PhD dolgozat, Közegészségügyi és Egészségtudományi Kutatások témakörben Semmelweis Egyetem, Budapest, 2002

A sugárterápiás dóziseszkaláció és a kombinált kezelések lehetőségei a malignus gliomák posztoperatív ellátása során. Kísérletes és klinikai eredmények. PhD dolgozat, Közegészségügyi és Egészségtudományi Kutatások témakörben Semmelweis Egyetem, Budapest, 2002 dr. Mangel László Csaba, Országos Onkológiai Intézet Témavezető: Prof. Dr. Hidvégi Egon, Országos Sugárbiológiai Intézet Programvezető: Prof. Dr. Sótonyi Péter, Országos Igazságügyi Orvostani Intézet Munkahelyi vezető: Prof. Dr. Németh György, Országos Onkológiai Intézet In memoriam Bölcsházy András

Szigorlati bizottság: Prof. Dr. Makó Ernő, SE, Radiológiai Klinika Dr. Naszály Attila, Fővárosi Onkoradiológiai Központ Dr. Sipos László, Országos Idegsebészeti Intézet Hivatalos bírálók: Prof. Dr. Dóczi Tamás, PTE, Idegsebészeti Tanszék Prof. Dr. Mózsa Szabolcs, SE, Radiológiai Klinika Vizsga bizottsági elnök: Prof. Dr. Makó Ernő, SE, Radiológiai Klinika Vizsga bizottsági tagok: Prof. Dr. Irtó István, SE, Radiológiai Klinika Dr. Csere Tibor, PTE, Sugárterápiás Tanszék 2

GYAKRABBAN ELŐFORDULÓ RÖVIDÍTÉSEK: AL: after-loading (utántöltés) BED: biológiailag effektív dózis BCNU: bichloro-nitrosourea CVF: critical volume fraction (kritikus térfogati egység) CVF-MD: kritikus térfogati egység-minimális dózis DBD: dibromodulcitol GBL: glioblastoma multiforme GM-CSF: granulocyta-makrofág kolónia stimuláló faktor HDR: high dose rate (magas dózisteljesítmény) HU: Hounsfield unit IBED: integrál biológiai effektív dózis ILS: increased life span (százalékosan növekedett élettartam) KIR: központi idegrendszer KPS: Karnofsy Performance Score LD10: 10 %-ban letális dózis LDR: low dose rate (alacsony dózisteljesítmény) LQ: linear-quadratic MST: mean survival time (átlagos túlélési idő, kísérleti állatoknál) RPA: recursive partitioning analysis TNM: tumor- nyirokcsomó- távoli metasztázis V-BED54: 54 Gy biológiailag ekvivalens dózisban részesülő szöveti térfogat 3

TARTALOMJEGYZÉK I. Rövidítések 3 II. Bevezetés 5 a, a malignus gliomák kezelése b, a jelen vizsgálatok előzményei 11 III. Célkitűzések 16 IV. Módszerek 18 a, a laboratóriumi vizsgálati módszerek b, a háromdimenziós sugárbiológiai dózisszámolás módszere 22 c, a klinikai dóziseszkaláció lehetőségei 27 d, a mellékhatások ellenőrzése, a CT-denzitometria módszere 32 V. Eredmények 38 a, a röntgen besugárzással kombinált kemoterápia és immunterápia hatása gliomás kísérleti állatok túlélésére b, a dóziseszkaláció lehetőségeit meghatározó normál szöveti sugárterhelés elemzése a hagyományos és a modern besugárzási technikák mellett 49 c, a szövetközi boost besugárzás, a forszírozott hypofrakcionált külső sugárkezelés és az adjuváns kemoterápia hatása glioblastomás betegek túlélésére 53 d, a korai sugárterápiás szövődmények megelőzésének eredményei 58 VI. Megbeszélés 60 VII. Következtetések 82 VIII. Köszönetnyilvánítások 84 IX. Irodalomjegyzék 85 X. Saját közlemények jegyzéke 95 XI. Összefoglaló magyar és angol nyelven 98 4

BEVEZETÉS: A malignus gliomák kezelése: A malignus gliomák, és különösen a betegségcsoport legnagyobb részét kitevő glioblastoma multiforme kezelése mind az idegsebészeti, mind az onkológiai ellátás egyik legreménytelenebb feladata. Maximálisan radikális műtét, radioterápia és kemoterápia mellett a várható medián túlélés glioblastománál (GBL) mindössze 8-11 hónap, anaplasticus vagy malignus astrocytománál (A3) különböző szerzők szerint 16-36 hónap. A 2 éves túlélés aránya glioblastománál 10 % alatt várható, és a legtöbb tanulmányban A3-nál sem éri el az 50 %-ot. A betegségcsoport két másik, ritkábban előforduló típusánál, a malignus oligodendrogliománál (O3), és a malignus ependymománál (E3) valamivel jobbak a terápiás eredmények, azonban a tartós, tünetmentes túlélés ezen daganatokban szenvedő betegeknél is csak ritkán érhető el (1. táblázat). Amennyiben malignus gliomás betegeknél a kezelések nem, vagy csak korlátozottan kivitelezhetők, akkor a diagnózistól számított mindössze néhány hónap teljes túléléssel számolhatunk, és a betegek ezt a rövid időtartamot is a mindennapos funkciók jelentős korlátozottsága mellett szenvedik végig (21,47,78,127). 1. Táblázat: Gliális eredetű daganatoknál várható 2 és 5 éves túlélés 2 éves túlélés 5 éves túlélés Piloid astrocytoma (A1) ~90 % 75-85 % Low grade astrocytoma (A2) 45-75 % 35-65 % Anaplasticus astrocytoma (A3) 20-45 % 15-30 % Glioblastoma multiforme (GBL) 5-10% 2-3 % Low grade oligodendroglioma (O2) ~80 % ~65 % Malignus oligodendroglioma (O3) ~60 % ~40 % Ependymoma (E2-3) ~80 % 50-65 % 5

A kórkép alakulását több beteget (életkor, nem, általános állapot, kísérő betegségek) illetve betegséget (szövettani grádus, lokalizáció, epilepsziás tünetek fennállta, neuropszichiatriai tünetek) jellemző prognosztikai faktoron (2. táblázat) túl a lehetséges sebészi és onkológiai kezelések agresszivitása szabja meg (70,97,127). 2. Táblázat: A legfontosabb (és előnyös) prognosztikai faktorok gliális tumoroknál Alacsonyabb szövettani grádus, fiatal életkor, jó neuropszichiatriai állapot, radikális műtéti ellátás, teljes dózisú sugárkezelés, régóta fennálló tünetek, epilepsziás rosszullétek, Szteroid dependencia hiánya, női nem, középvonali infiltráció hiánya, körülírt tumor térfogat, oligodendroglioma komponens, CT-n kontraszthalmozás hiánya, ellátó intézet felkészültsége, stb. A műtéti ellátás radikalitásának azonban gátat szabhat a daganat elhelyezkedése, vitális vagy elokvens régiókhoz közeli elhelyezkedése, a gliomák infiltratív jellege, a mindig bizonytalan szöveti határok és a makroszkópos tumoron túl megjelenő malignus sejtek léte. Sokszor az idegsebészeti műtőben csak a térfoglalás megszüntetése, citoreduktív sebészet vagy kizárólag a sztereotaxiás szövettani mintavétel lehetséges. A további onkológiai kezelés tehát elkerülhetetlen (47,127). A műtétet követő frakcionált külső besugárzás az egyetlen evidenciákon alapuló és 30 éve elfogadott rutin kezelési eljárás, amely randomizált klinikai vizsgálatok alapján szignifikáns élettartam növekedést eredményez (5,126,127). Így a mai napig a javasolt posztoperatív ellátás avagy a malignus gliomák arany kezelési standardja a 60.0 / 2.0 Gy összdózisú frakcionált külső sugárterápia (127,VIII). A gliomák más daganatokhoz képest fokozott sugárrezisztenciája miatt azonban a perkután sugárkezelés is csak néhány hónap átlagos élettartam hosszabbodást biztosít. Ezért az agydaganatok besugárzásával foglalkozó onkoradiológus szakemberek az elmúlt években, évtizedekben számtalan új kezelési protokoll kialakítását kezdeményezték, sajnos egyelőre még csak korlátozott eredménnyel (5,63,102,78,XIII). 6

A malignus gliomáknál a kemoterápia csak mérsékelt effektust mutató terápiás eljárás (5,29,90). A citosztatikumok adása az elmúlt évek tanulmányai, illetve nagy összefoglaló közlemények alapján is legfeljebb 1-2 hónap medián túlélést eredményez (1,29,77,78). A legtöbb tanulmány szerint nem javul a kezelés hatékonysága több citosztatikus gyógyszer együttes adása, vagy az ún. neoadjuváns alkalmazása esetén sem (24,35,52,77,87,94). Nem javított eddig az eredményeken a gyógyszeradagolás módjának változtatása, így nem hozta meg a várt hatást az intraarteriális, az intratumorális, az intraoperatív vagy az intrathecalis kemoterápia sem (5,24,47,94). Az eredménytelenség hátterében feltételezik a véragy-gát védekező mechanizmusát, kapilláris keringési zavarokat vagy direkt gliális sejt rezisztenciát (5,25,78,125). Így a malignus gliomák esetében még a mai napig nem eldöntött kérdés, hogy vajon a kemoterápiát szükséges-e a rutin kezelésbe bevonni. A mindennapos klinikai gyakorlatban citosztatikus kezelést kiújulás eseteiben, a jobb általános állapotú és prognózisú betegeknél végzünk. Az elmúlt 1-2 évben közölt látványos klinikai eredmények, új gyógyszerek megjelenése és újabb kezelési protokollok azonban lehet, hogy változtatnak ezen a szemléleten (36,78,89,94,111,112). A terápiás sikertelenségek miatt, a konvencionális onkoterápiás hármas (műtét, sugárterápia, citosztatikumok) mellett számtalan egyéb, orvosi, orvos-biológiai vagy természetgyógyászati kezelési modalitás került kipróbálásra a malignus gliomák esetében. Különösen igaz ez a glioblastoma multiforme szövettanú agydaganatban szenvedőkre, hiszen ebben a betegségben mind az orvosi, mind a közgondolkodás szerint nincs semmi veszítenivaló, mindent meg lehet és meg kell próbálni. Így komoly irodalma van az immunterápiának, a hormonterápiának, a hőkezelésnek, a különböző kapilláris újraképződést gátló szereknek, non-szteroid gyulladáscsökkentő szereknek, esszenciális zsírsavaknak, zsírban oldódó vitaminoknak, flavonidoknak, antioxidánsoknak, az ún. metallo-proteináz gátlóknak, a különböző természetes immunrendszeri stimulánsoknak és sok egyéb terápiás próbálkozásnak (24,78,87,103,133). A fenti kezelések közül az immunterápia 2-3 évtizede kutatott, de a neuroonkológiában a mai napig csak mérsékelt effektust mutató terápiás eljárás (10,74,94,103,106,128). Az immunológiai célzatú kezelések közül meg kell említeni a tumor sejtekkel történő autovakcinációt, a különböző citotoxikus sejtek, citokinek, tumor nekrózis faktorok szisztémás vagy daganatba való bejuttatását, vagy a különböző toxikus ligandokkal 7

kötött tumor specifikus antitestek felhasználását (74,84,94,103). Az immunterápiával egyelőre elért szerény eredményeket magyarázzák a központi idegrendszer sajátos immunológiai státuszával, a tumor asszociált antigének elégtelen kifejeződésével, a glioma sejtek által termelt citokinek immunszupresszív hatásával és lokális keringési, gyógyszereloszlási zavarokkal (85,94,128). Az eredmények javításának szükségessége egyértelmű a malignus gliomák esetében. Ez a sugárterápiás szakember szemszögéből nézve elvileg két módon érhető el, vagy a sugárterápia fizikai, illetve biológiai dózisának növelésével, vagy valamilyen szisztémás terápiás modalitás rutin kezelésbe való bevonásával. Az elmúlt 2-3 évtizedben számtalan klinikai vizsgálat történt a sugárterápia hatásfokának növelése céljából, jelentős élettartam növekedést azonban eddig csak szelektált beteganyagon tudtak elérni, a betegek döntő többségét illetően a komoly eredmények még váratnak magukra. Több szerzőcsoport egymástól független eredményei alapján glioblastoma esetében jelenleg túlélés növekedés olyan, jobb prognosztikai csoportba tartozó betegeknél érhető el, akiknél kisebb, nem középvonali elhelyezkedésű tumor mellett a külső sugárkezelés után kiegészítésként, ún. boost -ként elvégezhető a szövetközi irradiáció vagy sztereotaxiás pontbesugárzás (12,66,80,107,108,XIII). Ezen vizsgálatok azonban mindig csak válogatott betegeknél és nem randomizáció alapján történtek, így az említett boost beavatkozások valós értékének megítélése és pontos kritériumainak meghatározása még várat magára (31). A sugárterápiás infrastruktúra és az informatika dinamikus fejlődése miatt legújabban a 3-dimenziós (3D) CT-MRI alapú sugártervezés, a mind pontosabb céltérfogat meghatározás és a konformális besugárzási technikák széleskörű bevezetése hozott új lehetőségeket az optimális sugárterápiás módszerek kidolgozására (41,60,67,102,III,IV,V,VII,IX,XVII). A fokális sugárterápiás módszerek elterjedését azonban nem csak a technikai fejlődés eredményének, hanem egy jelentős onkoterápiás szemléletbeli változásnak is tulajdoníthatjuk. A betegek CT-MRI alapú követése bizonyította, hogy a malignus gliomák kiújulása a műtéti radikalitástól és az onkológiai kezelésektől, így a besugárzástól is függetlenül szinte mindig a kiindulási régióban következik be (32,63,69,82,102). Az egyértelműen más agyi régiókban történő független daganatos kialakulás eshetősége kamrákba nem törő gliomáknál minimális. A lokális relapszusok igen magas aránya tehát igazolja a fokális besugárzás létjogosultságát, de egyúttal jelzi a malignus gliomák nagyfokú 8

terápia rezisztenciáját, és újabb módszerek, újabb dóziseszkalációs protokollok kidolgozásának szükségességét (63,102). Természetesen ez a gondolatmenet nem áll teljes ellentmondásban azzal a neuropatológiai alaptétellel, miszerint a kóros glia transzformáció az egész központi idegrendszer (KIR) betegségét jelenti (47,63,102). A fehérállományi rostok mentén gyorsan növekvő gliomák sokszor a középvonali képleteken keresztül átterjednek a másik féltekére és szinte az egész agyállományt beszűrhetik. Ismeretes az is, hogy malignus sejtek találhatók több centiméter távolságban az elsődleges daganattól (96). Mégis a távoli mikroszkópos manifesztációkból jóval ritkábban alakul ki első recidíva, mint a műtéti terület környezetében visszamaradó glioma sejtekből. A malignus gliomák ezen kettős tulajdonságát, miszerint egyszerre jelentik az agyállomány lokális és diffúz betegségét, régebben a teljes koponyaűri besugárzással, majd a kezelés legvégén kiszolgáltatott lokális, boost kiegészítéssel próbálták feloldani. Ezt a gyakorlatot mind a mai napig sok sugárterápiás centrumban még mindig elfogadják (91,127). A neurotoxicitás fokozott kockázata miatt azonban a kiterjesztett mezős besugárzás gátat szab mind a további sugárterápiás dóziseszkalációnak, mind a kemoterápia rutinszerű alkalmazásának. Nézeteink szerint hatékonyabb lehet egy olyan terápiás stratégia, amely intenzív fokális sugárkezelésből és kombinált szisztémás terápiás modalitásokból áll. A sugárterápiás dóziseszkaláció szükségességét az magyarázza, hogy az eddig alkalmazott kezelési stratégiák mellett még mindig a lokális relapszusok jelentik a betegség progressziójának első jelét. A fokális besugárzás alkalmazásával számottevően csökken az ép agyállomány sugárterhelése még magasabb dózisok előírása mellett is, így mind a helyi, mind az általános idegrendszeri mellékhatások, szövődmények kialakulásának az esélye jelentősen csökken (37,60,XVII). Így több lehetőség adódik különböző fokális sugárterápiás dóziseszkalációs protokollok kidolgozására, és jóval kisebb kockázattal vonhatjuk be a szisztémás terápiás eljárásokat a rutin kezelésbe (102). Ez utóbbi jelentheti a radiokemoterápiát vagy éppen az immunterápiát. A kemoterápia hatásfokát javíthatja az újabban kifejlesztett citosztatikumok használata, az eddig szintén kevéssé hatékony immunológiai kezeléseket pedig már géntechnológiai módszerekkel lehet eredményesebbé tenni. Elméletünk szerint a magasabb biológiai dózisú fokális sugárterápia tartósabb lokális kontrollt biztosít, a szisztémás kezelések pedig a 9

besugárzás lokális hatásának fokozása mellett a kezelési mezőn kívüli kiújulásokat is hivatottak megelőzni (29). Az intenzív fokális sugárterápia mellett pedig az eddig alkalmazott kemoterápiás szerek is új szerepkörbe kerülhetnek. A malignus gliomák esetében azonban nem csak a betegség prognózisa, illetve a túlélési esélyek kétségbe ejtők, hanem a betegeknek és a hozzátartozóknak számtalan, az idegrendszer morfológiai vagy funkcionális károsodása okozta kellemetlenséggel vagy éppen a kiegészítő neurológiai gyógyszerek mellékhatásaival kell megküzdeniük. A mozgáskészség és a beszédkészség romlása, különböző percepciós zavarok kialakulása a betegek mindennapját nehezítik meg, a pszichés státusz megváltozása pedig már a környezet teherbíró képességét is maximálisan igénybe veszi. A korszerű szemléletű onkológiában pedig a betegek életminősége, az ún. quality of life legalább olyan fontos tényezőnek számít, mint az élettartam minden áron való meghosszabbítása. Ezt az életminőséget pedig nem szerencsés a terápiás beavatkozások okozta mellékhatásokkal, szövődményekkel tovább rontani. Így feltétlen szükséges egy mellékhatás ellenőrző és megelőzési rendszer kifejlesztése, főleg akkor, ha újabb terápiás stratégiát szándékozunk kialakítani. Az agydaganatok sugárkezelése során az ödémaképződés és az előrehaladott agyvizenyőhöz csatlakozó koponyaűri nyomásfokozódás okozza a legtöbb neurológiai szövődményt (14,100,I,XII,XVIII). Nem kontrollált, előrehaladott agyvizenyő, illetve a következményes neuropszichiatriai állapotromlás miatt sokszor válik szükségessé a sugárkezelés átmeneti szüneteltetése, de az is előfordul, hogy a tervezett dózis elérése előtt véglegesen be kell fejezni a terápiát. Sok központban preventív céllal már eredendően kortikoszteroid medikáció védelmében folytatják a besugárzást. Azonban az agytumoros betegek egy jelentős része szteroid dependenssé válik. A tartós kortikoid kezelés mellékhatásai közismertek, és a betegség prognózisa szempontjából is hátrányos a szteroid hatás (54,97). A kemoterápia és az immunterápia alkalmazása mellett sem szerencsés a kortikoszteroidok használata (5,84,94), ezért célszerűnek látszik egy alternatív gyógyszeres dehidrálási protokoll kidolgozása. Természetesen mind experimentális, mind klinikai vizsgálatok szükségesek a dóziseszkaláció módszereinek kidolgozására és az egyes modalitások kombinálhatóságának megítélésére. Az előnyös kölcsönhatások mellett a különböző modalitások gátolhatják egymás hatását, így fontos a kezelések időrendiségének pontos kidolgozása. Az intenzív 10

kombinált kezelési stratégiák miatt a mellékhatások megelőzése és az optimális adjuváns neurológiai gyógyszerelés kidolgozása is feltétlen szükségesnek látszik. Ezen összetett klinikai cél érdekében, mind az alapkutatásban, mind a klinikai modellezésben, mind magában a gyógyításban számtalan vizsgálatot kell elvégezni. Jelen vizsgálatok előzményei: A Magyarországon kifejlesztett alkiláló citosztatikumok, a hexitolok, és közöttük is elsősorban a dibromodulcitol (DBD, Elobromol, Mitolactol) többféle daganat kezelésében játszottak fontos szerepet az elmúlt 2 évtizedben (26). A DBD zsíroldékonysága és alacsony molekula tömege miatt könnyen átjut a véragy-gáton, és mind laboratóriumi mind humán adatok alapján kumulálódik a központi idegrendszerben (19,115). A DBD posztoperatív sugárkezeléssel együtt alkalmazva malignus gliomák ellátásában is eredményesnek mutatkozott, bár a két modalitás között előnyös kölcsönhatás főleg anaplasticus astrocytomáknál jelent meg (2,40). A rutin klinikai gyakorlatban a mai napig a nitrozóureákat, és azon belül is a carmustint (BCNU) alkalmazzák leggyakrabban a gliális daganatok adjuváns, illetve salvage ellátásában (78,90). Experimentálisan mind monoterápiában, mind röntgen besugárzással kombinálva a BCNU az egyik legtöbbet vizsgált szer (48,124,130). Kísérletes körülmények között, több glioma modellen is a BCNU egyértelműen potencírozza a besugárzás hatását (48,130). A klinikumban az eredmények már változók, glioblastománál látványos terápiás hatást csak egy újabb keletű közlemény jelez (89). Legújabban a malignus gliális tumorok, mind salvage, mind adjuváns ellátásában a leghatékonyabb kemoterápiás szernek a temozolamid (Temodal) bizonyult (104,111). A legújabb kutatások szerint a posztoperatív sugárkezeléssel szimultán alkalmazva, glioblastomás betegeknél a várható élettartam több hónappal növekszik, igaz a Fázis III vizsgálat eredménye még várat magára (112). A temozolamid az elmúlt egynéhány évben Magyarországon is hozzáférhető gyógyszer lett, és az első eredmények igazolják a hatékonyságát relapszusban lévő malignus gliomás betegeknél (104). A temozolamid aktív metabolitja pedig a procarbazin, mely vegyület több gyógyszeres kombináció alapja, főleg a malignus oligodendrogliomák ellátásában (1,5,55,78). 11

A sugárterápiás infrastruktúra fejlődése, a konformális technikák rutinszerű használata mellett a radiokemoterápia új fejezete nyílhat meg, akár a régebben ismert, akár az új citosztatikumokat használjuk fel. Ezért több kemoterápiás szer röntgen besugárzással kombinált hatásának elemzése is célszerűnek látszik kísérletes körülmények között. Így akár a közelmúltban használatos DBD, akár a jelenleg leggyakrabban alkalmazott BCNU, akár a jövő citosztatikumának tekinthető temozolamid, illetve annak aktív metabolitja, a procarbazin esetében is fontos a kölcsönhatások vizsgálata. A géntechnológia fejlődése az immunterápia gyakorlatában komoly előrelépést jelenthet (5,78,X). Az immunválasz fokozható különböző citokinek vagy fehérvérsejt növekedési faktorok, például interferon (IF), interleukin (IL), granulocyta-makrofág kolónia stimuláló faktor (GM-CSF) vagy tumor nekrózis faktor (TNF) jelenlétében (X). A citokin termelő géneket virális vektorok segítségével magukba a glioma sejtekbe is bejuttathatjuk, így biztosítva a tumor asszociált antigének szimultán jelenlétét. Ezen géntechnológiai módszer felhasználásával, illetve sterilizált autológ glioma sejtek visszaoltásával a gazdaszervezet aktív immunizálását érhetjük el. Az immunterápia a hatékonyság növelése céljából kombinálható az eddig is alkalmazott terápiás modalitásokkal, pl. sugárkezeléssel. Azonban a klinikai alkalmazás előtt mindenképpen szükséges a röntgen besugárzás és az aktív immunizálás együttes hatásának vizsgálata agytumoros állatokon. A posztoperatív sugárkezelés hatékonysága elméletileg javítható a kiszolgáltatott fizikai vagy biológiai dózis emelésével. Említettük, hogy bizonyos betegeknél kivitelezhető a szövetközi vagy sztereotaxiás boost kiegészítés, és ez több klinikai tanulmány alapján is az élettartam egyértelmű növekedését vonja maga után. Azonban ezen beavatkozások a betegek csak kisebb részénél, harmadánál-negyedénél végezhetők el (66,XIII). Keresni kell tehát a dóziseszkaláció egyéb formáit. A mindennapos sugárterápiás klinikai gyakorlatban, illetve a frakcionált külső besugárzásnál a dóziseszkaláció történhet az összdózis emelésével, vagy más módon, a biológiai hatást átalakítva a frakcionálás változtatásával. A kiszolgáltatott dózis a frakcionálás változtatása nélküli, akár 90-100 Gy dózisig történő emelése a malignus gliomáknál nem hozta meg a várt eredményt, és magát a sugárkezelési kurzust is túlzottan elhúzódóvá tette (70,75,117). Más daganatoknál, elsősorban a laphámsejtes rákoknál, a sugárbiológiai szempontból előnyösebb, ún. terápiás indexet javító, hyperfrakcionált 12

(alacsonyabb egyszeri dózisokat kiszolgáltató), akcelerált (napi több kezeléssel járó) sugárkezelési módszerek jelentősen javítják a sugárterápia eredményeit, és mindeközben lerövidítik a terápiás kurzus idejét. A malignus gliomáknál azonban a hyperfrakcionálás nem jár terápiás haszonnal, akár önmagában, akár kombinációkban alkalmazzuk (7,8,9,17,76,79,86,113,129). A konvencionális és a hyperfrakcionált kezelési sémák klinikai eredménytelenségének hátterében valószínűleg a gliomák kifejezett sugárrezisztenciája, és a más tumoroknál alacsonyabb α/ß hányadosa (sugárreakcióra jellemző szöveti állandó) állhat (38,39). Mindezek alapján felmerülhet, hogy a malignus gliomáknál sugárbiológiai szempontból szerencsésebb egy hypofrakcionált (magasabb egyszeri frakciókat használó) kezelési séma. Az ép idegszövetek azonban a szintén igen alacsony α/ß hányadosuk miatt fokozottan érzékenyek az egyszeri magas frakciókra, ezért egészen a legutóbbi időkig a neuro-onkológiai klinikai gyakorlatban hypofrakcionálást mindig csak palliatív céllal és jelentős dóziscsökkentéssel alkalmazták (8,42,51), és egy korszerűbb sugárbiológiai szemlélet csak néhány újabb tanulmányban jelenik meg (43,76). A CT alapú tervezés és a modern, háromdimenziós (3D) konformális besugárzási technikák a normál és a daganatos szövetek fokozottabb elkülönítését biztosítják. A koponyaűri daganatok különösen alkalmasak a 3D fokális kezelésekre, hiszen az agykoponya elhelyezkedése miatt a sugárnyalábokat nonkoplanarisan, a tér különböző irányaiból léptethetjük be, más szervek komoly sugárterhelése nélkül (2. a-b ábra). Ezen technikai lehetőségek birtokában, egyszerű térgeometriai megfontolások alapján felmerülhet, hogy a normál szövetek kímélése mellett, a napi frakciódózisokat úgy emelhetjük, hogy az összdózist nem kell csökkenteni. (A hypofrakcionálás definíció szerint az összdózis csökkentésével jár együtt.) Így egy új dóziseszkalációs módszert alakíthatunk ki. A kérdést azonban megoldani, feltételezésünket bizonyítani csak 3D sugárbiológiai dóziseloszlási vagy ún. izoeffekt modellek segítségével és a normál szöveti sugárterhelés vizsgálatával lehetséges (XI). Egy ilyen 3D sugárbiológiai modell megalkotása után lehetséges megítélni, hogy a hagyományos kétdimenziós (2D) sugárkezelési feltételekkel és a konvencionális 2 Gy-es napi frakcionálással szemben a 3D konformális besugárzás valóban biztosítja-e a frakciódózisok növelésének lehetőségét. Tekintettel az agytörzsi képletek központi elhelyezkedésére, a fokozott sugárérzékenységükre (15,22,27), illetve itt az esetleges szövődmények ellátási nehézségeire, a legcélszerűbb ezen szervek vizsgálata a különböző sugárterápiás technikák 13

elemzésénél. Amennyiben pedig a normál szövetek, adott esetben az agytörzs sugárterhelése a megengedhető mértéken belül marad, akkor az új technika biztonsággal alkalmazható. Magyarországon kb. 6 éve állnak rendelkezésünkre 3D konformális besugárzási technikák. A modern konformális módszerek birtokában az elmúlt 4-5 évben már több glioblastomás beteg részesülhetett magasabb biológiai dózisú sugárkezelésben. Kisebb, körülirt, a koponyacsont felszínéhez közeli tumoroknál, hasonlóan más centrumok gyakorlatához, a konvencionális dózisú és frakcionálású külső besugárzást követő ún. szövetközi boost kiegészítést végeztünk. Mi az osztályunkon a legegyszerűbben kivitelezhető egyszeri HDR (high dose rate) AL (after-loading) technikát részesítettük előnyben (IV). 4-5 cm-nél nagyobb, a középvonali képletekhez közelebb található vagy azokat részben infiltráló daganatoknál pedig az osztályunkon kifejlesztett dózis csökkentés nélküli hypofrakcionált, forszírozott perkután ellátást választottuk, 60 Gy összdózissal és 2.25 vagy 2.5 Gy napi frakciókkal (XI,XIII,XIX,XXII). Más betegeknél pedig a kezelőorvos gyakorlatának, illetve egyéni döntésének megfelelően a hagyományosan elfogadott 60 (54-66) Gy összdózisú, 2 Gy napi frakcionálású sugárterápiát végeztük el. Természetesen ezen esetekben is kihasználtuk a modern technika és sugártervezés vívmányait, hiszen így a mellékhatások, szövődmények kialakulásának esélyeit jelentősen lehetett csökkenteni. Randomizált klinikai vizsgálatot még nem indítottunk, de az első tapasztalatok elemzésre érdemlegesek, hiszen a dóziseszkalációs kezelések eredményessége így, retrospektív módon is összehasonlítható a hagyományos kezelések hatásával úgy, hogy egy azonos időszakban a technikai feltételek teljesen azonosak voltak a két betegcsoportnál. Az elmúlt években a malignus gliomák adjuváns kemoterápiás kezelése nem tartozott a rutin eljárások közé. Ez a kemoterápia minimális effektusának és a várható szövődményeknek volt betudható. A kemoterápiás kezelést a legtöbb esetben kiújulásnál, jobb prognózisú és életkilátású betegek esetében alkalmaztuk. Ez a mindennapos gyakorlatban azt jelentette, hogy a fiatal, jó neuropszichiatriai státuszú és főleg a malignus astrocytomás betegeknél történt meg a salvage kemoterápia. Azonban a fokális besugárzás elterjedése, a fentiekben részletezett szemléletváltás, illetve a legutóbbi időszakban megjelent és eddigi szereknél hatékonyabbnak tűnő temozolamid gyakorlati elérhetősége miatt mind több betegnél volt lehetséges a kemoterápia 14

használata. Így az első évek tapasztalata alapján már viszonylag nagyobb számú glioblastomás betegnél nyílt lehetőség arra, hogy felmérjük részben a citosztatikumok (temozolamid és nitrozóureák) túlélésre gyakorolt hatását, sőt azt is, hogy a sugárterápiás dóziseszkaláció és a kemoterápia együttes használata mennyiben befolyásolja a betegség alakulását. Az első tapasztalatok alapján pedig egy prospektív randomizált klinikai tanulmány alapjait fektethetjük le. A sugárkezelés során nem is ritkán jelentkező neurológiai státuszromlás megelőzése érdekében régi igény egy ödéma-ellenőrzési rendszer kifejlesztése. Különösen akkor fontos a mellékhatások fokozott kontrollálása, ha intenzívebb sugárkezelési módszereket használunk. Intézetünkben a 90-es évek elején a sugárkezelés alatt álló agytumoros betegeknél állapotromlás esetén a periventricularis fehérállomány denzitásának mérésével történt az agyödéma mértékének meghatározása (64,118). Ezt a módszert kívántuk továbbfejleszteni, azzal a céllal, hogy vizuálisan is könnyen értékelhetővé váljon az ödéma-viszonyok változása. A diffúz, periventricularis vizenyőképződés mellett fontosnak éreztük a perifokális viszonyok változásának megítélését is, hiszen sokszor éppen a túlzott mértékű perifokális vizenyőképződés okozza a beteg számára legsúlyosabb tüneteket, például a mozgás- vagy beszédzavar fokozódását. A különböző dehidráló kezelések hatékonyságának felmérése is fontos, ugyanis az eddig alkalmazott dehidrálási módszerek az intézetek és kezelőorvosok személyétől függően igen eltérőek voltak. Ezért alakítottuk ki CT denzitometriás követési rendszerünket, a problémamentes sugárkezelés kivitelezéséhez, és az agyödéma ellenes optimális terápiás stratégia kialakításához (I,II,XII,XVIII,XX). Jelen tanulmány során így a következő kérdésekre kerestük a választ: 1. vajon kísérletes körülmények között valóban eredményesen kombinálhatók a szisztémás kezelések (kemoterápia és immunterápia) a besugárzással, 2. modellezhető-e egy minden betegnél kivitelezhető új fokális dóziseszkalációs eljárás, 3. milyen klinikai eredményekkel járt az elmúlt években alkalmazott sugárterápiás dóziseszkaláció és a kiegészítő kemoterápia, 4. és végül létrehozható-e egy noninvazív és egyszerűen alkalmazható mellékhatás ellenőrzési módszer. 15

CÉLKITŰZÉSEK: 1. Az egész idegrendszer megbetegedését jelentő, de helyi kiújulásra hajlamos malignus gliomáknál a teljes koponyaűri besugárzás alternatívájaként egy újabb, kombinált és lokálisan agresszívebb terápiás stratégia kialakítása. 2. Az optimális fokális besugárzás módszereinek kidolgozása, és a kombinált kezelési modalitások hatásosságának kísérletes és klinikai bizonyítása. 3. In vivo kísérletes körülmények között glialis tumoroknál a kombinált sugaras és kemoterápiás kezelés előnyös kölcsönhatásának elemzése, és így gliomáknál a radiokemoterápia elvi alapjainak bizonyítása. 4. Kísérletesen a dibromodulcit sugárérzékenyítő hatásának bizonyítása, és a kétféle terápiás modalitás alkalmazása között eltelt idő ( timing ) szerepének a vizsgálata. 5. A neuroonkológiában leggyakrabban alkalmazott citosztatikumok, a nitrozóureák röntgen besugárzással való együttes alkalmazásának vizsgálata kísérletes körülmények között. 6. A temozolamid aktív metabolit, a procarbazin és a röntgen besugárzás kölcsönhatásának vizsgálata gliomás egereken. 7. Az agyi sugárkezeléssel kombinált aktív immunizálás -illetve a citokin termelő gén bevitel- tumor növekedést gátló hatásának vizsgálata. 8. A biológiai dóziseszkaláció kialakításához szükséges háromdimenziós sugárbiológiai illetve ún. izoeffekt dóziseloszlási rendszer megalkotása, amely alkalmas a különböző besugárzási tervek és a különböző frakcionálási módszerek összehasonlítására. 9. Számítógépes modellezés segítségével optimális fokális sugárterápiás dóziseszkalációs módszerek kialakítása glioblastomás betegeken, és az egyénre illetve egyéni daganatos sugárérzékenységre szabott besugárzási módszerek alapjainak lefektetése. 10. A biológiai dóziseszkalációt jelentő dóziscsökkentés nélküli hypofrakcionált kezelés esetében a normál szöveti károsodás esélyének vizsgálata. 11. A fokális dóziseszkaláció gyakorlati módszereinek, klinikai alkalmazásának és a túlélésre gyakorolt hatásának vizsgálata glioblastomás betegeken. 16

12. A konvencionális frakcionálású külső besugárzást követő high dose rate after-loading kiegészítő boost irradiáció technikai feltételeinek, gyakorlati alkalmazásának, mellékhatásainak és eredményességének vizsgálata. 13. Az újonnan kifejlesztett forszírozott, hypofrakcionált külső irradiáció hatékonyságának és mellékhatásainak felmérése. 14. Azonos technikai feltételek mellett kezelt glioblastomás betegeknél a konvencionális dózisú és frakcionálású perkután besugárzás, illetve az új dóziseszkalációs formák hatásosságának egybevetése. 15. Az intenzív fokális sugárkezelést követő adjuváns kemoterápia túlélést alakító hatásának vizsgálata. 16. A terápiás mellékhatások hatékony megelőzését célzó, irradiációs agyödéma követésére alkalmas és könnyen értékelhető CT denzitometriás módszer kifejlesztése. 17. Az optimális adjuváns neurológiai gyógyszeres kezelés kidolgozása, és a rutinszerű szteroid medikációval szemben egy alternatív dehidrálási protokoll összeállítása, illetve a rutin posztoperatív sugárkezelés során könnyen felhasználható gyógyszerelési sorrend megalkotása. 18. A sugárkezelési kurzus során jelentkező állapotromlás okainak megismerése. 17

MÓDSZEREK: Laboratóriumi vizsgálati módszerek: Kísérleteink során két, a National Cancer Institute-ból (Bethesda, USA) származó malignus glioma tumor-törzset használtunk. 1974-ben Geran munkatársaival valamennyi akkor ismert kemoterápiás szer tesztelését az ependymoblastoma egér tumor-törzsön végezték el, és nem mellékesen a DBD aktív metabolitját, a dianhidrodulcitolt találták a leghatékonyabb agydaganat ellenes gyógyszernek (34,72). Az említett ependymoblastoma mellett a humán malignus gliomákhoz szövettani szerkezet szerint legközelebb álló G1 glioma 261 tumor-törzset használtuk még fel kísérleteinkhez. (Ezen utóbbi törzs részleteiben nem közölt onkogén vizsgálata szerint p53 és myc onkogén túlzott produkció és H-ras csökkenés áll fenn.) A daganatos törzseket szubkután formában, a comb bőre alá oltott 2-3 mm átmérőjű fragmentumokkal tartottuk fenn C57 Black nőstény egerekben. A koponyaűri tumor oltáshoz sejt szuszpenziót 2-3 g szolid tumorból nyertünk. Mechanikus vagy tripszines fragmentálás és fiziológiás sóoldattal elegyítés után a sejtek életképességét eozin festéses módszerrel vizsgáltuk. Az intrakraniális oltás mindkét tumor-törzs esetében 2x10 4-10 5 sejtszámmal, 0,025 ml mennyiségben történt, 20-30 grammos B6D2F1 hím állatokba. Az intrakraniális injekciózás az ún. fissura petrosquamosán keresztül, a jobb temporalis lebenybe történt, Valzelli módszere szerint (121). A túl mély szöveti sérülés elkerülésére egy ütköző eszközt használtunk az optimális 4-5 mm szúrcsatorna biztosítására (1.a ábra). Az intrakraniális oltás után 1-2 nappal, a bénult vagy furcsán viselkedő egerek eltávolítását követően az állatokat randomizáltuk. (A transzplantáció miatt sérült vagy elhullott állatok aránya ritkán haladta meg a 3-5 %-ot.) A kísérletekben 5-20 egér alkotott egy kezelési csoportot. A kezeléseket leggyakrabban a transzplantációt követő 2. vagy 3. napon végeztük el. A besugárzást a THX-250 (Medicor, Budapest) röntgen készülékkel végeztük, 200 kv és 20 ma kezelési paraméterekkel, 0,5 mm-es réz szűrővel, a koponya horizontális felező átmérőjére számított 20 cm fókusz céltérfogat távolsággal, és 3.74 Gy/perc dózisteljesítménnyel. A besugárzást az állatok teljes koponyájára végeztük, a test többi részét 18

az ún. Varga-féle kalodában (1.b ábra) takarással védtük (3 mm ólom, 1 mm réz, 0,2 mm alumínium és polietilén). Az állatok kezeléshez szükséges altatását 50 mg/kg nátrium pentobarbiturát (Nembutal) felhasználásával végeztük. A kiszolgáltatott dózis 6 Gy volt, ezt az értéket még előzetes kísérleteink során határoztuk meg. Ennél a dózisnál érdemi sugaras mellékhatást, kezelési elhullást nem észleltünk, ugyanakkor ez a dózisérték általában mérsékelt, a kezeletlen kontroll állatokhoz mért körülbelül 50 (20-80) %-os túlélés növekedést eredményezett mindkét tumor-törzsnél. Az alkalmazott kemoterápiás gyógyszereket intraperitonealis módon juttattuk be, fiziológiás sóoldattal történt elegyítést követően. A kombinált kezelések során alkalmazott gyógyszer dózisok egyik esetben sem érték el az LD10 értékeket. Előzetes kísérleteink alapján a kombinált kezeléseknél olyan gyógyszer dózisokat választottunk, amelyek önmagukban adagolva szintén csak mérsékelt élettartam növekedést eredményeztek. Így a monoterápiák alkalmazásával legfeljebb az állatok kicsiny hányada maradt tartósan túlélő, és vizsgálni lehetett a 2 modalitás együttes hatását is. A fenti szempontok figyelembe vételével végül az alkalmazott dózisok 25-50 mg/kg DBD, 1-2.5 mg/kg BCNU és 25 mg/kg procarbazin voltak. A besugárzás és a gyógyszeres kezelések között eltelt időszak ( timing ) vizsgálata minden kombinált terápiánál rendkívül fontos, mind az optimális eredmények eléréséhez, mind a kölcsönhatások jobb megértéséhez. A kezelések kiszolgáltatása közötti időtartamot mi is elemeztük, például a DBD kezelés 24, 12, 6, 3, 1 órával megelőzte, és ugyanilyen idő intervallumokkal követte a besugárzást, de nem részletezett kísérleteinkben a két kezelés között akár 3-4 nap is eltelt. Azt már előzetes kísérleteink során megállapítottuk, hogy a legszerencsésebb kombináció a gyógyszeres kezelést 1 órával követő röntgen besugárzás, így nem az időfaktort elemző kísérleteinkben leggyakrabban ezt a kezelési sorrendet és időrendet választottuk (XV,XVI,XXI). Az immunterápiás kísérletekben a daganat intrakraniális transzplantációja szintén a fenti módszer szerint történt. Itt csak G1-261 glioma sejteket használtunk. A sejtkultúrában a glioma sejteket DMEM médiumban, illetve 10%-os ébrényi borjú szérumban tartottuk fenn. A G1 glioma sejtek transzfekciója citokin termelést kódoló adenovírus vektorokkal (AdexCAmGM-CSF) történt. A kombinált kísérletekhez a GM-CSF hatás eredményezte immun modulációt választottuk. Az eredményes citokin termelés bizonyítása és az optimális 19

arányú vírus partikula / tumorsejt kiválasztása után a sejtek további osztódásának leállítása 20 Gy Co-60 gamma besugárzással történt (Gammatron-3, Siemens, 0.4781 Gy/perc dózisteljesítmény). Az autovakcináció az intrakraniális transzplantáció után 3 nappal történt. Tripszines előkezelést követően 10 6 sejtet oltottunk szubkután formában az agytumoros állatokba. A lokális röntgen besugárzás az előzőeknek megfelelően történt, 1,003 Gy/perc dózisteljesítménnyel. A kombinált kezeléseknél az autovakcinációt 1 órával a koponya besugárzás után végeztük el. A kezeletlen, illetve csak sugárkezeléssel kezelt kontroll csoportok vakcinációja szintén megtörtént sterilizált, de citokin-termelő génekkel nem transzfektált glioma sejtekkel (X). A kezeléseket követően az állatokat naponta kétszer ellenőriztük, és jeleztük a viselkedésbeli, mozgásbeli vagy testsúlybeli változásokat. A kísérletek végpontja az állatok túlélése volt. Az elhullásokat követően lejegyeztük a kialakult daganatok lokalizációját, a másodlagos tumoros jeleket és következményeket (1.c-d ábra), az esetleges gerincűri vagy tüdő áttéteket, illetve a sugaras vagy gyógyszeres szövődmények gyanújeleit. A kezeletlen kontroll állatok átlagos élettartama 15-25 nap körül mozgott, így a kísérleteket a transzplantációt követő 90. napon zártuk le. Az átlagos túlélési időkön (MST-mean survival time) kívül kiszámoltuk a százalékban kifejezett átlagos élettartam-növekedést (ILS-increased life span) és a 90. napon még életben lévő, gyakorlatilag gyógyult állatok arányát. A túléléseket grafikusan a Kaplan-Meier módszer szerint ábrázoltuk. A statisztikai analízis a Mantel-Cox teszt szerint történt, szignifikáns eltérésnek a p<0.05-et tekintettük. A kombinált kezeléseknél szupra-additív kölcsönhatást akkor véleményeztünk, ha mind a százalékos élettartam-növekedés, mind a gyógyult állatok száma meghaladta a monoterápiáknál észlelt értékek összegét. 20

1. Ábra: a, az intrakraniális tumor-sejt oltás módszere; b, altatott és rögzített egerek a besugárzó kalodában, még az ólom védőtető nélkül; c, egészséges és agytumoros állat koponyája; d, normál és tumoros egér agy makroszkópos képe 21

A háromdimenziós sugárbiológiai dózisszámolás módszere: Az eltérő frakcionálások vizsgálatához, a rendelkezésünkre álló informatikai rendszerek felhasználásával a szükséges sugárbiológiai izodózis térképek felállításához programot írtunk. A besugárzás tervezés során kijelöltük a CT fájlok térfogati egységeinek, az ún. voxelek sugárterhelést követő numerikus átalakítása és a képi megjelenítés közötti programszakaszt. Ide helyettesítettünk be egy matematikai programot, mely a voxelek numerikus dózis értékeit módosította egy sugárbiológiai ekvivalencia egyenlet szerint (VI,XI). A sugárbiológiai átszámoláshoz, hasonlóan a legújabb más munkákhoz (58,131), az ún. lineáris kvadratikus (LQ) modell alapján kialakított BED (biológiailag effektív dózis) ekvivalencia egyenletet használtuk fel. (BED=D(1 + d/(α/ß)), ahol D az összdózis, d a frakciódózis, α/ß pedig a szöveti reakcióra jellemző állandó.) Mivel a részletes számolásoknál a megváltoztatott frakcionálást mindig a napi 2 Gy dozírozással hasonlítottuk össze, ezért itt a fenti egyenlet módosítását, az ún. lineáris kvadratikus 2 Gy ekvivalens dózis (LQED 2 ) formulát használtuk fel. (LQED 2 =D(α/ß + d)/(α/ß + 2)). Az ép idegrendszer késői sugárreakciójára jellemző α/ß értékként az irodalmi ismeretek szerint is elfogadott 2.0-et jelöltük ki. A fenti programok illesztése után tetszőlegesen megjeleníthettünk különböző besugárzási terveket mind sugárfizikai, mind sugárbiológiai formában, akár térképszerűen, akár dózis-térfogat hisztogramok szerint (3.a-bc ábra). Az egyszeri dózisok, a frakcionálás változtatásának sugárbiológiai hatását is vizsgálni lehet ilyen módon. Mi a konvencionális 2.0 Gy frakcionálás mellett a napi 2.5 Gy hatását elemeztük, mindkét esetben 60 Gy összdózis kiszolgáltatása mellett. A részletes vizsgálatot 10, a teljes szupratentoriális agyállományt reprezántáló daganat lokalizációnál végeztük el (2.c ábra). Besugárzási terveket készítettünk hagyományos 2D és konformális 3D módon. Elsődleges céltérfogatként a műtéti területet, illetve a maradék tumort határoztuk meg 2-3 cm-es biztonsági zónával, a boost céltérfogat kijelölése már csak 1 cm biztonsági zónával történt. A sugárkezelési kurzus első 3/4 részében az elsődleges, majd a fennmaradó 1/4 részében a boost céltérfogatra készítettünk terveket. Ez azt jelenti, hogy a 60 Gy összdózis mellett céltérfogat-szűkítés 45 Gy kiterjesztett mezős ellátás után történt. (Ez a mezőszűkítési stratégia megfelel sok centrum mindennapos gyakorlatának.) 22

Rizikószervként kijelöltük a szemlencséket, a hipofízist, a felső (diencephalon) és az alsó (mesencephalon, pons, medulla oblongata) agytörzsi régiókat (3.a-b-c ábra). A konvencionális 2D alapú tervezésnél a szemlencsék védelme érdekében legtöbbször súlyozott opponáló mezőket vettünk fel, a 3D tervezésnél a három beléptetett sugárnyalábból általában egy axiális volt, a konformalitást egyéni blokkokkal biztosítottuk (3.a-b ábra). Fizikai szempontból a referencia dózisokat a 90 %-os izodózis tartományra írtuk elő. Elemezve az egyes terveket, a céltérfogatok átlagos dózisterhelése valamennyi esetben a 91 % és 98 % között volt (XI). A részletes összehasonlításnál a hagyományos 2D terveket és a konvencionális 2 Gyes frakcionálást (2D-2Gy) vettettük össze a modern 3D technikával és napi 2.5 Gy (3D-2.5 Gy) frakcionálással, az összdózis (60 Gy) változtatása nélkül. Az utóbbi új kezelési módszert vizsgálva, a napi gyakorlat lehetőségeinek megfelelően kétféle számolást is elvégeztünk. Megvizsgáltuk azt a lehetőséget, amikor az irradiációs kurzus során először az elsődleges, majd a boost céltérfogatot kezeljük, illetve elemeztük azt az esetet is, amikor valamennyi sugármező napi kiszolgáltatásával, ún. konkomittáns boost formában kezeljük a beteget. A részletes összehasonlítást végül a mindennapos gyakorlatnak inkább megfelelő elsőként említett szukcesszív módszerrel végeztük. A hypofrakcionált kezeléseknél a céltérfogaton belül végül mindenképpen magasabb biológiai dózissal számolhatunk (3.c ábra). Ez azt jelenti, hogy a boost céltérfogaton belül a konvencionálisan elfogadott 90 % feletti relatív dózisértékekkel szemben a hypofrakcionált kezelésnél 110 % feletti relatív izodózis értékekkel számolhatunk (3.c ábra). A biológiai dózis-térfogat hisztogram elemzése egészen új megközelítési lehetőségeket biztosít a sugárkezelési tervek, illetve eltérő frakcionálás vizsgálatánál. 3.c ábránkon látható, hogy a hypofrakcionált kezelés során 110 % feletti izodózis értékekkel számolhatunk a végső céltérfogaton (125) belül, és többnyire 100 % feletti értékekkel az elsődleges céltérfogatban. Ezen értékek a konvencionális frakcionálásnál 90 % körül mozognak (113-118). Természetesen definíciónk szerint ezek az izodózis értékek a normál szöveti károsodás mértékét határozzák meg, de hasonló tendenciával számolhatunk a tumoros sugárhatást illetően is. Az agyállomány terhelését elemezve, a konvencionális kezelés 23

alkalmazásánál észlelhető komoly normál szöveti sugárterhelés (116) ellenében a konformalitás még hypofrakcionálás mellett is jelentős védelmet biztosít (123). Kérdés azonban, hogy a szomszédos, ép idegrendszeri struktúrák dózisterhelése nem haladja-e meg a még elfogadható értékeket. A kérdés megválaszolására legalkalmasabb a vitális fontosságú és fokozottan sugárérzékeny középvonali képletek sugárterhelésének a megítélése. A pontos és biológiailag korrekt összehasonlítás céljából azonban szükséges mind az adott szerv átlagos vagy integrál dózisterhelésének és a legmagasabb dózisokban részesülő részek arányának a meghatározása. Az utóbbi az idegrendszernél különösen fontos, hiszen itt ún. sorba kapcsolt szervről van szó, és akár kisebb terület sugárnekrózisa is fatális következményekkel járhat (47,68). Ezért a különböző kezeléseknél vizsgáltuk a középvonali képletek integrál biológiai dózisegyenértékét (IBED - integral biologically effective dose), a legalább 54 Gy biológiai hatásnak kitett középvonali térfogatok cm 3 -ben mért számértékét (V-BED54 - volume that received biologically equivalent dose to 54 Gy) és az ún. kritikus térfogati arányok (CVF - critical volume fraction) minimális dózisterhelését (MD). Ez utóbbi térfogati arány irodalmi adatok szerint az idegrendszernél 3% (15,81,122). Az IBED értékek meghatározása az eredeti tervezési programban megadottak szerint történt, a V-BED54 és CVF-MD dózisok értékékek kiszámolását a sugárbiológiai dózis-volumen hisztogramok alapján végeztük el (XI). A részletes vizsgálat során a típusos lokalizációkban (2.c ábra) egyesével meghatároztuk a sugárterhelésre jellemző értékeket. Végül mindkét sugárterápiás stratégiánál kiszámoltuk az átlagos IBED, V-BED54 és CVF-MD értékeket. A statisztikai elemzésnél itt az ún. páros t-tesztet használtuk a szignifikáns eltérések megítélésére. 24

2. Ábra: a, koponyaűri daganat külső sugárkezelése során, az ún. összevetített verifikációs felvételen jól elkülöníthetők a non-koplanaris, axiális mezőbeléptetések; b, a külső frakcionált konformális besugárzás gyakorlata lineáris gyorsítón, jól látható a maszkrögzítés, az egyedi sugárvédő blokk és a koponyatető felől beléptetett mező; c, 10 különböző típusos agyi lokalizáció szupratentoriális gliomáknál 25

3.Ábra: a, sugárkezelési terv hagyományos 2D sugártervezésnél, külön jelöltük az elsődleges és másodlagos céltérfogatot, az agytörzset, a hipofízist és a szemeket, a különböző színek a különböző dózistartományokat jelzik, a legmagasabb értékek lila, illetve piros színűek. Itt az opponáló mezőelrendezés miatt magas dózisban részesül szinte az egész agyállomány; b, a konformális sugárkezelésnél még magasabb napi dózisoknál is sokkal szerencsésebb a dóziseloszlás; c, ún. biológiai dózis-térfogat hisztogram ábrázolása (részletek a szövegben) 26

A klinikai dóziseszkaláció lehetőségei: Az Országos Onkológiai Intézet Sugárterápiás Osztályán 1997 óta alkalmazunk elsődleges agydaganatok sugárkezelésénél 3D konformális módszereket, mind a frakcionált perkután, mind a szövetközi kezeléseknél (IV). Az azóta eltelt időszakban mindig a kezelőorvos privilégiuma volt a kezelés módszerének eldöntése, randomizált vizsgálatot nem végeztünk. Mi dóziseszkalációs vizsgálatunkhoz a glioblastomás betegeket választottuk ki, hiszen az általánosan elfogadott, hogy ezen betegség csoportnál a lehetőség szerint agresszív onkológiai kezelés a legcélszerűbb. A hisztológiai diagnózis megerősítésére szövettani revíziót nem kértünk, hanem elfogadtuk a primer diagnózist, amely kórismék többségében neuropatológiai laboratóriumokban születtek. Természetesen a téves szövettani diagnózis lehetősége nem zárható teljesen ki eseteinkben sem (55). 1997 június és 2001 június között 23 szövettanilag igazolt glioblastomás betegen végeztünk a hagyományostól eltérő sugárterápiás dóziseszkalációt, 60 Gy feletti biológiai dózissal. (Egy követés elől elvesztett beteget a vizsgálatból kivontunk.) Ugyanezen időszakban 26 glioblastomás beteg részesült átlagosan 60 (54-66) Gy / 2.0 Gy összdózisú konvencionális perkután sugárkezelésben. A szorosabb klinikai követésben részesített dóziseszkalációs betegek mellett a kontroll csoport tagjait az osztályos számítógépes nyilvántartásban szereplő betegek közül válogattuk ki. Nem vontuk be a vizsgálatba azon betegeket, akik valamilyen ok miatt 54 Gy-nél kisebb fizikai, illetve biológiai dózisban részesültek, akiknél az elesett neuropszichiatriai státusz miatt csak rövidített hypofrakcionált sugárterápiás kurzust (pl. 10-13 x 3 Gy) alkalmaztunk, illetve akiknél a további követés vagy adatgyűjtés nem volt lehetséges. Szintén kizártuk a vizsgálatból azon betegeket, akiknél az irradiációt a végső dózis elérése előtt meg kellett szakítani (8 ilyen esetről van tudomásunk, ebből 1 esetben végeztük el, és 1 esetben terveztük elvégezni a későbbiekben részletezett CT-denzitogramos ödéma követést) és akiknél a sugárkezelés egyáltalán nem volt megkezdhető. Szintén nem szerepel a feldolgozásban az a három beteg, aki már késői recidíva miatt részesült salvage HDR vagy LDR szövetközi besugárzásban. 27

A dóziseszkalációban részesült glioblastomás betegeknél 21 esetben történt műtéti ellátás, 2 esetben a sztereotaxiás biopszia eredménye adta a szövettani diagnózist. A daganat eltávolítás a műtéti leírás és a rendelkezésünkre álló korai posztoperatív CT képek alapján 8 esetben makroszkóposan teljes, 13 esetben szubtotális volt, ismételt műtéti ellátás egy esetben történt. A sugárterápia megkezdésekor valamennyi beteg rendezett pszichés és elfogadható neurológiai statusban volt (3. táblázat). Az intenzívebb kezelés egyik kritériuma legalább 60-as KPS (Karnofsky Performance Score) volt. Ezen érték alatti KPS vagy alsó agytörzsi infiltráció esetén mindenképpen más kezelési stratégiát választottunk. 3. Táblázat: A dóziseszkalációs klinikai vizsgálatban részt vett betegek adatai ÉLETKOR MŰTÉT TÍPUSA 40 év alatt 1 Biopszia 2 40-65 év között 16 parciális reszekció 13 65 év felett 6 teljes reszekció 8 NEM KPS* férfi 14 90-100 5 nő 9 60-80 18 *KPS (Karnofsky Peformance Score) A külső sugárkezelés minden betegen CT, illetve az utolsó évben CT-MRI alapú tervezés alapján, konformális formában történt. A céltérfogat a daganat, illetve a műtéti terület volt 2-3 cm-es biztonsági zónával. A 23 esetből 8 esetben végeztünk a konvencionális dózisú és frakcionálású külső irradiációt követően ún. korai szövetközi boost sugárkezelést és 15 esetben hypofrakcionált forszírozott perkután besugárzást. A különböző kezelésekre való beosztás nem randomizálás szerint történt. Azon betegeknél akiknél a jól körülhatárolt, 4-5 cm átmérő alatti céltérfogat, a koponyacsont felszínéhez közeliség és a vitális régióktól megfelelő távolság kritériuma (gyakorlatilag T1-es stádium) fennállt, ott lehetőség szerint az intersticiális boost irradiációt végeztük el. Azon betegeknél, ahol a kezelések előtti CT/MRI T2-4 stádiumot jelzett, vagy kísérőbetegségek kontraindikálták a szövetközi beavatkozást, ott intenzív külső sugárkezelést végeztünk. 28