Document Medespace - 1999
Source : Cancers : évaluation, traitement et surveillance. JM Andrieu & P Colonna Ed. ESTEM, Paris 1997.


Radiothérapie

J.M. Vannetzel


En France, 120 000 malades atteints d'un cancer subissent une radiothérapie chaque année (500 000 par an aux U.S.A. ).

Après la chirurgie, la radiothérapie est la deuxième arme à visée curatrice en cancérologie. En tant que traitement palliatif, elle est également d'une grande utilité.

Nous exposerons ici les données qui nous semblent essentielles pour permettre aux médecins non radiothérapeutes de communiquer avec les radiothérapeutes et avec leur malades.


I. Aspects techniques

Après l'ère des appareils émettant des photons de faible énergie, de l'ordre de 200 kV, est venue celle des appareils modernes, d'abord le télécolbalt, en 1950, puis les accélérateurs d'électrons en 1960. Ces appareils émettent un faisceau de photons ; ces derniers n'agissent pas directement mais arrachent des électrons aux atomes des molécules biologiques incluses dans le volume irradié ; ces électrons vont agir de proche en proche en ionisant les molécules et en engendrant diverses réactions chimiques.

Sont actuellement opérationnelles en France plus de 350 machines (télécobalt et accélérateurs).

Les photons gamma émis par le télécobalt proviennent du rayonnement spontané du radioélément 60 Co. Une source de cobalt est donc en place, entourée d'une protection plombée. Par l'intermédiaire d'une fenêtre appelée collimateur, le rayonnement pourra être délivré au malade pendant un temps plus ou moins long.

Cette source s'épuise avec le temps et devra donc épisodiquement être changée pour éviter les temps d’irradiation trop longs.

Les photons gamma du cobalt ont une énergie de 1,2 MV permettant une bonne pénétration à une profondeur moyenne : 50 % de la dose-peau est délivrée à 10 cm de profondeur. Le faisceau du cobalt se caractérise également par une zone de pénombre en bordure de champ, beaucoup moins importante pour un faisceau d'accélérateur.

Il existe 3 types d'accélérateurs linéaires selon l'énergie des rayonnements produits :

. petits, photons X de 4 à 6 MV, ne fournissant pas d'électrons ;
. moyens, photons X jusqu'à 15 MV et électrons d'une énergie maximale de 17 MeV ;
. gros, photons X jusqu'à 25 MV et électrons d'une énergie maximale de 32 MeV.

Les petits accélérateurs fournissent des faisceaux dont les caractéristiques sont voisines de celles des télécobalts qu'ils peuvent remplacer.

Les accélérateurs linéaires ont l'avantage de ne pas dépendre d'une source qui s'épuise progressivement.

De plus, les photons de haute énergie pénètrent mieux en profondeur et irradient moins les tissus superficiels ; ils sont donc particulièrement opérationnels pour l’irradiation des régions épaisses comme le thorax ou l'abdomen. Par ailleurs, les limites externes des faisceaux d’irradiation sont beaucoup plus nettes qu'avec le cobalt. Quant aux faisceaux d'électrons, ils pénètrent en profondeur, de façon variable en fonction de leur énergie, ce qui les rend intéressants pour le traitement des régions superficielles, chaîne mammaire interne, ganglions spinaux, etc.

Beaucoup de centres restent équipés de télécobalt, parfaitement adaptés au traitement des cancers assez superficiels ou semi-profonds, qui restent la majorité des indications de la radiothérapie (cancer du sein, cancer O.R.L., radiothérapie à visée palliative). Il est certain que dans les centres à activité élevée, il est nécessaire épisodiquement de faire appel aux gros accélérateurs pour profiter des rayonnements de très haute énergie et des électrons (maladie de Hodgkin, complément électron des chaînes spinales, chaîne mammaire interne).

A côté de ces rayonnements ionisants classiques, sont apparus récemment d'autres types de rayonnements, actuellement en cours d'étude, émis par un cyclotron (neutrons, protons).

En dehors de la radiothérapie transcutanée par appareillage externe, il est possible d'effectuer une irradiation au contact des tumeurs par curiethérapie. Celle-ci utilise des corps radioactifs (iridium 192 et césium 137) implantables sous forme de tubes, de fils ou d'aiguilles.

L’irradiation se fait en curiethérapie en continu 24 heures sur 24 pendant le temps nécessaire pour délivrer la dose souhaitée. En général, il est délivré 10 Gy par jour pendant 5 à 6 jours.

Les cancers O.R.L. et les cancers gynécologiques sont les principales indications actuelles de la curiethérapie, fréquemment associée d'ailleurs à la radiothérapie conventionnelle par voie transcutanée.

Les doses d’irradiation sont exprimées selon le système MKS en grays (Gy) ; un gray correspond à une énergie ionisante d'un Joule absorbée dans un kilogramme de matière. Beaucoup de radiothérapeutes continuent de s'exprimer selon l'ancien système CGS, en rads, cent rads valant un gray.

Lors d'un traitement radiothérapique, on définira le fractionnement des doses, c'est-à-dire le nombre de séances, et l'étalement, c'est-à-dire la durée totale du traitement.

Au cours d'une radiothérapie à visée curative, il est habituel de délivrer une dose de 10 Gy par semaine à raison de 4 à 5 séances hebdomadaires.

Il est également possible de pratiquer un traitement plus court comportant un moins grand nombre de séances : c'est l'irradiation en flash, dite encore hypofractionnée, le plus souvent utilisée dans les indications palliatives à visée antalgique ou décompressive.

Diverses formules permettent de comparer entre eux, à vrai dire assez grossièrement, des traitements pratiqués selon des modalités différentes. Ces comparaisons ne constituent que des points de repère et ne peuvent prétendre à une précision parfaite sur le plan radiobiologique. Il est admis d'une façon générale que plus le traitement est concentré, moins est bonne la tolérance des tissus sains, au moins à court terme, et probablement à long terme également.

D'autres techniques de fractionnement sont actuellement en cours d'évaluation (2 séances par jour = bifractionnement ou plusieurs séances = multifractionnement) essentiellement pour essayer d'augmenter la dose totale reçue et chercher ainsi un gain d'efficacité (cancer O.R.L.).


II. Les applications

L'efficacité de la radiothérapie est extrêmement variable selon la maladie considérée, mais également selon le volume tumoral. A titre d'exemple, un lymphocyte est tué par quelques dizaines de rads ; un séminone est stérilisé par une dose de l'ordre de 25 à 30 Gy en 3 semaines, une maladie de Hodgkin par 40 Gy en 4 semaines, et un épithélioma par une dose de l'ordre de 65 Gy.

Schématiquement, plus la tumeur est volumineuse, plus la dose nécessaire pour la stériliser est élevée. Ainsi, en cas d'épithélioma, 45 Gy peuvent suffire pour stériliser des localisations microscopiques, mais 70 Gy peuvent être insuffisants pour stériliser une localisation tumorale volumineuse de la même maladie.

Le mode d'action sur la tumeur est complexe ; en effet, la mort cellulaire n'est pas immédiate au décours de l’irradiation.

Expérimentalement, les cellules irradiées se trouvent initialement dans l'incapacité de se diviser, après une ou plusieurs mitoses. Il s'agit d'une mort différée correspondant à la perte de la capacité de prolifération. Par ailleurs, une partie des cellules lésées est capable de récupérer un pouvoir de division (réparations). Il existe d'autre part dans l'évolution d'une tumeur en cours de radiothérapie un phénomène de repopulation par prolifération de cellules initialement indemnes. Ces phénomènes s'associent de façon complexe en cours d'irradiation. C'est pourquoi les données de la radiobiologie n'expliquent que partiellement ce qui se passe, et il entre une bonne part d'empirisme dans l'adoption des modalités thérapeutiques courantes.

Des études radiobiologiques récentes essaient de mesurer par approximation la capacité de repopulation des cellules tumorales survivantes en cours de traitement (mesure du temps potentiel de doublement (T pot) des cellules tumorales).

Il est important également de souligner que l'efficacité de la radiothérapie ne s'accompagne pas nécessairement, à court terme, d'une diminution du volume tumoral. Ainsi, il est de règle d'attendre la sixième semaine après la fin d'une curiethérapie gynécologique pour juger du résultat. Une chirurgie d'exérèse rectale sera envisagée 4 à 5 semaines après la fin d'une radiothérapie faite à visée pré-opératoire.

Les conséquences sur les tissus sains, c'est-à-dire les séquelles pourront, elles, apparaître bien plus tardivement (des mois ou des années après).

Deux phénomènes expliquent que la radiothérapie est souvent insuffisante pour guérir des cancers dont l'extension reste purement locale ou loco-régionale.

D'une part, la radiorésistance variable selon les tumeurs est surtout fréquente pour les tumeurs comportant des cellules tumorales anoxiques. En pratique, les tumeurs volumineuses et souvent nécrosées au centre sont fréquemment radiorésistantes.

D'autre part, les tissus sains qui entourent la tumeur ne peuvent être totalement évités pour des raisons balistiques et, malgré des combinaisons de faisceaux orthogonaux ou obliques, ils interdisent souvent de délivrer à la tumeur la dose nécessaire à sa stérilisation. Les doses qu'il est difficile de dépasser, selon les organes, sont précisées dans le tableau 5.1.

Les indications peuvent être schématisées en termes de radiothérapie palliative, curative ou combinée.

La radiothérapie palliative est une indication très fréquente, l'étalement étant souvent court. Elle peut être à visée antalgique sur des métastases osseuses : il faut alors prévenir le patient que les jours qui suivent ce type d'irradiation s'accompagnent fréquemment d'une accentuation des douleurs précédant l'effet antalgique. L'irradiation à visée décompressive médullaire n'est envisageable que lorsqu'elle est mise en route assez tôt en cas de compression médullaire car, comme nous l'avons vu, l'effet de la radiothérapie est toujours différé. La radiothérapie palliative peut également être indiquée en cas de métastases cérébrales ou de métastases hépatiques, ainsi que lors d'une compression médiastinale.

En cas d'irradiation décompressive médullaire ou encéphalique, une corticothérapie doit être systématiquement prescrite dès le début de l'irradiation.

L'irradiation exclusive à visée curative a pour but de stériliser la tumeur dans les cancers O.R.L., les séminomes testiculaires. Par ailleurs, la radiothérapie reste souvent le traitement quasi-exclusif de bon nombre de cancers ; si son objectif est en théorie curatif, il est en fait rarement atteint dans la pratique, notamment dans les cancers bronchiques et les cancers de l'œsophage.

 L'irradiation peut être combinée à un acte chirurgical, elle peut alors chercher à diminuer la masse tumorale ou à limiter le risque de récidive post-opératoire dans les cancers du rectum, du col de l'utérus, des voies aérodigestives supérieures, des bronches, de la vessie, du sein. Elle peut également être combinée à la chimiothérapie comme dans le cancer bronchique anaplasique à petites cellules ou la maladie de Hodgkin.

 Tableau 5.1 - Doses critiques au-delà desquelles le risque de toxicité est élevé (fractionnement et étalement classique : 10 Gy / semaine).

 Région irradiée

 Doses en grays ( Gy )

Cristallin

Encéphale **

Foie

Intestin grêle

Moelle épinière

Ovaire et testicule ***

Poumon

Rein

8 *

50

30

35

45

6

20

20

* En une fraction.

** De l'adulte ; pour l'enfant, la dose critique est plus faible

*** La fabrication de gonocytes est définitivement compromise au-delà de cette dose. La fonction de sécrétion endocrine reste respectée à cette dose.

 

La décision de la radiothérapie une fois prise, une consultation avec le radiothérapeute est nécessaire pour réunir les éléments médicaux permettant de décider des modalités pratiques du traitement, c'est-à-dire le volume à irradier, les faisceaux, le fractionnement, l'étalement et l'énergie appropriée. Le radiothérapeute expliquera également au patient le déroulement concret du traitement, le nombre de séances, les inconvénients de la radiothérapie, en tâchant d'évaluer l'appréhension du malade vis-à-vis des rayons.

Le deuxième temps est celui du centrage qui consiste en fait en un examen radiographique permettant, à l'aide d'un simulateur, de vérifier la conformité des faisceaux d'irradiation choisis. C'est au cours de cette séance que des points de repère seront dessinés sur la peau.

Puis, lors de la première séance de traitement, (mise en place) dans la plupart des centres, sera effectué un tatouage de la peau.

Il est souvent effectué une gammagraphie qui est un film en double exposition du volume traité, réalisé sur la machine en condition de traitement.

Pendant le traitement, le radiothérapeute reverra le patient, au moins chaque semaine, pour vérifier le bon déroulement du traitement, sa tolérance et évaluer éventuellement l'évolution de la maladie cancéreuse.

L'amélioration des caractéristiques techniques des machines par les fabricants et la diffusion des machines récentes qui ont progressivement remplacé les machines plus désuètes, retentissent bien sûr sur les conditions de traitement de beaucoup de malades. Il est certain également que la scanographie devrait être une aide importante pour établir le plan de traitement de certaines tumeurs, en respectant mieux les organes sains. Les tentatives d'amélioration des plans de traitement par la modification des faisceaux, du fractionnement et de l'étalement se poursuivent, ainsi que les tentatives pour augmenter l'efficacité de la radiothérapie par l'intermédiaire de radiosensibilisateurs ou d'associations diverses à la chimiothérapie.


III. Perspectives

Les espoirs de voir s'améliorer les résultats de la radiothérapie sont multiples à court ou moyen terme :

- Les machines elles-mêmes qui évoluent en permanence, de plus en plus fiables et précises.

- Les moyens de dosimétrie et d'amélioration des performances balistiques vont encore considérablement évoluer dans les années proches, notamment par une intégration de plus en plus grande des moyens d'imagerie moderne (en 2 ou 3 dimensions) dans la réalisation du traitement, le but étant de délivrer avec plus de précisions des doses plus élevées.

- La radiothérapie conformationnelle actuellement à l'étude, résultant des améliorations techniques des machines et de dosimétrie, couplée à une immobilisation plus rigoureuse et reproductible du patient pendant chaque séance.

- Les associations à la chimiothérapie ont permis d'ores et déjà d'améliorer les résultats de la chimio et de la radiothérapie seules, quitte à modifier les schémas classiques d'administration de chacune. Les résultats sont développés très largement dans cet ouvrage.

- Prochainement, la poursuite des recherches sur les radiosensibilisants, l'apoptose, les tests de prédictivité de radiosensibilité et de radiorésistance, l'approche génétique par l'isolement et l'étude des gênes conditionnant la radiosensibilité permettront sûrement une nouvelle approche thérapeutique des cancers et de grandes modifications des indications et des résultats de la radiothérapie.

 

Références

1- Principes de la radiothérapie anticancéreuse : "La revue du Praticien" 15 Avril 1994;n° 8;14 : 1001-1050.

2- Le Bourgeois J.P., Chavaudra J., Eschwege F. "Radiothérapie oncologique" Paris : HERMANN 1992 : 546 PP.

3- Lichter A..S., Lawrence T.S. Recent advances in radiation oncology - N. Engl, J. Med 1995;332;6 : 371 - 379.