøde i San Diego, Californien, tidligere på måneden.

Med hensyn til præcisionsmålretning er sagen for protonterapi versus konventionel strålebehandling klar nok. Tænk lignende tumor-dræbende egenskaber som fotoner, men med markant nedsat dosis til normalt væv. Alt dette hjælper det strålingsonkologiske team med at behandle tumorer tæt på organer-at-risk (OAR'er), med potentiale for nedsatte bivirkninger og komplikationer undervejs.

"Protoner frigiver al deres energi på et tidspunkt, og så stopper de," forklarede James Metz, formand for strålingsonkologi ved University of Pennsylvania (UPenn) og administrerende direktør for OncoLink kræftuddannelsestjeneste. Det betyder ingen strålingsdosis ud over målet samt langt mindre dosis deponeret foran målet sammenlignet med foton- og elektronbestråling.

Som sådan er klinikere i stand til at målrette tumoren lag for lag med blyant-stråle-scannet protonlevering. "Vi tager en tumor, deler den voxel-for-voxel i 5 mm³ volumener og tag denne blyantstråle og behandl [komplekse strukturer] spot-by-spot med absolut ingen udgangsdosis,” bemærkede Metz. "Protoner giver os mulighed for at reducere dosis til normale strukturer, kombinere med kemoterapi og immunterapi og øge [strålings]doser fremadrettet."

På trods af den igangværende udrulning af protonterapisystemer i hele den udviklede verden – klinisk optagelse er ens for USA, Europa og Asien, selvom der i øjeblikket kun er ét protonbehandlingscenter i Afrika syd for Sahara – er det tydeligt, at "guldstandard" beviser for den kliniske effekt af protoner er stadig et arbejde i gang. "Vi er nødt til systematisk at evaluere det kliniske potentiale og definere det gennem streng videnskab - kvantificere fordelene kontra investering," argumenterede Metz. "Der er trods alt brug for betydelige ressourcer og infrastruktur for at understøtte et protonterapicenter."

Beviserne kommer - og før end senere. En række randomiserede kliniske fase III-forsøg indsamler data eller er for nylig lukket for forskellige kræftindikationer (herunder lunge, spiserør, lever, hoved-hals og hjerne). I mellemtiden vokser pragmatiske forsøg også godt og evaluerer protonbehandlinger i rutinemæssig klinisk praksis for patienter med brystkræft og prostatacancer.

FLASH disruptoren

Metz er på sin side en af ​​de kliniske pionerer inden for protonterapi efter at have ledet udviklingsprogrammet for Roberts Protonterapi Center i Philadelphia – en facilitet, der har behandlet tusindvis af kræftpatienter ved hjælp af protoner, siden den åbnede dørene i 2010. Klinisk innovation er, hvad det er, men opmærksomheden er allerede rettet mod, hvad der bliver udråbt som "den næste store ting" inden for partikelterapi: FLASH protonterapi.

Til kontekst er FLASH en eksperimentel behandlingsmodalitet, der involverer levering med ultrahøj dosis (over 60-80 Gy/s) af ioniserende stråling (elektron, foton eller proton) over meget korte varigheder (mindre end 1 s). Prækliniske undersøgelser har vist, at FLASH-strålebehandling er mindre toksisk for normalt væv og lige så effektiv som konventionel strålebehandling til at ødelægge tumorer. Hvis de er bredt validerede, har FLASH-behandlingsordninger derfor potentialet til at revolutionere strålebehandling - sådan at højere doser kan leveres sikkert til tumorer eller etablerede doser kan gives med reduceret toksicitet over for OAR'er.

Kort sagt, FLASH protonterapi er ved at forme sig som en fremtidig forstyrrer inden for strålingsonkologi, hævdede Metz, "for at bringe biologi og teknologi sammen på nye måder ... og vende radiobiologien lidt på hovedet". Fordelene kommer allerede til syne. Til at begynde med kunne FLASH protonterapi komprimere strålebehandlingstiderne betydeligt, således at strålebehandling bliver mere som en kirurgisk procedure.

Vil ultrahøje dosishastigheder transformere strålebehandling i en FLASH?

Det er gode nyheder for patienten langs flere koordinater – der åbner en vej til forbedret livskvalitet, reduceret toksicitet og bivirkninger, samt meget mindre tid brugt i klinikken. På et mere grundlæggende niveau kan FLASH-bestråling også udløse forskellige immunbaner og genekspression, hvilket skaber nye muligheder for kombinationer af lægemidler og stråling.

Selvom FLASH har potentialet til at opgradere behandlingsparadigmer og mange nuværende antagelser om strålingslevering, konkluderede Metz med en advarsel: "Jeg vil sige, at FLASH protonterapi endnu ikke er klar til prime-time ... [og] ikke klar til at blive implementeret yderligere end nogle få ressourcestærke centre, der kan gennemføre den relevante forskning og kliniske forsøg."

Klinisk innovation: det handler om resultater

Ud over de kliniske muligheder, som protonterapi giver, dækkede ASTRO-sessionen om innovative stråleterapimetoder masser af andre baser. Tamer Refaat, professor i strålingsonkologi ved Loyola University i Chicago, Illinois, startede med en statusrapport om MR-guidet strålebehandling (MRgRT).

"Den store sag [med MRgRT] er tilpasning i realtid," fortalte Refaat til delegerede. Med andre ord, personlig, dagligt tilpasset strålebehandling, der er baseret på patientanatomi i realtid og på bordet, hvilket giver det kliniske team mulighed for at maksimere dosis til målvolumen og minimere dosis til OARs.

Med hensyn til MRgRT-innovationer at se, fremhævede Refaat den kommercielle og kliniske udrulning af cine-gating-funktionalitet for at forbedre behandlingen af ​​øvre abdominale tumorer i en enkelt fase af vejrtrækningen. "Strålingsstrålen tændes, når målet er inden for sporingsgrænsen og slukker, når det er udenfor," forklarede han (der tilføjede, at ulempen er længere tid på behandlingsbordet for patienten).

Inkorporering af funktionel MRgRT i MR-Linacs arbejdsgang kom også i søgelyset, hvor Refaat citerede forskere på MD Anderson Cancer Center (Houston, Texas) blandt de tidlige adoptanter, der søger at identificere radioresistente tumorundervolumener og eskalere dosis til disse undervolumener i overensstemmelse hermed.

Et andet varmt emne var centreret om de kombinerede modalitetssynergier ved at integrere immunterapi og strålebehandlingskræftbehandlinger. Foredragsholderen, Silvia Formenti, stråleonkolog kl Weill Cornell Medicine i New York, er en af ​​hovedbevægerne bag et paradigmeskifte inden for radiobiologi, hvor hendes indsats belyser ioniserende strålings rolle på immunsystemet, samtidig med at hun demonstrerer effektiviteten af ​​kombinerede stråleterapi-immunoterapi-regimer i solide tumorer.

Formenti fremhævede den afgørende rolle, som ImmunoRad Radiation Oncology-Biology Integration Network spiller i denne forbindelse (ROBIN). Et tværfagligt F&U-samarbejde mellem amerikanske og europæiske cancercentre søger ROBIN bedre at forstå samspillet mellem strålebehandling og immunresponset – samt at pleje talentpipeline af forskere i den tidlige karriere på området. Lige nu, bemærkede Formenti, er det større billede sløret af "finansiel toksicitet", hvor omkostningerne ved immunterapi viser sig at være uoverkommelige for de fleste lav- og mellemindkomstnationer - såvel som mange amerikanere.

Fokus på kollaborativ klinisk forskning blev gentaget af Stephen Harrow, en konsulent klinisk onkolog ved Edinburgh kræftcenter i Skotland. I den sidste tale af sessionen diskuterede han anvendelsen af ​​stereotaktisk kropsstrålebehandling (SBRT) til oligometastatisk sygdom.

Post-pandemi fremhævede Harrow, hvordan Scottish Oligomet SABR Network (SOSN), hjulpet af £1 million af skotske regeringsmidler, har gjort det muligt for Skotlands fem cancercentre at tilbyde en samlet SBRT-behandlingsservice til patienter over hele landet (ikke kun meget befolket centrale bælte, der omfatter Glasgow og Edinburgh).

Målet med SOSN, forklarede han, er at "opbygge et netværk af læger, fysikere og radiografer, så vi alle er enige om patientvalg [kriterier for SBRT], og vi har egenkapital for patienter i hele landet". Hvad mere er, tilføjede han, "beviset er helt sikkert ved at opbygge, at du kan påvirke patientresultater med SBRT for oligometsygdom."

• SEO Powered Content & PR Distribution. Bliv forstærket i dag.
• PlatoData.Network Vertical Generative Ai. Styrk dig selv. Adgang her.
• PlatoAiStream. Web3 intelligens. Viden forstærket. Adgang her.
• PlatoESG. Kulstof, CleanTech, Energi, Miljø, Solenergi, Affaldshåndtering. Adgang her.
• PlatoHealth. Bioteknologiske og kliniske forsøgs intelligens. Adgang her.
• Kilde: https://physicsworld.com/a/proton-therapy-on-an-upward-trajectory-while-flash-treatment-schemes-get-ready-to-shine/