Почему протоны лучше фотонов для радиотерапии детей
Елена Владимирова
По планам руководства первого российского клинического центра протонной терапии МИБС, начавшего работу осенью прошлого года на окраине Санкт-Петербурга, не менее половины потока их пациентов должны составлять дети. О том, почему лечение протонами в первую очередь показано онкологическим больным данной категории, изданию рассказывает заведующий отделением радиационной онкологии Медицинского института им. Березина Сергея (МИБС) Николай Воробьев.
– Николай Андреевич, почему считается, что протонная терапия должна применяться в первую очередь для лечения детей с онкологическими диагнозами?
– Действительно, протонная терапия в мире рассматривается как метод, оптимальный для лучевого лечения злокачественных новообразований у детей. Такое убеждение складывается из нескольких факторов.
Прежде всего напомню о повышенной чувствительности растущего организма ребенка к лучевой нагрузке. Противоопухолевый эффект лучевой терапии в большей степени определяется дозой ионизирующего излучения. Но врач все время должен искать баланс между повышением дозы, поставляемой в опухоль, и максимально допустимой нагрузкой на здоровые ткани, чтобы, убивая рак, не навредить больному. Несмотря на технический прогресс, в некоторых случаях методика фотонной терапии не позволяет подвести необходимую тумороцидную дозу таким образом, чтобы избежать тяжелых лучевых повреждений. При лечении детей это может привести к таким осложнениям, как задержки в физическом и интеллектуальном развитии, инвалидизация, возникновение в последующие годы вторичного рака в месте облучения. Иногда уже первичные побочные эффекты при лечении фотонами настолько тяжелы, что вынуждают врачей прервать курс радиотерапии.
Протонная терапия – это новый метод лучевой терапии, который дал врачам возможность наращивать дозу, подаваемую в мишень, одновременно снижая нагрузку на ткани и органы вокруг опухоли. В отличии от других излучений, глубинное распределение дозы для протонов имеет зону медленного подъема с увеличением глубины проникновения, называемую “плато”, за которым следует дозовый максимум, называемый “пиком Брэгга”. Амплитуда этого пика в 3-4 раза превышает дозу на поверхности среды. За пиком Брэгга доза очень быстро падает практически до нуля.
Рисунок 1. Распределение дозы излучения в зависимости от глубины проникновения.
Иными словами, протонная терапия является в настоящее время наиболее мощным средством для получения высокой конформности дозных распределений. Метод позволяет минимизировать побочные эффекты и риски вторичных раков, а потому лучше подходит детям, чем лечение фотонами.
Наконец, третий фактор не имеет отношения ни к медицине, ни к медицинской физике. Это чисто экономический аспект. Центры протонной терапии – крайне дорогостоящие объекты. Соответственно, лечение в них не может стоить дешево. Страховые и государственные фонды США и Европы, возмещающие клиникам стоимость проведения протонной терапии, оценивают в том числе экономическую эффективность лечения. И она очевидна именно в случае лечения ребенка, который, пройдя курс протонной терапии, продолжит нормально расти и развиваться, а через 10-15 лет не заболеет повторно раком.
– Насколько убедительны клинические доказательства преимуществ протонной терапии перед фотонной в лечении детей?
– Протонная терапия – это довольно новый метод лучевой терапии, внедрение которого в клиническую практику началось только в 1990 году. В большом количестве центры протонной терапии начали строиться около 20 лет назад. В настоящее время идет активное накопление опыта клинического применения протонной терапии, в США, Европе, Японии ведутся исследования на эту тему.
Хотя накопленные данные пока не являются всеобъемлющими, они убедительно свидетельствуют о преимуществах протонов перед фотонами в лечении детей. Например, уже есть результаты сравнительного анализа возникновения вторичных радиоиндуцированных раков при лечении опухолей ЦНС протонами и фотонами. Риск этот при традиционной лучевой терапии довольно высок и в литературе оценивается в 10,7%. Вторичные опухоли являются основной причиной гибели пациентов данной группы, преодолевших 10-летний рубеж с момента лечения.
В одном из ретроспективных исследований, проведенных в США, оценивался риск развития вторичных опухолей у пациентов, получавших протонную и фотонную лучевую терапию. В каждую группу было включено более 550 человек. Как оказалось, после облучения протонами частота возникновения вторичных раков составила 6,9 случаев на 1000 пациентов против 10,3 в группе фотонной терапии.
Применение протонной терапии при краниоспинальном облучении также снижает риск развития радиоиндуцированных опухолей. В исследованиях, основанных на математическом моделировании и данных о биологических эффектах ионизирующего излучения, предиктивный риск развития вторичных опухолей оказался в 4 – 10 раз выше, а предиктивный риск смерти от вторичных опухолей в 2 – 5 раз выше при использовании фотонной лучевой терапии по сравнению с протонной. При оценке рисков, связанных с проведением краниоспинального облучения у пациентов с медуллобластомой, было установлено, что вероятность развития вторичных раков при использовании протонной терапии составляет 4%, а фотонной – 30%.
Рисунок 2. Распределение дозы при фотонной (a) и протонной (b) терапии.
Аналогичные сравнительные результаты наблюдаются при лечении ретинобластом, сарком костей и мягких тканей, рабдомиосарком и других злокачественных новообразований. Исследования свидетельствуют о потенциальном преимуществе протонной терапии при лечении хордом и хондросарком основания черепа и скелета, опухолей головы и шеи. Активно изучается роль протонов при раке прямой кишки, желудка, предстательной железы, поджелудочной железы. Полученные результаты должны помочь определить группы пациентов, для которых протонная терапия будет иметь решающее значение в улучшении контроля над заболеванием, повышении общей выживаемости и сохранении качества жизни.
– Как оценивается экономический аспект выбора между протонной и фотонной терапией?
– За рубежом сейчас ведутся серьезные дискуссии на тему включения протонной терапии в страховые программы, а также – на тему определения групп пациентов и нозологий, при которых такое дорогое лечение экономически оправдано. Был проведен ряд исследований на эту тему. Авторы отмечают, что снижение развития постлучевых осложнений при использовании протонной терапии приводит к значительному сокращению финансовой нагрузки на систему здравоохранения за счет уменьшения расходов на лечение осложнений. Значительно реже встречаются такие побочные эффекты как потеря слуха, зрения, кардиотоксичность, развитие радиоиндуцированных опухолей. Экономические расчеты, выполненные в условиях Шведской системы здравоохранения, показали более чем двукратное снижение расходов на лечение постлучевых осложнений в случае применения у детей протонной терапии, в отличии от фотонного облучения.
– В Протонном центре МИБС вы лечите преимущественно детей?
– Мы для себя определили, что хотим, чтобы не менее половины нашего потока пациентов, а это до 800 человек в год, составляли несовершеннолетние. Но, будучи первым в стране клиническим центром протонной терапии, мы, увы, не сможем полностью закрыть потребность в лечении детей этим современным методом. В России ежегодно регистрируется около 6,5 тыс. пациентов младше 18 лет со злокачественными опухолями. В большинстве случаев лучевая терапия является неотъемлемым компонентом, значительно повышая эффективность лечения. С точки зрения сохранения качества жизни, дальнейшего развития ребенка и предотвращения вторичных раков всем детям из этой группы показана протонная терапия.
Зато Санкт-Петербург может стать первым городом не только в стране, но и в мире, в котором все дети с солидными опухолями в соответствии с самыми передовыми протоколами получают лечение протонами. Из бюджета города на 2018 год выделены средства на лечение 100 человек в нашем протонном центре. И, по договоренности с руководством Петербурга, половина этих квот будет отдана детям. Мы сможем фактически закрыть потребность в протонной терапии для маленьких петербуржцев, которым показан этот вид лечения.
