Protonterapi på en uppåtgående bana medan FLASH-behandlingsscheman gör sig redo att lysa – Physics World

Även om protonterapi verkligen har kommit som ett vanligt behandlingsalternativ inom strålningsonkologi – det finns för närvarande 42 operativa protonanläggningar i USA och ytterligare 13 centra under uppbyggnad – är det uppenbart att den kliniska innovationen bara har kommit igång när det gäller utplacering i stor skala av protoner för behandling av cancer. Det är en av de viktigaste tipsen som kommer fram från en dedikerad konferenssession – Innovativa strålterapimetoder: fördelar, utmaningar, globalt perspektiv – på ASTRO årsmöte i San Diego, CA, tidigare denna månad.

När det gäller precisionsinriktning är fallet för protonterapi kontra konventionell strålbehandling tillräckligt tydligt. Tänk liknande tumördödande egenskaper som fotoner, men med markant minskad dos till normal vävnad. Allt detta hjälper strålningsonkologiteamet att behandla tumörer nära organ-at-risk (OARs), med potential för minskade biverkningar och komplikationer längs vägen.

"Protoner släpper all sin energi vid en punkt och sedan slutar de", förklarade James Metz, ordförande för strålningsonkologi vid University of Pennsylvania (UPenn) och verkställande direktör för OncoLink cancerutbildningstjänst. Det betyder ingen stråldos bortom målet samt mycket mindre dos avsatt framför målet jämfört med foton- och elektronbestrålning.

Som sådan kan läkare inrikta sig på tumören lager-för-lager med blyertsstråle-skannad protonleverans. "Vi tar en tumör, delar upp den voxel för voxel i 5 mm³ volymer och ta den här pennstrålen och behandla [komplexa strukturer] punkt för punkt utan absolut ingen utgångsdos,” noterade Metz. "Protoner ger oss möjlighet att minska dosen till normala strukturer, att kombinera med kemoterapi och immunterapi och att öka [strålnings]doserna framöver."

Trots den pågående utbyggnaden av protonterapisystem över hela den utvecklade världen – det kliniska upptaget är liknande för USA, Europa och Asien, även om det för närvarande bara finns ett protonbehandlingscenter i Afrika söder om Sahara – är det uppenbart att "guldstandard" bevis för den kliniska effekten av protoner är fortfarande ett pågående arbete. "Vi måste systematiskt utvärdera den kliniska potentialen och definiera den genom rigorös vetenskap - kvantifiera fördelarna kontra investeringar," hävdade Metz. "Det behövs trots allt betydande resurser och infrastruktur för att stödja ett protonterapicenter."

Bevisen kommer – och förr än senare. Ett antal randomiserade kliniska fas III-prövningar samlar på sig data eller har nyligen stängts för olika cancerindikationer (inklusive lungor, matstrupe, lever, huvud-hals och hjärna). Samtidigt växer pragmatiska prövningar väl fram och utvärderar protonbehandlingar i rutinmässig klinisk praxis för patienter med bröstcancer och prostatacancer.

FLASH störaren

Metz, å sin sida, är en av de kliniska pionjärerna inom protonterapi, efter att ha lett utvecklingsprogrammet för Roberts Proton Therapy Center i Philadelphia – en anläggning som har behandlat tusentals cancerpatienter med hjälp av protoner sedan den öppnade sina dörrar 2010. Klinisk innovation är vad det är, men uppmärksamheten riktas redan mot vad som utses som "nästa stora sak" inom partikelterapi: FLASH protonterapi.

För sammanhanget är FLASH en experimentell behandlingsmodalitet som involverar ultrahög doshastighet (över 60–80 Gy/s) av joniserande strålning (elektron, foton eller proton) under mycket korta varaktigheter (mindre än 1 s). Prekliniska studier har visat att FLASH-strålbehandling är mindre giftigt för normala vävnader och lika effektivt som konventionell strålbehandling för att förstöra tumörer. Om de är brett validerade har FLASH-behandlingsscheman därför potentialen att revolutionera strålbehandling – så att högre doser kan levereras säkert till tumörer eller etablerade doser ges med minskad toxicitet mot OAR.

Kort sagt, FLASH protonterapi håller på att formas som en framtida störande faktor inom strålningsonkologi, hävdade Metz, "att sammanföra biologi och teknik på nya sätt ... och vända radiobiologin på huvudet lite". Uppsidorna dyker redan upp. Till att börja med kan FLASH protonterapi avsevärt komprimera strålbehandlingstiderna, så att strålbehandling blir mer som ett kirurgiskt ingrepp.

Kommer ultrahöga doshastigheter att omvandla strålbehandling i en BLASH?

Det är goda nyheter för patienten längs flera koordinater – öppnar en väg till förbättrad livskvalitet, minskad toxicitet och biverkningar, samt mycket mindre tid på kliniken. På en mer fundamental nivå kan FLASH-bestrålning också utlösa olika immunförlopp och genuttryck, vilket skapar nya möjligheter för kombinationer av läkemedel och strålning.

Men även om FLASH har potential att höja behandlingsparadigm och många aktuella antaganden om strålningsleverans, avslutade Metz med en varning: "Jag skulle säga att FLASH-protonterapi ännu inte är redo för bästa sändningstid...[och] inte redo att distribueras ytterligare än ett fåtal högresursstarka centra som kan slutföra lämplig forskning och kliniska prövningar.”

Klinisk innovation: allt handlar om resultat

Vid sidan av de kliniska möjligheter som protonterapi ger, täckte ASTRO-sessionen om innovativa strålterapimetoder många andra baser. Tamer Refaat, professor i strålningsonkologi vid Loyola University i Chicago, Illinois, inleddes med en lägesrapport om MR-vägledd strålbehandling (MRgRT).

"Den stora affären [med MRgRT] är anpassning i realtid," sa Refaat till delegaterna. Med andra ord, personlig, dagligen anpassad strålbehandling som är baserad på patientens anatomi i realtid och på bordet, vilket gör att det kliniska teamet kan maximera dosen till målvolymen och minimera dosen till OARs.

När det gäller MRgRT-innovationer att titta på, betonade Refaat den kommersiella och kliniska utbyggnaden av cine-gating-funktionalitet för att förbättra behandlingen av övre buktumörer i en enda fas av andningen. "Strålningsstrålen tänds när målet är inom spårningsgränsen och stängs av när det är utanför," förklarade han (tillade att nackdelen är längre tid på behandlingsbordet för patienten).

Införlivandet av funktionell MRgRT i MR-Linacs arbetsflöde hamnade också i rampljuset, där Refaat citerade forskare vid MD Anderson Cancer Center (Houston, Texas) bland de tidiga adopterna som försöker identifiera radioresistenta tumörsubvolymer och eskalera dosen till dessa subvolymer i enlighet därmed.

Ett annat hett ämne kretsade kring de kombinerade modalitetssynergierna av att integrera immunterapi och strålbehandling av cancerbehandlingar. Talaren, Silvia Formenti, strålningsonkolog vid Weill Cornell Medicine i New York, är en av huvuddragarna bakom ett paradigmskifte inom radiobiologi, hennes ansträngningar att belysa rollen av joniserande strålning på immunsystemet samtidigt som hon demonstrerar effektiviteten av kombinerade strålterapi-immunterapiregimer i solida tumörer.

Formenti lyfte fram den avgörande roll som ImmunoRad Radiation Oncology-Biology Integration Network spelar i detta avseende (ROBIN). Ett multidisciplinärt FoU-samarbete mellan amerikanska och europeiska cancercentra, försöker ROBIN att bättre förstå interaktionen mellan strålbehandling och immunsvaret – samt att vårda talangpipelinen för forskare i tidiga karriärer på området. Just nu, konstaterade Formenti, grumlas den större bilden av "finansiell toxicitet", med kostnaden för immunterapi som visar sig vara oöverkomlig för de flesta låg- och medelinkomstländer - såväl som många amerikaner.

Fokus på samverkande klinisk forskning upprepades av Stephen Harrow, en konsult klinisk onkolog vid Edinburgh Cancer Center i Skottland. I det sista talet av sessionen diskuterade han tillämpningen av stereotaktisk kroppsstrålbehandling (SBRT) för oligometastatisk sjukdom.

Efter pandemin framhöll Harrow hur Scottish Oligomet SABR Network (SOSN), med hjälp av 1 miljon pund av skotska statliga medel, har gjort det möjligt för Skottlands fem cancercenter att erbjuda en gemensam SBRT-behandlingstjänst till patienter över hela landet (inte bara mycket befolkade centrala bältet som omfattar Glasgow och Edinburgh).

Målet med SOSN, förklarade han, är att "bygga ett nätverk av läkare, fysiker och radiografer så att vi alla är överens om patienturval [kriterier för SBRT] och vi har rättvisa för patienter över hela landet". Dessutom, tillade han, "bevisen bygger definitivt på att du kan påverka patientresultat med SBRT för oligometsjukdom."

• SEO-drivet innehåll och PR-distribution. Bli förstärkt idag.
• PlatoData.Network Vertical Generative Ai. Styrka dig själv. Tillgång här.
• PlatoAiStream. Web3 Intelligence. Kunskap förstärkt. Tillgång här.
• Platoesg. Kol, CleanTech, Energi, Miljö, Sol, Avfallshantering. Tillgång här.
• PlatoHealth. Biotech och kliniska prövningar Intelligence. Tillgång här.
• Källa: https://physicsworld.com/a/proton-therapy-on-an-upward-trajectory-while-flash-treatment-schemes-get-ready-to-shine/