Head and Neck TumorsHead and Neck TumorsОпухоли головы и шеи2222-14682411-4634Publishing House ABV Press84210.17650/2222-1468-2022-12-4-39-47DIAGNOSIS AND TREATMENT OF HEAD AND NECK TUMORSДИАГНОСТИКА И ЛЕЧЕНИЕ ОПУХОЛЕЙ ГОЛОВЫ И ШЕИProton beam therapy in repeat irradiation of recurrent head and neck tumors: analysis of short-term resultsПротонная терапия при повторном облучении рецидивных опухолей органов головы и шеи: анализ краткосрочных результатовhttps://orcid.org/0000-0002-3557-662XSmykD. I.СмыкД. И.
Russian Federation

Daniil Igorevich Smyk

10 Marshal Zhukov St., Obninsk 249031

Даниил Игоревич Смык

249031 Обнинск, ул. Маршала Жукова, 10

40klg40@gmail.comhttps://orcid.org/0000-0002-2759-297XGulidovI. A.ГулидовИ. А.
Russian Federation

10 Marshal Zhukov St., Obninsk 249031

249031 Обнинск, ул. Маршала Жукова, 10

https://orcid.org/0000-0002-3146-5615GordonK. B.ГордонК. Б.
Russian Federation

10 Marshal Zhukov St., Obninsk 249031

249031 Обнинск, ул. Маршала Жукова, 10

https://orcid.org/0000-0001-5572-993XGogolinD. V.ГоголинГ. В.
Russian Federation

10 Marshal Zhukov St., Obninsk 249031

249031 Обнинск, ул. Маршала Жукова, 10

https://orcid.org/0000-0002-3143-5600DyuzhenkoS. S.ДюженкоС. С.
Russian Federation

10 Marshal Zhukov St., Obninsk 249031

249031 Обнинск, ул. Маршала Жукова, 10

https://orcid.org/0000-0001-6434-3174SemenovA. V.СеменовА. В.
Russian Federation

10 Marshal Zhukov St., Obninsk 249031

249031 Обнинск, ул. Маршала Жукова, 10

A. F. Tsyb Medical Radiological Research Center – branch of the National Medical Research Center of Radiology, Ministry of Health of RussiaМедицинский радиологический научный центр им. А. Ф. Цыба – филиал ФГБУ «Национальный медицинский исследовательский центр радиологии» Минздрава России1012202212439470903202309032023Copyright ©; 2022, Smyk D.I., Gulidov I.A., Gordon K.B., Gogolin D.V., Dyuzhenko S.S., Semenov A.V.Copyright ©; 2022, Смык Д.И., Гулидов И.А., Гордон К.Б., Гоголин Г.В., Дюженко С.С., Семенов А.В.2022Smyk D.I., Gulidov I.A., Gordon K.B., Gogolin D.V., Dyuzhenko S.S., Semenov A.V.Смык Д.И., Гулидов И.А., Гордон К.Б., Гоголин Г.В., Дюженко С.С., Семенов А.В.https://creativecommons.org/licenses/by/4.0https://ogsh.abvpress.ru/jour/article/view/842

Introduction. Recurrence of head and neck tumors occurs in 50 % of cases and usually has locoregional character. Due to the characteristics of dose distribution, proton beam therapy is a promising treatment option for patients with recurrences of tumors in this location who previously underwent radiation therapy.

Aim. To evaluate the effectiveness and tolerability of repeat irradiation using active scanning proton beam therapy in patients with recurrent head and neck tumors who previously underwent radiation therapy.

Materials and methods. Between November of 2015 and December of 2020, 40 patients with locoregional recurrence of head and neck tumors underwent treatment using active scanning proton beam therapy at the A. F . Tsyb Medical Radiological Research Center – branch of the National Medical Research Radiological Center. Median cumulative dose of primary irradiation was 64.5 Gy. Median time between primary and repeat irradiation was 35.7 months, mean irradiated volume of the repeat course was 94.5 cm3. Proton beam therapy was performed using standard mode (2 isoGy) and accelerated hypofractionation (2.4 isoGy / 3 isoGy) with mean equivalent cumulative dose of 56.4 Gy (α / β = 10). Radiation toxicity was evaluated using the Radiation Therapy Oncology Group European (RTOG) / Organization for Research and Treatment of Cancer (EORTC) scale.

Results. Treatment response was achieved in 34 (85 %) patients: in 17 (42.5 %) patients, stable disease was observed; in 10 (25 %) patients, partial response was observed; and in 7 (17.5 %) patients, complete response was observed. In 6 (15 %) cases, disease progression was diagnosed at first follow-up examination. One- and two-year locoregional control, progression-free survival and overall survival were 58.4 / 19.8; 44.5 / 19.8 and 82.3 / 38.8 % respectively with median follow-up duration of 14.2 months. Median survival was 19.5 months. Grade III and above early radiation toxicity was observed in 3 (7.5 %) patients. In total, 6 (15 %) cases of grade III complications and 2 (5 %) episodes of carotid artery rupture leading to death were observed. Overall frequency of complications of grade III and higher was 20 %.

Conclusion. Repeat irradiation using proton beam therapy can be considered an effective and safe treatment method for patients with recurrent head and neck tumors. Dosimetric and radiobiological benefits of proton beams allow to achieve balance between high doses and radiation exposure in previously irradiated tissues.

Введение. Рецидивирование опухолей головы и шеи возникает в 50 % случаев и наиболее часто носит локорегионарный характер. В связи с особенностями распределения дозы протонная терапия может быть перспективной опцией лечения пациентов с рецидивами опухолей этой локализации, которым ранее проводилась лучевая терапия.

Цель исследования – оценка эффективности и переносимости повторного облучения методом протонной терапии активным сканирующим пучком пациентов с рецидивными опухолями головы и шеи, которым ранее проводилась лучевая терапия.

Материалы и методы. С ноября 2015 по декабрь 2020 г. в Медицинском радиологическиом научном центре им. А. Ф . Цыба – филиале ФГБУ «Национальный медицинский исследовательский центр радиологии» Минздрава России с помощью методики протонной терапии активным сканирующим пучком прошли лечение 40 пациентов с локорегионарным рецидивом опухолей головы и шеи. Медиана суммарной дозы первичного облучения была равна 64,5 Гр. Медиана интервала между первым и повторным облучением составила 35,7 мес, средний облучаемый объем повторного курса – 94,5 см3. Протонная терапия проводилась в традиционном режиме (2 изоГр) и в режимах ускоренного гипофракционирования (2,4 изоГр / 3 изоГр) до средней эквивалентной суммарной дозы в 56,4 Гр (α / β = 10). Токсичность облучения оценивалась по шкале Radiation Therapy Oncology Group European (RTOG) / Organization for Research and Treatment of Cancer (EORTC).

Результаты. Ответа на лечение удалось достичь у 34 (85 %) пациентов: у 17 (42,5 %) наблюдалась стабилизация заболевания, у 10 (25 %) – частичный и у 7 (17,5 %) – полный ответы. В 6 (15 %) случаях отмечено прогрессирование заболевания при первом контрольном обследовании. Показатели одно- и двухлетнего локорегионарного контроля, выживаемости без прогрессирования и общей выживаемости составили 58,4 / 19,8; 44,5 / 19,8 и 82,3 / 38,8 % соответственно при медиане наблюдения в 14,2 мес. Медиана выживаемости была равна 19,5 мес. Явления ранней лучевой токсичности III степени и выше отмечены у 3 (7,5 %) пациентов. Выявлены 6 (15 %) случаев поздних осложнений III степени и 2 (5 %) эпизода разрыва сонной артерии, приведших к фатальному исходу. Общая частота возникновения осложнений III степени и выше составила 20 %.

Заключение. Повторное облучение с использованием протонной терапии может считаться эффективной и безопасной методикой лечения пациентов с рецидивами опухолей органов головы и шеи. Дозиметрические и радиобиологические преимущества протонов позволяют достичь баланса между подведением высоких доз облучения и лучевой нагрузкой на ранее облученные ткани.

repeat irradiationproton beam therapyhead and neck tumorstoxicityrecurrenceповторное облучениепротонная терапияопухоли головы и шеитоксичностьрецидивGlobal, regional, and national cancer incidence, mortality, years of life lost, years lived with disability, and disability-adjusted life-years for 32 cancer groups, 1990 to 2015: a systematic analysis for the global burden of disease study. JAMA Oncol 2017;3(4):524–48. DOI: 10.1001/jamaoncol.2016.5688Malignant neoplasms in Russia in 2019. Ed. by A.D. Kaprin, V.V. Starinsky, G.V. Petrov. Moscow: P.A. Herzen Moscow State Medical Research Institute – branch of the Federal State Budgetary Institution “NMIC of Radiology” of the Ministry of Health of Russia, 2020. 239 p. (In Russ.).Злокачественные новообразования в России в 2019 году. Под ред. А.Д. Каприна, В.В. Старинского, Г.В. Петрова. М.: МНИОИ им. П.А. Герцена – филиал ФГБУ «НМИЦ радиологии» Минздрава России, 2020. 239 с.Morris L.G., Sikora A.G., Patel S.G. et al. Second primary cancers after an index head and neck cancer: subsite-specific trends in the era of human papillomavirus-associated oropharyngeal cancer. J Clin Oncol 2011;29(6):739–46. DOI: 10.1200/JCO.2010.31.8311Bachar G.Y., Goh C., Goldstein D.P. et. al. Long-term outcome analysis after surgical salvage for recurrent tonsil carcinoma following radical radiotherapy. Eur Arch Otorhinolaryngol 2010;267(2):295–301. DOI: 10.1007/s00405-009-1070-0Vermorken J.B., Mesia R., Rivera F. et al. Platinum-based chemotherapy plus cetuximab in head and neck cancer. N Engl J Med 2008;359(11):1116–27. DOI: 10.1056/NEJMoa0802656Karabajakian A., Toussaint P., Neidhardt E.M. et al. Chemotherapy for recurrent/metastatic head and neck cancers. Anticancer Drugs 2017;28(4):357–61. DOI: 10.1097/CAD.0000000000000473Rozhnov V.A., Andreev V.G., Gordon K.B. et al. Modern methods of treatment of recurrent inoperable squamous cell carcinoma of the larynx. (Literature review). Sibirskij onkologicheskij zhurnal = Siberian Journal of Oncology 2016;15(2):90–100. (In Russ.). DOI: 10.21294/1814-4861-2016-15-2-90-100Рожнов В.А., Андреев В.Г., Гордон К.Б. и др. Современные методы лечения рецидивного неоперабельного плоскоклеточного рака гортани. (Обзор литературы). Сибирский онкологический журнал 2016;15(2):90–100. DOI: 10.21294/1814-4861-2016-15-2-90-100Kim Y.S. Reirradiation of head and neck cancer in the era of intensity-modulated radiotherapy: patient selection, practical aspects, and current evidence. Radiat Oncol J 2017;35(1):1–15. DOI: 10.3857/roj.2017.00122Phan J., Sio T.T., Nguyen T.P. et al. Reirradiation of head and neck cancers with proton therapy: outcomes and analyses. Int J Radiat Oncol Biol Phys 2016;96(1):30–41. DOI: 10.1016/j.ijrobp.2016.03.053Pfister D., Spencer S., Adelstein D. et al. Head and Neck Cancers, Version 2.2020, NCCN Clinical Practice Guidelines in Oncology. J Natl Compr Canc Netw 2020;18(7):873–98. DOI: 10.6004/jnccn.2020.0031Doyen J., Falk A.T., Floquet V. et al. Proton beams in cancer treatments: clinical outcomes and dosimetric comparisons with photon therapy. Cancer Treat Rev 2016;43:104–12. DOI: 10.1016/j.ctrv.2015.12.007McDonald M.W., Zolali-Meybodi O., Lehnert S.J. et al. Reirradiation of recurrent and second primary head and neck cancer with proton therapy. Int J Radiat Oncol Biol Phys 2016;96(4):808–19. DOI: 10.1016/j.ijrobp.2016.07.037Gordon K., Gulidov I., Semenov A. et al. Proton re-irradiation of unresectable recurrent head and neck cancers. Rep Pract Oncol Radiother 2021;26(2):203–10. DOI: 10.5603/RPOR.a2021.0029Sokurenko V.P., Mikhailov A.V., Vorobyev N.A. et al. The possibility of repeated radiation therapy in patients with recurrent squamous cell carcinoma of the head and neck. Luchevaya diagnostika i terapiya = Radiation diagnostics and therapy 2017;1:82–7. (In Russ.). DOI: 10.22328/2079-5343-2017-1-82-87Сокуренко В.П., Михайлов А.В., Воробьев Н.А. и др. Возможности повторной лучевой терапии больных с рецидивом плоскоклеточного рака головы и шеи. Лучевая диагностика и терапия 2017;1:82–7. DOI: 10.22328/2079-5343-2017-1-82-87Ang K.K., Price R.E., Stephens L.C. et al. The tolerance of the primate spinal cord to re-irradiation. Int J Radiat Oncol Biol Phys 1993;25(3):459–64. DOI: 10.1016/0360-3016(93)90067-6Spencer S.A., Harris J., Wheeler R.H. et al. Final report of RTOG 9610, a multi-institutional trial of reirradiation and chemotherapy for unresectable recurrent squamous cell carcinoma of the head and neck. Head Neck 2008;30(3):281–8. DOI: 10.1002/hed.20697Langer C.J., Harris J., Horwitz E.M. et al. Phase II study of low-dose paclitaxel and cisplatin in combination with split-course concomitant twice-daily reirradiation in recurrent squamous cell carcinoma of the head and neck: results of Radiation Therapy Oncology Group Protocol 9911. J Clin Oncol 2007;25(30):4800–5. DOI: 10.1200/JCO.2006.07.9194Yamazaki H., Ogita M., Himei K. et al. Carotid blowout syndrome in pharyngeal cancer patients treated by hypofractionated stereotactic re-irradiation using CyberKnife: a multi-institutional matched-cohort analysis. Radiother Oncol 2015;115(1):67–71. DOI: 10.1016/j.radonc.2015.02.021Gogineni E., Zhang I., Rana Z. et al. Quality of life outcomes following organ-sparing SBRT in previously irradiated recurrent head and neck cancer. Front Oncol 2019;9:836. DOI: 10.3389/fonc.2019.00836Choe K.S., Haraf D.J., Solanki A. et al. Prior chemoradiotherapy adversely impacts outcomes of recurrent and second primary head and neck cancer treated with concurrent chemotherapy and reirradiation. Cancer 2011;117(20):4671–8. DOI: 10.1002/cncr.26084Takiar V., Garden A.S., Ma D. et al. Reirradiation of head and neck cancers with intensity modulated radiation therapy: outcomes and analyses. Int J Radiat Oncol Biol Phys 2016;95(4):1117–31. DOI: 10.1016/j.ijrobp.2016.03.01