Get access

Whole brain radiotherapy for the treatment of newly diagnosed multiple brain metastases

  • Review
  • Intervention

Authors


Abstract

Background

This is an update to the review published in the Cochrane Library (2012, Issue 4).

It is estimated that 20% to 40% of people with cancer will develop brain metastases during the course of their illness. The burden of brain metastases impacts quality and length of survival.

Objectives

To assess the effectiveness and adverse effects of whole brain radiotherapy (WBRT) given alone or in combination with other therapies to adults with newly diagnosed multiple brain metastases.

Search methods

We searched the Cochrane Central Register of Controlled Trials (CENTRAL), MEDLINE, and Embase to May 2017 and the National Cancer Institute Physicians Data Query for ongoing trials.

Selection criteria

We included phase III randomised controlled trials (RCTs) comparing WBRT versus other treatments for adults with newly diagnosed multiple brain metastases.

Data collection and analysis

Two review authors independently assessed trial quality and abstracted information in accordance with Cochrane methods.

Main results

We added 10 RCTs to this updated review. The review now includes 54 published trials (45 fully published reports, four abstracts, and five subsets of data from previously published RCTs) involving 11,898 participants.

Lower biological WBRT doses versus control
The hazard ratio (HR) for overall survival (OS) with lower biological WBRT doses as compared with control (3000 cGy in 10 daily fractions) was 1.21 (95% confidence interval (CI) 1.04 to 1.40; P = 0.01; moderate-certainty evidence) in favour of control. The HR for neurological function improvement (NFI) was 1.74 (95% CI 1.06 to 2.84; P = 0.03; moderate-certainty evidence) in favour of control fractionation.

Higher biological WBRT doses versus control

The HR for OS with higher biological WBRT doses as compared with control (3000 cGy in 10 daily fractions) was 0.97 (95% CI 0.83 to 1.12; P = 0.65; moderate-certainty evidence). The HR for NFI was 1.14 (95% CI 0.92 to 1.42; P = 0.23; moderate-certainty evidence).

WBRT and radiosensitisers
The addition of radiosensitisers to WBRT did not confer additional benefit for OS (HR 1.05, 95% CI 0.99 to 1.12; P = 0.12; moderate-certainty evidence) or for brain tumour response rates (odds ratio (OR) 0.84, 95% CI 0.63 to 1.11; P = 0.22; high-certainty evidence).

Radiosurgery and WBRT versus WBRT alone
The HR for OS with use of WBRT and radiosurgery boost as compared with WBRT alone for selected participants was 0.61 (95% CI 0.27 to 1.39; P = 0.24; moderate-certainty evidence). For overall brain control at one year, the HR was 0.39 (95% CI 0.25 to 0.60; P < 0.0001; high-certainty evidence) favouring the WBRT and radiosurgery boost group.

Radiosurgery alone versus radiosurgery and WBRT

The HR for local brain control was 2.73 (95% CI 1.87 to 3.99; P < 0.00001; high-certainty evidence)favouring the addition of WBRT to radiosurgery. The HR for distant brain control was 2.34 (95% CI 1.73 to 3.18; P < 0.00001; high-certainty evidence) favouring WBRT and radiosurgery. The HR for OS was 1.00 (95% CI 0.80 to 1.25; P = 0.99; moderate-certainty evidence). Two trials reported worse neurocognitive outcomes and one trial reported worse quality of life outcomes when WBRT was added to radiosurgery.

We could not pool data from trials related to chemotherapy, optimal supportive care (OSC), molecular targeted agents, neurocognitive protective agents, and hippocampal sparing WBRT. However, one trial reported no differences in quality-adjusted life-years for selected participants with brain metastases from non-small-cell lung cancer randomised to OSC and WBRT versus OSC alone.

Authors' conclusions

None of the trials with altered higher biological WBRT dose-fractionation schemes reported benefit for OS, NFI, or symptom control compared with standard care. However, OS and NFI were worse for lower biological WBRT dose-fractionation schemes than for standard dose schedules.

The addition of WBRT to radiosurgery improved local and distant brain control in selected people with brain metastases, but data show worse neurocognitive outcomes and no differences in OS.

Selected people with multiple brain metastases from non-small-cell lung cancer may show no difference in OS when OSC is given and WBRT is omitted.

Use of radiosensitisers, chemotherapy, or molecular targeted agents in conjunction with WBRT remains experimental.

Further trials are needed to evaluate the use of neurocognitive protective agents and hippocampal sparing with WBRT. As well, future trials should examine homogeneous participants with brain metastases with focus on prognostic features and molecular markers.

Plain language summary

Whole brain radiotherapy for the treatment of multiple brain metastases

The issue
A large proportion of people with cancer will receive a diagnosis of the spread of cancer (metastases) to the brain. Radiotherapy is commonly used to treat brain metastases.

The aim of the review
We conducted this review to determine the effectiveness and adverse effects of whole brain radiotherapy (WBRT) given alone or in combination with other treatments to adults with multiple brain metastases.

What are the main findings?
This review includes 54 published trials involving 11,898 participants.

Data show no apparent additional benefit of altered WBRT dose schedules compared with standard dose schedules.

Use of other treatments such as chemotherapy, radiosensitisers, and molecular targeted agents in conjunction with WBRT has not yet been shown to be of benefit.

Radiosurgery boost with WBRT does not improve survival among selected people with multiple brain metastases. WBRT when added to radiosurgery improves local and distant brain control. However, neurocognitive outcomes are better for selected people treated with radiosurgery alone as compared with WBRT and radiosurgery.

For selected individuals with metastatic non-small-cell lung cancer to brain, survival may not be better with WBRT and optimal supportive care than with optimal supportive care alone.

Quality of the evidence
Studies have provided evidence of moderate to high certainty.

What are the conclusions?
Altered higher biological WBRT dose-fractionation schemes, as reported in randomised trials, did not confer benefit for overall survival, neurological function, or symptom control compared with standard treatment (3000 cGy in 10 daily fractions, or 2000 cGy in 4 or 5 daily fractions). However, overall survival and neurological function were worse for lower biological WBRT dose-fractionation schemes than for standard dose schedules.

The addition of WBRT to radiosurgery improved local and distant brain control (i.e. absence of new intracranial lesions at the site or outside of treated lesions after treatment) among selected people with brain metastases, but investigators reported worse cognitive outcomes and no differences in overall survival.

Selected people with multiple brain metastases from non-small-cell lung cancer may show no difference in overall survival when optimal supportive care is given and WBRT is omitted.

Use of other treatments (radiosensitisers, chemotherapy, or molecular targeted agents) in conjunction with WBRT remains experimental.

Additional trials are needed to evaluate strategies to protect cognitive decline associated with WBRT. As well, future trials should examine people with brain metastases with focus on prognostic features and tumour characteristics.

Streszczenie prostym językiem

Radioterapia całego mózgu w leczeniu przerzutów mnogich do mózgu

Wprowadzenie
Duża grupa chorych na raka może mieć dodatkowo rozprzestrzenienie się choroby (wystąpienie przerzutów) do mózgu. Bardzo często w leczeniu przerzutów do mózgu wykorzystuje się radioterapię.

Cel przeglądu
Dokonaliśmy przeglądu danych naukowych w celu ustalenia skuteczności radioterapii całego mózgu (ang. whole brain radiotherapy, WBRT) w monoterapii lub w połączeniu z innymi metodami leczenia i skutków ubocznych tej terapii u chorych z przerzutami mnogimi do mózgu.

Jakie są główne wyniki przeglądu?
Niniejszy przegląd systematyczny obejmuje 54 opublikowane badania, do których włączono 11 898 uczestników.

Nie stwierdzono żadnych dodatkowych korzyści ze stosowania zmienionego schematu dawkowania WBRT w porównaniu ze standardowym schematem radioterapii.

Do tej pory nie wykazano, żeby stosowanie innych metod leczenia, takich jak: chemioterapia, substancje radiouczulające lub leki molekularnie ukierunkowane) łącznie z WBRT przynosiło korzyści.

Rozszerzenie radiochirurgii o WBRT nie poprawia przeżycia u chorych z przerzutami mnogimi do mózgu. WBRT stosowana razem z radiochirurgią wiąże się z lepszą kontrolą miejscową i odległą mózgu. Jednak pacjenci, u których zastosowano samą radiochirurgię, uzyskują lepsze wyniki w zakresie funkcji neurokognitywnych niż chorzy leczeni radiochirurgią w połączeniu z WBRT.

Nie potwierdzono, aby przeżywalność u chorych z przerzutami niedrobnokomórkowego raka płuca do mózgu wydłużyła się w przypadku zastosowania WBRT łącznie z opieką paliatywną, w porównaniu ze stosowaniem samej opieki paliatywnej.

Jakość danych naukowych
Badania dostarczyły danych naukowych o umiarkowanej lub wysokiej pewności (co do wiarygodności otrzymanych wyników - przyp. red.).

Jakie są wnioski?
Wyniki badań z randomizacją wskazują, że schemat polegający na zwiększeniu frakcjonowanej dawki WBRT efektywnej biologicznie nie przynosi korzyści w postaci wydłużenia przeżywalności, w zakresie czynności mózgu lub kontrolowania objawów choroby, w porównaniu z terapią standardową (3000 cGy w 10 frakcjach dziennie lub 2000 cGy w 4 lub 5 frakcjach dziennie). Jednak przeżycie całkowite i funkcje neurologiczne pogorszyły się podczas stosowania mniejszych dawek WBRT efektywnych biologicznie, w porównaniu z dawką standardową.

WBRT stosowana razem z radiochirurgią wiązała się z lepszą kontrolą miejscową i odległą mózgu (np. brak widocznych nowych uszkodzeń wewnątrzczaszkowych w miejscu lub na zewnątrz leczonych zmian) u chorych z przerzutami do mózgu, jednak badacze odnotowali pogorszenie funkcji poznawczych i brak różnicy w zakresie przeżycia całkowitego.

U niektórych pacjentów z przerzutami niedrobnokomórkowego raka płuca do mózgu nie stwierdzono żadnej różnicy w zakresie przeżycia całkowitego w przypadku gdy zapewniono opiekę paliatywną, a WBRT pominięto.

Stosowanie innych rodzajów leczenia (chemioterapia, substancje radiouczulające , leczenia ukierunkowane molekularnie) łącznie z WBRT pozostaje nadal w fazie eksperymentalnej.

Konieczne jest przeprowadzenie dalszych badań, aby ocenić w jaki sposób zachować funkcje poznawcze podczas stosowania WBRT. Przyszłe badania powinny obejmować chorych z przerzutami do mózgu, ze szczególnym naciskiem na czynniki prognostyczne i cechy guza.

Uwagi do tłumaczenia

Tłumaczenie: Edyta Ryczek Redakcja: Karolina Moćko, Małgorzata Kołcz