Heidelberger Ionenstrahl-Therapiezentrum (HIT)

Heidelberger Ionenstrahl-Therapiezentrum (HIT)
Mit schweren Ionen gegen Krebs
Im Dezember 1997 hat in Deutschland nach Jahren intensiver Vorarbeiten die Bestrahlung von
Krebspatienten mit schweren Ionen begonnen. Seither konnten am europaweit einzigen
Teilchenbeschleuniger der Gesellschaft für Schwerionenforschung in Darmstadt (GSI), in
Zusammenarbeit mit der RadioOnkologischen Universitätsklinik Heidelberg, Patienten mit
Schwerionen behandelt werden. Sie litten an Tumoren, die gegenüber der herkömmlich eingesetzten
Strahlung sehr unempfindlich sind.
Das Universitätsklinikum Heidelberg errichtet derzeit eine europaweit einmalige Klinikanlage zur
Schwerionentherapie, das sogenannte Heidelberger Ionenstrahl-Therapiezentrum (HIT).
Die Anlage für Schwerionen- und Protonentherapie wird Ende 2007 in Betrieb gehen und eine
Versorgungslücke bei der Behandlung bislang unheilbarer Tumoren schließen. In dem Zentrum
(Baukosten ca. 100 Mio. Euro) sollen etwa 1.000 Patienten überwiegend ambulant behandelt werden.
Heidelberger Ionenstrahlen-Therapie (HIT) - RadioOnkologische Universitätsklinik Heidelberg
Ärztl. Leiter: Prof. Dr. Dr. Jürgen Debus
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Schwerionentherapie
Was macht Schwerionen für die Strahlentherapie so attraktiv?
Die Ionenstrahlung hat besondere physikalische Eigenschaften, durch die sie der herkömmlichen
Photonenbestrahlung überlegen sind. Aufgrund ihrer größeren Masse durchqueren Schwerionen das
Gewebe als geradlinig verlaufendes, scharf begrenztes Strahlenbündel. Die Belastung des
Nachbargewebes durch seitliche Streuung ist deshalb nur gering. Außerdem haben Schwerionen eine
definierte Reichweite im Gewebe. Bei Photonenstrahlen ist die Dosisabgabe in einer Tiefe von
wenigen Zentimetern am größten und fällt dann kontinuierlich ab. Schwerionen hingegen entfalten
erst am Ende ihrer Reichweite ihr Dosismaximum, den sogenannten Bragg-Peak. Danach kommt es zu
einem steilen Dosisabfall auf nahezu null. Gesundes Gewebe, das hinter dem Tumor liegt, wird so
kaum belastet. Durch die Überlagerung von Strahlen verschiedener Energien und Reichweiten kann
der ursprünglich auf wenige Millimeter begrenzte Bragg-Peak verbreitert werden. Tumoren jeder
Größe können so exakt überdeckt werden. Dadurch wird es möglich, die Dosis im Innern des Tumors
im Vergleich zur Photonenbestrahlung deutlich zu erhöhen. Insgesamt steigt so die
Wahrscheinlichkeit, den Tumor zu zerstören, während Häufigkeit und Schwere der Nebenwirkungen
am gesunden Gewebe abnehmen.
Schwerionen sind den Photonen aufgrund ihres wesentlich höheren Energieübertrags im Bragg-Peak
auch in ihrer biologischen Wirksamkeit überlegen: Die Wahrscheinlichkeit, dass das Erbgut der Zelle
aufgrund von Doppelstrangbrüchen in der DNS (Desoxyribonukleinsäure) geschädigt wird, ist
erheblich größer. Genau dies ist die zentrale Voraussetzung für eine Strahlenschädigung, die zum Tod
der bösartigen Zelle führen kann. Im Gegensatz zu Photonen – sie benötigen zur Fixierung eines von
ihnen verursachten Strahlenschadens molekularen Sauerstoff – haben Schwerionen auch auf
sauerstoffunterversorgte, sogenannte hypoxische Zellen, eine starke Wirkung. Dies ist ein
wesentlicher Vorteil, denn in jedem Tumor gibt es hypoxische Areale, bei denen Photonenstrahlung
wesentlich schlechter wirksam ist. Außerdem schädigen Schwerionen auch nicht-teilungsaktive Zellen
stärker als Photonen. Eine Schwerionenbestrahlung kann deshalb auch langsam wachsende Tumoren
mit geringem Zellteilungsindex erfolgreich behandeln. Die Schwerionen, die all diese physikalischen
und biologischen Vorteile am besten auf sich vereinen, sind die Kohlenstoffionen. Sie kommen bei der
GSI und auch im neuen HIT zum Einsatz.
Prinzipiell kommen alle Tumoren für die Ionentherapie in Frage, bei denen mit der herkömmlichen
Strahlentherapie keine befriedigenden Ergebnisse erzielt werden. Die bisher behandelten Patienten
litten überwiegend an fortgeschrittenen Tumoren der Schädelbasis oder der Wirbelsäule, die entweder
nicht oder nicht ausreichend operiert werden konnten. In der Mehrzahl handelte es sich um Chordome
und Chondrosarkome, die aufgrund ihres langsamen Wachstums und ihrer engen Nachbarschaft zu
sehr strahlenempfindlichen Organen (Hirnstamm, Hirnnerven, Augen, Sehnerven, Rückenmark) für
eine Schwerionenbestrahlung prädestiniert sind. Eine vollständige Tumorentfernung und eine
ausreichend hohe Dosierung mit Photonen ist wegen der möglichen Schädigung der strahlensensiblen,
benachbarten Strukturen bei diesen Tumoren oft nicht realisierbar. Auch Patienten mit
Adenoidzystische Karzinomen konnten erfolgreich behandelt werden. Zusätzlich werden
Behandlungen im Rahmen von Studien durchgeführt. u.a. eine Studie bei lokal fortgeschrittenen
Prostatakarzinomen (kombinierte Therapie mit Photonen-IMRT + Schwerionenboost)