Nå kommer en helt ny form for stråleterapi som reduserer bivirkningene for kreftpasienter. Det kommer godt med for mange. Bare i år får 35 000 nordmenn kreft. Antallet er dessverre sterkt økende. I løpet av livet vil fire av ti nordmenn få kreft.

Brorparten må i dag igjennom den klassiske og velkjente strålebehandlingen. Her blir svulstene bestrålt med røntgenstråler. Strålene er sterkest i starten og blir svakere og svakere jo lenger ned i vevet de kommer.

– Problemet er at røntgenstråler skader mye av det friske vevet på vei inn til svulsten. Strålingen skader dessuten det friske vevet bak svulsten. Det er derfor svært vanskelig å strålebehandle svulster nær kritiske organer, poengterer universitetets ledende ekspert i medisinsk strålefysikk, professor Eirik Malinen på Fysisk institutt ved Universitetet i Oslo.

• Les også i Forskningsmagasinet Apollon: Mislykket hjernemedisin kan bli effektiv kur mot hjertestans

I enhver strålebehandling er det derfor vanskelig å balansere mellom hvor mye stråling som må til for å drepe kreftcellene og at det friske vevet ikke må bli alvorlig skadet.

– Heldigvis er de friske cellene flinkere til å reparere seg selv etter stråleskader. Denne forskjellen på hvordan friske og syke celler reagerer på stråling, kan vi utnytte ved å dele opp strålingen i mange enkeltdoser. Det er ikke uvanlig å bli strålebehandlet noen minutter hver dag igjennom en hel måned. Vi trenger strålebehandlingen for å ta knekken på den store mengden av kreftceller i selve svulsten, mens medisin skal ta knekken på kreftceller i blodet og i lymfesystemet for å hindre spredning, forteller Malinen.

Protonterapi

Nå får Norge en helt ny og moderne strålebehandling som fører til mindre skader på det friske vevet. Denne nye behandlingen kalles for protonterapi.

– Hovedideen med den nye behandling- en er mindre bivirkninger og færre langtidsskader. Da kan det bli lettere for pasientene å spise og drikke, være sosiale og komme tilbake i arbeid.

Akkurat som i vanlig strålebehandling sendes protonstrålen gjennom det friske vevet for å nå inn til svulsten.

• Les også i Forskningsmagasinet Apollon: Tungregning avslører den genetiske koden til kreft

– Det er likevel en stor forskjell. Røntgenstråling avsetter mest energi i starten. Energien blir mindre og mindre jo lenger inn i vevet strålingen kommer. Protonstråler setter ikke av like mye energi underveis i det friske vevet, men derimot mye energi i og rundt kreftsvulsten, poengterer Malinen.

På et visst dyp, avhengig av energien til protonstrålen, blir mesteparten av energien avgitt innenfor et kort område. Denne energitoppen kalles Braggtoppen.

Ved å variere energien til protonstrålen er det mulig å styre nøyaktig hvor den skal slå ned i svulsten.

Oslo og Bergen

Norge skal nå få to protonterapianlegg, ett i Oslo, rett ved hovedinngangen til Radiumhospitalet og ett på Haukeland i Bergen.

• Les også i Forskningsmagasinet Apollon: Skal behandle kreft med verdens sjeldneste grunnstoff

– Prislappen på hvert av anleggene, inkludert bygg og protonterapimaskiner, er drøyt én milliard kroner. Alt skal stå klart i 2024. Kapasiteten blir 900 pasienter årlig, fordelt på nær 600 i Oslo og 300 i Bergen, slår medisinsk fysiker og seksjonsleder Einar Waldeland ved Oslo universitetssykehus fast.

– Hvor mange liv kan reddes med protonterapi?

– Nei, dette handler først og fremst om å redusere skadene etter kreftbehandling. Lave stråledoser i friskt vev er også viktig for å redusere risikoen for ny kreft i fremtiden, poengterer onkolog Einar Dale på Radiumhospitalet. Han er en av sykehusets fremste eksperter på kreft i hals og hode og har vært en sterk pådriver for å bygge ut protonterapisenteret.

Uheldigvis er normalvevet til barn og unge spesielt følsomt for stråling. Det kan skade veksten, ødelegge funksjoner i kroppen og føre til andre typer kreft på sikt.

– Vi vet at vanlig strålebehandling gir risiko for langtidsbivirkninger og seinskader. Protonbehandling er en mer presis og skånsom behandlingsform siden den i mindre grad rammer normalt, omliggende vev. Derfor er jeg glad for at vi får denne kliniske behandlingen i Norge. Den er spesielt viktig for kreftrammede barn og unge voksne, poengterer rektor Svein Stølen ved Universitetet i Oslo. I 2013, da han var forskningsdekan på Det matematisk-naturvitenskapelige fakultet, satt han i styringsgruppen for «Planlegging av Norsk senter for partikkelterapi».

Det er ikke bare barn som får glede av protonterapi. Den nye behandlingen er også velegnet for pasienter med svulster i bryst, hode, hals, mage, tarm, prostata og i sentralnervesystemet.

Protonterapi vil også kunne brukes som lindrende og livsforlengende behandling.

Slik fungerer protonterapi

Protonstrålene består av protoner. Protoner er hydrogenatomer uten elektroner. Takket være en kraftig akselerator blir protonstrålene sendt inn i pasienten med en enorm hastighet.

Protonene sendes inn i kroppen med en svimlende hastighet på opptil 170 000 kilometer i sekundet i gjennomsnitt. Hastigheten varieres med hvor i svulsten dos- en skal avsettes. Den kan være 100 000 kilometer i sekundet for at protonene skal treffe foran i svulsten, mens den kanskje må være så høy som 150 000 kilometer i sekundet for å få nok energi til å rekke frem og ødelegge den bakerste delen av svulsten.

Når protonstrålen har kommet frem til målet, stopper den opp. Det er en enorm fordel.

– Hvis svulsten ligger nær livsviktige organer som hjerte og nerver, er det viktig å treffe så presist som mulig med minst mulig skade på vevet bak svulsten. Da er protonbehandlingen bra, såfremt protonmaskinen er programmert riktig og at man har valgt det rette nivået på energien til strålene, forteller Malinen.

Det er likevel et men:

– Problemet er at protonterapi kan være følsom for endringer i anatomien. Hvis pasienten skulle svelle eller hovne opp – bare tenk på endringene i bihulene dine om du får slim i dem, må man passe mye mer på hvor strålen avgir energien sin. Dette problemet har vi ikke med dagens strålebehandling. Den viktigste fordelen med protonterapi er at pasienten får lavere stråledoser et lite stykke unna svulstvevet. Men tett ved svulstvevet vil den vanlige behandlingen være like bra, presiserer Einar Dale.

Skader DNA-et i svulsten

Hele poenget, uansett om vi snakker protonbehandling eller den tradisjonelle røntgenbehand- lingen, er å ødelegge DNA-strengene i kreftcellene.

Malinen undersøker, sammen med kollegaer på biofysikk og medisinsk fysikk ved UiO, hvordan DNA-skadene blir på levende celler etter begge behandlingsmetodene. De utfører eksperimentene på syklotronlaboratoriet i kjelleren på Fysisk institutt. Målet deres er å finne ut av hvordan det er mulig å maksimere DNA-skadene i kreftceller.

Forsøkene viser at DNA-skadene er størst rett før protonstrålen stopper. Malinen mener eksperimentene deres viser at dagens protonbehandling i andre land kan bli bedre hvis de tar hensyn til dette.

– Det er ikke nok å innføre protonterapi. Det handler også om hvordan protonterapien brukes. I dag behandles pasienter slik at protonene stopper opp i bakkant av svulsten. Da får man ikke maksimal skade inne i svulsten. Ved å planlegge behandlingen på en annen måte, slik at en større andel av protonene stopper opp inne i svulsten, øker sjansen for å ødelegge kreften. Jeg mener onkologene bør ta hensyn til dette, understreker Malinen.

Fremtidsmulighetene

Selv om det første målet med protonterapien er mindre bivirkninger, ser Malinen også for seg at protonterapien kan brukes til å helbrede flere med vanskelige kreftformer som svært få overlever i dag.

– Stråledosen kan økes fordi bivirkningene er mindre. Men selv om protonterapi blir en viktig del av behandlingen, må den også kombineres med immunterapi og annen medisin. Så dette er en spennende tid. Vi må lære mer av hverandre om hvordan vi kan kombinere de ulike behandlingene for å maksimere effekten.

Med vanskelige sykdommer tenker Malinen blant annet på kreftsvulster i hodet eller nær ryggmargen.

– Slike svulster ligger ofte inntil kritiske organer. Vi kan derfor klare å gi høyere doser sammenliknet med vanlig røntgenterapi.

Einar Dale presiserer at det likevel ikke er sikkert at pasienten vinner på dette hvis prognosene i utgangspunktet er dårlige.

– Vi vet ikke nok, men vi er åpne for å forske på om protonterapi også er egnet for pasienter med dårlige prognoser, forteller Dale.

Historisk kjent

Ideen om protonbehandling er ikke ny. Fysikeren Robert Wilson, som var sentral i utviklingen av atombomben under andre verdenskrig, lanserte ideen om protonterapi i 1946. Åtte år senere ble den første pasienten behandlet ved Berkeley i USA. Den første europeiske pasienten ble behandlet i Uppsala i 1957. Likevel tok det flere tiår før de kliniske sentrene for protonterapi så dagens lys.

– Hvis protonterapi hadde kostet det samme som vanlig strålebehandling, hadde protonterapien blitt innført over en lav sko, sier Einar Dale. I dag finnes det 37 protonsentre i verden. Brorparten av dem er i USA, Tyskland og Japan. Nå kommer Norge etter. Sverige fikk et protonsenter i Uppsala for fem år siden. Danmarks protonsenter i Århus ble åpnet for to år siden.

For å få best mulig resultater av protonbehandlingen, bygges det nå opp flere forskningsmiljøer innen protonterapi i Norge. Malinen leder det ene av dem, Protons contra cancer (PROCCA).

I utgangspunktet bør det kjøres randomiserte studier for å kunne vise at protonbehandling er bedre enn vanlig strålebehandling.

I en randomisert studie skal halvparten av pasientene få den ene behandlingen, mens resten får den andre behandlingen. Det er hele grunntanken i randomiserte studier. Så sammenligner man hvordan det gikk med pasientene.

– Det holder ikke å bruke erfaringene fra protonterapibehandlingene i USA, Tyskland og Sveits. Amerikanske private sykehus, som har behandlet flest med protonterapi, har vært dårlige til å lage kliniske studier. Det er derfor få studier som viser at protonterapi er bedre enn røntgenstråling. For å gjennomføre en slik studie må vi rekruttere mange nok pasienter og følge dem opp i mange år etter behandlingen. Dessuten tar det lang tid å rekruttere pasienter til slike studier, forteller Malinen.

En mulighet er at protonsenteret i Oslo skal samarbeide med protonsentrene i Uppsala og Århus for å finne nok pasienter til en mulig uttesting. Kreftleger har likevel diskutert om det er etisk forsvarlig å gjennomføre en slik studie, så lenge det er åpenbart at protonterapien fører til lavere stråledoser i friskt vev.

– Dette er derfor vanskelig og kilent, sier Malinen.

Må prioritere

Under planleggingen av Norsk senter for partikkelterapi ble det anslått at ti til femten prosent av alle de pasientene som må igjennom strålebehandling, kan ha større nytte av protonbehandling. Her ble det også nevnt at protonbehandling kan være nyttig for minst tusen norske pasienter årlig og at dette antallet kan øke til 1500 i løpet av noen få år.

Det betyr at den kommende kapasiteten på 900 pasienter ikke er stor nok. Legene må derfor prioritere hvem som kan få mest nytte av protonterapi.

– Vi forsøker å sette opp protokoller for å få en idé om hvilke pasienter som kan få nytte av protonterapi. En annen mulighet er at vi lager en behandlingsplan for både dagens strålebehandling og protonterapi og sammenligner dem. Så kan vi plukke ut de pasientene der dosereduksjonen i det friske vevet er over en viss størrelse, forteller Einar Dale.

Onkologene skal også bruke simuleringer til å beregne hvem som skal få protonterapi.

– Alle behandlingene blir på forhånd simulert på en datamaskin for å kunne beregne stråledosen. Disse beregningene skal brukes for å se om pasienten får bedre nytte av protonbehandling, eller om det skal gis vanlig strålebehandling. De fleste pasientene vil likevel ikke oppleve en målbar forskjell, sier Malinen.

Stråling fra flere kanter

For at strålingen skal gjøre mest mulig skade i kreftsvulsten, er dagens teknikk å strålebehandle svulsten fra flere sider. Dette kalles for kryss-ild-teknikk.

– I moderne strålebehandling blir strålingen sendt fra mange kanter inn i pasienten, slik at strålene krysser hverandre der svulsten er. Da får man høyere stråledoser i svulsten og ikke like høye stråledoser rundt. Den moderne strålebehandlingen er blitt veldig god på dette. Dette prinsippet skal også brukes i protonbehandlingen. Også her skal protonstrålene sendes inn fra flere kanter, forteller Malinen.

Selv om de norske protonterapisentrene vil koste over to milliarder kroner, vil den nye behandlingen likevel ikke være så kostbar som fryktet.

I dag er det vanlig med 30 strålebehandlinger over fem til seks uker. Det koster, røft regnet, 100 000 kroner.

– Protonbehandling må også gis daglig og like lenge. Dette vil kanskje koste 300 000 kroner. Det vil si tre ganger så mye. Men estimatene er usikre. Tall fra Danmark indikerer en faktor på bare to. Sammenlignet med annen kostbar kreftbehandling, slik som immunterapi, er ikke protonbehandling så dyrt likevel. Vi er derfor nødt til å se på hele kreftomsorgen under ett når vi skal vurdere kostnadene, poengterer Eirik Malinen.

Denne saken ble først publisert på Forskningsmagasinet Apollo.