scop: terapia clinică cu fascicul de protoni s-a bazat pe utilizarea unei eficacități biologice relative generice (RBE) de 1,0 sau 1,1, deoarece dovezile disponibile au fost interpretate ca indicând faptul că magnitudinea variației RBE cu parametrii tratamentului este mică în raport cu abilitățile noastre de a determina rbe. Deoarece experiența clinică substanțială și determinările experimentale suplimentare ale RBE s-au acumulat și se estimează că numărul centrelor de radioterapie cu protoni va crește, este adecvat să se reevalueze rațiunea pentru utilizarea continuă a unui rbe generic și pentru ca RBE să fie de 1,0-1,1.

metode și materiale: rezultatele determinărilor experimentale ale RBE ale sistemelor in vitro și in vivo sunt examinate și apoi sunt evaluate mai multe dintre considerațiile critice pentru decizia de a trece de la un generic la valori rbe specifice țesutului, dozei / fracției și LET. Se discută impactul unei erori în valoarea atribuită RBE asupra probabilității normale de complicație a țesuturilor (NTCP). Este revizuită incidența morbidității majore la pacienții tratați cu protoni la Spitalul General din Massachusetts (MGH) pentru tumorile maligne ale bazei craniului și ale prostatei. Aceasta este urmată de o analiză a amplorii efortului experimental de a exclude o eroare în RBE de >sau=10% folosind sisteme in vivo.

rezultate: Valorile RBE publicate, folosind formarea coloniilor ca măsură a supraviețuirii celulare, din studiile in vitro indică o răspândire substanțială între diferitele linii celulare. Valoarea medie la mijlocul SOBP (răspândirea vârfului Bragg) pentru toate nivelurile de doză este de aproximativ 1,2, variind de la 0,9 la 2,1. Valoarea medie RBE la mijlocul SOBP in vivo este de aproximativ 1,1, variind de la 0,7 la 1,6. În general, atât datele in vitro, cât și cele in vivo indică o creștere semnificativă statistic a RBE pentru doze mai mici pe fracție, care este mult mai mică pentru sistemele in vivo. Există un acord că există o creștere măsurabilă a RBE peste câțiva milimetri terminali ai SOBP, ceea ce duce la o extindere a intervalului bioeficient al fasciculului în intervalul 1-2 mm. nu există un raport publicat care să indice că RBE de 1,1 este scăzut. Cu toate acestea, o proporție substanțială de pacienți tratați cu aproximativ 2 echivalent gri cobalt (CGE)/fracție cu 5 sau mai mulți ani în urmă au fost tratați printr-o combinație de fascicule de protoni și fotoni. Dacă RBE ar fi subestimat în mod eronat cu aproximativ 10%, creșterea frecvenței complicațiilor ar fi destul de gravă dacă incidența complicațiilor pentru tratamentul de referință >or=3% și panta curbelor de răspuns la doză abruptă, de exemplu, un gamma(50) aproximativ 4. Pentru a exclude >or=1.2 ca rbe corect pentru o anumită afecțiune sau țesut la limita de încredere de 95% ar necesita teste relativ mari și multiple.

concluzii: În prezent, există prea multă incertitudine în valoarea RBE pentru orice țesut uman pentru a propune valori rbe specifice țesutului, dozei/fracției, energiei protonice etc. Datele experimentale in vivo și clinice indică faptul că utilizarea continuă a unei valori rbe generice și ca această valoare să fie 1.1 este rezonabilă. Cu toate acestea, există o „regiune fierbinte” locală peste câțiva milimetri terminali ai SOBP și o extindere a intervalului biologic eficient. Acest lucru trebuie luat în considerare în planificarea tratamentului, în special pentru planurile de teren unic sau pentru un capăt de gamă în sau aproape de o structură critică. Există o nevoie clară de evaluări prospective ale reacțiilor tisulare normale la pacienții iradiați cu protoni și de determinări ale valorilor RBE pentru mai multe țesuturi cu răspuns tardiv în sistemele animale de laborator, în special în funcție de doză/fracție în intervalul 1-4 Gy.