Kooperation zur Förderung des Human-Biomonitoring

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Masten und Röhre einer Raffinerie
Quelle: Aaron Kohr / Fotolia.com

Das Umweltbundesamt unterstützt die Kooperation zum Human-Biomonitoring zwischen Bundesumweltministerium und Chemieverband. Die Kooperation dient maßgeblich zur Entwicklung neuer Analysenmethoden, damit Substanzen, die von der Bevölkerung möglicherweise vermehrt aufgenommen werden oder die eine besondere Gesundheitsrelevanz haben, in Urin- oder Blutproben nachgewiesen werden können.

Inhaltsverzeichnis

 

Hintergrund, Ziele und Aufgaben der Kooperation

Im Jahr 2010 starteten das Bundesministerium für Umwelt, Naturschutz, Bau und Reaktorsicherheit (BMUB) und der Verband der Chemischen Industrie e. V. (VCI) eine Kooperation zur Förderung des Human-Biomonitoring (HBM). Wesentliche Ziele sind, die Kenntnisse über neuere Stoffe, denen die Bevölkerung möglicherweise vermehrt ausgesetzt ist oder die eine besondere Gesundheitsrelevanz haben können, zu verbessern und Methoden zum Nachweis geringster Konzentrationen dieser  Stoffe zu entwickeln. Dabei geht es vorrangig nicht um den Nachweis dieser Substanzen in beruflich belasteten Bevölkerungsgruppen, die zum Teil erheblich sein können. Vorrangig geht es darum, Methoden zu entwickeln, die auch die geringen Konzentrationen im Urin oder Blut der eigentlich unbelasteten Allgemeinbevölkerung erfassen können (sogenannte Hintergrundbelastung). Die Kooperation wurde für 10 Jahre geschlossen. Nach einer dreijährigen Pilotphase erfolgte 2013 eine positive Evaluation bei beiden Partnern, woraufhin die Kooperation wie geplant fortgesetzt wird.

Wesentliche Aufgabe der BMUB/VCI-Kooperation ist die Auswahl von bis zu 50 Substanzen innerhalb von zehn Jahren (Stoffpriorisierung), die die Kriterien (Verbraucherrelevanz, besondere Gesundheitsrelevanz, es liegt keine spezifische HBM-Methode vor) erfüllen. Daran schließen sich die Aufgaben der Entwicklung spezifischer Analysemethoden und deren Anwendung in geeigneten Bevölkerungsuntersuchungen an. Der VCI trägt die Verantwortung für die Methodenentwicklung, die Anwendung der Methoden in geeigneten Untersuchungen unterliegt der Verantwortung des BMUB unterstützt durch das Umweltbundesamt (UBA). Die Geschäftsführung der Kooperation liegt beim UBA.

 

Gremien und Mitglieder

Die BMUB/VCI-Kooperation besteht aus den zwei Gremien HBM-Expertenkreis und Lenkungsausschuss.
Mitglieder des HBM-Expertenkreises sind Expertinnen und Experten mit chemisch-analytischem, toxikologischem und/oder umweltmedizinischem Hintergrund aus dem BMUB, den Bundesoberbehörden Bundesinstitut für Risikobewertung (BfR), Bundesanstalt für Arbeitsschutz und Arbeitsmedizin (BAuA) und UBA, aus der Wissenschaft (Universitäten, private und öffentliche (Landes-) Institute) und der chemischen Industrie.

Die Mitgliedschaft erfolgt auf Vorschlag und unter Zustimmung beider Kooperationspartner, dabei handelt es sich um eine persönliche und nicht um eine institutionelle Mitgliedschaft.

Mitglieder des Lenkungsausschusses sind Vertretungen des BMUB, des UBA und des VCI bzw. Mitgliedsunternehmen des VCI.

 

Substanzauswahl und Methodenentwicklung

Der HBM-Expertenkreis trifft sich jeweils zum Jahresanfang und im Herbst eines Jahres, um Substanzen auszuwählen, für die im Rahmen des Kooperationsprojektes Methoden entwickelt werden sollten und um einzelne kritische Schritte der Methodenentwicklungen zu besprechen.

Aus verschiedenen von unterschiedlichen internationalen Organisationen erstellten Listen (beispielsweise dem Verzeichnis der CMR-Stoffe (cancerogen, mutagen, reproduktionstoxisch) oder der Kandidatenliste REACh Annex XIV, oder der Liste der endokrinen Substanzen) und aktuell diskutierten besorgniserregenden Substanzen hat das BfR im Auftrag des BMUB 2010 eine Übersicht mit ca. 120 Substanzen erstellt, die prinzipiell interessante Stoffe für die Kooperation enthält. Grundlegende Kriterien für die Auswahl der Substanzen aus den verfügbaren Listen für diese Übersichtsliste waren:

  • Gute bis sehr gute Bioverfügbarkeit der Stoffe bzw. gentoxischen Kanzerogene
  • Ausschluss von Stoffen für die eine HBM-Methode existiert, für die Verbindung selbst oder für wirksame Komponenten oder Metabolite (Recherche dazu z. B. in „MAK Collection for Occupational Health and Safety“ und der Laborliste des IPASUM (Institut für Arbeits- Sozial- und Umweltmedizin), Erlangen)
  • Recherche der Verwendungsmöglichkeiten und der Expositionswahrscheinlichkeit für Verbraucher z. B. in der SPIN-Datenbank 
  • Ausschluss von Stoffen mit geringer Expositionswahrscheinlichkeit (ohne Verbraucherrelevanz) 

Auf der Grundlage dieser Übersichtsliste erfolgte im HBM-Expertenkreis die erste Diskussion zu geeigneten Substanzen. In nachfolgenden Sitzungen wurde und wird regelmäßig eine aktuelle Sichtung internationaler Chemikalienlisten vorgenommen. Zusätzlich werden Vorschläge für neue Substanzen aus den beteiligten Institutionen eingebracht und anhand toxikologischer Fact-Sheets deren Eignung für das Kooperationsprojekt diskutiert.

Die Diskussion im HBM-Expertenkreis umfasst regelmäßig die Aspekte der Toxizität (Gesundheitsrelevanz) der Stoffe, die Kontaktmöglichkeiten (Exposition) der Verbraucherinnen und Verbraucher und das Vorhandensein einer spezifischen HBM-Methode für entweder die Substanz selbst oder deren Stoffwechselprodukte (Metabolite als Expositions- oder Effekt-Biomarker) zum Nachweis in humanen Urin- oder Blutproben. Bei existierenden HBM-Methoden aus dem Arbeitsschutz (MAK-Collection) wird der verwendete Biomarker, mögliche Nachweis- und Bestimmungsgrenzen und / oder die Notwendigkeit einer zusätzlichen Metabolismusstudie diskutiert. Zunehmend wird in die Entscheidung mit einbezogen, ob mit den vorhandenen Informationen aus Human-, Tier- oder Zellkulturversuchen die Ableitung von Beurteilungswerten durch die HBM-Kommission möglich sein wird.

Als Ergebnis der Diskussion im HBM-Expertenkreis wird eine sogenannte Vorschlagsliste erstellt, die pro Jahr ca. 10 Substanzen auflistet, für die genügend Informationen vorlagen, um sie als geeignet für das Kooperationsprojekt einstufen zu können.
Die im HBM-Expertenkreis erarbeitete Vorschlagsliste wird dem Lenkungsausschuss zu dessen Sitzung jeweils im Frühjahr eines Jahres vorgelegt. Pro Jahr wählt dieser bis zu 5 Substanzen aus, für die im Rahmen der Kooperation HBM-Methoden entwickelt werden sollen. Berücksichtigt wird dabei auch, ob es dem VCI möglich ist, für die Substanzen Industrie-Paten zu gewinnen, deren Hintergrundwissen notwendig ist, um Analysenmethoden zielführend zu entwickeln.

Nachdem die jährlich bis zu fünf Substanzen vom Lenkungsausschuss ausgewählt wurden, beauftragt der VCI ein Labor (häufig aus dem Mitgliederkreis des HBM-Expertenkreises) mit der Methodenentwicklung. Im Artikel „Die Tücken liegen im Detail“ im Juni-Heft der BMU-Umwelt 2013 sind Einzelheiten und die Herausforderungen der Methodenentwicklung beschrieben.

 

Ausgewählte Substanzen

Seit Beginn der Kooperation zwischen BMUB und dem VCI zur Entwicklung von Human-Biomonitoring (HBM) Methoden, wurden 26  Substanzen ausgewählt; darunter Phthalate und Phthalat-Ersatzstoffe (Weichmacher),  Flammschutzmittel, Kosmetika-Zusätze (UV-Filter, Duftstoffe) und Substanzen, die Allergien verursachen (Konservierungsmittel für Lebensmittel oder Kosmetika). Die Methodenentwicklung von zusätzlich 3 Substanzen (Cyclo-Siloxane) wurde aufgrund analytischer Schwierigkeiten (hohe Hintergrundbelastung) abgebrochen.

Im Einzelnen handelt es sich hierbei um nachfolgend in der Tabelle genannte Stoffe/Stoffgruppen.

Informationen zu den toxikologischen Wirkungen und zu eventuell bereits abgeleiteten Beurteilungswerten durch die Human-Biomonitoring-Kommission finden sie auf der Seite der Human-Biomonitoring-Kommission.

Tabelle ausgewählte Stoffe
Tabelle ausgewählte Stoffe
Quelle: Umweltbundesamt tabelle_ausgewahlte_stoffe_de_20160711.pdf
 

Erste Analysenmethoden sind entwickelt

Im Rahmen der BMUB/VCI-Kooperation wurden inzwischen die ersten Analysenmethoden zur Bestimmung bisher weltweit – zumindest in diesen niedrigen Konzentrationen - nicht messbarer Substanzmengen in Urin- bzw. Blutproben entwickelt.

Hierbei handelt es sich unter anderem um eine Methode zur Analyse von Stoffwechselprodukten des relativ neuen Phthalates DPHP und des Phthalat-Ersatzstoffes DINCH. Beide Weichmacher werden zunehmend eingesetzt, um das inzwischen verbotene DEHP (Di-(2-ethylhexyl)phthalat) in unterschiedlichen Anwendungsgebieten zu ersetzen.  Außerdem wurde eine Methode zur Analyse von MDI (Methylendipenyldiisocyanat), eines Bestandteils von Einkomponentenschaum zur Fixierung und Dämmung von Fenster- und Türrahmen entwickelt. Auch eine Methode zum Nachweis von 2-MBT (2-Mercaptobenzothiazol) wurde entwickelt, das als Vulkanisationsbeschleuniger für die Reifenherstellung oder auch in haushaltsnahen Gummiprodukten verwendet wird. Ebenfalls steht nun eine Methode zur Analyse von Lysmeral, einem häufig verwendeten Zusatz zu Kosmetika und Wasch- und Reinigungsmitteln, zur Verfügung  (Einzelheiten siehe Tabelle „Entwickelte Analysemethoden“).

 Nach dem Abschluss der Methodenentwicklung durch ein vom VCI beauftragtes international renommiertes Labor erfolgt eine Veröffentlichung der Methode in begutachteten Fachzeitschriften (peer reviewed journals), häufig auch eine Präsentation auf Fachtagungen. Damit steht die Methode öffentlich zur Verfügung. Zur weiteren Qualitätssicherung wird die Methode bei der Arbeitsgemeinschaft „Analyse in biologischem Material (AibM)“ der Deutschen Forschungsgemeinschaft einer unabhängigen Prüfung unterzogen. Da diese Prüfung von Laboren ehrenamtlich durchgeführt wird, kann sie durchaus zwei oder mehr Jahre in Anspruch nehmen.

Für DINCH wurde die AibM-Prüfung bereits erfolgreich abgeschlossen, damit kann diese Methode weltweit standardisiert angewendet werden.

Tabelle Entwickelte Analysenmethoden
Tabelle Entwickelte Analysenmethoden
Quelle: Umweltbundesamt tabelle_entwickelte_methoden_20160711.pdf
 

Anwendung der neu entwickelten Methoden/Publikationen

Eine erste Anwendung der Methoden in Bevölkerungsuntersuchungen erfolgt im Auftrag des Umweltbundesamtes in Humanproben der Umweltprobenbank oder in Proben der Deutschen Umweltstudie zur Gesundheit (GerES).