Im beantragten Forschungsvorhaben sollen Kurzzeit- sowie Langzeitwirkungen von Luftschadstoffen auf gesunde Kinder und Erwachsene sowie auf Patienten mit Asthma bronchiale untersucht werden. Schwerpunkt der Forschungsaktivitaeten soll der suedliche Teil der ehemaligen DDR sein. Die Ergebnisse sollen mit abgeschlossenen bzw laufenden, vergleichbaren Erhebungen aus Nordrhein-Westfalen, Bayern und dem Grenzgebiet der CSFR verglichen werden.
COSMOS-Studie spricht nicht für eine Erhöhung des Hirntumor-Risikos durch Mobiltelefone Kein Zusammenhang zwischen langjähriger und intensiver kopfnaher Nutzung von Mobiltelefonen und Hirntumor- Risiko COSMOS ( The Cohort Study on Mobile Phones and Health ) ist eine internationale Langzeitstudie zur Untersuchung gesundheitlicher Auswirkungen von Mobiltelefonnutzung. Mit über 260.000 Teilnehmer*innen ist COSMOS die größte prospektive Kohortenstudie , die speziell zu dieser Fragestellung initiiert wurde. Sie umfasst Daten aus Dänemark, Finnland, den Niederlanden, Schweden und dem Vereinigten Königreich. In der vorliegenden Veröffentlichung wurde das Auftreten von Hirntumoren (Gliome, Meningeome und Akustikusneurinome) im Zusammenhang mit Mobiltelefonnutzung untersucht. Dabei wurde kein Zusammenhang zwischen Nutzungsdauer oder -intensität von Mobiltelefonen und dem Auftreten dieser Hirntumorarten gefunden. Die Ergebnisse des ersten Follow-Up sprechen dafür, dass eine langjährige und intensive kopfnahe Nutzung von Mobiltelefonen das Risiko für Hirntumoren bei Erwachsenen nicht erhöht. Wesentliche Verzerrungsquellen von Fall-Kontroll-Studien wurden im Studiendesign von COSMOS vermieden („ Recall Bias “ Erinnerungsverzerrung) bzw. reduziert (nicht-differentielle Fehlklassifikation des Expositionsstatus). Für Akustikusneurinome und zu einem gewissen Grad für Meningeome ist die Aussagekraft jedoch durch eine geringe Fallzahl eingeschränkt. Die Ergebnisse der COSMOS-Studie untermauern den aktuellen wissenschaftlichen Stand, dass es keine belastbaren wissenschaftlichen Belege dafür gibt, dass von Mobiltelefonen hervorgerufene elektromagnetische Felder das Risiko für Hirntumoren beim Menschen erhöhen. Hintergrund Die Nutzung von Technologie, die hochfrequente elektromagnetische Felder ( HF - EMF ) aussendet, hat seit den 1950er Jahren stetig zugenommen und umfasst Anwendungen in der Medizin, der Industrie, im Haushalt, beim Militär und insbesondere in der Telekommunikation. Seit den späten 1990er und frühen 2000er Jahren, als sich die Nutzung von Mobiltelefonen in der Öffentlichkeit stark verbreitete, gab es Bedenken über mögliche gesundheitliche Auswirkungen der Mobilfunktechnologie. Ohne Freisprecheinrichtung war das Telefonieren damals mit vergleichsweise hohen Expositionen des Kopfes verbunden. Im Fokus des wissenschaftlichen Interesses stand daher insbesondere ein möglicher Zusammenhang mit Tumoren des Kopfes ( u.a. Gliome, Meningeome und Akustikusneurinome). Im Zuge dessen wurden eine Reihe von epidemiologischen Studien angestoßen, um die möglichen langfristigen Wirkungen von Mobiltelefonen auf das Risiko für Hirntumoren zu untersuchen. Einschränkungen vorheriger epidemiologischer Studien Das Design von Fall-Kontroll-Studien mit einer retrospektiven Expositionserfassung über Selbstangaben in einem Fragebogen, kann zu einem sog. „ Recall Bias “ (Erinnerungsverzerrung) und damit zu einer Verzerrung des beobachteten Risikos führen. Des Weiteren können die Ergebnisse einer Fall-Kontroll-Studie durch einen „ Selection Bias “ (Stichprobenverzerrung) beeinflusst werden [ 12 , 13 , 14 ] . Aufgrund der vergleichsweise kurzen Nutzungsdauer dieser Technologie in vorherigen Studien wie INTERPHONE oder der dänischen Kohortenstudie [ 3 , 15 , 16 ] war es zudem nicht möglich, eine belastbare Aussage zum Krebsrisiko nach mehr als 15 Jahren Handynutzung zu treffen. Prospektive Kohortenstudie COSMOS Um die beschriebenen methodischen Limitationen zu adressieren und verbliebene Unsicherheiten eines möglichen Hirntumorrisikos auch nach langjähriger und intensiver Nutzung auszuräumen, wurde 2007 die COSMOS-Studie (The Cohort Study on Mobile Phones and Health) initiiert. COSMOS ist eine internationale prospektive Kohortenstudie , die zur Untersuchung eines möglichen Zusammenhangs zwischen der Nutzung von Mobiltelefonen und gesundheitlichen Auswirkungen aufgesetzt wurde. Einer solchen Studie wurde durch die WHO und die Europäische Kommission ein hoher Stellenwert beigemessen [ 17 ] . Im Folgenden wird das Studiendesign der COSMOS-Studie beschrieben, wesentliche Ergebnisse zu Hirntumoren und Nutzung von Mobiltelefonen vorgestellt und eine Bewertung der Ergebnisse aus Sicht des BfS vorgenommen. COSMOS-Studie: Ergebnisse stützen mehrheitlich Ergebnisse anderer epidemiologischer Studien Die Ergebnisse der COSMOS-Studie stützen mehrheitlich die Ergebnisse anderer epidemiologischer Studien zum Risiko zu Hirntumoren und Nutzung von Mobiltelefonen. Die Befunde decken sich mit Ergebnissen aus zwei früheren Kohortenstudien aus Dänemark und dem Vereinigten Königreich [ 3 , 4 , 7 ] , in welchen ebenfalls kein Zusammenhang von der Nutzung von Mobiltelefonen und Krebs beobachtet wurde. Die Autor*innen von COSMOS haben zusätzlich die Daten von COSMOS mit den Daten von zwei früheren Kohortenstudien kombiniert und gemeinsam bezüglich Gliomrisiko ausgewertet. Basierend auf insgesamt 764 Fällen mit einer Nutzungsdauer von ≥10 Jahren zeigte sich ein relatives Risiko von 0,94 (95 % CI 0,84-1,04) und somit ebenfalls kein erhöhtes Gliomrisiko. In weiten Teilen sind die Ergebnisse der COSMOS-Studie kongruent mit den Ergebnissen der größten Fall-Kontroll-Studie INTERPHONE [ 1 , 2 ] . Die Ergebnisse der INTERPHONE-Studie zeigen jedoch ein erhöhtes Risiko für Gliome und Akustikusneurinome bei Personen mit einer selbstberichteten kumulativen Gesprächszeit von ≥1.640 Stunden. In der INTERPHONE-Studie wurde das Ausmaß der Mobiltelefonnutzung retrospektiv durch Interviews, die nach der Diagnose eines Hirntumors durchgeführt wurden, erfasst. Diese Vorgehensweise ist anfällig für einen Recall Bias , insbesondere da der Tumor und seine Behandlung das Gedächtnis und die Kognition beeinflussen können. Des Weiteren deuten Validierungsstudien darauf hin, dass gesunde Kontrollen dazu neigen, die Dauer ihrer Telefonate zu überschätzen. Zusätzlich wurde beobachtet, dass Personen mit intensiver Nutzung zur Überschätzung und Personen mit weniger intensiver Nutzung zur Unterschätzung tendieren [ 13 ] . Eine solche Überberichterstattung wurde in COSMOS nicht beobachtet. Die Inkonsistenz zwischen den Ergebnissen von Intensivnutzern in der INTERPHONE-Studie und den COSMOS-Ergebnissen stärken die Vermutung, dass das bereits von den Autor*innen der INTERPHONE-Studie kritisch diskutierte geringfügig erhöhte Risiko in der Gruppe der intensivsten Mobiltelefonnutzer*innen in der INTERPHONE-Studie auf einen Informationsbias zurückzuführen sein könnte. Fazit Die COSMOS-Studie ist die aktuell größte internationale prospektive Kohortenstudie , die spezifisch zur Untersuchung eines möglichen Zusammenhangs zwischen der Nutzung von Mobiltelefonen und möglichen gesundheitlichen Auswirkungen initiiert wurde. Die veröffentlichten Ergebnisse des ersten Follow-ups geben keine Hinweise auf einen Zusammenhang zwischen langjähriger oder intensiver Nutzung von Mobiltelefonen und einem erhöhten Risiko für Gliome, Meningeome oder Akustikusneurinome. Die Aussagekraft der Ergebnisse für Meningeome und Akustikusneurinome ist zwar durch die geringe Fallzahl limitiert, die Befunde zu diesen zwei Hirntumorarten stimmen aber mit den vorhandenen wissenschaftlichen Erkenntnissen überein, die keinen Zusammenhang zwischen der Nutzung von Mobiltelefonen und der Entwicklung dieser Tumore nahelegen. Damit haben sich die bestehenden wissenschaftlichen Unsicherheiten in dieser Fragestellung deutlich verringert. Literatur [1] Interphone Study Group. Brain tumour risk in relation to mobile telephone use: results of the INTERPHONE international case–control study. International Journal of Epidemiology . 2010;39(3):675-94. [2] Interphone Study Group. Acoustic neuroma risk in relation to mobile telephone use: Results of the INTERPHONE international case–control study. Cancer Epidemiology. 2011;35(5):453-64. [3] Frei P, Poulsen AH, Johansen C, Olsen JH, Steding-Jessen M, Schüz J. Use of mobile phones and risk of brain tumours: update of Danish cohort study . Bmj. 2011;343:d6387. [4] Schüz J, Steding-Jessen M, Hansen S, Stangerup SE, Cayé-Thomasen P, Poulsen AH, et al. Long-term mobile phone use and the risk of vestibular schwannoma: a Danish nationwide cohort study . Am J Epidemiol. 2011;174(4):416-22. [5] Benson VS, Pirie K, Schüz J, Reeves GK, Beral V, Green J. Mobile phone use and risk of brain neoplasms and other cancers: prospective study . Int J Epidemiol. 2013;42(3):792-802. [6] Benson VS, Pirie K, Schüz J, Reeves GK, Beral V, Green J. Authors’ response to: The case of acoustic neuroma: comment on mobile phone use and risk of brain neoplasms and other cancers. International Journal of Epidemiology . 2013;43(1):275-. [7] Schüz J, Pirie K, Reeves GK, Floud S, Beral V. Cellular Telephone Use and the Risk of Brain Tumors: Update of the UK Million Women Study . J Natl Cancer Inst. 2022;114(5):704-11. [8] Hardell L, Carlberg M, Mild KH. Case-control study of the association between the use of cellular and cordless telephones and malignant brain tumors diagnosed during 2000-2003 . Environ Res. 2006;100(2):232-41. [9] Hardell L, Carlberg M, Hansson Mild K. Case-control study on cellular and cordless telephones and the risk for acoustic neuroma or meningioma in patients diagnosed 2000-2003 . Neuroepidemiology. 2005;25(3):120-8. [10] Hardell L, Carlberg M, Hansson Mild K. Pooled analysis of case-control studies on malignant brain tumours and the use of mobile and cordless phones including living and deceased subjects. Int J Oncol. 2011;38(5):1465-1474. [11] Ahlbom A, Feychting M, Green A, Kheifets L, Savitz DA, Swerdlow AJ. Epidemiologic evidence on mobile phones and tumor risk: a review. Epidemiology . 2009;20(5):639-52. [12] Turner MC, Sadetzki S, Langer CE, Villegas PR, Figuerola J, Armstrong BK, et al. Investigation of bias related to differences between case and control interview dates in five INTERPHONE countries. Annals of Epidemiology . 2016;26(12):827-32.e2. [13] Vrijheid M, Armstrong BK, Bédard D, Brown J, Deltour I, Iavarone I, et al. Recall bias in the assessment of exposure to mobile phones. J Expo Sci Environ Epidemiol. 2009;19(4):369-81. [14] Vrijheid M, Deltour I, Krewski D, Sanchez M, Cardis E. The effects of recall errors and of selection bias in epidemiologic studies of mobile phone use and cancer risk . J Expo Sci Environ Epidemiol. 2006;16(4):371-84. [15] Johansen C, Boice J, Jr., McLaughlin J, Olsen J. Cellular telephones and cancer--a nationwide cohort study in Denmark . J Natl Cancer Inst. 2001;93(3):203-7. [16] Schüz J, Jacobsen R, Olsen JH, Boice JD, Jr., McLaughlin JK, Johansen C. Cellular telephone use and cancer risk: update of a nationwide Danish cohort . J Natl Cancer Inst. 2006;98(23):1707-13. [17] Feychting M, Schüz J, Toledano MB, Vermeulen R, Auvinen A, Harbo Poulsen A, et al. Mobile phone use and brain tumour risk – COSMOS, a prospective cohort study. Environment International. 2024;185:108552. [18] Reedijk, M., Portengen, L., Auvinen, A., et al., 2024. Regression calibration of self reported mobile phone use to optimize quantitative risk estimation in the COSMOS study . Am. J. Epidemiol. In press. Stand: 18.03.2025
Ultrafeine Partikel (UFP) mit einem aerodynamischen Durchmesser kleiner als 100 nm stehen unter dem Verdacht die menschliche Gesundheit zu schädigen, allerdings fehlt bisher die abschließende wissenschaftliche Evidenz aus epidemiologischen Studien. Zur Herleitung von Expositionskonzentrationen gegenüber UFP wurden zum Teil statistische Modellierungsverfahren genutzt um UFP-Anzahlkonzentrationen vorherzusagen. Ein häufig genutztes Verfahren ist eine auf Flächennutzung basierte lineare Regression („land-use regression“, LUR). Allerdings wurden in luftqualitativen Studien auch andere, ausgefeiltere Modellansätze benutzt, z.B. „machine learning“ (ML) oder „deep learning“ (DL), die eine bessere Vorhersagegenauigkeit versprechen. Das Ziel des Projekts ist die Modellierung von UFP-Anzahlkonzentration in urbanen Räumen basierend auf ML- und DL-Algorithmen. Diese Algorithmen versprechen eine bessere Vorhersagegenauigkeit gegenüber linearen Modellansätzen. Mit unserem Modellansatz wollen wir sowohl räumliche als auch zeitliche Variabilität der UFP-Anzahlkonzentrationen abbilden. In einem ersten Schritt werden die Messergebnisse aus mobilen Messkampagnen genutzt um ein ML-basiertes LUR Modell zu kalibrieren. Zusätzlich werden urbane Emissionen aus lokalen Quellen, abseits vom Straßenverkehr, identifiziert und explizit in das Modell einbezogen. In einem zweiten Schritt wird ein DL-Modellansatz basierend auf Langzeit-UFP-Messungen mit dem ML-Modell gekoppelt um die Repräsentierung der zeitlichen Variabilität zu verbessern. Unser vorgeschlagenes Arbeitsprogramm besteht aus fünf Arbeitspaketen (WP): WP 1 beinhaltet mobile Messungen mittels eines mobilen Labors und eines Messfahrads. WP 2 besteht aus stationären Messungen, die an Stationen des German Ultrafine Aerosol Network durchgeführt werden. In WP 3 werden wichtige UFP-Emissionsquellen, insbesondere Nicht-Verkehrsemissionen, mit Hilfe von zusätzlichen kurzzeitigen stationären Messungen identifiziert und quantifiziert. In WP 4 werden ML-Algorithmen genutzt um ein statistisches Modell aufzubauen. Als Kalibrierungsdatensatz werden die Messungen aus WP 1 benutzt. Das Modell wird UFP-Anzahlkonzentrationen mit Hilfe eines Datensatzes aus erklärenden Variablen, u.a. meteorologische Größen, Flächennutzung, urbaner Morphologie, Verkehrsmengen und zusätzlichen Informationen zu UFP-Quellen nach WP 3, vorhersagen. In WP 5 werden die UFP-Anzahlkonzentrationen aus WP 2 für einen DL-Modellansatz genutzt, der die zeitliche Variabilität repräsentieren wird. Dieser wird dann mit dem ML-Modell aus WP 4 gekoppelt. Der Nutzen der Modellkopplung wird mit dem Datensatz aus WP 3 validiert. Aus unserem Projekt wird ein Modell hervorgehen, das in der Lage ist die räumliche und zeitliche Variabilität urbaner UFP-Anzahlkonzentrationen in einer hohen Genauigkeit zu repräsentieren. Damit wird unsere Studie einen Beitrag zur Quantifizierung von Expositionskonzentrationen gegenüber UFP z.B. in epidemiologischen Studien leisten.
Feinstäube in der Außenluft stellen eine gesundheitliche Belastung dar und sind daher im Rahmen der 39. Verordnung zur Durchführung des Bundes-Immissionsschutzgesetzes in Form von Grenzwerten reglementiert. Es gibt Grenzwerte für Feinstäube mit einem Durchmesser von 10 und 2,5 Mikrometer, jedoch keine für ultrafeine Partikel (UFP) mit einer Größe kleiner als 0,1 Mikrometer. Aufgrund ihrer geringen Größe können UFP tief bis in die Lungenbläschen und von dort aus in das Herz-Kreislaufsystem gelangen. Im Herz-Kreislaufsystem sowie in anderen Organen können UFP Entzündungsreaktionen hervorrufen. Es wird angenommen, dass durch anhaltende Entzündungen Organschädigungen und chronische Erkrankungen wie zum Beispiel chronische Lungenerkrankungen, Herz-Kreislauferkrankungen oder eine Schwächung des Immunsystems begünstigt werden. Zu diesen gesundheitlichen Wirkungen insbesondere nach langfristiger Exposition gegenüber UFP gibt es derzeit kaum epidemiologische Studien. Dieses Vorhaben soll diesem Mangel begegnen, indem eine epidemiologische Studie konzipiert und pilotiert wird. Hierbei sollen die gesundheitlichen Auswirkungen einer langfristigen Exposition gegenüber UFP untersucht werden unter Berücksichtigung von Confoundern und anderen Luftschadstoffen. Die Pilotierung bezieht sich auf verschiedene UFP-Messungen und Metriken, um deren zeitliche und räumliche Variabilität abdecken zu können, denn Durchschnittswerte, welche in epidemiologischen Studien meist verwendet werden und repräsentativ für eine bestimmte Umgebung und einen Zeitraum sind, können für UFP nicht verwendet werden. Es sollen konkrete Vorschläge für eine umfassende epidemiologische Studie inklusive Expositionsschätzung, UFP Metrik, Fallzahl, möglicher zu untersuchender Gesundheitsendpunkte sowie deren Erfassung gemacht werden. Das Projekt wird von einem Konsortium bearbeitet, welches aus den folgenden Institutionen besteht: Institut für Energie- und Umwelttechnik e.V., TNO - Netherlands Organisation for Applied Scientific Research, Institut für Arbeits- Sozial- und Umweltmedizin, Heinrich-Heine-Universität, Hochschule Düsseldorf, Labor für Physik und Umweltmesstechnik, IVU Umwelt GmbH, Ing.-Büro Janicke.
Epidemiologische Untersuchungen belegen einen Zusammenhang zwischen Luftschadstoffbelastung und entzündlichen Erkrankungen der Atemwege. Einen besonderen Stellenwert hat in diesem Zusammenhang die Lösungsmittel- und Aldehyd-induzierte Rhinitis. Eigene Vorarbeiten haben gezeigt, dass auch niedrige Schadstoffdosen subklinische Schleimhautentzündungen verursachen können. Im Rahmen des Projektes werden mit Hilfe eines von unserer Arbeitsgruppe entwickelten in vitro Models Expositionen gegenüber arbeitsmedizinisch relevanten Schadgasen durchgeführt und die Synthese und Freisetzung von entzündungsrelevanten Zytokinen mittels ELISA-assays und quantitativer mRNA-Analytik untersucht. Wir konnten die Hochregulation verschiedener Zytokine nach Exposition mit hohen Gaskonzentrationen beobachten, was einen möglichen Wirkmechanismus nahe legt.
Das Deutsche Kinderkrebsregister wird seit 1980 am Institut fuer Medizinische Statistik und Dokumentation gefuehrt. Jaehrlich werden die Daten von etwa 1700 neuerkrankten Kindern, mittlerweile aus den alten und den neuen Bundeslaendern, in das Register aufgenommen. Der Vollstaendigkeitsgrad der Erfassung betraegt fuer die alten Laender etwa 95 Prozent, fuer die neuen Laender ist er etwas niedriger. Mittlerweile stellt das Register weltweit das groesste seiner Art dar. Am Kinderkrebsregister erfolgen regelmaessig Analysen zur Frage moeglicher zeitlicher Trends sowie regionalbezogener Unterschiede in den Erkrankungsraten. Letztere lassen sich bis hinunter auf Gemeindeebene durchfuehren und helfen, moegliche Erkrankungs-Cluster zu entdecken. Das Register bietet auch eine geeignete Grundlage zur Durchfuehrung epidemiologischer Studien zur Ursachenforschung.
Epidemiologische Untersuchungen ergaben Hinweise auf eine krebsfoerdernde Wirkung magnetischer Wechselfelder (50 oder 60 Hertz) bei Menschen an entsprechend exponierten Arbeitsplaetzen bzw. im Wohnbereich (z.B. in der Naehe von Hochspannungsmasten). Die tierexperimentellen Untersuchungen des Projekts sollen klaeren, ob Magnetfeldexposition zu einem vermehrten Auftreten und/oder Wachstum von Brustkrebs fuehrt und welche Mechanismen daran beteiligt sind.
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