Strålebehandling for pasienter med lungekreft kan være mindre giftig ved å bruke en funksjonell behandlingsplan for lungeunngåelse veiledet av xenon-forbedret ventilasjons-CT (XeCT). I en klinisk studie ved Nasjonalt Taiwan universitetssykehus, utviklet bare 17 % av pasientene strålingspneumonitt, den mest alvorlige strålingsinduserte bivirkningen, en betydelig forbedring sammenlignet med historiske normer.
Kjemoradioterapi er den anbefalte behandlingen for inoperabel eller lokalt avansert ikke-småcellet lungekreft (NSCLC), men toksisiteter fra denne behandlingen er en betydelig bekymring. Omtrent 30 % av pasientene utvikler grad 2 eller høyere strålingspneumonitt (lungebetennelse), som alvorlig påvirker deres livskvalitet.
For tiden er planlegging av strålebehandling basert på anatomisk avbildning og premisset om at alt lungevev er like viktig. Men for lungekreftpasienter med kronisk lungesykdom kan dosen gis mer nøyaktig basert på funksjonelt, snarere enn anatomisk, lungevolum – en hypotese som nå undersøkes over hele verden.
Hovedetterforskere Yu-Sen Huang og Yeun-Chung Chang, også på National Taiwan University College of Medicine, og kolleger testet denne tilnærmingen i en fase 2 klinisk studie med 36 pasienter med NSCLC. De undersøkte om strålebehandlingsplanlegging veiledet av XeCT, som har vist seg mulig og trygt for å visualisere lungeventilasjon, kunne redusere frekvensen av grad 2 eller høyere strålingspneumonitt. Ideen er å bruke XeCT-bildene for å minimere strålingsdosen til områder av funksjonell lunge, samtidig som strålingsavsetning i områder med ikke-fungerende lunge favoriseres.
For studien gjennomgikk pasientene først XeCT og lungefunksjonstester før behandling for å bestemme lungeventilasjon. Hvert forsøksperson hadde en uforbedret baseline CT-skanning av hele thorax, etterfulgt av en fem-syklus respirasjon med et xenongass-repustesystem (der de inhalerte en blanding av 30 % ikke-radioaktivt xenon og 70 % oksygen) og deretter en XeCT-skanning under pusten -hold på full inspirasjon. Til slutt inhalerte pasientene 100 % oksygen i 1 min, og gjennomgikk en post-wasout XeCT ved full inspirasjon. Den totale tiden for XeCT-eksamenen var 20–25 minutter.
XeCT-bildene viste de ventilerte områdene i lungene forsterket av xenon i farge, og områder med dårlig eller ingen forbedring som svart. Etter å ha trukket baseline-CT-bilder fra xenon-innvaskingsbildene, genererte forskerne xenon-forsterkede funksjonelle lungevolumer og importerte dem inn i behandlingsplanleggingssystemet for registrering med planleggings-CT.
Forskerne laget en standardplan uten referanse til XeCT, og en funksjonell lungeunngåelsesplan (fAP) optimalisert for å redusere dosen til funksjonell lunge uten å gå på akkord med målvolumdekning og begrensninger for organ-at-risiko dosebegrensninger. De behandlet alle pasienter med fAP, ved å bruke intensitetsmodulert strålebehandling eller volumetrisk-modulert lysbueterapi for å levere 60 Gy thoraxbestråling i 30 fraksjoner. Pasientene ble fulgt opp med CT-thorax og kliniske undersøkelser med 90 dagers mellomrom.
Skrive i International Journal of Radiation Oncology Biology Physics, rapporterer forskerne at total funksjonell lungesparing var betydelig bedre i fAP-behandlingene. Det totale funksjonelle lungevolumet som mottok mer enn 20 Gy sank fra 23.3 % til 20.6 % og gjennomsnittlig lungedose fra 14.3 til 12.4 Gy. Det er viktig at den anslåtte risikoen for grad 2 eller høyere strålelungebetennelse reduserte fra 5.7 % til 4.0 %, mens den anslåtte risikoen for å utvikle symptomatisk strålelungebetennelse innen seks måneder etter behandling sank fra 6.3 % til 4.4 %.
Nevrale nettverk genererer lungeventilasjonsbilder fra CT-skanninger
Fem av de 36 pasientene utviklet grad 2 strålelungebetennelse og en utviklet grad 3 strålingspneumonitt, betydelig lavere enn forventet fra historiske kontroller. Det var ingen grad 4 eller høyere toksiske effekter. Forskerne påpeker imidlertid at fordelen med å gi bedre sparing av den funksjonelle lungen ble oppveid av en høyere maksimal dose innenfor målene og mindre konforme måldosefordelinger.
Til tross for fordelene er XeCT dyrt og begrenset i tilgjengelighet, og krever et sterkt samarbeid mellom radiologi og stråleonkologisk avdeling. Forskerne erkjenner også at nyere teknologiske fremskritt innen moderne strålebehandling kan oppveie de forventede fordelene med fAP-behandlinger. Men de mener at studien deres gir robuste bevis for fordelen av XeCT-veiledet funksjonell lungeunnvikelse ved strålebehandling, og fortsetter forskningen.
