Brachytherapy in the Combined Modality Treatment of Pediatric Malignancies. Principles and Preliminary Experience with Treatment of Soft Tissue Sarcoma (Recurrence) and Ewing's Sarcoma

Abstract

Radiotherapy is an integral part in the treatment of soft tissue and Ewing's sarcoma in children. By brachytherapy a high dose can be delivered in a restricted volume with sparing of normal tissues surrounding the target. Taking into account this principle potential benefit brachytherapy may play some role in the local treatment especially in children. However, only limited experience with pediatric brachytherapy has been reported apart from a few centers, which have gained their experience with Low-Dose-Rate (LDR)-brachytherapy.

Since 1991 - 12 patients with soft tissue sarcoma and 6 patients with Ewing's sarcoma were treated with High-Dose-Rate (HDR) and Pulse-Dose-Rate (PDR)-brachytherapy at the departments of radiotherapy in Münster, Kiel and Vienna. The combined modality treatment was performed according to the CWS-86/91, EICESS-92 and CESS/CWS-REZ-91 protocols.

In 8 patients with soft tissue sarcoma brachytherapy was part of the recurrence treatment regime, in 4 patients brachytherapy was part of the primary treatment alone or in combination with external beam therapy. In HDR-treatment a dose of 15 to 43 Gy was delivered in 3 to 16 fractions, in PDR-treatment 13 to 36 Gy in fractions of 1 Gy/hour. Follow-up is 3-39 months (median 14 months). 7 patients show no evidence of disease, 9 patients are locally controlled and 3 patients progressed locoregionally.

In 6 patients with Ewing's sarcoma brachytherapy was performed intraoperatively as a boost treatment after external beam therapy (50-55 Gy), if no wide resection could be achieved within first line-treatment. A dose of 10-12 Gy was applied in one fraction in a limited volume (20-50 ccm) at the time of surgery. Follow-up is 13-26 months (median 21 months). There is no evidence of disease in all patients, perioperative and subacute morbidity was not increased.

These encouraging preliminary results with HDR/ PDR-brachytherapy must be further evaluated prospectively and systematically within an interdisciplinary approach by some specialized collaborating centers, which not only have the equipment (HDR/PDR/ (LDR)-brachytherapy) but also can meet the complex demands to accumulate the necessary experience.

Zusammenfassung

Die Radiotherapie ist ein integraler Teil in der Behandlung von Ewingsarkomen und pädiatrischen Weichteilsarkomen. Mit Hilfe der Brachytherapie kann eine hohe Dosis in einem kleinen Zielgebiet appliziert und gleichzeitig das Normalgewebe in der Umgebung geschont werden. Basierend auf diesem Prinzip kann die Brachytherapie eine gewisse Rolle in der lokalen Behandlung von Sarkomen spielen, vor allem bei Kindern und Jugendlichen. Bisher wurde nur über begrenzte Erfahrungen mit der pädiatrischen Brachytherapie berichtet, mit Ausnahme einiger Mitteilungen über die Low-Dose-Rate (LDR)-Brachytherapie.

Seit 1991 wurden 12 Patienten mit Weichteilsarkomen und 6 Patienten mit Ewingsarkomen mittels High-Dose-Rate (HDR) und Pulse-Dose-Rate (PDR)-Brachytherapie in den Abteilungen für Radioonkologie in Münster, Kiel und Wien behandelt. Die kombinierte Behandlung wurde entsprechend folgender Protokolle durchgeführt: CWS 1986/1991, EICESS 1992, EICESS/ CWS/REZ 1991.

Bei 8 Patienten mit Weichteilsarkomen war die Brachytherapie Teil der Rezidivbehandlung, bei 4 Patienten Teil der Primärbehandlung, jeweils alleine oder in Kombination mit perkutaner Radiotherapie. Bei der HDR-Behandlung wurde eine Dosis zwischen 15 und 43 Gy in 3 bis 16 Fraktionen appliziert, bei der PDRBehandlung eine Dosis von 13 bis 36 Gy mit einer Fraktionierung von 1 Gy/Stunde gegeben. Die Nachbeobachtungszeit beträgt 3 bis 39 Monate (median 14 Monate). 7 Patienten waren krankheitsfrei, 9 Patienten zeigten eine lokale Tumorkontrolle und 3 Patienten erlitten eine lokoregionale Progression.

Bei 6 Patienten mit einem Ewingsarkom wurde eine Brachytherapie (HDR) intraoperativ durchgeführt. Die Brachytherapie-Boost-Behandlung erfolgte nach perkutaner Radiotherapie mit 50 bis 55 Gy in den Fällen, in denen keine weite Resektion innerhalb des chirurgischen Vorgehens erzielt werden konnte. Eine Dosis von 10 bis 12 Gy wurde in einer Fraktion in einem geringen Volumen (20 bis 50 ccm) während der Operation appliziert. Die Nachbeobachtungszeit beträgt 13 bis 26 Monate (median 21 Monate). Perioperative und subakute Morbidität waren nicht erhöht. Alle Patienten sind krankheitsfrei.

Diese ermutigenden vorläufigen Resultate mittels HDR/PDR-Brachytherapie innerhalb eines interdisziplinären Therapiekonzeptes müssen weiter prospektiv und systematisch evaluiert werden. Die Durchführung und Evaluation wird am ehesten in einigen spezialisierten kooperierenden Zentren erfolgen, die nicht nur über die gesamte technische Ausstattung (HDR/PDR/ (LDR)-Brachytherapie), sondern ebenfalls über die notwendigen, komplexen infrastrukturellen Möglichkeiten verfügen.