Straling die alleen de tumor treft

Protonentherapie komt eraan. Tumoren worden nu nog behandeld met röntgenstralen die in omliggende organen schade kunnen aanrichten. Bestraling met protonen spaart gezond weefsel.

Nederland krijgt protonentherapie. Vorige maand bepaalde minister Schippers dat er ruimte is voor vier behandelcentra. Daar hebben evenveel consortia van universitaire medische centra en fysisch/technologische instituten op ingetekend. Naar verwachting zullen vanaf 2017 de eerste kankerpatiënten in Amsterdam, Delft, Groningen en Maastricht behandeld kunnen worden. Door tumoren met protonen te bestralen kunnen vooral de bijwerkingen van kankerbestraling verminderen. Voorlopig, tot 2020, komt er behandelcapaciteit voor jaarlijks 2.200 patiënten.

Naast chemotherapie en chirurgie is radiotherapie een van de standaardbehandelingen van kanker. Bijna de helft van alle kankerpatiënten krijgt op enig moment radiotherapie. De tumor wordt dan gebombardeerd met röntgenstraling. De straling beschadigt het DNA in de celkernen. Als de schade onherstelbaar is, gaat de cel dood. De tumor verdwijnt, of groeit trager.

„Een van de problemen van radiotherapie met röntgen is dat een groot deel van de stralingsenergie niet in de tumor terechtkomt, maar in het gezonde weefsel ervóór en – in mindere mate – erachter”, zegt Hans Langendijk, hoogleraar radiotherapie in het Universitair Medisch Centrum Groningen en voorzitter van het Landelijk Platform Protonentherapie. Gezond weefsel loopt dus ook stralingsschade op en dat kan vervelende complicaties geven. Bij mensen met kanker in het hoofd-halsgebied worden soms de speekselklieren aangetast, wat leidt tot een chronisch droge mond. Langendijk: „De patiënt krijgt problemen met spreken en slikken en zijn gebit wordt ernstig aangetast. Ik ken voorbeelden van vertegenwoordigers en leraren die arbeidsongeschikt werden omdat ze nauwelijks meer kunnen praten.”

Sommige complicaties duiken pas na jaren op, zoals schade aan het hart na bestraling van longen of een borst. Ook kunnen de röntgenstralen nieuwe tumoren veroorzaken. Vooral jonge vrouwen met borstkanker en kinderen lopen dat risico. Technologische ontwikkelingen hebben de kwaliteit van radiotherapie met röntgen weliswaar sterk verbeterd, maar het probleem is niett verdwenen. Minder bijwerkingen, dat is dan ook de belangrijkste reden voor de komst van protonentherapie.

Het essentiële verschil tussen radiotherapie en protonentherapie is dat bij de laatste de tumor wordt bestookt met protonen, ofwel de kernen van waterstofatomen. Deeltjes met massa. Röntgenstraling is een vorm van elektromagnetische straling. Die mag je ook beschouwen als massaloze deeltjes: fotonen.

„Fotonen en protonen gedragen zich in een lichaam heel verschillend”, zegt Mischa Hoogeman, klinisch fysicus bij de afdeling radiotherapie van het Erasmus MC in Rotterdam. „De sterkte van een bundel röntgenfotonen die het lichaam binnendringt is het grootst op 1,5 centimeter diepte. Daarna neemt zij exponentieel af. De meeste tumoren liggen echter dieper. Dat betekent dat het gezonde weefsel vóór de tumor het gros van de energie krijgt.”

Protonenbundels gedragen zich anders. Uiteraard passeren ze ook gezond weefsel op hun weg naar de tumor, maar de schade blijft beperkt. Hoogeman: „Dat komt doordat ze aanvankelijk maar weinig snelheid verliezen. Zolang ze voldoende snelheid hebben, geven ze maar weinig energie af. Naarmate ze dieper in het weefsel doordringen, worden ze geleidelijk afgeremd. Komt de snelheid onder een bepaalde grenswaarde, dan verliezen de protonen in één klap al hun energie.” Het deeltje blijft steken. De energie van de bundel kan zo worden afgesteld dat de energiepiek – bij fysici bekend als de Bragg-piek – precies in de tumor valt. De schade ervóór blijft beperkt en erachter gebeurt helemaal niets.

Loma Linda

Protonentherapie is geen nieuwe behandeling. Het idee dat protonen ingezet kunnen worden bij de behandeling van kanker stamt uit de jaren vijftig. Het eerste ziekenhuis dat er patiënten mee behandelde, dat van de Loma Linda University in Californië, begon ermee in 1990. In de jaren negentig werden er ook in Groningen al plannen voor gemaakt. Zeven jaar geleden werd dit initiatief nieuw leven ingeblazen, maar nu samen met de universitaire medische centra van Amsterdam, Leiden, Rotterdam en Maastricht, het Nederlands Kanker Instituut en de TU Delft.

Een van de belangrijkste opgaven voor de initiatiefnemers was om het ministerie van VWS, de Gezondheidsraad en het College voor Zorgverzekeringen (CVZ) van de waarde van protonentherapie te overtuigen. Dat was niet gemakkelijk. Met name het CVZ, dat moest beslissen of de therapie ook verzekerd zou worden, zag graag dat die waarde zou blijken uit gerandomiseerde klinische trials. Maar die zijn er niet. De centra in het buitenland tonen vooral aan of en hoe goed protonentherapie een bepaalde kanker opruimt.

Langendijk: „Maar er is een fundamenteler probleem. Stel, je wilt onderzoeken of protonen inderdaad minder schade aan gezond weefsel veroorzaken dan fotonen. De schadelijke effecten waar je naar op zoek bent, ontstaan echter vaak pas na tientallen jaren. Dat betekent dat tegen de tijd dat we bruikbare resultaten hebben, de techniek van vandaag vermoedelijk allang verouderd is.”

Wat de initiatiefnemers wel konden overleggen waren de modellen die in de conventionele radiotherapie gebruikt worden om de schade aan gezond weefsel te schatten. Die zijn gebaseerd op gegevens van veel eerder behandelde patiënten. Aan de hand daarvan konden ze laten zien wanneer protonentherapie waarschijnlijk te verkiezen is boven radiotherapie met röntgenstraling. De bevoegde instanties lieten zich er uiteindelijk door overtuigen.

De grootste groep patiënten die voor de behandeling met protonen in aanmerking komt, zijn dan ook mensen die veel baat hebben bij de verminderde kans op bijwerkingen – vooral patiënten met longkanker en hoofd-halstumoren.

Daarnaast zijn er nog drie andere groepen. Allereerst zijn er jaarlijks ongeveer 250 patiënten met vormen van kanker waarover iedereen het – ook internationaal – eens is dat protonentherapie de beste behandeling is. Het gaat om tumoren op plaatsen waar het omringende weefsel echt niet bestraald mag worden: bij tumoren in het oog, bij de schedelbasis of bij het ruggenmerg. Ook bepaalde tumoren bij kinderen vallen in deze categorie. „Kinderen zijn heel gevoelig voor de effecten van ioniserende straling”, weet Langendijk. „Bij hen is de kans op complicaties veel groter dan bij volwassenen. En als er complicaties ontstaan, zullen ze daar een groot deel van hun leven last van hebben. Dus elke stralingsdosis die je kunt besparen is meegenomen. Het komt nu al geregeld voor dat we kinderen voor protonentherapie verwijzen naar het buitenland.”

Ook is er een groep die een verhoogde kans hebben op het ontstaan van secundaire tumoren. Dat zijn tumoren die ontstaan door eerder ondergane bestralingen. Het gaat dan om jonge vrouwen met borstkanker, jonge mannen met een testiscarcinoom en mensen met lymfeklierkanker.

Tot slot is er een groep waarbij het niet gaat om de bijwerkingen, maar om een mogelijk betere genezingskans. Dat zijn patiënten met tumoren die volgens radiotherapeuten met veel hogere stralingsdoses dan gebruikelijk beter te bestrijden zijn. Die hoge doses worden nu niet gegeven uit angst voor schade aan gezond weefsel. Met protonen zijn ze wel haalbaar.

Als Den Haag definitief groen licht geeft, waarschijnlijk eind dit jaar, kunnen de vier centra gaan bouwen om 2.200 patiënten per jaar te behandelen. Die kunnen er vanaf 2017 terecht. In 2020 wordt bekeken of de capaciteit voldoende is.

Langendijk vermoedt van niet. „Het CVZ heeft becijferd dat in ons land minimaal 3.500 patiënten in aanmerking komen voor protonentherapie. Maar dat getal is gebaseerd op de kankerregistratie van 2005. Rekening houdend met een jaarlijkse groei van 3 procent kom je in 2017 al uit op zo’n 5.000 patiënten. In de ontwerpen voor de meeste centra is dan ook ruimte vrijgehouden voor uitbreiding.”