Anforderungen an ein System zur Evaluierung potentieller

Anforderungen an ein System zur Evaluierung
potentieller Langzeitschäden durch den Einsatz
gentechnischer Methoden in der
Nahrungsmittelherstellung und -verarbeitung
Vom Fachbereich Chemie der Technischen Universität Darmstadt
zur Erlangung des akademischen Grades eines
Doctor rerum naturalium [Dr. rer. nat.]
genehmigte
Dissertation
eingereicht von
Dipl. Biochem. Jens Katzek
aus Mühlheim a.d. Ruhr
Berichterstatter:
Prof. Dr. H.G. Gassen
Mitberichterstatter:
Prof. Dr. P. Friedl
Tag der Einreichung: 31. Januar 2000
Tag der mündlichen Prüfung: 8. Mai 2000
Darmstadt, 2000
Die vorliegende Arbeit wurde im Fachbereich Chemie, Fachgebiet Biochemie, der Technischen Universität
Darmstadt, unter der Leitung von Herrn Prof. Dr. H. G. Gassen, in der Zeit von Juni 1997 bis Januar 2000
angefertigt. Der experimentelle Teil wurde in der Fa. PLANTA GmbH, Einbeck durchgeführt.
Prof. H.G. Gassen möchte ich für seine Bereitschaft danken, diese Promotionsarbeit trotz manch widriger
Umstände zu betreuen.
Prof. Dr. P. Friedl möchte ich für die Übernahme des Koreferats danken.
Dr. Dietmar Stahl und Dr. Josef Kraus von der PLANTA AG möchte ich für die hilfreichen Diskussionen
sowie für die Beratung bei der Durchführung der praktischen Experimente danken.
Dagmar Roth-Behrendt, MEP möchte ich für die Anregungen insbesondere in der Konzeptionsphase
dieser Arbeit danken.
Dr. Horst Reichenbach und der Europäischen Kommission sowie Dr. Werner Siebenpfeiffer und dem
Bundesministerium für Gesundheit möchte ich für die finanzielle Unterstützung bei der Durchführung dieser
Arbeit danken.
Dr. Thomas Hektor und Dr. Kristina Sinemus, Genius GmbH möchte ich für die Diskussionen und
inhaltlichen Anregungen danken.
Und schließlich möchte ich meiner Frau für ihre moralische Unterstützung danken, ohne die die Erstellung
dieser Arbeit nicht möglich gewesen wäre.
- II-
INHALTSVERZEICHNIS
A.
ZUSAMMENFASSUNG............................................................................................................................... 1
B.
EINLEITUNG
1.
Problemstellung, Konzeption und Abgrenzung der Arbeit.................................................................. 10
........................................................................................................................................ 4
1.1.
Problemstellung.............................................................................................................................. 10
1.2.
Konzeption der Arbeit ..................................................................................................................... 11
1.3.
Abgrenzung der Arbeit.................................................................................................................... 12
2.
Einsatzpotentiale der Gentechnik in der Lebensmittelverarbeitung ................................................. 14
3.
Potentielle Risiken, die mit dem Einsatz der Gentechnik in der Lebensmittelverarbeitung
in Verbindung gebracht werden............................................................................................................. 18
4.
3.1.
Bildung unerwarteter, toxischer Begleitstoffe .................................................................................
3.1.1. Produktverunreinigungen am Beispiel L-Tryptophan..........................................................
3.1.2. Akkumulation toxischer Substanzen in GRAS-Organismen ...............................................
3.1.3. Andere pleiotrope Effekte ...................................................................................................
20
22
26
28
3.2.
Erhöhte Expression pflanzeneigener Toxine .................................................................................. 30
3.3.
Übertragung von Antibiotikaresistenzen......................................................................................... 32
3.4.
Allergene Wirkungen neu exprimierter Proteine............................................................................. 41
3.4.1. Ursachen und Wirkungsmechanismen allergischer Reaktionen ........................................ 42
3.4.2. Allergische Reaktionen gegenüber konventionellen Lebensmitteln .................................. 44
3.5.
Reduzierte Synthese wichtiger Nährstoffe/ Mangelerkrankungen.................................................. 47
Regelungen zur Risikoabschätzung und zum Risiko-Management ................................................... 48
4.1.
Risikobegriff/ Vorsorgeprinzip.........................................................................................................
4.1.1. Risikowahrnehmung ...........................................................................................................
4.1.2. Risikoakzeptanz .................................................................................................................
4.1.3. Risikobewertung .................................................................................................................
4.2.
Rechtliche Regelungen über den Umgang mit gentechnisch veränderten Organismen
im Lebensmittelbereich ................................................................................................................. 56
4.2.1. Auf europäischer Ebene ....................................................................................................
4.2.1.1. Verordnung 258/97/EWG über neuartige Lebensmittel und neuartige
Lebensmittelzutaten (Novel-Food-Verordnung) .................................................
4.2.1.2. Richtlinie 90/2220/EWG über die absichtliche Freisetzung von genetisch
veränderten Organismen ..................................................................................
4.2.2. In der Bundesrepublik ........................................................................................................
4.2.2.1. Lebensmittel- und Bedarfsgegenständegesetz (LMBG) und Verordnungen......
4.2.2.2. Gentechnikgesetz (GenTG) ...............................................................................
4.3.
48
49
51
52
56
57
59
60
60
61
Rechtliche Regelungen im Arzneimittelbereich ............................................................................. 62
4.3.1. Auf europäischer Ebene ....................................................................................................
4.3.1.1. Zulassungsverfahren .........................................................................................
4.3.1.2. Regelungen in bezug auf Pharmakovigilanz......................................................
4.3.2. In der Bundesrepublik ........................................................................................................
4.3.2.1. Arzneimittelgesetz (AMG) und Verordnungen....................................................
4.3.2.2. Rechtliche Grundlagen in bezug auf Pharmakovigilanz.....................................
62
62
63
68
68
70
INHALTSVERZEICHNIS
4.4.
- III-
Risikoabschätzungsmethoden und -modelle.................................................................................. 72
4.4.1. HACCPS............................................................................................................................. 73
4.4.2. Der Begriff der substantiellen Äquivalenz........................................................................... 74
4.4.3. Risikoabschätzung und -monitoring im Bereich der Arzneimittel ....................................... 75
4.4.3.1. Toxikologische Untersuchungen ........................................................................ 76
4.4.3.2. Klinische Prüfungen ........................................................................................... 78
4.4.3.3. Monitoring nach dem Inverkehrbringen.............................................................. 81
4.4.3.3.1. System der spontanen Meldung/ - ”MedWatch” ............................. 85
4.4.3.3.2. Vergleichsstudien – Patienten Selbstbeobachtung
(patient self-monitoring) ................................................................. 86
4.4.3.3.3. Erfahrungen mit ”Medicaid Drug-Event Data” und anderen
computergestützten Systemen ....................................................... 88
4.4.3.3.4. Drug Surveillance Network ............................................................. 89
4.4.4. Risikoabschätzung und –monitoring im Bereich der Zusatzstoffe und Enzyme ................. 89
4.4.4.1. Toxikologische Untersuchungen ........................................................................ 90
4.4.4.2. Monitoring nach dem Inverkehrbringen.............................................................. 92
4.4.5. Risikoabschätzung bei ganzen Lebensmitteln (Fallbeispiele) ............................................ 94
4.4.5.1. Bestimmung des allergenen Potentials.............................................................. 98
4.5.5.2. Bestrahlte Lebensmittel.................................................................................... 102
4.5.5.3. Myco-Protein .................................................................................................... 104
4.5.5.4. Olestra.............................................................................................................. 105
5.
4.5.
Erfahrungen mit Monitoring-Systemen aus anderen Bereichen ................................................... 112
4.6.
Risiko-Management: Vergleich der wesentlichen Elemente des AMG und des LMBG................ 113
Nachweis gentechnisch veränderter Organismen und ihrer Produkte in Lebensmitteln............... 115
5.1.
Material .................................................................................................................................... 115
5.1.1. Charakterisierung der Pflanzen ........................................................................................ 115
5.1.1.1. Phosphinothricin-resistente Zuckerrübe (ZR-LL) ............................................... 115
5.1.1.2. Phosphinothricin-resistenter Mais (MA-LL) ........................................................ 116
5.1.2. Oligonukleotide als Primer für Polymerasekettenreaktion ................................................ 117
5.1.3. Chemikalien ...................................................................................................................... 117
5.1.4. DNA-Längenstandard ....................................................................................................... 118
5.1.5. Enzyme ............................................................................................................................. 118
5.1.6. Puffer und Lösungen......................................................................................................... 118
5.1.7. Komplettsysteme (Kits) ..................................................................................................... 119
5.1.8. Geräte ................................................................................................................................ 119
5.1.9. Sonstige Materialien ......................................................................................................... 120
5.1.10. Software ............................................................................................................................ 120
5.2.
Methoden ....................................................................................................................................
5.2.1. Kultivierung von Agrobacterium tumefaciens...................................................................
5.2.2. Anzucht von Zuckerrübenpflanzen....................................................................................
5.2.3. Polymerasekettenreaktion (PCR) .....................................................................................
5.2.4. Elektrophorese von DNA ..................................................................................................
5.2.5. Isolierung von Pflanzen-Gesamt-DNA aus Maiskörnern mit Macherey+Nagel –Kit..........
5.2.6. Isolierung von Pflanzen-Gesamt-DNA für PCR-Analysen aus Blättern der Zuckerrübe ...
5.2.7. PAT-ELISA – Test.............................................................................................................
5.2.8. DNA-Konzentrationsbestimmung mit Fluorometer ...........................................................
5.2.9. DNA-Konzentrationsbestimmung mit Agarosegel und Software „RFLP Scan“ .................
5.3.
Ergebnisse ................................................................................................................................... 124
5.3.1. PCR Protokoll zur Optimierung der Primer ....................................................................... 124
5.3.1.1. Optimierung der Primer inv................................................................................. 124
5.3.1.2. Optimierung der Primer 35 S .............................................................................. 125
5.3.2. DNA-Nachweis in gentechnisch veränderten Zuckerrüben (LL- T120-7) über mehrere
Generationen .................................................................................................................... 127
5.3.2.1. PCR .................................................................................................................... 128
5.3.3. Protein-Nachweis (PAT) in gentechnisch veränderten Zuckerrüben (LL- T120-7) über
mehrere Generationen...................................................................................................... 128
5.3.4. DNA-Nachweis in Mischungen aus konventionellem und gentechnisch veränderten Mais 129
5.3.4.1. DNA-Isolierung aus Maiskörnern........................................................................ 129
121
121
121
121
121
122
122
123
123
124
- IV-
INHALTSVERZEICHNIS
5.3.4.2. Optimierung der Nachweisgrenze für Mischungen aus gentechnisch
verändertem Mais (LL – T25) und konventionellem Mais ...................................
5.3.4.3. Modifikation der DNA- und Taq-Polymerase-Menge ..........................................
5.3.4.4. Effizienz unterschiedlicher Polymerasen ............................................................
5.3.5. DNA-Nachweis in verarbeitetem (gekochten und frittierten), gentechnisch
veränderten Mais (LL T-25) mit Hilfe der PCR-Methode...................................................
5.3.5.1. DNA-Isolierung aus den behandelten Maiskörnern ............................................
5.3.5.2. DNA-Konzentrationsbestimmung mit Fluorometer .............................................
5.3.5.3. PCR ....................................................................................................................
5.4.
130
132
134
135
135
136
136
Diskussion.................................................................................................................................... 137
C.
ERGEBNISSE
1.
Bewertung bestehender Risikoabschätzungsmodelle ...................................................................... 139
1.1.
.................................................................................................................................... 139
Toxikologische Untersuchungen .................................................................................................. 139
1.1.1. Übertragbarkeit der Ergebnisse von Fütterungsstudien an Tieren ................................... 142
1.1.2. Korrelation zwischen toxikologischen Befunden und histologischen Veränderungen ...... 146
1.2.
Auswertung und Bewertung der bei bestehenden post-Marketing Monitoring Systemen
gesammelten Erfahrungen ........................................................................................................... 150
1.2.1. Erfahrungen aus dem Bereich der Pharmazie ..................................................................
1.2.1.1. Fallbeispiele .....................................................................................................
1.2.1.2. Bewertung von post-Marketing Monitoring Systemen im medizinischen
Bereich .............................................................................................................
1.2.1.2.1. Nachweis von Kausalzusammenhängen......................................
1.2.1.2.2. Under-Reporting ..........................................................................
1.2.1.2.3. Bewertung einzelner Methoden ...................................................
1.2.1.2.4. System der spontanen Meldung (spontanous reporting) .............
1.2.1.2.5. Patienten-Selbstbeobachtung (patient self monitoring) ...............
150
150
157
159
161
164
166
167
1.2.2. Erfahrungen aus dem Bereich der Zusatzstoffe (ARMS).................................................. 167
1.2.2.1. Das Beispiel Aspartam..................................................................................... 169
1.2.3. Erfahrungen mit anderen post-Marketing Monitoring Systemen ...................................... 173
1.2.3.1. Fettersatzstoff Olestra...................................................................................... 173
1.2.3.2. Bestrahlte Lebensmittel ................................................................................... 175
2.
Notwendigkeit eines post-Marketing Monitorings für gentechnisch veränderte Lebensmittel ..... 177
3.
Anforderungen an ein Langzeitmonitoring von gentechnisch veränderten Lebensmitteln ........... 181
3.1.
Anforderungsprofil an ein Monitoring-System .............................................................................. 183
3.3.1. Datenerhebung/ Fragebogen............................................................................................ 190
3.2.
Anmelde- und Genehmigungsverfahren sowie die Kennzeichnung als Unterstützung
eines post-Marketing Monitorings................................................................................................. 194
INHALTSVERZEICHNIS
4.
- V-
Fallbeispiele für Risikoabschätzungen von gentechnisch veränderten Lebensmitteln ................. 195
4.1.
Xylanase, die mit Hilfe eines gentechnisch veränderten Mikroorganismus (Aspergillus niger
awamori ) gewonnen wurde ......................................................................................................... 195
4.2.
Modifizierte ω-3-Fettsäurezusammensetzung aus gentechnisch verändertem Raps
(Brassica napus) .......................................................................................................................... 197
4.3.
Gentechnisch veränderte Tomaten (Lycopersicon esculentum) .................................................. 199
4.3.1. Bt-Tomate ......................................................................................................................... 199
4.3.2. FLAVR SAVR -Tomate.................................................................................................... 200
4.4.
Glyphosat tolerante Sojabohne (Glycine max.) ............................................................................ 204
D.
DISKUSSION........................................................................................................................................... 206
1.
Risiken, die mit dem Einsatz der Gentechnik im Lebensmittelbereich verbunden werden ........... 207
2.
Bestehende rechtliche Rahmenbedingungen als Grundlage eines post-Marketing Monitorings . 208
2.1.
Im Lebensmittelbereich ................................................................................................................ 208
2.2.
Im Arzneimittelbereich .................................................................................................................. 209
3.
Analyse bestehender Risikoabschätzungsmethoden ....................................................................... 210
4.
Nachweis gentechnisch veränderter Organismen und ihrer Produkte in Lebensmitteln............... 210
5.
Fallstudien ............................................................................................................................................ 211
6.
Model zum post-Marketing Monitoring von gentechnisch veränderten Lebensmitteln ................. 211
7.
Fazit und Ausblick................................................................................................................................. 215
E.
ABKÜRZUNGSVERZEICHNIS ............................................................................................................... 219
F.
LITERATURVERZEICHNIS ................................................................................................................... 223
”Ich glaube, daß wir einen Stellvertreterkrieg führen. Mit der Gentechnik wird nämlich den Verbrauchern erstmals
wirklich bewußt, was sie eigentlich essen. Alles ... ist letztendlich High-Tech, hat irgendwie und irgendwann
einen Verarbeitungsprozeß durchlaufen, der im Zweifelsfall nicht unnatürlicher sein könnte.”
ERNST-LUDWIG W INNACKER, 1997 (in: FES, 1997, p.9)
A.
A.
ZUSAMMENFASSUNG
-1-
ZUSAMMENFASSUNG
Der Einsatz gentechnischer Methoden bei der Synthese und Veränderung von Lebensmittelbestandteilen
unterliegt strengen gesetzlichen Regeln, die eine umfangreiche Risikoabschätzung vor dem Inverkehrbringen
gewährleisten sollen. Erfahrungen aus anderen Technikbereichen – insbesondere der Pharmazie – zeigen
jedoch, daß Risikoabschätzungen vor dem Inverkehrbringen eines Produktes nicht in der Lage sind, alle
möglichen Rahmenbedingungen für die Evaluierung des Gefährdungspotentials bereits im voraus zu erfassen.
Um sowohl die im Rahmen des pre-marketing getroffenen Aussagen bezüglich der Risikoabschätzung
verifizieren zu können, als auch um eine größere Akzeptanz für den Einsatz gentechnischer Methoden in der
Lebensmittelherstellung und –verarbeitung zu erreichen, wird verstärkt gefordert, ein post-Marketing Surveillance
oder auch post-Marketing Monitoring System (pMMS) aufzubauen.
Im Rahmen dieser Arbeit wurde erstmals aus wissenschaftlicher Sicht ein Protokoll für das Langzeitmonitoring
gentechnisch veränderter Organismen und für die im Zusammenhang mit der Verwendung gentechnischer
Methoden postulierten Risiken in einem breiten Bevölkerungskreis erarbeitet. Dafür wurde zunächst die
relevante Literatur auf mögliche Hinweise für solche Langzeitfolgen untersucht.
In einem nächsten Schritt wurde die Risikoabschätzung von bereits zugelassenen Produkten und insbesondere
die Erfahrungen im post-Marketing Monitoring dieser Produkte analysiert. Hierzu gehören:
(1)
Medikamente; wobei dies auch die Untersuchung der Strukturen und der Effektivität der bestehenden
gesetzlichen Grundlagen für ein post-Marketing Monitoring im pharmazeutischen Bereich umfaßte;
(2)
bestrahlte Lebensmittel;
(3)
Lebensmittelzusatzstoffe;
(4)
der Fettersatzstoff Olestra.
Aus diesen Erfahrungen wurden dann allgemeingültige Aussagen getroffen, die auf andere Lebensmittel
übertragbar sind. Dabei ist zu unterscheiden zwischen den möglichen Langzeitschäden, die zu erwarten und
spezifisch für den Eingriff sind (d.h. welche physiologische Rolle besitzt das neue Protein und kann es z.B.
Mangelerkrankungen induzieren oder hat es andere bekannte negative Eigenschaften) und solchen möglichen
Langzeitschäden, die eher unspezifischer Natur sind.
Des weiteren wurde die im Rahmen des gesetzlichen Rahmens vorgeschriebene und durchgeführte
Risikoabschätzung verschiedener gentechnisch hergestellter Produkte analysiert um mögliche Ansatzpunkte für
besondere Fragestellungen zu identifizieren, denen im Rahmen eines post-Monitoring Systems nachgegangen
werden sollte. Bei diesen Produkten handelte es sich um:
(1) die Verwendung des aus gentechnisch verändertem Aspergillus gewonnenen Enzyms Xylanase, das in der
Brotherstellung genutzt wird,
(2) gentechnisch veränderte Tomaten, wie die FLAVR SAVR -Tomate,
(3) Öle aus gentechnisch verändertem Raps mit einer modifizierten Fettsäurezusammensetzung,
(4) Soja, die gegenüber dem Herbizid RoundUp Ready resistent ist.
A.
ZUSAMMENFASSUNG
-2-
Die Ergebnisse dieser Arbeit, die auch im Mittelpunkt einer durch das Bundesministerium für Gesundheit (BMG)
und der Generaldirektion XXIV der Europäischen Kommission geförderten Fachtagung zum Thema „Potential
long-term health effects caused by the application of genetic engineering techniques in the food production and
processing“ am 15./16. Oktober 1999 an der Technischen Hochschule Darmstadt standen (1), lassen sich wie
folgt zusammenfassen:
(1) Die Forderungen insbesondere aus dem politischen Raum nach der Etablierung eines post-Marketing
Monitoring System (pMMS) für gentechnisch veränderter Lebensmittel bestehen und werden aufgrund der
Zuspitzung der öffentlichen Diskussion über die Anwendung der Gentechnik im Lebensmittelbereich eher
lauter.
(2) Die Erfahrungen aus dem Langzeitmonitoring in verschiedenen anderen Bereichen, die im Rahmen dieser
Arbeit analysiert wurden, lassen sich auf das Monitoring gentechnisch veränderter Lebensmittel übertragen.
(3) In der hier vorgelegten Studie werden die Anforderungen beschrieben, die an ein solches pMMS zu stellen
sind. Die herausgearbeiteten Schwierigkeiten bei der Detektion unerwünschter Langzeitfolgen, die durch
den Verzehr gentechnisch veränderter Lebensmittel bedingt sein können, sowie der möglichst eindeutige
Nachweises eines Kausalzusammenhanges zwischen dem Verzehr eines solchen Lebensmittels und der
beobachteten gesundheitlichen Beeinträchtigung, haben zu der Erkenntnis geführt, daß ein post-Marketing
Monitoring System nicht auf einer einzigen Maßnahme allein beruhen kann, sondern daß ein solches
System verschiedene, gleichberechtigte Maßnahmen umfassen muß.
(4) Der derzeit bestehende Rechtsrahmen sieht ein pMMS für Lebensmittel nicht vor. Es gibt jedoch aus
anderen Bereichen (insbesondere der Pharmazie) Erfahrungen, die auf den Lebensmittelbereich
übertragbar wären.
(5) Für den Nachweis von Kausalzusammenhängen ist sowohl eine ausreichende Kennzeichnung des
gentechnisch
veränderten
Lebensmittels
notwendig,
als
auch
die
Bereitstellung
entsprechender
Analysetechniken, die es ermöglichen, im Falle einer Nicht-Kennzeichnung (z.B. im Falle von Offenware)
den Nachweis der gentechnischen Veränderung zu erbringen.
(6) Die Erfahrungen mit anderen pMMS zeigt, daß die Glaubwürdigkeit des Systems für die breite
Öffentlichkeit und seine wissenschaftliche Aussagefähigkeit nur dann gewährleistet ist, wenn vor seiner
Implementierung ein breiter Konsens zwischen den verschiedenen gesellschaftlichen Akteuren (Behörden,
Wissenschaft, Unternehmen, Nicht-Regierungsorganisationen) über das System und seine Implementierung
besteht.
(7) Wenn ein pMMS etabliert wird, macht dies nur dann Sinn, wenn ein Vergleich zwischen dem
gentechnisch veränderten Lebensmittel und seinem nicht-gentechnisch veränderten Pendant
besteht. Um die Neutralität der im Rahmen eines solchen Systems erhobenen Daten und ihrer
A.
ZUSAMMENFASSUNG
Interpretation
zu
gewährleisten,
-3-
sollten
die
Daten
zum
einen
durch
eine
möglichst
nicht
interessensgebundenen Institution erhoben, zumindest aber bewertet werden und zum anderen auch
positive Effekte, die im Zusammenhang mit dem Konsum des gentechnisch veränderten Lebensmittel in
stehen, erfaßt werden.
(8) Aufgrund der Komplexität der Anforderungen, die an die Durchführung eines pMMS gestellt werden, das
zum Ziel hat, potentielle negative Auswirkungen, die im Zusammenhang mit dem Konsum gentechnisch
veränderter Lebensmittel stehen, zu detektieren und aufgrund der mit der Durchführung des pMM
verbundenen Kosten ist aus wissenschaftlicher Sicht zu hinterfragen, ob die mit der Anwendung der
Technologie postulierten Risiken einen solchen Prozeß rechtfertigen, der erhebliche volkswirtschaftliche
Kosten verursacht. Nach Auffassung der Autoren spricht aus wissenschaftlicher Sicht der derzeitige
wissenschaftliche Kenntnisstand über die in der Öffentlichkeit diskutierten Risikoszenarien (Allergien,
Antibiotikaresistenz) und die gleichzeitige Rigidität der gesetzlichen Genehmigungsverfahren (Novel-FoodVerordnung, Freisetzungs-Richtlinie, saatgutrechtliche Bestimmungen) nicht notwendigerweise für die
Bindung größerer volkswirtschaftlicher Kapazitäten.
Hiervon unberührt bleibt jedoch die Frage, ob die Durchführung eines solchen post-Marketing Monitoring
Systems unter dem Aspekt der Vertrauensbildung gegenüber den Verbrauchern nicht einen Beitrag dazu
leisten kann, eine gesellschaftliche Situation zu erlangen, in der die Vermarktung gentechnischer
Lebensmittel in anderem Maße möglich ist, als dies heute der Fall ist.
1
http://homepages.hrz.tu-darmstadt.de/~gassen/Workshop/Program.html
B.
B.
EINLEITUNG
-4-
EINLEITUNG
Die Entwicklung und Nutzung der verschiedenen Anwendungsbereiche der Gentechnik wurden in den letzten
Jahren sowohl in der Öffentlichkeit, als auch in der Politik intensiv diskutiert (BULLARD, 1986; HBS, 1985; FLÖHL,
1985; STEINDOR, 1998) und hatten ihren Ursprung in einer Debatte, die von Seiten der Wissenschaft selbst
initiiert wurde (siehe u. a. BERG, 1974; 1975; GOTTWEIS, 1996; KRIMSKEY, 1982; USDHEW, 1990), nachdem es
1973 erstmalig gelang, DNA außerhalb eines Organismus gezielt zu rekombinieren und nach Reintegration zur
Expression zu bringen (COHEN, 1973; CHANG, 1974). Kristallisationspunkt für die Debatte in der Bundesrepublik
Deutschland war der Antrag der Fa. HOECHST zur Erteilung der Genehmigung für die Erstellung einer
Insulinproduktionsanlage (BARTH, 1989; ROBINS, 1992), während sich die gesellschaftliche Debatte in den USA
1976 zuerst an einer erfolgreich umgesetzten Forderung nach einem neunmonatigem Moratorium für
gentechnische Arbeiten an der Harvard-Universität in Massachussetts (GASSEN, 1995b) und dann an dem
weltweit ersten Freilandexperiment mit einem gentechnisch veränderten Pseudomonas syringae-Stamm (sog.
”Ice-Minus-Bakterium”) focussierte (KOBBE, 1987). Diese Diskussionen haben auch in einer Reihe von
gesetzlichen Initiativen sowohl auf nationaler als auch auf internationaler Ebene ihren Niederschlag gefunden
(BMFT, 1978; 1986 (2); EG, 1990a; 1990b; KATZEK, 1991; KRIMSKEY, 1982; NIH, 1976ff; OECD, 1986; UNEP,
1999). Die möglichen ökologischen und gesundheitlichen Risiken des Einsatzes der Gentechnik wurden schon
relativ früh im parlamentarischen Raum sowohl in den USA (GPO, 1984; 1985) als auch in der Bundesrepublik
diskutiert. So hat etwa der Deutsche Bundestag am 29. Juni 1984 eine Enquete-Kommission zum Thema
”Chancen und Risiken der Gentechnologie” eingesetzt (DEUTSCHER BUNDESTAG, 1987; 1989; 1991c; s.a.
DEUTSCHER BUNDESTAG 1989b; 1990a; 1990b; 1991a; 1991b; 1992;1992a; 1992b; 1992c; 1993; 1995).
Seit nunmehr 10 Jahren bestehen praktische Erfahrungen bei der Herstellung und Bewertung von
Pharmazeutika, die mit Hilfe gentechnisch veränderter Organismen (GVO) synthetisiert werden (PMA, 1991;
DEUTSCHER BUNDESTAG, 1993b; RONCHI, 1996, ANONYMUS, 1996b; ANONYMUS, 1997; COOKSON, 1999; FIRN, 1999;
W ALSH, 1999, ISB, 1999). Zu den ersten mit Hilfe von gentechnisch veränderten Organismen hergestellten
Medikamenten gehörten Insulin (GOEDDEL, 1979), menschliches Wachstumshormon (MARTIAL, 1979) und
Interferon (NAGATA, 1980). Unter den 10 Medikamenten, mit denen mehr als 1 Mrd. $ Umsatz gemacht werden
(sog. ”Blockbuster”), gehen bereits drei auf gentechnische Verfahren zurück (GASSEN, 1995; FIRN, 1999). Nicht
zuletzt auch aus diesem Grunde wird der Einsatz der Biotechnologie als entscheidend für die wirtschaftliche
Entwicklung der Europäischen Union angesehen (KOMMISSION, 1994b; OECD, 1992). Vergleichbare langfristige
Erfahrungen beim Einsatz gentechnischer Methoden im Lebensmittelbereich liegen derzeit noch nicht vor. So
wurde das erste gentechnisch veränderte Lebensmittel, die sogenannte FLAVR SAVR -Tomate, erst 1992 in
den USA zugelassen (USDA, 1992) (s. a. Kapitel C-4.3.2.). Das erste Produkt aus einem gentechnisch
2
Die sog. Gen-Richtlinien des Bundesministeriums für Forschung und Technologie (BMFT) waren nur für
Forschungsinstitute verbindlich, die eine staatliche Förderung erhielten. Für industriell genutzte Anlagen galt § 4 Abs.1
S.1 BImschG (Gesetz zum Schutz vor schädlichen Umwelteinwirkungen durch Luftverunreinigung, Geräusche,
Erschütterungen und ähnliche Vorgänge – Bundes-Immisssionsschutzgesetz, i.d.F. d. Bek. vom 14.5.1990, BGBL. Teil
I, S. 880), wonach die Errichtung und der Betrieb von Anlagen, die aufgrund ihrer Beschaffenheit oder ihres Betriebes
in besonderem Maße geeignet sind, schädliche Umweltbeeinträchtigungen hervorzurufen, einer Genehmigung
bedürfen. In der 4. BImSchV wurde festgelegt, das hierzu auch gentechnische Anlagen gehören (Vierte Verordnung zur
Durchführung des Bundes-Immissionsschutzgesetzes vom 24.7.1985, BGBL. Teil I, S. 1586). Diese Regelungen
wurden durch das Gentechnik-Gesetz (Gesetz zur Regelung von Fragen der Gentechnik - Gentechnikgesetz (GenTG)
vom 20.6.1990 (BGBl. I, S. 1080) i.d.F. vom Dezember 1993 (BGBl. I S. 2059)) ersetzt, dessen Erlaß aufgrund eines
Beschlusses des Hessischen VGH (NJW 1990, 336) notwendig geworden ist (s. STREINZ, 1995).
B.
EINLEITUNG
-5-
veränderten Organismus, welches im Lebensmittelbereich verwendet wurde, ist das zur Käseherstellung
verwendete Enzym Chymosin, welches, aus E.coli gewonnen, im März 1990 in den USA durch die FOOD
AND
DRUG ADMINISTRATION (FDA) (3) zugelassen worden ist (FDA, 1990; INGERSOLL, 1990; FLAMM 1991; OECD,
1993a). Mittlerweile liegen in den USA auch Genehmigungen für Chymosin aus gentechnisch veränderten
Kluyveromyces marxianus var. lactis (FDA, 1992b; BONEKAMP, 1994) und Aspergillus niger var. awamori (FDA,
1993b) vor. In der Bundesrepublik war die Zulassung von Chymosin Gegenstand parlamentarischer Anfragen
(DEUTSCHER BUNDESTAG, 1991b) und wurde erst nach jahrelanger Verzögerung erteilt (BMG, 1997) (s.a. Kap. C.1.1.2). In Großbritannien wurde seine Anwendung bereits 1991 zugelassen (ACNFP, 1991; 1992; 1993).
Akzeptanz
Die Anwendung der Gentechnik im medizinischen Bereich ist mittlerweile von einer großen Akzeptanz auf Seiten
der Endverbraucher geprägt (HENNEN, 1992; KOMMISSION 1997k), während der Einsatz der Gentechnik im
Lebensmittelbereich kritischer betrachtet wird (GASKELL, 1999; KOSCHATZKY, 1994; ANONYMUS, 1996c; AKADEMIE,
1998; FLICK, 1995; VAN DEN DAELE, 1996; THOMPSON, 1997; BREHDAL, 1998; MENRAD, 1998; BERGMANN, 1999). Das
Akzeptanzniveau schwankt dabei je nach Herkunftsland des Befragten und je nach Anwendungsbeispiel. So
lehnen z.B. ca. 40% der US-Amerikaner die Anwendung des Rinderwachstumshormons BST ab (HOBAN, 1996),
während die Bereitschaft zum Kauf von gentechnisch veränderten, insektenresistenten Pflanzen bei 74% der
Verbraucher liegt. Das selbe Anwendungsbeispiel findet in der Bundesrepublik lediglich 30% Unterstützung
(HOBAN, 1997).
Der Hintergrund für die größere Akzeptanz der Gentechnik im pharmazeutischen Bereich im Vergleich zum
Lebensmittelbereich ist vielfältiger Natur. Zum einen werden mögliche unerwünschte Wirkungen durch den
Konsum eines Arzneimittel aufgrund des erwarteten Heilungserfolges in Kauf genommen, zum anderen besteht
von Seiten der Verbraucherschaft ein großes Vertrauen in die gesetzlich vorgeschriebenen Zulassungsverfahren
von Arzneimitteln. Um unvertretbare Risiken für Patienten auszuschließen und/ oder mögliche unerwünschte
Arzneimittelwirkungen aufzeigen bzw. ggf. quantifizieren zu können, hat die Europäische Union, und darauf
aufbauend auch der nationale Gesetzgeber im Rahmen des Arzneimittelgesetz (AMG) (4), ein ausgeklügeltes
Kontrollsystem etabliert (s.a. Kap. B.-4.3). Bei der Zulassung von Medikamenten wird deren gesundheitliche
Unbedenklichkeit im Rahmen verschiedener, u.a. auch klinischer Prüfungen entsprechend des AMG festgestellt.
Nach der nationalen Zulassung des Medikaments durch das BUNDESINSTITUT
FÜR
GESUNDHEITLICHEN
VERBRAUCHERSCHUTZ UND VETERINÄRMEDIZIN (BGVV) (5) bzw. der europäischen Zulassung durch die EUROPÄISCHE
AGENTUR
FÜR DIE
herstellende
BEURTEILUNG
Unternehmen
VON
für
ARZNEIMITTELN (EMEA) (6) besteht für den verschreibenden Arzt und für das
mehrere
Jahre
eine
Berichtspflicht
für
erkennbare
unerwünschte
Arzneimittelwirkungen (s.a. Kap. B.-4.3.1.2 und B.-4.3.2.2). Wenngleich die auf der Grundlage des LMBG und
der
Zusatzstoff-Zulassungsverordnung
(7)
durchgeführten
toxikologischen
Untersuchungen
vor
dem
Inverkehrbringen von Lebensmittelzusatzstoffen durchaus mit denen der Zulassung von Arzneimitteln
3
4
5
6
7
Internet-Adresse: http://www.vm.cfscan-fda.gov.
Gesetz über den Verkehr mit Arzneimitteln (Arzneimittelgesetz) i.d.F. der Bekanntmachung vom 19. Oktober 1994
(BGBL I S. 3018) geändert durch Art. 5 des Gesetzes vom 6.8.1998 (BGBl I S. 2005) und geändert durch das Achte
Gesetz zur Änderung des Arzneimittelgesetzes vom 7. September 1998 (BGBl I, 1998, S. 2649).
Internet-Adresse: http://www.bgvv.de
Internet-Adresse: http://www.eudra.org
Verordnung über die Zulassung von Zusatzstoffen zu Lebensmitteln (Zusatzstoff-Zulassungsverordnung - ZZulV) vom
22. Dezember 1981 (BGBL. I S. 1625/1633).
B.
EINLEITUNG
-6-
vergleichbar sind, bestehen keine vergleichbaren post-Marketing Monitoring-Systeme (pMMS) im Bereich
neuartiger Lebensmittel.
Die mangelnde Akzeptanz der Gentechnik im Lebensmittelbereich ist auch darauf zurückzuführen, daß das
Vertrauen von Verbrauchern in die Regulationsbehörden durch die Handhabung der BSE-Erkrankungen
nachhaltig erschüttert (MURRAY, 1998) – und das, obgleich die Erfahrungen mit BSE zu einer deutlichen Stärkung
des Verbraucherschutzgedankens geführt haben (KOMMISSION, 1997f). Die steigende Bedeutung des
Verbraucherschutzes innerhalb der europäischen Institutionen wird u.a. durch den Aufbau des neuen INSTITUTE
FOR
HEALTH
AND
CONSUMER PROTECTION in Italien (8) und der damit verbundenen Stärkung des JOINT RESEARCH
CENTER (JRC) (9) der Europäischen Kommission deutlich (MANES, 1998).
Lebensmittel und Gesundheit
Lebensmittel unterscheiden sich nicht nur in bezug auf die Prüfung ihrer gesundheitlichen Unbedenklichkeit und
in bezug auf ihre rechtliche Handhabung grundsätzlich von Pharmazeutika. Ihr Verbrauch erfolgt regelmäßig und
in großen Mengen und ist mit der Alltagssituation von Konsumenten verbunden. Lebensmittel sind frei
verkehrsfähig, und der Hersteller muß lediglich die gesundheitliche Unbedenklichkeit nach § 8 des Lebensmittelund Bedarfsgegenständegesetzes (LMBG) (10) garantieren. In der Bundesrepublik Deutschland werden jedes
Jahr ca. 15 Mio. to an Nahrungsmitteln verzehrt (DGE, 1992) und in immer stärkerem Maße technisch verarbeitet
(SMITH, 1993). Die Lebensmittelüberwachung, die die Aufgabe wahrnimmt, die Einhaltung bestehender
Qualitätsnormen zu kontrollieren, ist in der Bundesrepublik im Vergleich zu den meisten anderen europäischen
Mitgliedstaaten außergewöhnlich gut ausgebaut (SPD, 1994). So sind z.B. allein in NRW ca. 3500 Mitarbeiter in
der Lebensmittelüberwachung tätig (AHN, 1995). Die Lebensmittelüberwachung konzentriert sich vor allen
Dingen auf die Kontrolle der Einhaltung lebensmittelhygienischer Vorschriften. Trotz dieses umfangreichen
Kontrollapparates steht die Art der modernen Lebensmittelverarbeitung immer wieder in der öffentlichen Kritik
(KATALYSE, 1990b).
Daß unabhängig von der jeweiligen gesundheitlichen Qualität der im einzelnen konsumierten Lebensmittel
ernährungsbedingte Erkrankungen auftreten können, ist bekannt (GHEBREMESKEL, 1994; CONNING, 1993). Dazu
gehören vor allem Übergewicht, Karies oder Herz- und Kreislaufbeschwerden aufgrund einer zu hohen
Cholesterinaufnahme (BIESALSKI, 1995; TYROLER, 1995). Ernährungsgewohnheiten beeinflussen auch die
Anfälligkeit für Krebs (CHEN, 1990; AMES, 1983; KASPER, 1992; 1996; BECKER, 1997, BAUSCH-GOLDBOHM,
O.J.).
Dies gilt insbesondere für den Zusammenhang zwischen der Aufnahme von Fett und Dickdarmkrebs (s.a. Kap.
C-4.2.). Die These über den Einfluß der Nahrung auf den Gesundheitszustand wird auch durch vergleichende
epidemiologische Studien in verschiedenen Regionen z.B. dem Mittelmeerraum unterstützt (KUSHI, 1995). Eine
Abgrenzung
gegenüber
anderen
begleitenden
Lebensumständen,
die
ebenfalls
ursächlich
für
die
gesundheitliche Situation sein können, ist jedoch nur schwer möglich.
8
9
10
Internet-Adresse: http://ihcp.etomep.net/
Internet-Adresse: http://www.jrc.it/
Gesetz über den Verkehr mit Lebensmitteln, Tabakerzeugnissen, kosmetischen Mitteln und sonstigen
Bedarfsgegenständen (Lebensmittel- und Bedarfsgegenständegesetz) i. d. F. der Bekanntmachung vom 9. September
1997 (BGBL I 2296 vom 17.9.1997).
B.
EINLEITUNG
-7-
Daten, die im Rahmen einer Studie im Auftrag des BUNDESMINISTERIUM
FÜR
GESUNDHEIT (BMG) (11) erhoben
wurden, weisen darauf hin, daß für die Therapie ernährungsbedingter Erkrankungen allein in der Bundesrepublik
jährlich ca. 200 Mrd. DM aufgebracht werden. Dabei handelt es sich zumeist um ein individuelles Fehlverhalten
des Konsumenten, wie erhöhter Fett-, Tabak- und/ oder Alkoholkonsum (BMG, 1993; kritisch hierzu BLL, 1994).
2+
Andere Zusammenhänge, wie etwa ein Ca -Mangel und die damit einhergehende Osteoporose (12;
PIETSCHMANN, 1999) oder eine aus Jodmangel resultierende Schilddrüsenüberfunktion (Struma- oder
Kropfbildung) gehören bereits in den Grenzbereich zwischen Krankheit und Mangelernährung. Darüber hinaus
spielen in einigen Fällen auch genetische Defekte eine Rolle, wie etwa die Phenylketonurie (DE FREITAS, 1999;
LEVY, 1998; ENDRES, 1998) oder partiell Diabetes, welche die Betroffenen zu einer speziellen Ernährung
zwingen.
Eines der wesentlichsten Gefahrenmomente in bezug auf nahrungsmittelbedingte Erkrankungen sind bakterielle
Infektionen aufgrund verdorbener Lebensmittel (WHO, 1984; KÄFERSTEIN, 1993). So wurden z.B. Escherichia
coli, Listeria monocytogenes, Anthrobacter butzleri, Helicobacter pylori, Cryptosporidium parvum, Salmonella
spp.,
Campylobacter
jejuni,
Staphylococcus
aureus,
Shigella
spp.,
Yersina
enterocolitica,
Vibrio
parahaemolyticus und Clostridium spp. als wesentliche Pathogene identifiziert, die in Lebensmitteln vorkommen
und zu ernsthaften Erkrankungen und auch Todesfällen führen können (LINDNER, 1990; MENG, 1997; PIERSON,
1993; REDDY, 1994; NOTERMANS, 1996). Es sind allein 100 Todesfälle durch Infektion mit Listeria monocytogenes
in Milchprodukten bekannt geworden (RYSER, 1989), und in den USA ging man Ende der 80er Jahre davon aus,
daß jährlich etwa 7000 Menschen an lebensmittelbedingten bakteriellen Infektionen sterben (ROBERTS, 1989;
NOTERMANS, 1998). Die Gesamtzahl an Erkrankungen wird auf ca. 100 Mio. und die der direkten und indirekten
Kosten hierfür auf ca. 23 Milliarden US $ geschätzt (ARCHER, 1985; GARTHRIGHT, 1988).
Ein anderes Beispiel für lebensmittelbedingte Erkrankungen ist die Entwicklung lebensmittelbedingter Allergien
(s. Kap. B.-3.4.2) und die Entwicklung von Krankheitsbildern durch verarbeitungsbedingt in Lebensmitteln
vorkommende toxische Stoffe (z.B. Nitrosamine durch Räuchern, polyzyklische aromatische Kohlenwasserstoffe
(PAK) durch Grillen, heterozyklische aromatische Amine (HAA) durch Braten von Fleisch (W ILD, D., 1996)).
Neben den bekannten nutritiven und den oben angesprochenen, gesundheitsschädigenden Eigenschaften
besitzen eine Reihe von Lebensmittelbestandteilen (sog. ”phytochemicals”) auch einen positiven Einfluß auf den
Gesundheitszustand (W ATZL, 1996). So konnte bei Phytoöstrogenen wie Lignan, und Isoflavonen anti-virale und
anti-karzinogene Wirkungen nachgewiesen werden (ADLERCREUTZ, 1997; DIXON 1999, MAZUR, 1999, POOL-ZOBEL,
1999). Reich an Isoflavonen wie Genistein sind insbesondere Sojabohnen. Genistein inhibiert die Tyrosinkinase,
ein Protein, das eine Schlüsselrolle in der Tumorgenese spielt (KNIGHT, 1996; LAMARTINIERE, 1998; W EI, 1998).
Schon seit einigen Jahren werden Lebensmittel angeboten, die aus Gründen der Gesundheitsvorsorge entweder
bestimmte
Lebensmittel-Supplemente
enthalten
oder
aber
reduzierte
Mengen
an
bestimmten
Lebensmittelbestandteilen wie Zucker und Fett aufweisen, die mit einer Beeinträchtigung des gesundheitlichen
Wohlbefindens in Verbindung gebracht werden (KORVER, 1997). In den Bereich der gesundheitsfördernden
Lebensmittel gehört auch der Einsatz sog. probiotischer Bakterien (FLETCHER, 1998), oder der Ansatz, den Anteil
an Soja-Protein zu erhöhen, welches einen reduzierenden Einfluß auf die Cholesterin-Konzentration im Blut
besitzt (KLEIN, 1995).
11
Internet-Adresse: http://www.bmgesundheit.de
B.
EINLEITUNG
-8-
Evaluierung von Langzeitschäden
Der Kenntnisstand über die Zusammensetzung von Lebensmitteln und deren gesundheitlichen Auswirkungen ist
in den vergangenen Jahren enorm angestiegen. Bei der historischen Betrachtung der Prüfung der Sicherheit von
Lebensmitteln können dabei nach MILLER verschiedene Stufen unterschieden werden (MILLER, 1992): Zuerst die
durch HIPPOCRATES beeinflußte Phase der eher epidemiologisch ausgerichteten Form der Beobachtung, dann die
Einbeziehung der Dosis-Wirkungs-Beziehung in die Risikobetrachtung durch PARACELSUS (1493-1541) in seinem
Werk ”The Third Principle” (DIECHMANN, 1986); die Einführung des Prinzip der ”akzeptablen täglichen
Aufnahmemenge” (ADI) (LU, 1988; TRUHAUT, 1991; s.a. Kap. B-4.4.3.1); die Entwicklung von Tests zur Detektion
chronischer Toxizität, und schließlich die Auffassung, daß extrapolierende Methoden bei der Bestimmung der
Karzinogenität nicht ausreichend sind, weil für die Karzinogenität kein fest definierbarer Schwellenwert existiert
(s.a. DECKER, 1987).
Heute,
so
die
Ansicht
mancher
Autoren,
stehen
wir
am
Beginn
eines
neuen,
grundlegenden
Paradigmenwechsels in der Herangehensweise an die Prüfung von Lebensmitteln. GLINSMANN z.B. vertritt die
Auffassung, daß ”dieses erweiterte Wissen uns paradoxerweise mit der Frage konfrontiert, ob die Paradigmen
der bisherigen Sicherheitsbewertung ausreichend sind. Wenn sich das Wissen über die Sicherheit von
Lebensmittelbestandteilen oder der nachteiligen Eigenschaften von Herstellungs- und Konservierungsverfahren
erweitert, gilt dies auch für die Menge an Fragen, die neu hinzukommen ... Dies führt dazu, daß die FDA vor
einer schwierigen Entscheidung steht, ob sie in der Zukunft zur Beantwortung dieser neuartigen Fragestellungen
in-vitro
Tierversuchstestsysteme
entwickeln,
oder
verstärkt
Versuche
mit
Probanden
durchführen
soll.”(GLINSMANN, 1992). In die gleiche Richtung argumentiert auch HATTAN, der davon ausgeht, daß aufgrund der
beschränkten Aussagefähigkeit von Fütterungsexperimenten mit Tieren bei Lebensmitteln ”zusätzliche Studien
mit Menschen durchgeführt werden müssen, um zu verifizieren, daß sich Menschen in der gleichen Art verhalten,
wie dies zuvor in Tierversuchen eruiert wurde.“ (HATTAN, 1992; ähnlich auch KIRSCHMANN, 1992; s.a. Kap. C1.1.1). In Großbritannien werden derzeit entsprechende Richtlinien für ein solches Vorgehen diskutiert (ACNFP,
1999c).
Eine systematische, gesetzlich vorgeschriebene Evaluierung nach dem Inverkehrbringen, ob durch den Verzehr
neuartiger Lebensmittel - und dazu gehören auch solche, die mit Hilfe gentechnischer Methoden modifiziert oder
hergestellt wurden - potentielle Langzeitschäden hervorgerufen werden können, besteht im Lebensmittelbereich
derzeit nicht (s. Kap. B-4.2). Die Diskussion über die Relevanz bzw. die prinzipielle Notwendigkeit der
Etablierung eines solchen Systems zur Evaluierung möglicher Langzeitschäden, wie es im Rahmen dieser Arbeit
entwickelt wurde, findet aufgrund der heftigen öffentlichen Debatte um den Einsatz der Gentechnik in der
Lebensmittelverarbeitung sowohl im wissenschaftlichen (z.B. HERMUS, 1993; HATTAN, 1996; NEWTON, 1999;
DEN
VAN
DAELE, 1999), als auch im journalistischen (ANONYMUS, 1999b) und politischen Raum statt (GAO, 1993;
W AUGH, 1999). Das Europäische Parlament forderte bereits in seiner ersten Lesung der späteren Verordnung
258/97/EWG über Neuartige Lebensmittel und Lebensmittelzutaten (EG, 1997) die Europäische Kommission
auf, ”ein System zur Beobachtung gentechnisch veränderter Lebensmittel, deren Inverkehrbringen genehmigt
worden ist, zu etablieren, um die Langzeiteffekte der so veränderten Lebensmittel zu evaluieren und um
sicherzustellen, daß diese Lebensmittel auch in Zukunft den Zulassungskriterien entsprechen.” (EP, 1993;
12
Erkrankung des Skelettsystems mit Verlust bzw. Verminderung von Knochensubstanz und erhöhter Frakturanfälligkeit.
B.
EINLEITUNG
-9-
ähnlich auch EP, 1997; BGVV, 1997). Die Europäische Kommission ist diesem Vorschlag in einer Empfehlung
z.T. auch gefolgt, in der es heißt, daß ”Informationen über die lang- und kurzfristigen Auswirkungen des Verzehrs
des neuartigen Lebensmittels benötigt werden. Diese sollten im Rahmen eines nach dem Inverkehrbringen
durchgeführten Überwachungsprogrammes gewonnen werden, bei dem sowohl ernährungswissenschaftliche
Aspekte als auch die Unbedenklichkeit des Erzeugnisses kontrolliert werden.” (KOMMISSION, 1997e). Auch im
Koalitionsvertrag der neuen Bundesregierung ist festgehalten, daß ”Freilandversuche und das Inverkehrbringen
(von GVOs) wegen der langfristigen Auswirkungen des Anbaus transgener Pflanzen in einem LangzeitMonitoring wissenschaftlich begleitet werden müssen.” (SPD, 1998). Nach den Vorstellung des Ministerrates
besteht die Aufgabe des Monitorings darin, ”zu bestätigen, daß (a) Vermutungen in bezug auf das Auftreten und
die Auswirkungen möglicher negativer Effekte von GVOs oder ihrer Verwendung im Rahmen der
Sicherheitsbewertung korrekt waren; und (b) das Auftreten von Nebenwirkungen von GVOs oder ihrer
Verwendung auf die menschliche Gesundheit zu identifizieren, die im Rahmen des Sicherheitsbewertung nicht
postuliert wurden.” (COUNCIL, 1999 (Anhang VIII)).
Während bezüglich eines Langzeitmonitorings unter dem Gesichtspunkt ökologischer Fragestellungen bereits
konkretere Vorstellungen bestehen (BDP, 1999; ÖKO-INSTITUT, 1999), liegen für ein Monitoring unter
gesundheitlichen Aspekten noch keine Angaben darüber vor, wer dieses Monitoring durchführen soll, in welcher
Form dies zu geschehen hat bzw. auf welche Produkte ein solches Monitoring-System vorrangig angewendet
werden soll. Auf diese Fragestellungen werden durch die vorliegende Arbeit Lösungswege entwickelt.
B.
1
1.1
EINLEITUNG
- 10 -
Problemstellung, Konzeption und Abgrenzung der Arbeit
Problemstellung
Die steigende Zahl der Genehmigungen zum Inverkehrbringen von gentechnisch veränderten Organismen in
den letzten Jahren in den Vereinigten Staaten und Canada ist ein deutliches Signal, daß bereits in naher Zukunft
auch in Europa eine Vielzahl von Lebensmitteln auf dem Markt erhältlich sein werden, die entweder selbst
gentechnisch veränderte Organismen sind oder Produkte aus solchen enthalten (s.a. Kap. B-2 und KOMMISSION,
1988; 1991).
Die Diskussion um den Einsatz der Gentechnik im Lebensmittelbereich wird in der breiten Öffentlichkeit intensiv
geführt. Eine Reihe von Umfragen (KOSCHATZKY, 1994; ANONYMUS, 1996c; AKADEMIE, 1998; FLICK, 1995;
VAN DEN
DAELE, 1996, THOMPSON, 1997; BREHDAL, 1998; MENRAD, 1998; BERGMANN, 1999) weist darauf hin, daß
Verbraucherinnen und Verbraucher dieser Anwendung der Gentechnik eher skeptisch gegenüberstehen. Dies
wird u.a. auch damit begründet, daß über die Sicherheit der Produkte keine verläßlichen Aussagen getroffen
werden können.
Sowohl von Seiten des Gesetzgebers als auch von Seiten der herstellenden Industrie besteht ein erklärtes
Interesse, neuartige Lebensmittel und Lebensmittelzutaten nur dann auf den Markt zu bringen, wenn deren
Sicherheit gewährleistet ist. Aus diesem Grunde gibt eine Vielzahl von international abgestimmten Verfahren, mit
denen potentiell negative gesundheitliche Auswirkungen neuer Lebensmittel oder Lebensmittelzutaten evaluiert
werden können (ILSI, o.J.; Joint FAO/ WHO, 1991; KOMMISSION, 1995). Diese Verfahren können auch für die
Beurteilung von gentechnisch veränderten Organismen herangezogen werden. Sie konzentrieren sich i.d.R. auf
die Erfassung kurzzeitbedingter potentieller Schädigungen.
Die Intensität der öffentlichen Auseinandersetzung über den Einsatz der Gentechnik im Lebensmittelbereich
zeigt auch, daß objektivierbare, naturwissenschaftliche Parameter noch nicht ausreichend bei der
Langzeitevaluierung von Lebensmitteln berücksichtigt werden und daß kein ausreichend verläßliches Monitoring
stattfindet. Wenngleich auch primäre gesundheitliche Beeinträchtigungen durch den Verzehr neuartiger
Lebensmittel durch die vorgegebenen gesetzlichen Prüfungen und Kontrollen weitestgehend auszuschließen
sind, ist die Evaluierungspraxis in bezug auf mögliche Langzeitfolgen kaum systematisiert. Es besteht kein
wirkliches methodisches Protokoll und auch keine entsprechende rechtliche Grundlage, wie solche potentiellen
Langzeitfolgen zu evaluieren wären. Toxikologische Kurzzeituntersuchungen, wie sie im Rahmen des
Genehmigungsverfahrens von neuartigen Lebensmitteln durchgeführt werden, sind nur bedingt aussagekräftig,
ob der langfristige Verzehr eines Lebensmittels zur Beeinträchtigung der Gesundheit führt. Aus diesem Grunde
wird sowohl von Seiten der Wissenschaft, als auch von Seiten der Politik die Etablierung eines Systems zur
Evaluierung
potentieller
Langzeitschäden
durch
den
Einsatz
gentechnischer
Methoden
in
der
Nahrungsmittelherstellung dringend eingefordert (BEHRENS, 1996; DALE, 1995; EUROPÄISCHER RAT, 1996; EP
1993; 1995; 1997). Auch von Seiten der produzierenden Industrie gibt es bereits diesbezügliche erste
Überlegungen (13).
B.
EINLEITUNG
- 11 -
Die Analyse der möglichen Gefährdungen, die mit dem Einsatz der Gentechnik im Lebensmittelbereich
verbunden werden (s. Kapitel B-2.), zeigt die Notwendigkeit von Langzeituntersuchungen, wie sie im Rahmen
dieser Arbeit entwickelt werden. Hierfür sprechen insbesondere, daß:
(1)
von Seiten der Wissenschaft die prinzipielle Notwendigkeit der Entwicklung eines solchen Systems
anerkannt wird;
(2)
die bisherigen Erfahrungen im Bereich der Risikoabschätzung zeigen, daß die toxikologischen
Untersuchungen, auf deren Grundlage die derzeitigen Risikobewertung stattfindet, wie jede andere
wissenschaftliche Aussage, auch fehlerbehaftet sein können.
1.2
Konzeption
Bei der Analyse der möglichen Gefährdungen, die mit dem Einsatz der Gentechnik im Lebensmittelbereich
verbunden werden, ist zu unterscheiden zwischen:
(1)
der Risiko-Analyse, d.h. welche potentiellen Gefahren (= Risiken) bestehen nach Ansicht der Verbraucher
und wie ist der Stand der wissenschaftlichen Debatte in bezug auf die einzelnen Risikofaktoren (z.B.
Allergien).
(2)
der Risiko-Evaluierung, d.h. wie kann der Umfang der potentiellen Gefahren quantifiziert bzw. wie können
Gefährdungen ausgeschlossen werden;
(3)
dem Risiko-Management, d.h. wie kann man mit möglichen Restrisiken umgehen (Erfahrungen aus den
Bereichen Arzneimittel, bestrahlte Lebensmittel, Gifte und Erfahrungen bei Einzelprodukten wie z.B.
Olestra).
Im Rahmen dieser Arbeit wurde erstmals aus wissenschaftlicher Sicht ein Protokoll für das Langzeitmonitoring
gentechnisch veränderter Organismen und an die im Zusammenhang mit der Verwendung gentechnischer
Methoden postulierten Risiken in einem breiten Bevölkerungskreis erarbeitet. Dabei galt es, zunächst die
relevante Literatur auf mögliche Hinweise für solche Langzeitfolgen zu untersuchen. Dabei wurde der Weg
beschritten, die Risikoabschätzung von bereits zugelassenen Produkten an verschiedenen Beispielen zu
analysieren. Hierzu gehören:
(1)
Medikamente; wobei dies auch die Untersuchung der Strukturen und der Effektivität der bestehenden
gesetzlichen Grundlagen für ein post-Marketing Monitoring im pharmazeutischen Bereich umfaßt;
(2)
bestrahlte Lebensmittel;
(3)
Lebensmittelzusatzstoffe;
(4)
dem Fettersatzstoff Olestra;
(5)
konkrete, sich bereits auf dem Markt befindlichen Produkten wie
-
die Verwendung des aus gentechnisch veränderten Aspergillus gewonnenen Enzyms Xylanase, daß
in der Brotherstellung genutzt wird,
13
-
gentechnisch veränderte Tomaten wie die FLAVR SAVR -Tomate,
-
Öle aus gentechnisch verändertem Raps mit einer modifizierten ω-3 Fettsäurezusammensetzung,
-
Soja, die gegenüber dem Herbizid RoundUp Ready resistent ist.
DE VET,
B., Unilever International, pers. Mitteilung, 22.3.1996.
B.
EINLEITUNG
- 12 -
Aus diesen Erfahrungen werden dann allgemeingültige Aussagen getroffen, die auf andere Lebensmittel
übertragbar sind. Dabei ist zu unterscheiden zwischen den möglichen Langzeitschäden, die zu erwarten und
spezifisch für den Eingriff sind (d.h. welche physiologische Rolle besitzt das neue Protein und kann es z.B.
Mangelerkrankungen induzieren oder hat er andere bekannte negative Eigenschaften) und solchen möglichen
Langzeitschäden, die eher unspezifischer Natur sind.
Das im Rahmen dieser Arbeit erarbeitet System ermöglicht dabei die Datensammlung, auf deren Grundlage erst
eine präzise Aussage über das Gefährdungspotential möglich ist.
Ziel dieser Promotionsarbeit ist es, zu analysieren:
-
welche gesundheitlichen Risiken beim Einsatz der Gentechnik im Lebensmittelbereich diskutiert werden
bzw. welche Aussagen die bisher durchgeführte Forschung in diesem Bereich zuläßt (dies umfaßt z.B. die
unbeabsichtigte Synthese toxischer Begleitstoffe, das Auftreten von Mangelerkrankungen, das Auftreten
von allergischen Reaktionen) (s. Kap. B-3);
-
ob die bestehenden naturwissenschaftlichen Methoden und rechtlichen Rahmenbedingungen im
Lebensmittelbereich ausreichen, um die postulierten potentiellen Langzeitschäden durch den Einsatz
gentechnischer Methoden in der Nahrungsmittelherstellung und -verarbeitung zu detektieren, falsifizieren
und / oder zu quantifizieren (s. Kap. B-4.2; B-4.4.4; B-4.4.5; C-1.1);
-
inwieweit bestehende Regelungen für die Evaluierung potentieller Langzeitschäden von Arzneimitteln nach
dem Arzneimittelgesetz auf neuartige Lebensmittel und Lebensmittelzutaten übertragen werden können (s.
Kap. C-3.);
-
wie ein mögliches Langzeitmonitoring durchgeführt werden könnte (s. Kap. C-3.);
-
welche Parameter bei einem Langzeitmonitoring neuartiger, und insbesondere mit Hilfe der Gentechnik
modifizierter, Lebensmittel zu berücksichtigen sind. Dies soll anhand verschiedener konkreter Fallbeispiele
untersucht werden (s. Kap. C-4).
1.3
Abgrenzung der Arbeit
Neben den im Zusammenhang mit der gesundheitlichen (Un)Verträglichkeit gentechnisch veränderter
Lebensmittel und Lebensmittelbestandteile diskutierten Risiken werden auch Gefahrenmomente in anderen
Bereichen erörtert, die jedoch im Rahmen dieser Arbeit nicht weiter beleuchtet werden sollen. Hierzu gehören
insbesondere:
-
mögliche negative Auswirkungen auf die Umwelt durch den Transfer der rekombinanten DNA auf andere
Organismen und daraus resultierende, negative phänotypische Eigenschaften dieser Organismen - hierzu
gehört insbesondere die Frage nach dem horizontalen Gentransfer (HEIDENREICH, 1998; SCHLÜTER, 1998),
d.h. der asexuellen Übertragung von Genen zwischen Organismen (AMMAN, 1995; ALBRECHT, 1995; BRANDT,
1995; CCRO, 1995; HALVORSON, 1985; KJELLSON, 1994; RISSLER, 1993; SCHMIDT, 1995; SINEMUS, 1995;
TAPPESER, 1996; TIEDJE, 1989; TORGERSEN 1993; VON SCHELL, 1994; SRU, 1998; SCHIEMANN, 1999);
B.
-
EINLEITUNG
- 13 -
mögliche negative sozio-ökonomische Auswirkungen. Hierunter wird etwa der Abbau von Arbeitsplätzen in
der Dritten Welt (CONSUMER INTERNATIONAL, 1996) oder eine stärkere Abhängigkeit bzw. ein erhöhter
Konkurrenzdruck in der Landwirtschaft verstanden (z.B. DEUTSCHER BUNDESTAG, 1987; 1989b);
-
ethische Aspekte, d.h. eine Diskussion, die sich nicht nur an dem ”wissenschaftlich Machbaren”, sondern
mehr an dem ”Wünschbaren” orientiert (ELSTNER, 1997);
-
generelle Aspekte der Lebensmittelqualität. So werden nach Ansicht etwa der AgV von einer wachsenden
Zahl von Verbrauchern Lebensmittel bevorzugt, die ”umweltverträglich und unter Berücksichtigung von
Tierschutzaspekten hergestellt werden, weniger Zusatzstoffe enthalten und weniger verarbeitet sind.” (AGV,
1997).
Im Rahmen dieser Arbeit wurde ganz bewußt keine Bewertung des möglichen Schadensumfanges - also eine
quantitative Betrachtung - vorgenommen, mit dem zu rechnen ist, wenn kein post-Marketing Monitoring-Systems
(pMMS) etabliert wird, da keine Anhaltspunkte und Daten für solche Bewertungen vorliegen. Entsprechende
Überlegungen hätten damit keine ausreichende wissenschaftliche Basis und wären eher spekulativer Natur. Aus
diesem Grunde wurden die Kosten des vorgeschlagenen pMMS nicht abgeschätzt.
Wenngleich das im Rahmen dieser Arbeit entwickelte pMMS prinzipiell auch auf andere neuartige Lebensmittel
(sieh z.B. SMITH, 1993) übertragbar wäre, und eine solche Vorgehensweise, die sich nicht nur auf den Einsatz
der Gentechnik beschränkt, vermutlich ebenfalls dazu beitragen würde, der zur Zeit in der öffentlichen
Diskussion vorherrschenden Fokussierung auf die Anwendung der Gentechnik entgegenzutreten, soll aus
methodischen Gründen und aus Gründen der Eingrenzung auf eine Untersuchung der möglichen Ausweitung
des vorgeschlagenen pMMS auf andere neuartige Lebensmittel im Rahmen dieser Arbeit verzichtet werden.
B.
2
EINLEITUNG
- 14 -
Einsatzpotentiale der Gentechnik in der Lebensmittelverarbeitung
Pflanzen, Tiere, Mikroorganismen und Produkte aus diesen Organismen werden seit jeher als Nahrungsmittel
vom Menschen genutzt. Konventionelle Züchtung verändert die Erbinformationen dieser Organismen seit
mehreren tausend Jahren entsprechend den Anforderungen menschlicher Kulturen (ANONYMUS, 1990b; OECD,
1993b). Die ”Geburtsstunde” der modernen Gentechnik wurde begründet durch Arbeiten von CHANG und COHEN,
denen es 1973 erstmalig gelang, in vitro DNA verschiedener Mikroorganismen miteinander zu rekombinieren und
nach Wiedereinführung in E.coli auch dort zur Expression zu bringen (COHEN, 1973; CHANG, 1974). Die
Gentechnik zeichnet sich im Vergleich zur konventionellen Züchtung dadurch aus, daß sie Organismen durch
”(1) DNS-Rekombinationstechniken, bei denen Vektorsysteme eingesetzt werden, verändert .... und (2) durch
Verfahren, bei denen in einen Organismus direkt Erbgut eingeführt wird, das außerhalb des Organismus
zubereitet wurde.” (14).
Unter dem Begriff "gentechnisch veränderte Lebensmittel" (GVL) werden nach Art. 1 Abs. 2 Nr. a und b der
Verordnung 258/97/EWG über neuartige Lebensmittel und Lebensmittelzutaten (sog. ”Novel Food Verordnung”
(NFV); EG, 1997; s.a. Kap. B-4.2.1.1) solche Lebensmittel und Lebensmittelzutaten verstanden, in denen das
Lebensmittel selbst der lebende gentechnisch veränderte Organismus (GVO) ist (z.B. die FLAVR SAVR™Tomate), GVO im Sinne der EU-Freisetzungs-Richtlinie 90/220/EWG (15) enthält (z.B. Joghurt mit
Lebendkulturen), oder darüber hinausgehend aus GVO hergestellt wurde (z.B. Ketchup aus der FLAVR SAVR™Tomate).
Gentechnisch veränderte Lebensmittel stellen lediglich eine Teilmenge der sogenannten ”neuartigen
Lebensmittel” dar, deren Inverkehrbringen und Kennzeichnung in der o.g. Verordnung 258/97/EWG geregelt ist
und zu denen nach Art. 1 Abs. 2 c, d, und e der Verordnung auch die folgenden Kategorien von Lebensmitteln
gezählt werden:
-
Lebensmittel und Lebensmittelzutaten mit neuer oder gezielt modifizierter primärer Molekularstruktur;
-
Lebensmittel und Lebensmittelzutaten, die aus Mikroorganismen, Pilzen oder Algen bestehen oder aus
diesen isoliert worden sind;
-
Lebensmittel und Lebensmittelzutaten, die aus Pflanzen bestehen oder aus Pflanzen isoliert worden sind,
und aus Tieren isolierte Lebensmittelzutaten; außer Lebensmitteln und Lebensmittelzutaten, die mit
herkömmlichen Vermehrungs- oder Zuchtmethoden gewonnen wurden und die erfahrungsgemäß als
unbedenkliche Lebensmittel gelten können;
-
Lebensmittel und Lebensmittelzutaten, bei deren Herstellung ein nicht übliches Verfahren angewandt
worden ist und bei denen dieses Verfahren eine bedeutende Veränderung der Zusammensetzung oder der
Struktur des Lebensmittels oder der Lebensmittelzutat bewirkt, was sich auf den Nährwert, den
Stoffwechsel oder auf die Menge unerwünschter Stoffe im Lebensmittel auswirkt.
Über die o.g. gesetzliche Definition hinaus werden im Rahmen dieser Arbeit unter dem Begriff ”gentechnisch
veränderte Lebensmittel” auch solche Lebensmittel verstanden, die Zusatzstoffe oder technische Hilfsstoffe
14
15
Art. 2 Abs. 2 i.V.m. Anhang I A Teil 1 der EU-Richtlinie 90/220/EWG (EG, 1990b).
Die Freisetzungs-Richtlinie 90/220/EWG (EG, 1990b) definiert den Begriff ”Organismus” in Art. 2 Abs. 1 als ”jede
biologische Einheit, die fähig ist, sich zu vermehren oder genetisches Material zu übertragen”. Insofern fällt die
Freisetzung und das Inverkehrbringen abgetöteter Organismen nicht mehr unter den Geltungsbereich der Richtlinie
90/220/EWG.
- 15 -
B. EINLEITUNG
(Enzyme) enthalten, die aus GVO hergestellt werden, diese jedoch nicht enthalten (16). Eine solche Erweiterung
der gesetzlichen Vorgaben erscheint sinnvoll, da Enzyme im Rahmen der Lebensmittelverarbeitung vielfältige
Einsatzgebiete finden (AMFEP, o.J.(a); JANY, 1996; KATZEK, 1994; BEHRENS, 1996; 1997; MEIER, 1996). Darüber
hinaus wird auf europäischer Ebene bereits seit längerem auch eine Enzym-Richtlinie diskutiert (BLL, pers.
Mitteilung).
Eine
Übersicht
über
die
wichtigsten
bisher
zugelassenen,
gentechnisch
veränderten
Nahrungspflanzen gibt die Tabelle 1.
Gentechnische Veränderungen an Pflanzen können in zwei Hauptklassen eingeteilt werden (FDA, 1992;
KESSLER, 1992): Veränderungen, welche die agronomischen Eigenschaften der Pflanze betreffen (d.h.
Resistenzen
gegenüber
Krankheitserregern,
Schadinsekten,
Herbiziden
und
Stressfaktoren),
und
Veränderungen, welche die Qualitätseigenschaften des Lebensmittels betreffen (z.B. erhöhter Vitamin- oder
reduzierter Cholesteringehalt, besserer Geschmack etc.) (zur Übersicht s. KOSCHATZKY, 1994; BRANDT, 1995;
DAY, 1996; 1996b).
Wie Tab. 1 zeigt, wurde in den letzten Jahren eine Vielzahl von Genehmigungen zum Inverkehrbringen
gentechnisch veränderter Organismen erteilt, die bis zum Jahr 1999 auf insgesamt ca. 70 Mio. ha weltweit
angebaut wurden (JAMES, 1998; 1999). Bei den Pflanzen der sog. ”ersten Generation” handelt es sich vor allen
Dingen um solche, die Resistenzen gegenüber Herbiziden und Insektenfraß aufweisen, die also eine
Veränderung ihrer landwirtschaftlichen Charakteristika aufzeigen. Auch wenn diese Ansätze (ESTRUCH, 1997)
sowie eine Erhöhung des Ertrages z.B. durch Integration des Phytochromgens (ROBSON, 1996) auch in Zukunft
weiter ausgebaut und entwickelt werden, wird erwartet, daß die zweite Generation von Nahrungspflanzen sowohl
Anforderungen von Verbrauchern als auch von Lebensmittelherstellern stärker berücksichtigt, wie in Tab. 2
beispielhaft gezeigt wird. Hierzu gehört auch die Entwicklung von funktionellen Lebensmitteln (sog. ”functional
food” oder
auch
”Nutraceuticals”),
d.h.
Lebensmitteln,
die
aufgrund
ihrer
Zusammensetzung
oder
Verarbeitungsweise bestimmte gesundheitliche Vorteile versprechen, die über die rein nutritive Wirkung
hinausgehen (HUGGETT, 1996b; HOLLRICHER, 1999; ZEISEL, 1999; kritisch hierzu SPRENGER, 1999; SMAGLIK, 1999;
GRUSAK, 1999; DIXON, 1999).
Aufgrund der mangelnden öffentlichen Akzeptanz wurden verschiedene gentechnisch veränderte Organismen
nicht in den Verkehr gebracht, obgleich eine entsprechende Genehmigung vorlag (TOET in: FES, 1992).
Beispiele hierfür sind die Genehmigung von:
-
gentechnisch veränderter Bäckerhefe (Saccharomyces cerevisiae), genehmigt durch das Britische
ADVISORY COMMITTEE
ON
NOVEL FOODS
AND
PROCESSES (ACNFP). Hierbei wurden das Maltase- und das
Maltose Permeasegen durch Gene aus einem effizienteren Hefe-Stamm substituiert (ACNFP, 1990;
ACNFP, 1991); und
-
gentechnisch veränderter Brauhefe (Saccharomyces cerevisiae), ebenfalls durch das ACNFP genehmigt.
Hierbei wurde Amylase aus einem nicht zur Bierherstellung verwendeten Hefe-Stamm in den zur
Bierherstellung verwendeten Stamm von Saccharomyces cerevisiae integriert (ACNFP, 1994).
16
Lebensmittelzusatzstoffe entsprechend der Richtlinie 89/107/EWG (ABl Nr. L 40 vom 11.2.1989, S. 27, zuletzt
geändert durch Richtlinie 94/34/EG (ABl. Nr. L 237 vom 10.9.1994, S.1)) und Aromen entsprechend der Richtlinie
88/388 (ABl Nr. L 184 vom 15.7.1988, S. 61, zuletzt geändert durch die Richtlinie 91/71/EWG (ABl Nr. L 42 vom
- 16 -
B. EINLEITUNG
Name der Firma
Haupteigenschaften
Land/ Jahr der Zulassung
EU
UK
US
Japan
Canada
Mais
Novartis/ Ciba Geigy
AgrEvo
Monsanto
Novartis/ Northrup King
Pioneer
Mycogen
DeKalb
DeKalb
Plant Genetic Systems
Bt, Glufosinat-R
Glufosinat-R
Bt, Glufosinat-R
Bt, Glufosinat-R
Bt
Bt
Bt
Glufosinat-R
männl. Sterilität
1996
1998
1998
1998
i.B.
-
1996
1997
1997
1997
1997
-
1995
i.B.
1996
1996
1995
1997
1997
1996
1996
i.B.
1996
i.B.
-
1996
i.B.
i.B.
1996
-
Raps
Plant Genetic Systems
Plant Genetic Systems
AgrEvo
AgrEvo
Monsanto
Monsanto/ Calgene
männl. Sterilität
Glufosinat-R
Glufosinat-R
Glufosinat-R
Glyphosat-R
veränd. Fettsäure
1996
i.B.
i.B.
i.B.
-
1995
1995
1995
1995
1996
i.B.
1996
1997
1995
1996
1995
1996
i.B.
1996
1996
-
1995
1995
1995
1996
Papaya
Univ. Hawaii
Virus-R
-
-
1997
-
-
Kartoffel
Monsanto
Bt
-
-
1996
-
-
Soja
Monsanto
DuPont
AgrEvo
Glyphosat-R
veränd. Fettsäure
Glufosinat-R
1996
-
1995
-
1995
1997
1998
1996
-
199
-
Kürbis
Seminis Veg. Seeds
Virus-R
-
-
1997
-
-
Tomate
Monsanto/ Calgene
Zeneca & Petoseed
Agritope
DNA Plant Technology
verzög. Reifung
verzög. Reifung
verzög. Reifung
verzög. Reifung
i.B.
-
1996
1995
-
1994
1994
1996
1995
-
1995
-
Chicorée
Bejo Zaden
männl. Sterilität (zur Zucht)
1996
i.B.
1997
-
-
Tab. 1
Übersicht über beantragte bzw. zugelassene gentechnisch veränderte
Lebensmittelbereich
verwendet
werden
(Daten
aus:
FDA-Internet-Seite
fda.gov:80/ Lrd/biocon.html); BECK, 1993; LACROIX, 1997; 1998; UCS, 1998).
i.B. = in Bearbeitung
- = es liegen keine diesbezüglichen Angaben vor
R = Resistenz
Bt = Bacillus thuringiensis
Pflanzen, die im
(http://www.vm.cfscan-
15.2.1991, S: 25)) fallen nach Art. 2 Abs. 1 Nr. a und b NFV nicht unter den Geltungsbereich der NFV.
- 17 -
B. EINLEITUNG
Organismus
Ziel
Referenz
Aubergine (Solanum
melongena)
Beeinflussung der Auxinsynthese, so daß die Früchte weniger Kerne
ausbilden. Dies führt auch zu einer geringeren Applikation synthetischer
Phytohormone in der Landwirtschaft, wie sie derzeit noch verwendet
werden.
ROTINO, 1997
Weizen (Triticum
aestivum)
Modifikation der High Molecular Weight (HMW) Untereinheit von WeizenGlutenin, einem wichtige Faktor, der für die Elastizität und damit für die
Verarbeitungsfähigkeit des aus Mehl gewonnenen Teigs verantwortlich
ist.
BARRO, 1997; BLECHL,
1996; ALTPETER, 1996
Lactobacillus
Reduktion der für die Käsereifung benötigten Zeit durch die Nisininduzierte Expression der lytischen Enzyme Lysin und Holin in
Lactococcus lactis.
DE RUYTER, 1997;
KNAUF, 1992
Melone (Cucumis melo) Verzögerte Reifung der Frucht und damit verstärkte Möglichkeit zur
Ausbildung von Geschmacksstoffen durch die Expression der anti-mRNA
der Aminocyclopropan-1-essigsäure-(ACC)-Oxidase, welche die
Ethylenbildung reguliert.
AYUB, 1996
Hefe (Saccharomyces
cerevisiae)
Stabilisierung des Geschmacks von Bier durch Blockierung der
Expression der Sulfit-Reduktase Untereinheit MET10 und der damit
einhergehenden erhöhten Sulfit-Konzentration. Sulfit wirkt als Antioxidant
und gilt als Schlüsselsubstanz für die Stabilität von Geschmacksstoffen
im Bier.
HANSEN, 1996
Hefe (Candida utilis)
Produktion des natürlichen Zuckerersatzstoffes Monellin, der eine dem
Thaumatin vergleichbare Süßkraft besitzt.
KONDO, 1997; KURIHARA,
1992
Kartoffel (Solanum
tuberosum)
Expression von Glutamat-Decarboxylase (GAD) zum Schutz vor Diabetis. MA, 1999
Tab. 2
Beispiele für zukünftige Anwendungen der Gentechnik im Lebensmittelbereich (s.a. COMAI, 1993; DELLAPENNA, 1999 und OHLROGGE, 1999).
- 18 -
B. EINLEITUNG
3
Potentielle Risiken, die mit dem Einsatz der Gentechnik in der Lebensmittelverarbeitung in
Verbindung gebracht werden
Auch wenn bereits andere neuartige, nicht auf gentechnischen Methoden beruhende Züchtungstechniken dazu
geführt haben, daß genetische Informationen zwischen Organismenklassen in einer Form ausgetauscht werden,
wie dies durch natürliche Kreuzungen in der Vergangenheit nicht möglich gewesen ist (z.B. bei Triticale, einer
polyploiden Pflanze, welche die genetische Information aus Roggen (Secale cereale) und Weizen (Triticum
aestivum) enthält (OECD, 1992)), war die Entwicklung der modernen Molekularbiologie ein wesentlicher Schritt,
um einen gezielten Austausch genetischer Informationen über biologische Schranken hinweg zu ermöglichen.
Insofern besitzt die Gentechnik gegenüber der konventionellen Züchtung eine neuartige Qualität, die auch
Ursache ist für eine Reihe von Befürchtungen in bezug auf die Umwelt- und Gesundheitsverträglichkeit der aus
der Anwendung dieser Technologie resultierenden Lebensmittel.
Die Anwendung der Gentechnik wird von Seiten der Umwelt- und Verbraucherverbände häufig nicht als eine
Fortführung bestehender Züchtungstechniken angesehen, wie dies etwa das FDA tut (17), sondern
gentechnische Methoden ”repräsentieren einen fundamentalen technischen Fortschritt in unserer Fähigkeit
Lebensmitteln genetisch kodierte Substanzen hinzuzufügen. Diese Unterschiede können die Wahrscheinlichkeit
erhöhen, daß bestimmte Probleme, die bereits aus der traditionellen Züchtung bekannt sind (wie etwa der
Anstieg des Toxin-Niveaus) auch beim Einsatz gentechnischer Methoden auftreten. Diese Unterschiede können
jedoch auch bedeuten, daß die Gentechnik Ursache für Probleme ist, die bisher in neuen Pflanzensorten nicht
aufgetreten sind.” (CONSUMER UNION, 1992; kritisch hierzu VAN DEN DAELE, 1996).
Nach Ansicht des W ISSENSCHAFTLICHEN LEBENSMITTELAUSSCHUSSES (WLA) der EUROPÄISCHEN UNION (KOMMISSION,
1974) kann z.Zt. davon ausgegangen werden, daß ”Lebensmittel bisher nicht systematisch einer
ernährungswissenschaftlichen oder toxikologischen Bewertung unterzogen (wurden), mit Ausnahme der
seltenen
Fälle,
in
denen
akute
toxische
Effekte
bei
Menschen
bekannt
wurden
(z.B.
Solanin,
Blausäureglykoside), oder in denen Tierversuche oder Erfahrungen bei Menschen auf die schädliche Wirkung
von
Lebensmittelrohstoffen
hindeuteten
(z.B.
Sojarohmehl).”
Dies
bedeutet
nicht,
daß
keine
ernährungswissenschaftlichen Einschätzungen einzelner Lebensmittel durchgeführt wurden (siehe z.B. W ATZL,
1996; KARG, 1996), sondern ”daß diese bisher nicht als Grundlage für die Bewertung der Sicherheit der
jeweiligen Lebensmittel dienten.” (KOMMISSION, 1997e).
Die Senatskommission der DEUTSCHE FORSCHUNGSGEMEINSCHAFT geht in einer Stellungnahme davon aus, daß
”mit dem Einsatz gentechnischer Verfahren im Ernährungsbereich prinzipiell keine Risikofaktoren (verbunden
sind), die nicht zu erkennen und nicht zu beherrschen sind.” (DFG, 1995).
Ein anderes Bild zeichnet eine repräsentative Umfrage in ca. 500 Haushalten in Deutschland. Hiernach besitzen
ca. 68% der Befragten gegenüber gentechnisch veränderten Lebensmitteln die Erwartung, daß sie die
Gesundheit gefährden. 74% der Befragten gehen davon aus, daß diese Lebensmittel allergische Reaktionen
hervorrufen können. Etwa die gleiche Zahl an Verbrauchern glaubt, daß es zu Störungen des ökologischen
17
FDA (1992): ”... the new techniques are extensions at the molecular level of traditional methods and will be used to
achieve the same goals as pursued with traditional plant breeding” (Federal Register 57 FR 22991).
B. EINLEITUNG
- 19 -
Gleichgewichtes kommen kann und etwas mehr als 65% der Befragten erwarten sogar, daß auch die eigenen
Erbinformationen verändert werden (PUDEL, 1996).
Die Auswertung der Literatur (AGV, 1997a; 1997b; BECKTEPPE 1991; BLL, 1995; 1996; CONSUMER INTERNATIONAL
1995; 1996; CONSUMER UNION, 1992; EDF, 1992; FDA, 1992; FES, 1992; GAO, 1993; KATALYSE, 1993a; 1993b;
KATZEK, 1997; NABC, 1990; NWF, 1992; OECD, 1993a; 1994; SCHÜTTE, 1998; SPELSBERG, 1993, WHO, 1991)
ergab die folgende Auflistung von toxikologischen und den Nährwertgehalt des Lebensmittels betreffenden
Risiken, die mit dem Einsatz der Gentechnik in der Lebensmittelherstellung und -verarbeitung postuliert werden:
(1) Bildung neuartiger, toxischer Begleitstoffe;
(2) Erhöhte Expression immanenter Toxine;
(3) Ansteigen allergischer Reaktionen;
(4) Übertragung von Antibiotikaresistenzen;
(5) Reduzierte Synthese wichtiger Nährstoffe/ Auftreten von Mangelerkrankungen;
(6) Veränderte Bioverfügbarkeit der Nährstoffe.
Die Befürchtungen von Umwelt- und Verbraucherschutzorganisationen gehen dabei häufig in die Richtung, daß
bestehende Methoden der Risikoabschätzungen zu fokussiert und eingeschränkt sind um insbesondere
unerwartete Nebenreaktionen in ausreichendem Maße zu erfassen. So wird z.B. von der NATIONAL W ILDLIFE
FEDERATION befürchtet, daß Kaffee, dem die für die Koffein-Synthese verantwortlichen Gene entfernt werden,
dahingehend unvorhergesehene negative Auswirkungen zeigt, daß nicht wie bisher Koffein die Synthese von
Aflatoxinen, also potentiellen Karzinogenen, bei bestimmten Schimmelpilzen (Aspergillus flavus und A.
parasiticus) inhibiert (NWF, 1992; PARIZA, 1990; NARTOWITZ, 1979). In diesem Fall werden also nicht
Eigenschaften des neuen Genproduktes selbst befürchtet, vielmehr stehen mögliche negative und nicht
vorherzusehende Auswirkungen auf bestehende Interaktionen mit der Umwelt im Vordergrund der Betrachtung.
Solche Befürchtungen wurden gegenüber bisherigen konventionellen Züchtungsprogrammen nicht vorgebracht,
die ohne den Einsatz gentechnischer Methoden versuchen, das selbe Ziel, d.h. die Reduktion des
Koffeingehaltes, zu erreichen.
In den folgenden Kapiteln wird näher auf die einzelnen Risikoszenarien eingegangen, wobei hervorzuheben ist,
daß diese Befürchtungen bei der Verfolgung ähnlicher Züchtungsziele in der Landwirtschaft mit Hilfe
konventioneller, nicht-gentechnischer Methoden bisher nicht im gleichen Maße in der Öffentlichkeit diskutiert
wurden.
- 20 -
B. EINLEITUNG
3.1
Bildung unerwarteter, toxischer Begleitstoffe
Fast alle Züchtungstechniken besitzen nach Ansicht des FDA das Potential, unerwartete Effekte hervorzurufen
(FDA, 1992). Durch Züchtung induzierte Sequenzmodifikationen im Ursprungsorganismus können dabei sowohl
positive als auch negative phänotypische Eigenschaften zur Folge haben. Ziel des Züchtungsprozesses ist es,
innerhalb des Selektionsprozesses solche Pflanzen mit negativen Eigenschaften von denen mit positiven
Eigenschaften zu trennen (BECKER, 1993).
Die Integration rekombinanter DNA mit Hilfe gentechnischer Methoden in das Wirtsgenom findet i.d.R. nicht
zielgerichtet statt. Auch die Anzahl der integrierten Gen-Kopien ist i.d.R. nicht vorherzusehen. Die Kopienzahl
und der Ort der Integration kann aber sowohl das Expressionsniveau der neuen DNA als auch die bereits vorher
vorhandenen DNA-Sequenzen beeinflussen (MATZKE, 1990; HOBBS, 1993) und ist somit für das Auftreten und die
Bewertung möglicher negativer gesundheitlicher Auswirkungen des Organismus relevant.
Sowohl die Reduktion als auch die Verstärkung der Expression bestimmter Wirtsgene durch retrovirale
Integration von Fremd-DNA konnte an Tieren gezeigt werden (SCHNIEKE, 1983; SCANGOS, 1987).
Ein weiterer Diskussionspunkt im Zusammenhang mit dem Auftreten unvorhergesehener, langfristig wirkender
Toxine sind häufig zu beobachtende phänotypische Veränderungen transgener Pflanzen, die nicht mit der
Expression des integrierten Gens an sich in Zusammenhang stehen (pleiotrope Effekte) - auch wenn kein
zwangsläufiger
Zusammenhang
zwischen
dem
Verzehr
der
Pflanze
und
einer
gesundheitlichen
Beeinträchtigungen bestehen muß. In Arabidopsis thaliana führte z.B. eine spezifische Blockade des für die
Histidin-Synthese notwendigen Enzyms Imidazolglycerin-3-phosphat-Dehydratase zur Induktion der Expression
von acht Genen, deren Genprodukte bei der Synthese der basischen Aminosäuren Histidin, Lysin und Arginin
eine Rolle spielen (GUYER, 1995). Auch bei Kartoffeln konnten nach der gentechnischen Modifikation
Veränderung der Morphologie der Knolle, langsameres Wachstum der Pflanzen und geringerer Ertrag
beobachtet werden (CONNER, 1995).
Solche phänotypischen Veränderungen können jedoch auch auf die somaklonale Variation zurückgeführt
werden, d.h. auf genetische Modifikationen während der Regenerationsphase der Pflanze in der Zellkultur, und
nicht auf die gentechnische Veränderung selbst (CONNER, 1995, BELKNAP, 1994).
Über die Wahrscheinlichkeit, daß solche unerwarteten pleiotropen Effekte nicht nur auftreten, sondern auch
einen Einfluß auf die Lebensmittelsicherheit haben, sind derzeit keine verläßlichen Aussagen möglich. Die bisher
im Bereich der Lebensmittelsicherheit durchgeführten Untersuchungen bezogen sich i.d.R. auf die
Konzentrationsbestimmung solcher Toxine, deren Vorkommen in der jeweiligen Art bekannt war. Darüber hinaus
wird i.d.R. die Konzentration der wichtigsten Nahrungsmittelbestandteile (Kohlenhydrate, Fett, Protein,
Faserstoffe etc.) bestimmt. Stimmen diese Parameter zwischen transgener Linie und untransformierter
verwandter Varietät überein, wird eine substantielle Äquivalenz (s. Kap. B-4.4.2) angenommen und ein relevanter
Sekundäreffekt ausgeschlossen (STIRN, 1998).
Zusätzliche Befürchtungen im Zusammenhang mit der Vorhersehbarkeit toxischer bzw. pathogener
Eigenschaften neuartiger Proteine kamen aufgrund der Analyse der molekularen Ursache von Bovine
- 21 -
B. EINLEITUNG
Spongiform Encephalopathy (BSE) auf (CONSUMER INTERNATIONAL, 1996). Wurde bisher davon ausgegangen,
daß das Wissen um die Aminosäuresequenz eines Proteins eine hinreichende Aussagefähigkeit in bezug auf die
primäre Proteinstruktur und damit – zumindest bei bekannten Toxinen - ebenfalls über dessen toxisches
Potential erlaubt, zeigen die molekularen Ursachen von BSE, daß diese Prämisse in der bisherigen Form nicht
notwendigerweise in allen Fällen korreliert. So konnte gezeigt werden, daß Prionen Erkrankungen des
Zentralnervensystems wie Scrapie, BSE und Creutzfeldt-Jakob (CJD) oder Kuru verursachen können. Die
Bildung pathogener Prionen (PrPSc) aus nicht pathogenen (PrPC) ist dabei lediglich durch eine posttranslationale
Modifikation des Proteins, basierend auf einer Konversion der NH2-terminalen α-Helix (H1 und H2) in eine βFaltblattstruktur bedingt (BALTER, 1999; COLLEE, 1997; COLLINGE, 1996; 1997; HORWICH, 1997; HUANG, 1996;
PRUSINER, 1994; 1997; SSC, 1999).
Die mangelnde Vorhersehbarkeit der enzymatischen Aktivität eines Proteins wird auch durch Arbeiten von
TAKAHASHI, FISCHER und SHIEH gestützt, die zeigen konnten, daß ein und dasselbe Protein in verschiedenen
Organismen durchaus unterschiedliche metabolische Prozesse katalysieren kann (BONß, 1990). Das Protein
ninA in der Fruchtfliege Drosophila melanogaster katalysiert z.B. die Faltung eines am Sehvorgang beteiligten
Pigmets. Das gleiche, in Säugetieren vorkommende Protein mit dem Namen Cyclophilin ist vermutlich an der
Reifung von Immunzellen beteiligt (TAKAHASHI, 1989; FISCHER, 1989; SHIEH, 1989).
Aus all diesen Gründen wird befürchtet, daß es durch den gentechnischen Eingriff zu Interferenzen in der
Regulation natürlich vorkommender Toxine kommt oder die neu exprimierten Proteine toxische Eigenschaften in
dem neuen Organismus zeigen. Solche Befürchtungen im Zusammenhang mit langfristigen toxischen Wirkungen
der neu eingeführten Genprodukte oder ihrer Metabolite stützen sich vor allen Dingen auf zwei Phänomene, die
aus diesem Grunde in den folgenden Kapiteln näher beleuchtet werden. Hierbei handelt es sich um:
-
Erfahrungen mit Verunreinigungen im Zusammenhang mit der Produktion der Aminosäure L-Tryptophan (s.
Kap. B-3.1.1); und
-
der nicht vorhergesehenen Produktion von toxischen Begleitstoffen in GRAS-Organismen (18) (s. Kap. B3.1.2);
In der Praxis der Risikoabschätzung wird häufig davon ausgegangen, daß der rekombinante Organismus kein
höheres Risiko in sich birgt als der Ausgangsorganismus zuzüglich des Gefahrenpotentials des eingebauten
Gens (BMFT, 1986). Die oben aufgeführten Beispiele zeigen, daß sich das phänotypische Verhalten eines
Organismus jedoch nicht notwendigerweise durch eine einfache Addition der bisherigen Eigenschaften plus der
bisher bekannten Eigenschaft des neu hinzugefügten Proteins vorhersehen läßt. Entscheidend ist jedoch, wie
diese ”eingeschränkte Vorhersagefähigkeit” des genetischen Eingriffs bewertet wird (s. B-3.1.3.). Von Seiten
kritischer Gruppen wird das ”unvorhergesehene Ereignis” mit ”Risiko” und dieses wiederum mit einem
”unkontrollierbaren
Schadensumfang”
gleichgesetzt
(BONß,
1990),
während
Unternehmen
und
Genehmigungsbehörden davon ausgehen, daß die vor der Freisetzung bzw. dem Inverkehrbringen
durchgeführte umfangreiche Risikoabschätzung des Produktes nach seiner genetischen Veränderung, aber vor
18
In den USA können Unternehmen auf Grundlage des 21 CFR 170.30 (Ergänzung des Federal Food, Drug and
Cosmetic Act durch das Food Additives Amendment von 1958) den GRAS (Generally Recognised As Safe)-Status
eines Wirkstoffes oder auch eines Produktonsorganismus beantragen (DEGNAN, 1991) (siehe z.B. für α-Amylase (FDA,
1995a) und für Maltodextrin (FDA, 1995b)).
- 22 -
B. EINLEITUNG
seinem Inverkehrbringen in der Lage ist, mögliche gesundheitsgefährdende Eigenschaften des Organismus
abschätzen zu können, die aufgrund unvorhergesehener Interaktionen eintreten könnten.
3.1.1
Produktverunreinigungen am Beispiel L-Tryptophan
Bei der Aminosäure L-Tryptophan handelt es sich um eine essentielle Aminosäure, die vor allen Dingen in
Fleisch und Milchprodukten vorkommt. Eine durchschnittliche Tagesration an Lebensmitteln enthält zwischen 1–
3 g (TAYLOR, 1993). L-Tryptophan wird als schwaches Beruhigungs- und Schmerzmittel zur Behandlung von
Schlafstörungen, Depressionen und Menstruationsbeschwerden rezeptfrei in den USA vertrieben. Ende 1989
wurde erstmals im Zusammenhang mit dem Konsum von L-Tryptophan die Erkrankung EMS (Eosinophilic
Myalgia Syndrom) beobachtet (ROUBENOFF, 1990; SWYGERT, 1990; KILBOURNE, 1996; SHAPIRO, 1996), eine
Krankheit, an der nach Angaben des CENTERS FOR DISEASE CONTROL (CDC) allein in den USA ca. 1500 Personen
erkrankt und zumindest 38 verstorben sind, wobei die Dunkelziffer vermutlich noch höher liegt (MILBURN, 1991;
MOORE, 1997).
Von Seiten des CDC wurden mit EMS die folgenden Charakteristika verbunden (TAYLOR, 1993):
(1)
Anzahl von eosinophilen Granulozyten >1000/ml Blut;
(2)
starke, allgemeine Muskelschmerzen, so daß es dem Patienten nicht möglich ist, seinen tagtäglichen
Beschäftigungen nachzugehen;
(3)
Ausschluß von Trichinose (Wurmerkrankung) und Abwesenheit von anderen Infektionen, die in (1) und (2)
beschriebene Symptome hervorrufen können.
Verschiedene Langzeitbeobachtungen bei den erkrankten Personen zeigten, daß Patienten auch nach mehreren
Jahren noch an EMS sterben können (CAMPBELI, 1995; PINCUS, 1996; SULLIVAN, 1996). In Deutschland traten 120
EMS-Erkrankungen, jedoch keine Todesfälle auf (DEUTSCHER BUNDESTAG, 1990b; W ESTHOFF, 1991a und 1991b).
Die gesundheitliche Beeinträchtigung wäre im Rahmen herkömmlicher Fütterungsversuche an Tieren
höchstwahrscheinlich nicht zu erkennen gewesen (SIMAT, 1997b; MOORE, 1997).
Ursache
Einer der bedeutendsten Hersteller von L-Tryptophan, SHOWA DENKO K.K. (Japan), hatte Ende 1988 seinen
Produktionsprozeß zur Herstellung des L-Tryptophan auf drei verschiedene Arten modifiziert. Zum einen wurde
die Menge an Aktivkohle bei der Aufreinigung halbiert und zum anderen wurde ein Teil der Produktionschargen
nicht den üblichen Filtrationsschritten unterzogen, die das Ziel hatten, Substanzen mit einem Molekulargewicht
>1000
Da
abzutrennen.
Darüber
hinaus
wurde
auch
ein
neuer
Produktionsorganismus
(Bacillus
amyloliquefaciens V) eingesetzt, der zuvor mit Hilfe gentechnischer Methoden modifiziert wurde (BELONGIA,
1990). Aufgrund des neuen Produktionsverfahren kam es zu verschiedenen, bisher nicht beobachteten
Produktverunreinigungen, von denen bis heute nicht abschließend geklärt ist, welche davon für den Ausbruch
der Krankheit verantwortlich ist. In der öffentlichen Debatte wurde die Verunreinigung - und damit die Erkrankung
EMS - sofort mit der gentechnischen Veränderung des Produktionsorganismus in Zusammenhang gebracht
(MCCORMIK, 1992; NATURGESETZ PARTEI, 1999; EAGLE SPIRIT, 1999), ohne zu berücksichtigen, daß auch die zuvor
verwendeten Produktionsstämme Bacillus amyloliquefaciens III und IV bereits gentechnisch verändert waren,
ohne daß es zu den beobachteten Produktverunreinigungen gekommen ist. Im Falle des Stammes III wurde das
- 23 -
B. EINLEITUNG
Tryptophan-Operon, das alle zur Synthese des L-Tryptophans notwendigen Gene enthält, mit einem effektiveren
Promotor verbunden. Die Stämme IV bzw. V enthielten dann zusätzliche Kopien des ser A- Gens
(Phosphoglycerat Dehydrogenase) und des prs-Gens (Ribosephosphat-Pyrophosphokinase) von B. subtillis
(MAYENO, 1994; SIMAT, 1994).
Zu Beginn der Debatte stand die Substanz 1,1´-Ethyliden-bis[L-tryptophan] (EBT oder nach dem HPLCChromatogramm auch ”peak E” bzw. ”peak 97” genannt (MAYENO, 1990; s. Abb. 1)) im Verdacht, Auslöser der
Erkrankung zu sein. Gestützt wurde diese Vermutung durch die Induktion einer erhöhten Synthese von Kollagen
in humanen dermalen Fibroplastenkulturen durch EBT (TAKAGI, 1995), durch die Ausbildung von Entzündungen,
das Auftreten einer Fibrose, d.h. der Vermehrung des Bindegewebes, sowie durch die verstärkte Bildung von
Mastzellen nach einer täglichen intraperitonalen Injektion von EBT in weiblichen Mäusen (SILVER, 1994). Andere
Arbeitsergebnisse konnten den postulierten Zusammenhang jedoch nicht stützen (MAYENO, 1992; PHILEN, 1993b;
HILL, 1993; ESPINOZA, 1997).
CH
2
CH
NH
NH
2
CO OH
NH
2
CHCOOH
2
(b)
N
(a)
CH
H C CH 3
OH
N
CH
2
CH
NH
CO OH
NH
2
CH
2
CH CH OH
2
(c)
O
NH
(d)
Abb. 1
Chemische Struktur von (a) 1,1´-Ethyliden-bis[[L-tryptophan]] (EBT) und (b) 3-(Phenylamino)-alanin (PAA), die
in Verdacht stehen, EMS zu verursachen, sowie (c) 3-Phenylamino-1,2,-propanediol (PAP) und (d) Oleylanilid,
die als Verursachers des Toxic Oil Syndrome (TOS) diskutiert werden (MAYENO, 1994; PHILEN, 1993).
Bei späteren epidemiologischen Untersuchungen, die das Ziel hatten, die normale Auftrittswahrscheinlichkeit von
EMS zu evaluieren, konnte gezeigt werden, daß Patienten EMS-Symptome entsprechend der Definition des
CDC auch dann zeigten, wenn sie zuvor kein L-Tryptophan eingenommen hatten (Verhältnis von 1:5000
zwischen EMS-Patienten und der Normalbevölkerung) (DANIELS, 1995; SPITZER, 1996). Die Analyse der Ursache
der Produktverunreinigung wurde u.a. dadurch erschwert, daß die Herstellerfirma sich weigerte, der FDA den
Produktionsorganismus zur Verfügung zu stellen (US GOVERNMENT, 1992). Nicht zuletzt auch deshalb vertritt das
FDA offiziell noch immer den Standpunkt, daß ”das L-Tryptophan Problem höchstwahrscheinlich nicht auf den
- 24 -
B. EINLEITUNG
Einsatz gentechnischer Methoden zurückzuführen war, daß diese Möglichkeit jedoch nicht völlig ausgeschlossen
werden kann.” (GAO, 1993; MOORE, 1997).
Die Analyse der einzelnen Reaktionsschritte (s. Abb. 2) zeigte jedoch, daß die Verunreinigungen erst später im
Aufreinigungsprozeß
detektiert
wurden
-
was
dagegen
spricht,
daß
sie
bereits
innerhalb
des
Produktionsstammes synthetisiert wurden.
Abb. 2
Fermentation und Reinigung von L-Tryptophan nach dem Verfahren von SHOWA DENKO K.K. (nach SAKIMOTO,
1994)
Selbst wenn man weiterhin die These aufrecht erhalten würde, daß die Verunreinigungen durch den Einsatz
gentechnischer Methoden hervorgerufen wurden – wofür die o.g. Daten keinen Beweis liefern – kann nach
Ansicht von GASSEN ”der Tryptophanskandal nicht als Argument gegen die Gentechnologie herangezogen
werden, ähnlich wie ja auch der Conterganskandal durch den Wirkstoff Thalidomid nicht als Argument gegen
eine generelle Herstellung chemisch synthetisierter Medikamente eingesetzt wurde” (GASSEN, 1995b).
Nachweis des Kausalzusammenhangs
Die Epidemiologie der Erkrankung ist für die im Rahmen dieser Arbeit bearbeitete Fragestellung relevant und soll
deshalb ausführlicher dargestellt werden. Die erste Patientin erkrankte im September 1989 in Santa Fe, USA.
Die Anzahl ihrer weißen Blutkörperchen betrug 11.900 Zellen/ ml, mit einem Anteil an eosinophilen Granulozyten
von 42% (HERTZMAN, 1994). Ihr Arzt konsultierte aufgrund der ihm unbekannten Symptome einen befreundeten
Rheumatologen, der die Erkrankung ebenfalls nicht diagnostizieren konnte, jedoch zufällig von einem ähnlichen
Fall in einem Krankenhaus in Santa Fe wußte. In allen Fällen handelte es sich um Frauen im mittleren Alter, die
alle die selben Symptome zeigten - auch wenn ihre Ausprägung unterschiedlich intensiv war. Am 11. November
1989 veröffentlichte das FDA eine Empfehlung, wonach auf den Konsum von L-Tryptophan verzichtet werden
B. EINLEITUNG
- 25 -
sollte. Nur wenige Tage später, am 15. November 1989, hat das CDC ein auf bundesstaatlicher Ebene
basierendes System zur Beobachtung für das bis dahin unbekannte EMS etabliert. Am 17. November hat die
FDA eine landesweite Rückrufaktion für L-Tryptophan-Präparate verhängt (MEDW ATCH, 1996). In einer darauf
folgenden Case-Control-Studie mit 11 erkrankten Personen wurden diese über die Einnahme von verschiedenen
Substanzen befragt, u.a. auch Vitamine, über die Herkunft des Trinkwassers und über ca. 30 andere Faktoren
(EIDSON, 1990). Es konnte jedoch keine anderen Korrelationen hergestellt werden außer der zwischen dem
Auftreten von EMS und dem Verzehr von L-Tryptophan. Gleichzeitig haben viele Tausend Menschen LTryptophan zu sich genommen, ohne daß es zu einer Erkrankung gekommen ist, was entweder für eine
Sensitivität eines kleinen Personenkreises sprach oder aber für Kontaminationen in einer bestimmten
Produktionscharge. Dieser Fragestellung wurde in einer zweiten Fall-Kontroll-Studie nachgegangen. Hierbei
wurden 20 Erkrankte untersucht. Auf Grundlage dieser Daten konnte ein Zusammenhang zwischen EMS und
dem L-Tryptophan einer bestimmten Herstellerfirma hergestellt werden (CDC, 1989).
Toxic Oil Syndrom (TOS)
Das Auftreten von EMS zeigte verschiedene Parallelen mit dem Toxic Oil Syndrom (TOS), welches im Frühjahr
1981 in Spanien beobachtet wurde (JAMES, 1996). Beim TOS handelt es sich um eine durch vergälltes Rapsöl
verursachte Lebensmittelvergiftung, an der in Spanien ca. 20.000 Menschen erkrankten und ca. 850 starben
(HERTZMAN, 1996b). Rapsöl wird in Spanien 2% Anilin zugesetzt, um es für den menschlichen Genuß
unbrauchbar zu machen. Dieses Anilin wurde teilweise wieder herausdestilliert, um das Öl danach illegal über
den Straßenhandel vertreiben zu können. Bei der thermischen Bearbeitung des Anilin-haltigen Öls entstanden
verschiedene Anilinderivate, u.a. 3-Phenylamino-1,2,-propanediol (PAP) und Oleylanilid (s. Abb. 1). Sowohl bei
TOS als auch bei EMS konnte das die Krankheit hervorrufende Agens jedoch nicht zweifelsfrei identifiziert
werden. Auch stehen für beide Erkrankungen keine befriedigenden Tiermodelle zur Verfügung (ALDRIDGE, 1992;
DANIELS, 1995; PHILEN, 1993; HERTZMANN; 1996). Erste Hinweise auf den Kausalzusammenhang zwischen dem
Verzehr des Rapsöls und TOS ergaben sich aus der Beobachtung, daß TOS bei Kleinkindern auftauchte, jedoch
kaum bei Babys unter 6 Monaten. In den Fällen, in denen jedoch auch in diesem Alter Krankheitssymptome
auftraten, konnten mit Hilfe einer Case-Control-Studie gezeigt werden, daß die Großmütter die Babynahrung mit
Rapsöl versetzt hatten (PHILEN, 1997).
- 26 -
B. EINLEITUNG
3.1.2
Akkumulation toxischer Substanzen in GRAS-Organismen
INOSE und MURATA konnten Anfang 1995 zeigen, daß bei transformierten Saccharomyces cerevisiae Stämmen,
die den GRAS-(Generally Recognized As Safe)-Status besitzen, das Niveau des Toxins Methylglyoxal (MGl)
erheblich anstieg, obgleich es bei der direkten Expression der rekombinanten DNA zu keiner Bildung von für die
Synthese von Methylglyoxal verantwortlichen Enzymen kam (INOSE, 1995). Methylglyoxal ist eine natürlich
vorkommende, hochtoxische Substanz, welche die Proliferation von Hefezellen bei einer Konzentration von 2
mM inhibiert. Untersucht wurde das Expressionsniveau von transformierten Saccharomyces cerevisiae Stämmen
DKD-5D-H und MGlR1, wobei der Stamm MGR1 resistent gegenüber Methylglyoxal ist. Es wurden die Plasmide
pPGI, pPFK, pTPI und Yep13 (als Kontrolle) transformiert, welche jeweils die Gene für PGI (PhosphoglukoseIsomerase), PFK (Phosphofructokinase) bzw. TPI (Triosephosphat-Isomerase) enthielten; Enzyme, die
normalerweise den Abbau von Glukose zu Glyceraldehyd-3-phosphat, einem Zwischenprodukt des PyruvatMetabolismus, katalysieren. Es war bereits seit längerem bekannt, daß prokaryotische und eukaryotische
Mikroorganismen in der Lage sind, mit Hilfe der Methylglyoxal-Synthetase (MGS) Dihydroxyacetonphosphat
(DHAP) über die Zwischenstufe des Methylglyoxal zu Lactat umzusetzen (s. Abb. 3). Die physiologische Funktion
dieses sogenannte ”glycolytic bypass” ist nicht bekannt.
Glucose
Glucose-6phosphat
PGI
Lactaldehyd
Fructose-6phosphat
PFK
Fructose-1,6bis-phosphat
DihydroxyAceton-phosphat
MGS
Methylglyoxal
Lactat
TPI
Gylceraldehyd
3-phosphat
S-Lactoylglutathione
Pyruvat
Abb. 3
Glukoseabbau in Saccharomyces cerevisiae (nach INOSE, 1995). (MGS: Methylglyoxal Synthetase; PFK:
Phosphofructokinase; PGI: Phosphoglukose-Isomerase; TPI: Triosephosphat-Isomerase).
- 27 -
B. EINLEITUNG
Das Verhältnis der Expressionsniveaus der transformierten S. cerevisae-Stämme ist in Tab. 3 zusammengefaßt (19):
Stamm
PGI
PFK
TPI
MGS
MGl
DKD-5D-H/ Yep 13
DKD-5D-H/ pPGI
DKD-5D-H/ pPFK
DKD-5D-H/ pTPI
1
6,4
1
1
1
1
3,3
1
1
1
1
7,8
1
1
1
1
1
16
40
33
MGR1/ Yep 13
MGR1/ pPGI
MGR1/ pPFK
MGR1/ pTPI
1
8,5
1
1
1
1
2,8
1
1
1
1
6,7
1
1
1
1
1
28
31
25
Tab. 3
Verhältnismäßige Syntheserate von Methylglyoxal (MGl) in Methylgyoxal-sensitiven (DKD-5D-H) und
Methylglyoxal-resistenten (MGR1) Saccharomyces cerevisiae Transformanten (verändert nach INOSE, 1995).
MGS: Methylglyoxal-Synthase; MGl: Methylglyoxal; pPGI: Plasmid mit dem Phosphoglukose-Isomerase (PGI) Gen;
pPFK: Plasmid mit Phosphofructokinase (PFK) Gen; pTPI: Plasmid mit dem Triosephosphat-Isomerase (TPI) Gen.
Wie zu erwarten, ist die Expressionsrate von PGI sowohl in dem mit pPGI transformierten DKD-5D-H als auch in
dem transformierten MGR1-Stamm aufgrund der Überexpression größer als in der Kontrolltransformante bzw.
bei den anderen Transformanten. Gleiches gilt für die Expression von PFK bzw. TPI. Die Konzentration des für
die Synthese von Methylglyoxal verantwortlichen Enzyms Methylglyoxal-Synthase (MGS) ist in allen
Transformanten fast identisch. Die Bildung von Methylglyoxal steigt jedoch überraschenderweise bis zu einem
Faktor 40 an. Diese Ergebnisse veranlassen die Autoren zu der Einschätzung, daß “das wissenschaftliche
Konzept der substantiellen Äquivalenz zur Risikobewertung von gentechnisch veränderten Lebensmitteln nicht in
allen Fällen anwendbar ist, .... zumindest nicht bei rekombinanten Hefezellen.” Andere Autoren, sehen diese
Ergebnisse als Bestätigung dafür an, daß “es nicht der Wahrheit entspricht, daß man automatisch davon
ausgehen kann, daß die Integration von DNA aus einem sicheren Organismus in einen anderen sicheren
Organismus automatisch zu einem sicheren Organismus führt. ... Das Prinzip der substantiellen Äquivalenz geht
lediglich davon aus, daß wenn man zeigen kann, daß die einzige Veränderung eines Organismus die durch die
gentechnische Veränderung gewünschte ist, man sich bei der Risikoabschätzung auf das neue Genprodukt
konzentrieren kann.” (JONAS, 1996c). Das oben beschriebene Phänomen wurde jedoch nur bei haploiden HefeStämmen beobachtet. In der industriellen Bier- und Brotherstellung werden nur diploide Hefe-Stämme verwendet
(MURATA, pers. Mitteilung). Das britische ACNFP zeigte sich erstaunt darüber, daß die Arbeiten von INOSE und
MURATA herangezogen werden, um die Gefährlichkeit der Gentechnik zu beweisen: “Wir nehmen mit Interesse
zur Kenntnis, daß die Tatsache, daß Hefe eine erhöhte Konzentration an Methylglyoxal produziert, eine
Substanz, die in Lebensmitteln weit verbreitet ist, und in vitro eine geringe mutagene Aktivität zeigt, ein solches
Aufsehen erregt; obgleich Hefe gleichzeitig dafür bekannt ist, große Mengen an Alkohol zu produzieren. Die
International Agency for Research on Cancer (IARC) klassifiziert Methylglyoxal nicht als Karzinogen, während
19
Die Expression der Phosphoglukose-Isomerase, um die Darstellung an einem Beispiel zu verdeutlichen, schwankte bei
den nicht mit pPGI transformierten Hefen um den Faktor 2.85 bis 1.43. Hieraus wurde ein Mittelwert (in diesem Fall
2.14) gebildet der gleich 1 gesetzt und ins Verhältnis zum Expressionsniveau der mit pPGI transformierten Hefe gesetzt
wurde. Die Konzentration von Methylglyoxal bei den Kontrolltransformanten (mit Yep13) wurde 1 gesetzt, wobei das
Expressionsniveau im Methylglyoxal-resistenten MGR1-Stamm um den Faktor 7 über der Expression in dem
Methylglyoxal-sensitiven DKD-5D-H-Stamm lag.
B. EINLEITUNG
- 28 -
der Konsum von alkoholischen Getränken eindeutig als Verursacher von Krebserkrankungen beim Menschen
bekannt ist.” (ACNFP, 1999b).
3.1.3
Andere pleiotrope Effekte
Wie bereits angesprochen, ist unumstritten, daß es bei der Integration neuer DNA in Pflanzen mit Hilfe des
Agrobacterium tumefaciens bzw. dessen Ti-Plasmid zu einer nicht zielgerichteten Integration der neuen
genetischen Information kommt (ZAMBRYSKI, 1983). Dies konnte u.a. durch Sequenzierung der benachbarten
DNA-Fragmente z.B. bei transgenen Kartoffeln bestätigt werden (CONNER, 1995). Bereits aus früheren Arbeiten
ist bekannt, daß es durch eine solche, nicht zielgerichtete Integration neuer DNA in das Gesamtgenom eines
Organismus zu nicht erwarteten, phänotypischen Ausprägungen kommen kann (BOYLAN, 1989; LAGRIMINI, 1990;
VON
SCHAEWEN, 1990; JORGENSEN, 1990; KAMADA, 1992; MATZKE, 1990; SCHNIEKE, 1983). So führt etwa die
Expression des für Wurzelbärtigkeit mit verantwortlichen rolC-Gens aus Agrobacterium rhizogenes in Kartoffeln
nicht nur zu den gewünschten phänotypischen Veränderungen, sondern auch zu einer stärkeren Resistenz
gegenüber den Pathogenen Alternaria alternata und Botrytis cinerea (FLADUNG, 1993a). Die Cytokin-βglucosidase Funktion des rolC-Genprodukts verändert physiologische Parameter selbst in Pflanzenteilen, in
denen rolC nicht exprimiert wird. Eine solch hormonelle Beeinflussung des rolC-Genproduktes z.B. auf die
Kohlenhydratzusammensetzung der Knolle war bis dahin unbekannt (FLADUNG, 1993). Auch die Art des
verwendeten Promotors kann Einfluß auf die Nährwertzusammensetzung der Pflanze zur Folge haben. So
konnte FLADUNG zeigen, daß die Expression des rolC-Gens bei der Verwendung des konstitutiven 35SPromotors zu einer Verringerung des Knollengewichtes und zu einer Erhöhung der Knollenanzahl führt. Die
selben Phänomene konnten im Vergleich dazu bei der Expression des rolC-Gens unter dem licht-induzierten
Promotor der kleinen Untereinheit der Ribulose-1,5-bisphosphat-Carboxylase (rbcS) nicht beobachtet werden
(FLADUNG, 1993).
Des weiteren ist bekannt, daß die Expressionsrate neu integrierter DNA-Sequenzen durch bereits in den
transformierten Organismen vorliegende Regulationssequenzen beeinflußbar ist. So konnte etwa eine
Steigerung der Expressionsrate in einem transienten Expressionssystem mit HeLa-Zellen um den Faktor 200
beobachtet werden, wenn rekombinante DNA in Zellkulturen integriert wurde, die zuvor bereits 72 bp große
Enhancer-Regionen des SV-40 Virus auf ihrer chromosomalen DNA enthielten (BANERJI, 1981). Durch die
Integration verschiedener DNA-Sequenzen kann es auch zu einem sogenannten ”Silencing” kommen. MATZKE et
al. konnten z.B. zeigen, daß die Expression des kanr-Gen in Tabak (Nicotiana tabacum) nach einer
Kotransformation mit einer T-DNA, die das Hygromycin-Gen (Hygr) und das Octopin-Synthase (ocs)-Gen
enthielt, suppremiert wurde (MATZKE, 1990).
Ein weiteres Beispiel für einen pleiotropen Effekt ist die Expression des PAL-Gen (PhenylalaninammoniumLyase) aus der Bohne (Phaseolus vulgaris) in Tabak. Hierbei kam es zu einer veränderten Blütenpigmentierung
und zu einer reduzierten Zahl an lebensfähigen Pollen (ELKIND, 1990). Die Intensität des pleiotropen Effektes
hängt von der Stärke der Beziehungen zwischen den Genen ab. Entwicklungsprozesse von Pflanzen werden
z.B. von einer Hierarchie an Genen reguliert, wobei Phytoregulatoren an der Spitze dieser Hierarchie stehen.
Aus diesem Grunde zieht die unbeabsichtigte Beeinflussung der Synthese von Phytohormonen oder
- 29 -
B. EINLEITUNG
Phytohormonrezeptoren durch Fremdgene stärkere pleiotrope Effekte nach sich, als in anderen Fällen, wie Tab.
4 zeigt (BUIATTI, 1995).
Genetische Veränderung
Betroffene Pflanze
Pleiotroper Effekt
Ethylen resistente Mutante
Arabidopsis thaliana
Unterstützung der Keimung/ geringere
Chlorophyll-Menge/ Anstieg der Peroxidase
Aktivität
Auxin resistente Mutante
Nicotiana tabacum
Kreuzresistenz gegenüber Abscisinsäure (ABA)
und Paclobutrazol/ Reduktion der Samenanzahl/
ansteigende Tendenz zur Verwilderung/
Unterstützung der Wurzelbildung
ABA-Defizienzmutante
Arabidopsis thaliana, Tomate
(Lycopersicon esculentum)
Inhibierung der Carotinoid-Biosynthese/
abnormales Verhalten der Stomata
Integration des ipt Gens aus
Agrobacterium tumefaciens
Arabidopsis thaliana, Nicotiana
tabacum
Integration des rol B Gens aus
Agrobacterium rhizogenes
Nicotiana tabacum
Verzögerung der Seneszens/ Anstieg der
durchschnittlichen Pflanzenhöhe und des
Blattvolumens/ Inhibierung der Wurzelbildung/
erhöhte Expression des Chloroplasten-Gens rbc
L
Modifikation der Antheren und Blütenbildung/
Anstieg des IAA-Niveaus (Indol-3-Essigsäure)
and reduzierte Aktivität des Phytohormons
Gibberellin
Integration des iaa L Gens aus
Pseudomonas savastanoi
Nicotiana tabacum
Tab. 4
Inhibierung der vaskulären Entwicklung
Beispiele für pleiotrope Effekte verursacht durch in der Hormonsynthese
morphologischen Mutanten und transgenen Pflanzen (nach BUIATTI, 1995).
relevante
Gene
in
Unerwartete pleiotrope Effekte können jedoch z.T. durchaus auch positiver Natur sein. So wurde z.B.
beobachtet, daß in Kartoffeln, die ein Invertase-Gen aus Saccharomyces cerevisiae unter der Kontrolle des
Patatin B33-Promotors enthielten, einen um 40% reduzierten Solaningehalt aufwiesen (ENGEL, 1998).
Auch andere Formen der genetischen Veränderung, wie z.B. die Nutzung einer anderen Codon-Sequenz
(PERLAK, 1991), die Integrationshäufigkeit der DNA-Sequenz (HOBBS, 1993) oder die Beeinflussung der DNAMethylierung (MATZKE, 1989), können Einfluß auf die Expressionsstärke eines Proteins besitzen und somit zu
nicht erwarteten phänotypischen Ausprägungen führen, deren mögliche medizinische Relevanz im Rahmen
eines Genehmigungsverfahrens geprüft wird.
- 30 -
B. EINLEITUNG
3.2
Erhöhte Expression pflanzeneigener Toxine
Es ist bekannt, daß in einer Reihe von Nahrungspflanzen Toxine synthetisiert werden, die der Pflanze als
natürliche Insektizide dienen. Hierzu gehören Proteaseinhibitoren bei Weizen (Triticum aestivum), Alkaloide wie
Solanin bei der Kartoffel (Solanum tuberosum) mit einem Gehalt von 2-10 mg Solanin/ 100 g (FRIEDMAN, 1992),
Tomatin bei der Tomate (Lycopersicon esculentum), Lectine bei Leguminosen (PEUMANS, 1995), cyanogene
Glykoside in Maniok/Cassava (Manihot esculenta), Cucurbitacin aus der Klasse der Terpenoide in Kürbis
(Cucurbita pepo) und Lathyrogen in der Kichererbse (Cicer arietinum) (FRANCK-OBERASPACH, 1995). Eine
Übersicht gibt Tab. 5.
Die Konzentration vieler dieser der Toxine ist i.d.R. nicht hoch genug um eine akute Toxizität beim Menschen zu
zeigen (FDA, 1992; LINDNER, 1990; HARBORNE, 1995; GRY, 1996). Es wird befürchtet, daß durch die Einführung
neuer DNA-Sequenzen die Regulation der Expression dieser natürlichen Toxine durch Interaktion mit
Promotoren, Enhancern bzw. Silencern unbeabsichtigt verändert wird und negative gesundheitliche
Auswirkungen zur Folge hat (HANSEN, 1995a).
Pflanzen besitzen darüber hinaus, ähnlich wie andere Organismen, Stoffwechselwege, die aufgrund von
Mutationen, die in der Evolution auftraten, nicht mehr funktionsfähig sind (sog. ”stille Stoffwechselwege”). Die
Zwischen- oder Endprodukte dieser Stoffwechselwege könnten auch für den Menschen toxische Stoffe
darstellen. In seltenen Fällen - so die Befürchtung - würden solche stillen Stoffwechselwege durch Mutation,
chromosomale
Rearrangements
oder
neuartige
Regulationssequenzen
reaktiviert
werden.
Die
Wahrscheinlichkeit einer solchen Reaktivierung wird von Seiten des FDA bei Pflanzen, mit denen umfangreiche
Erfahrungen im Bereich der Züchtung bestehen, als äußerst gering eingestuft, da die oben beschrieben
Ursachen einer Reaktivierung auch bei der konventionellen Züchtung auftreten könnten, bisher jedoch kaum
beobachtet wurden (FDA, 1992). Auch die WHO geht davon aus, daß die Produktion neuer Toxine durch die
Aktivierung stiller Stoffwechselwege bedingt durch Insertionsmutagenese ”zwar nicht völlig ausgeschlossen
werden kann: es ist jedoch davon auszugehen, daß je mehr Erfahrungen im Bereich der traditionellen Züchtung
mit einer bestimmten Feldfrucht bestehen, desto geringer ist die Wahrscheinlichkeit, daß bis dahin unerkannte
Toxine exprimiert werden. Es ist dahingegen wesentlich wahrscheinlicher, daß es zu einem Anstieg (oder einer
Reduktion) der Expression bereits bekannter Toxine kommt.” (WHO, 1995).
- 31 -
B. EINLEITUNG
Pflanze
Sojabohne (Glycine max.)
Stoff(klasse)
Auswirkungen
Ursachen
Lectine (JAFFE, 1980;
1983)
Hämagglutinierend (d.h.
Förderung der Zusammenklumpung von Erythrozyten)
Reversible Bindung der Proteine an
Mono- bzw. Oligosaccharide
(PEUMANS, 1995)
Phytoöstrogene (z.B.
Genistein) (STOBS,
1983; ADAMS, 1989;
POOL-ZOBEL, 1999)
Speisebohne (Phaseolus
vulgaris)
Ricinusbohne (Ricinus
communis)
Schwarze Bohne (Phaseolus
mungo)
Phasin (Lectin)
Sojabohne (Glycine max.)
Gartenerbse (Pisum sativum)
Erdnuß (Arachis hypogaea)
Reis (Oryza sativa)
Kartoffel (Solanum tuberosum)
Weizen (Tricitum aestivum)
Sojabohne (Glycine max.)
Proteinase Inhibitor
(z.B. TrypsinInhibitor)
Ricin (Lectin)
Phaseolotoxin A
Concanavalin A
Phytin
Saubohne (Vicia faba)
Brassica Arten (z.B. Weißkohl
(Brassica oleracea convar.
capitata var. alba), Wirsing (B.
o. c. c. var sabanda), Rotkraut
(B. o. c. botrytis var rubra), oder
Blumenkohl (B.o. c. b. var.
botrytis))
Rhabarber (Rheum undulatum)
Glucosinolat (GS),
d.h. oxidativ
wirksame
Thioglykoside (wie
Vicin und Convicin)
Thioglykoside wie
Thiocyanat
Wachstumshemmungen
und Tod. Bei Kühen
schwere Enteritis
(Darmentzündung),
Nephritis (Entzündung des
Nierengewebes)und
Emphysem (Blähungen)
Pankreashypertrophie
(Vergrößerung) und
Wachstumsstörungen
Bildet Komplexe mit
Calcium und Zink und führt
zu Mangelerscheinungen
Hämolytische Anämie
(”Favismus”). Genetischer
Defekt, der vor allen Dingen
im Mittelmeerraum auftritt
Durch die nicht ausreichende
Expression von Glucose-6phosphat-Dehydrogenase fehlt in
den Erythrozyten reduziertes
Glutathion. Hierdurch kommt es zur
Hämolyse der Blutzellen
Vergrößerung der
Schilddrüse, der Leber und
der Nieren im Tierversuch
Unterstützen die Bildung
eines Kropfes (strumigene
Substanzen)
Oxalsäure i.V.m.
Anthraglykosiden
Erbrechen, Krämpfe und
Kreislaufkollaps, Leber- und
Nierenschädigung
Nuß vom Muskatnußbaum
(Myristica fragrans)
Käse
Myristicin im Öl der
Nuß
Anteil biogener
Amine steigt mit dem
Alter des Käses
Verzehr bereits einiger
Nüsse kann letal sein
Steigerung bzw. Senkung
des Blutdrucks (kann therapeutische Maßnahmen
antagonistisch beeinflussen)
Banane (Musa-Arten)
Amylase Inhibitoren
(PRESSEY, 1983)
Tab. 5
Durch verstärkte Synthese
Ausbildung von Methioninmangel,
aus dem Cystein gebildet wird.
Viele der im Pankreas
vorkommenden Enzyme sind
Cystein-reiche Proteine
Wirkstoffe verdrängen vermutlich
aufgrund Ihres ähnlichen
Ionenradius und ihrer hohen
Affinität die Jod-Ionen von den
Rezeptoren der Schilddrüsenepithel. Jodmangel führt zur
Kropfbildung
Bildung von Ca-Oxalat. Daraus
folgende funktionale Hyperkalzämie
i.V.m. der Ablagerung unlöslichen
Ca-Oxalats in den Nieren mit der
Folge von Nekrosen und
Gewebedegenerationen
Übersicht über verschiedene, natürlich vorkommende Toxine in Lebensmitteln,
physiologische Wirkungen (zusammengestellt nach LINDNER, 1990; REDDY, 1994).
sowie
deren
B. EINLEITUNG
3.3
- 32 -
Übertragung von Antibiotikaresistenzen
Zur Detektion von Rekombinationsereignissen sowohl bei Pflanzen als auch bei Mikroorganismen werden i.d.R.
Resistenzen gegenüber Antibiotika verwendet (OECD, 1993c; WHO, 1993). Die Tabellen 6 und 7 geben eine
Übersicht über die gebräuchlichsten Antibiotika-Markergene und über gentechnisch veränderte Pflanzen, die
bereits in der EU in Verkehr gebracht werden dürfen bzw. deren Genehmigungsverfahren z.Zt. noch in
Bearbeitung sind und die in diesen Pflanzen verwendeten Antibiotika-Resistenzgene.
Der erste gentechnisch veränderte Organismus, der als Lebensmittel vermarktet wurde und über eine
Antibiotikaresistenz verfügte, war die FLAVR SAVR-Tomate (s. Kap. C-4.3.2.). Das dabei verwendete npt II
Markergen vermittelt eine Resistenz gegenüber den Antibiotika Kanamycin und Neomycin, die beide keine
klinische Relevanz mehr besitzen, sowie teilweise gegen Amikacin, daß weiterhin im klinischen Bereich
Verwendung findet. Neomycin wird jedoch noch immer im Veterinärbereich appliziert (ACNFP, 1994c; SCHAUZU,
1997; SIEGENTHALER, 1986). Die in den USA zum Inverkehrbringen zugelassenen gentechnisch veränderten
Organismen enthalten vor allen Dingen das npt II-, bla- oder tetr-Gen (FDA, 1998).
Die in den letzten Jahren verstärkt bei pathogenen Mikroorganismen auftretenden Resistenzen führten zu der
Befürchtung, daß der Einsatz von Antibiotika-Resistenzmarkern bei gentechnisch veränderten Pflanzen dieses
Problem in Zukunft weiter verschärfen wird. Bei einer Reihe relevanter Krankheitserreger wie z.B.
Staphylococcus aureus, einem Verursacher der Lungenentzündung und von Erkrankungen der Herzinnenwände,
sind selbst gegen äußerst wirksames Antibiotika, wie z.B. Vancomycin, mittlerweile resistente Stämme
beobachtet worden (HIRAMATSU, 1997; ZEPELIN, 1997; KRESKEN, 1999; SMITH, 1999; W ITTE, 1999; LEVY, 1987;
1988; SAUNDERS, 1984). Bereits in früheren Arbeiten von LEVY konnte gezeigt werden, daß in den Fäkalien von
mit Antibiotika behandelten Hühnern resistente Mikroorganismen auftreten (LEVY, 1976) bzw. daß bei 20% der
untersuchten Patienten gegen Tetracyclin, Ampicillin, Streptomycin und Kanamycin resistente Mikroorganismen
in der Darmflora nachgewiesen werden konnten (LEVY, 1986; s.a. BERG, 1996). Dies ist auf natürliche
Gentransfermechanismen zurückzuführen, die zu einem Austausch von Resistenzgenen zwischen resistenten,
nicht pathogenen Mikroorganismen und sensitiven Pathogenen führen (FERBER, 1998; SMITH, 1984). Das
Auftreten von Resistenzen wurde jedoch schon früher beobachtet – knapp 30 Jahre nach den bahnbrechenden
Arbeiten von FLEMING (FLEMING, 1929) traten in Japan bereits Resistenzen bei 80-90% der Shigellen auf, die
Shigose (Bakterienruhr) verursachen (MITSUHASHI, 1960; W ATANABE, 1963). Diese Gesamtsituation hat dazu
geführt, daß von Seiten der Europäischen Kommission ein Programm zur Beobachtung der Entwicklung von
Antibiotikaresistenzen initiiert werden soll (DEUTSCHER BUNDESTAG, 1997; 1997b). Ähnliche Bestrebungen gibt es
auch in den Vereinigten Staaten (USDA, 1997).
Diese Resistenzbildung ist nach Ansicht der vorherrschenden wissenschaftlichen Meinung auf die zum Teil
leichtfertige Verwendung von Antibiotika sowohl bei der Behandlung leichter Infektionen als auch bei der
Tiermast zurückzuführen (SIMM, 1997; KHACHATOURIANS, 1998; FEUERPFEIL, 1999; KOMMISSION, 1999c). Im Jahr
1996 wurden allein in der Bundesrepublik Deutschland 230 Mio. DM für Antibiotika und Chemotherapeutika in
der Tierzucht ausgegeben. Erhältlich sind z.Zt. 48 tetracyclinhaltige Tierarzneimittel mit der Indikation
”Prophylaxe”. Und wenngleich auch Tetracycline nach den Bestimmungen der EU-Richtlinie 70/524/EWG (EG,
1970b) über Zusatzstoffe in der Tierernährung seit 1975 verboten sind, werden sie de-facto als solche
verwendet. Etwa 34% der E. coli Stämme, die häufig Erreger von Hospitalinfektionen sind, sowie 10% von
- 33 -
B. EINLEITUNG
Staphylococcus aureus, dem wichtigsten Erreger von postoperativen Wundinfektionen, sind gegen Tetracyclin
resistent (DEUTSCHER BUNDESTAG, 1997b). Aufgrund der Zunahme von Resistenzen gegenüber GlykopeptidAntibiotika bei Enterokokken kam es 1996 in der Bundesrepublik zeitweise zu einem Verbot des
Futterzusatzstoffes Avoparcin (BGVV, 1996b) und 1999 zu einem Verbot der Verwendung der Antibiotika
Virginiamycin, Spiramycin und Zink-Bacitracin in der Tierhaltung (ANONYMUS, 1999).
Manche Autoren kritisieren, daß die Debatte im politischen Raum sich zu stark auf das Thema der AntibiotikaResistenzmarker bei gentechnisch veränderten Pflanzen konzentriert – deren Verwendung ihrer Ansicht nach
kein Problem darstellen – und daß dabei die wirklichen Ursachen des Problems des steigenden Auftretens von
Antibiotikaresistenzen nicht angegangen werden (SALYERS, 1996 (20); ähnlich auch HELMUTH, 1989). Als Beispiel
hierfür wurde angeführt, daß das britische ACNFP sich gegen die Zulassung von Bt-Mais ausgesprochen hat,
weil das Ampicillin-Resistenzgen in den Pflanzen als ”unakzeptables Risiko” angesehen wurde, während nur
wenige Monate später das SCIENTIFIC COMMITTEE
FOR
ANIMAL NUTRITION (SCAN) auf europäischer Ebene den
Gebrauch von Avoparcin gebilligt hat, obgleich es sich hierbei um ein Vancomycin-Analoga handelt, Vancomycin
als eines der letzten wirksamen Antibiotika gegenüber Staphylococcus aureus gilt und das
BGVV
dessen
Anwendung in der Bundesrepublik bereits früher untersagt hat (BGVV, 1996b).
20
”Finding the old style bla gene (used in the transgenic maize) in a hospital isolate today would evoke yawns rather than
cries of distress .... By choosing to give precious space to what is at best a very minor safety concern, while ignoring
the real antibiotic resistance problems Nature is sending the wrong message to the public about the forces that are
driving the increase in antibiotic resistance.” (SALYERS, 1996).
- 34 -
B. EINLEITUNG
Markergen
bla (TEM-1)
(synonym:
amp)
aaaC3 und
aaaC4
aphIV
CAT
kan
npt I
npt II
(synonyms:
aphA-2,
aph(3')-II)
npt III
(synonym:
aph(3')-III)
Quelle/ Mechanismus der
Resistenz
Referenz
Anwendung/
Wirkungsweise
Antibiotikum
isoliert aus
Tn3/Inaktivierung verschiedener Transpeptidasen, die wiederum in der
Peptid Glycansynthese eine
Rolle spielen
E.coli, Serratia marcescens,
Klebsiella pneumoniae/
Gentamicin-3-NAcetyltransferase
Ampicillin
Breitwandantibiotikum/
MEDEIROS,
Penicillium
1984;
hemmt Aufbau der Zellwand crysogenium
HEFFRON, 1983 grampositiver und
gramnegativer Keime
Gentamycin
HAYFORD,
1988
E.coli/
Hygromycin-phosphotransferase
Phage p1Cm/
ChloramphenicolAcetyltransferase
Hygromycin B
Tn 5/ Phophotransferase,
die Kanamycin durch
Phosphorylierung der 3´Hydroxylgruppe inaktiviert
Transposon Tn601 aus
E.coli/
Neomycinphosphotransferase I
(Aminoglykosid-3´phosphotranferase Typ I)
Kanamycin
Neomycin
Paromomycin
Tn5 aus E.coli K12/
Neomycin-phosphotransferase II welche die ATPabhängige Phosphorylierung
der 3-Hydroxylgruppe des
Aminohexose Rings
bestimmter AminoglykosidAntibiotika katalysiert
aph(3')-III ist unter grampositiven Bakterien weit
verbreitet, wurde aber auch
in Campylobacter spp.
Beobachtet/ Neomycinphosphotransferase III
Neomycin,
Kanamycin
Ribostamycin
Butirosin
Gentamycin
Paromomycin
tet
Tn 196
strep/ spec
Tn7 aus E.coli/
3´´-Aminglycosid-Adenyltransferase (AAD(3``))
Tab. 6
Resistenz gegen
Chloramphenicol
Kanamycin
Kanamycin,
Neomycin
Paromomycin
Ribostamycin
Lividomycin
Butirosin, Isepamicin, Amikacin,
GentamycinB
Tetracyclin
Streptomycin
Spectinomycin
Augenheilkunde, Infek. d.
Harnwege/ Bd. an 70S
ribosomaler Untereinheit.
Folge: misreading der
mRNA und Synthese von
Nonsense-Proteinen
Breitwandantibiotikum/
W ALDRON,
1985; VAN DEN Inhibierung der PeptidELZEN, 1985
Synthese
PHILLIPS, 1984, schwere SalmonellenInfektion, Hirnabszeß/
SHAW , 1984;
HERRERA,
Hemmung der Peptidyl1993b
transferase durch Bd. an die
50S ribosomale Untereinheit
BERG, 1989
Micromonospora purpurea
Streptomyces
hygroscopicus
Streptomyces
venezuelae;
Phage p1Cm
FRALEY, 1983; lokale Anwend. als
PHILLIPS, 1984; Augensalbe gegen
NAP, 1992
Staphylokokken/
Bd. an 70S ribosomaler
Untereinheit. Folge:
misreading der mRNA und
Synthese von nonsenseProteinen
FRALEY, 1983; bakterizide Wirkung auf
PHILLIPS, 1984; gramnegative Bakterien
NAP, 1992;
(E.coli, Salmonellen,
GARFINKEL,
Klebsiellen, Enterobacter)
1981; BEVAN,
1983;
HERRERA,
1983
Streptomyces
kanamyceticus
HLAVKA, 1985
Streptomyces
viridifaciens
Breitwandantibiotikum/
Bd. an 30S Untereinheit des
70S Ribosom und
Hemmung der Bildung von
Aminoacetyl-t-RNA
PHILLIPS, 1984; Tuberkelinfektionen/
SVAB, 1990;
Bd. an ribosomalem Protein
MALIGA, 1988
S12 der S30 Untereinheit
und Hemmung der
Elongation
Streptomyces
fradiae, S.
albogriseolus,
S. rimosus var.
Paromomycinus
Streptomyces
griseus, S.
spectabilis Kle
87
Herkunft und Wirkungsweise der wichtigsten Antibiotika bzw. Antibiotikaresistenzen (zusammengestellt aus
WHO, 1993; ACMFP, 1994c; FALBE, 1997; VON BRUCHHAUSEN, 1993; GASSEN, 1995b).
- 35 -
B. EINLEITUNG
Unternehmen
GMO
Ziel
männl. Sterilität, LL-HT (bar)
Antibiotikaresistenz
-Gen
aph(3')-II (1), *
PGS/ AgrEvo
Raps (Brassica
napus)
Chicorée
(Radicchio rosso)
Mais (Zea mays)
Saatgutproduktion
EU-Entscheidung
06/02/96
männl. Sterilität, LL-HT (bar)
aph(3')-II (1), *
Saatgutproduktion
13/07/96
Insektenresistenz (Bt), LL-HT
(bar)
bla TEM-1 (4)
23/01/97
Raps
männl. Sterilität, LL-HT (bar)
aph(3')-II (1), *
AgrEvo UK
Raps
LL-HT (pat )
z.T. bla TEM-1 (4)
AgrEvo
France
Mais
LL-HT (pat)
z.T. bla TEM-1 (4)
Pioneer HiBred International
Mais
Insektenresistenz (Bt),
Glyphosat-Toleranz (CP4EPSPS Gen)
aph(3')-II (1)
Bejo Zaden
BV
Avebe
Chicorée
Männl. Sterilität, LL-HT (pat )
aph(3')-II (1), *
Saatgutproduktion,
Import, Verarbeitung, Lebensund Futtermittel
Saatgutproduktion,
Import, Verarbeitung, Lebensund Futtermittel
Import, Verarbeitung, Lebensund Futtermittel
Saatgutproduktion,
Import, Verarbeitung, Lebensund Futtermittel d
Saatgutproduktion,
Import, Verarbeitung, Lebensund Futtermittel
Lebens- und
Futtermittel
Herstellung von
Kartoffelsaatgut für
die Stärke- und
Futtermittelindustrie
Saatgutproduktion,
Import, Verarbeitung, Lebensund Futtermittel
Saatgutproduktion,
Import, Verarbeitung, Lebensund Futtermittel
Saatgutproduktion,
Import, Verarbeitung, Lebensund Futtermittel
Herstellung von
Kartoffelsaatgut für
die Stärke- und
Futtermittelindustrie
Saatgutproduktion,
Import, Verarbeitung, Lebensund Futtermittel
PGS/ AgrEvo
Bejo Zaden
BV
(Ciba-Geigy)
Novartis
Kartoffel (Solanum Veränderte
Stärkezusammensetzung
tuberosum)
(ohne Amylose)
aph(3')-II (1), * +
aph(3')-III (2)
Zeneca
Tomate(Lycopersi
-con esculentum)
Verbesserte
Verarbeitungseigenschaften
aph(3')-II (1), *
Monsanto
Baumwolle
(Gossypium
hirsutum)
Glyphosat-Toleranz (CP4EPSPS Gen)
aph(3')-II (1), * +
ant(3'')-Ia (3)
Monsanto
Baumwolle
(Gossypium
hirsutum)
Insektenresistenz (Bt)
aph(3')-II (1), * +
ant(3'')-Ia (3)
Amylogene
HB
Kartoffel (Solanum Veränderte
Stärkezusammensetzung
tuberosum)
(ohne Amylose)
Dekalb
Genetics
Mais (Zea mays)
Tab. 7
Insektenresistenz (Bt) und
Proteinase Inhibitor)
aph(3')-II (1), *
bla TEM-1 (4)
Verwendung
06/06/97
22/04/98
22/04/98
Kommission
(in Bearb.)
Kommission
(in Bearb.)
Kommission
(abgelehnt.)
Kommission
(in Bearb.)
Kommission
(in Bearb.)
Kommission
(in Bearb.)
Kommission
(in Bearb.)
Kommission
(in Bearb.)
Angemeldete und in der EU bereits zugelassene gentechnisch veränderte Organismen, die ein
Antibiotikaresistenzgen besitzen (Belgian Biosafety Server, 21.11.1998 (http:// biosafety.ihe.be/AR/GMO.html;
ergänzt durch: SCHAUZU, 1999).
1,2,3
4
*
LL-HT
=
=
=
=
Resistenzgene gegenüber Aminoglykosiden
Resistenzgen gegenüber ß-Laktam Antibiotika
mit regulatorischen Sequenzen zur Expression in Pflanzen
Glufosinat Toleranz (LibertyLink™)
- 36 -
B. EINLEITUNG
Die Befürchtungen im Zusammenhang mit der Verwendung von Antibiotika-Markern in transgenen Pflanzen
gehen in verschiedene Richtungen (s.a. SCHLÜTER, 1995):
a.
Toxikologische und allergene Wirkung des Proteins. Bei gentechnisch verändertem Mais, der das Bt-Toxin
aus Bacillus thuringiensis enthält, wurde beobachtet, daß die Expression des Marker-Gens npt II um den
Faktor 5-10 über dem Expressionsniveaus des ebenfalls eingefügten cryA(b)-Gens lag, welches die
beabsichtigte Insektenresistenz vermittelt (KOK, 1996). Aus diesem Grunde wurde die Frage möglicher
allergener Wirkungen des Marker-Proteins genauso diskutiert wie bei anderen gentechnischen
Veränderungen. Die Frage der möglichen Toxizität der Antibiotika abbauenden Enzyme wird dahingegen
bisher kaum problematisiert (FLAVELL, 1992; FUCHS 1993).
b.
Übertragung der Resistenzgene von Pflanzen auf Mikroorganismen bei Verrottungsprozessen auf dem Feld
und damit die großflächige Verbreitung der Antibiotikaresistenz, mit der Folge, daß dies zur
Wirkungslosigkeit der Antibiotika als Therapeutika führt (s. insbesondere ECKELKAMP, 1998). Es gibt zur Zeit
kaum Anhaltspunkte dafür, daß es zu einer Übertragung von Antibiotikaresistenzen von der Pflanze auf
Bodenmikroorganismen
und
die
Weitergabe
dieser
Resistenz
durch
Transformations-
oder
Konjugationsprozesse auf humanpathogene Mikroorganismen kommt (BECKER, 1994; HEIDENREICH, 1998;
NIELSEN, 1997; ROTTER, 1996). Die Ausbildung von Antibiotikaresistenzen wird in wesentlich größerem
Maße bedingt durch die Verfütterung von Antibiotika in der Tiermast (WHO, 1997) bzw. den Austausch von
Plasmiden zwischen Mikroorganismen in Kläranlagen. So konnte das Umweltbundesamt (UBA)
nachweisen, daß im Ablauf von Kläranlagen Bakterien auftreten, die nicht nur gegen ein, sondern sogar
gegen bis zu acht Antibiotika resistent waren (UBA, 1997; W ITTE, 1999).
c.
Befürchtungen, daß die neuen DNA-Sequenzen auch direkt auf den Menschen übertragen werden können,
kamen nach einer Veröffentlichung von SCHUBBERT und DOERFLER auf, in der diese zeigen konnten, daß
Bruchstücke von linearer und zirkulärer Phagen M13-DNA (7.250 bp) in der Größe von 200 – 1.500 bp nach
der Darmpassage von Mäusen sowohl im Kot als auch im Blut für einige Stunden nachweisbar waren. Eine
Übertragung der DNA auf im Darm lebende E.coli Bakterien konnte nicht nachgewiesen werden
(SCHUBBERT, 1994; 1997; 1998). Während die Daten von SCHUBBERT und DOERFLER von Seiten kritischer
Gruppen als Beweis dafür angesehen werden, daß die DNA im Magen-Darm-Trakt nicht abgebaut wird und
damit potentiell für eine Übertragung auf Darmbakterien zur Verfügung steht, wiesen andere Autoren darauf
hin, daß nur ein Teil ”der DNA in Fragmenten über die Magen-Darm-Wand in die Blutbahn gelangt. Die
Wahrscheinlichkeit, daß die Spender-DNA ..... in andere Säugetierzellen integriert wird und dort
expressionsfähig ist, kann nahezu ausgeschlossen werden.” (GASSEN, 1995). Diese Aussage beruht u.a.
darauf, daß keine für die Transkription notwendigen entsprechenden Promotoren vorhanden sind und eine
Integration in die Wirts-DNA genau in der Nähe einer Regulationseinheit unwahrscheinlich ist. Darüber
hinaus werden Epithelzellen bereits nach kurzer Zeit ausgeschieden (JANY, 1997; WHO, 1993; ACMFP,
1994c; FDA 1998).
Die Fa. NOVARTIS konnte in Simulationen des Gastrointestinaltraktes zeigen, daß innerhalb einer Stunde
keine Pflanzen-DNA-Fragmente >500 bp mehr nachgewiesen werden konnten (NOVARTIS, 1998). Die
Deutsche Forschungsgesellschaft (DFG) vertritt die Auffassung, daß Menschen mit der Nahrung ca. 1 g
DNA/ Tag aufnehmen, ohne daß diesbezüglich negative Auswirkungen bekannt geworden sind (DFG,
1995) und daß die Daten von SCHUBBERT insofern in ihrer Aussagefähigkeit in bezug auf eine konkrete
- 37 -
B. EINLEITUNG
Gefährdung zu relativieren sind. Dieser Meinung schloß sich auch DOERFLER als einer der Autoren in einem
Interview an (COHEN, 1998).
d.
Befürchtungen, daß Antibiotika im Magen beim gleichzeitigen Verzehr von Lebensmitteln mit Antibiotikar
Resistenzgenen abgebaut werden. Untersuchungen insbesondere im Zusammenhang mit dem kan –Gen in
gentechnisch veränderte Tomaten (s. Kap. C-4.3.2) haben gezeigt, daß dieses Phänomen de facto
ausgeschlossen werden kann.
e.
Übertragung der genetischen Information auf Darmbakterien und eine daraus resultierende Resistenz bei
der Humanapplikation der Antibiotika. Die Übertragung von Antibiotika-Resistenzgenen durch konjugative
Prozesse im allgemeinen ist seit langem bekannt (CLEWELL, 1996). Sowohl bei der Zulassung von
gentechnisch verändertem Mais (Zea mais) durch die Europäische Union (KOMMISSION, 1997i) als auch bei
der Entscheidung der Österreichischen Bundesregierung, das Inverkehrbringen des Mais in ihrem
Einzugsbereich zu untersagen (UBA, 1997), spielte die Frage der möglichen Übertragbarkeit von
Antibiotikaresistenzen auf Darmbakterien von Menschen und Nutztieren eine wesentliche Rolle. Auch das
britische ACNFP äußerte sich bei seiner Stellungnahme dahingehend, daß sie einer Genehmigung zum
Inverkehrbringen aufgrund der Anwesenheit des Antibiotika-Resistenzgens nicht zustimmen könnten
(ACNFP, 1997). 1994 vertrat das ACNFP noch die Auffassung, daß ein solcher Gentransfer bisher auch bei
natürlich im Darm vorkommenden Mikroorganismen nicht beobachtet wurde (ACNFP, 1994c). Frühere in
vitro- Untersuchungen an optimierten Modellen des Gastrointestinaltraktes haben keine Anhaltspunkte
dafür liefern können, daß es tatsächlich zu einem Gentransfer zwischen Pflanzenzellen und der endogenen
Darmflora kommt (VAN
DER
VOSSEN, 1998). In vitro-Konjugationsereignisse zwischen Milchsäurebakterien
und Darmbakterien hingegen konnten beobachtet werden (VESCOVO, 1983). Auch sind Starterkulturen unter
bestimmten Umständen durchaus in der Lage, in einer Größenordnung von 0,001-0,01% (S. thermophilus)
bzw. 0,1-1% (Lactobacillus delbruecki subsp. Bulgaricus) im Intestinaltrakt zu überleben (LICK, 1998).
Eine Vielzahl von im Magen-Darm-Trakt lebenden Mikroorganismen besitzen bereits natürliche Resistenzen
gegenüber in der Humanmedizin verwendeten Antibiotika. Dabei werden Zahlen von bis zu 50% an
untersuchten
Personen
genannt,
in
deren
Stuhl
bzw.
Magen-Darm-Trakt
Ampicillin-resistente
Mikroorganismen nachgewiesen wurden, wobei allein durch TEM-1-β-Laktamase 90% der Resistenzen
vermittelt werden (LEVY, 1986; LIVERMOORE, 1995; W IEDEMANN, 1996;
DE
GREEF, 1998). Das bla-Gen,
welches für die TEM-1-ß-Laktamase kodiert, ist der am häufigsten verwendete Ampicillin-Resistenzmarker,
der in der Molekularbiologie verwendet wird (pBR und pUC-Plasmide). Zu den ß-Laktamasen gehören
Penicillin, Cephalosporin, Xephamycin und Carbapenem (MEDEIROs, 1984). ELSAS konnte 105 kanamycinund 103 tetracyclinresistente Bakterien/g trockenem Boden nachweisen (ELSAS, 1989) und FLAVELL
kalkulierte, daß im menschlichen Magen-Darm-Trakt ca. 1012 kanamycinresistente Bakterien vorhanden
sind (FLAVELL, 1992). Bei E.coli-Isolaten von Rindern und Schweinen konnten in ca. 75% aller Fälle
resistente Bakterien nachgewiesen werden (BGVV, 1997b). Mit der Nahrung nehmen wir darüber hinaus
eine Vielzahl von Mikroorganismen auf, die ebenfalls über eine Antibiotikaresistenz verfügen. Insofern
würde die Gefährdungssituation selbst bei einem erfolgreichen Gentransfer zwischen gentechnisch
veränderten Pflanzen und Bodenmikroorganismen zu keiner qualitativ neuen Situation führen. Ähnlich
argumentiert auch DE GREEF, wonach “die Chance, daß menschliche Pathogene eine Antibiotikaresistenz
durch andere Mikroorganismen erhalten, mehrere Millionen mal höher ist” (DE GREEF, 1998). Die FDA
B. EINLEITUNG
- 38 -
vertritt die Meinung, daß “die Wahrscheinlichkeit des Transfers eines Markergens von einer Pflanze auf
einen Mikroorganismus im Darm oder in der Umwelt zu vernachlässigen ist, und daß, wenn es dennoch zu
einem solchen Transfer kommt, dieser im Vergleich zu bestehenden natürlichen Transfermechanismen
nicht signifikant ist und darüber hinaus das bestehende Resistenzniveau in Bakterienkulturen in keiner
relevanten Art und Weise verstärkt.“ (FDA, 1998). Für einen erfolgreichen Gentransfer des AntibiotikaResistenzgens sind die folgenden Schritte notwendig (RKI, 1997).
(1)
Entlassung des Resistenzgens zusammen mit dem plasmidischen origin of replication (ori) in intakter
Form aus der Pflanzenzelle;
(2)
(3)
Aufnahme durch kompetente Bakterien;
Ringschluß des DNA-Fragments in der Bakterienzelle zu einem funktionstüchtigen plasmidartigen
Replikon und
(4)
erfolgreiche Expression des übertragenen Gens.
Insgesamt wurde das postulierte Risiko des Gentransfers von Pflanzen auf Darmmikroorganismen sowohl
durch den externen Gutachter des Anmelders, der Fa. Novartis (NOVARTIS, 1998; W IEDEMANN, 1996), als
auch durch verschiedene wissenschaftliche Gremien, sowohl nationaler Behörden (RKI, 1997) als auch der
Europäischen Union als kalkulierbar eingeschätzt (SCF, 1996; SCP, 1996; SCAN, 1996), da ”keine
Beweise existieren, wonach Gene von Pflanzen unter natürlichen Umständen auf Bakterien übertragen
werden. Darüber hinaus führt der Abbau der DNA durch die Prozessierung des Mais und den
enzymatischen Abbau der DNA im Gastrointestinaltrakt dazu, daß nur geringe Mengen an DNA für solche
potentiellen Transformationsprozesse zur Verfügung stehen würden. Selbst wenn es zu einem solchen
Transfer kommen sollte, hätte dieser keine erkennbaren phänotypischen Auswirkungen, da das bla-Gen,
welches eine Ampicillinresistenz vermittelt, bereits in großem Maße innerhalb des Gastrointestinalbereichs
von Menschen vorkommt. Die verwendete pUC TEM1 β-Laktamase ist darüber hinaus nicht in der Lage,
die neuere Generation von Penicillinderivaten, die in der Humantherapie verwendet werden, zu
inaktivieren.“ (SCF, 1996). Aus all diesen Gründen wurde ein Genehmigung zum Inverkehrbringen am
18.12. 1996 erteilt (KOMMISSION, 1997i).
Die Wahrscheinlichkeit, daß es zur Ausbildung von Antibiotikaresistenzen durch die Verwendung von AntibiotikaResistenzmarkern kommt, wird, zusammengefaßt, aus den folgenden Gründen als sehr gering angesehen
(SCHLÜTER, 1995):
-
DNA in Pflanzen wird normalerweise durch Verarbeitungsprozesse bei der Herstellung von Lebensmitteln
denaturiert (z.B. beim Kochen). Beim Verzehr von Rohprodukten kommt es größten Teils zu einem Abbau
der DNA im Intestinaltrakt durch DNAsen;
-
ob die Ausbringung von GVOs mit Antibiotika-Resistenzmarkern und der postulierte horizontale Gentransfer
zu einer Zunahme von Antibiotika-Resistenzgenen in der Umwelt führt, hängt stark von der im Zielhabitat
schon vorhandenen Menge an entsprechenden Genen ab (HEIDENREICH, 1998).
-
bei der Risikobetrachtung ist auch zu berücksichtigen, ob es sich bei dem Antibiotika um eines handelt, das
in der Humanapplikation relevant ist.
Auch das FDA hat nicht zuletzt auch auf dem Hintergrund der o.g. Debatte Entscheidungskriterien festgelegt,
nach denen das Gefährdungspotential einzelner Antibiotika-Resistenzgene charakterisiert wird. Bei dieser
Kategorisierung sind die folgenden Information von Relevanz:
- 39 -
B. EINLEITUNG
(1)
Handelt es sich um ein wichtiges Antibiotikum?
(2)
Wird es häufig genutzt?
(3)
Wird es oral appliziert?
(4)
Wie hoch ist die Wahrscheinlichkeit, daß eine klinische Therapie aufgrund einer Inaktivierung des oral
verabreichten Antibiotikums durch prozessierte oder unprozessierte Lebensmittel konterkariert wird?
(5)
Handelt es sich um ein einzigartiges Antibiotikum oder existieren Alternativantibiotika mit vergleichbarer
Verträglichkeit und Wirkungsspektrum?
(6)
(7)
Besteht ein Selektionsdruck, der Transformationsprozesse begünstigt?
Wie hoch ist die Wahrscheinlichkeit, daß Ereignisse wie Rearrangements, Rekombination und
Translokation zu einer Veränderung der Expression des Antibiotika-Resistenzgens führen?
(8)
Wie
hoch
ist
das
Niveau
von
Resistenzen
gegenüber
dem
Antibiotikum
in
natürlichen
Bakterienpopulationen?
Auch das RKI hat die Verwendung von Antibiotika-Resistenzgenen in drei Gruppen unterteilt, wobei npt II in der
Gruppe I vertreten ist, zu der Gene gehören, die (a) in Boden- und Enterobakterien bereits weit verbreitet sind
und (b) deren relevante Antibiotika keine oder nur geringe therapeutische Bedeutung in der Human- bzw.
Veterinärmedizin besitzen. Amp wird in die Gruppe II kategorisiert, die charakterisiert ist durch Gene, die (a) in
Mikroorganismen verbreitet sind und (b) deren relevante Antibiotika nur noch in Teilbereichen der Human- bzw.
Veterinärmedizin therapeutische Anwendung finden (RKI, 1999).
Aus all diesen Gründen ist nach Ansicht von BRANDT ”bei der Verwendung von Neomycin-phosphotransferase II,
Ampicillin oder Kanamycin als Marker-Gen in transgenen Pflanzen nicht davon auszugehen, daß sich diese
Antibiotikaresistenzen weiter ausbreiten und damit ein zusätzliches Gefährdungspotential für Mensch oder Tier
darstellen.” (BRANDT, 1999; ähnlich auch SCHAUZU, 1999).
Auch wenn das konkrete Gefährdungspotential in bezug auf die Übertragbarkeit von Antibiotikaresistenzen durch
das Inverkehrbringen gentechnisch veränderter Lebensmittel als sehr gering eingeschätzt wird, ist in der Literatur
häufiger darauf verwiesen worden, daß auf solche Resistenzgene insbesondere bei Mikroorganismen, die in der
Lebensmittelverarbeitung eingesetzt werden, als Markersysteme verzichtet werden sollte (z.B. TEUBER, 1990;
ACNFP, 1994c; DFG, 1995; FAO, 1996; SCF, 1996; SRU 1998; WSA, 1998). Diese Auffassung wird u.a. damit
begründet, daß z.T. technische Alternativen bestehen (siehe etwa DALE, 1991; BRYANT, 1992; FLAVELL, 1992;
YODER, 1994). Neben Antibiotikaresistenzen werden in der Tat eine Reihe anderer Reportergene verwendet, um
Rekombinationsereignisse in pflanzlichen Zellen nachzuweisen. Hierbei handelt es sich um
(1)
Herbizidresistenzen (YODER, 1994): Die bekanntesten sind
i.
LibertyLink™: Hierbei kommt es zu einem Abbau des Wirkstoffes Glufosinate durch die
Phosphinothricin-Acetyltransferase
aus
Streptomyces
viridochromogenes
(DE
BLOCK,
1987;
THOMPSON, 1987).
ii.
RoundUp™: Abbau des Wirkstoffs Glyphosat durch 5-Enolpyruvylshikimat-3-phosphat Synthase aus
Petunia hybrida (SHAH, 1986);
iii.
Bromoxynil: Abbau durch Bromoxynil Nitrilase aus Klebsiella ozaenae (STALKER, 1988);
iv.
Atrazin: Abbau durch das QB-Protein aus Amaranthus hybridus (CHEUNG, 1988).
B. EINLEITUNG
(2)
- 40 -
β-Glucuronidase (GUS) aus Escherichia coli. Das GUS-Genprodukt metabolisiert 5-Bromo-4-chloro-3indolyl-1-glucoronid nach Inkubation, wobei es zu einer Blaufärbung des Gewebes kommt (JEFFERSON,
1987);
(3)
β-Galactosidase (lacZ) aus Escherichia coli. Blaufärbung des Gewebes nach Inkubation mit 5-Bromo-4chloro-3-indolyl-β-D-galactosid (XGal) (MATSUMOTO, 1988; TEERI, 1989);
(4)
Luciferase (LUC) des Leuchtkäfer Photinus pyralis. Die Expression wird durch eine Lichtemission nach
Inkubation mit Luciferin angezeigt (OW , 1986; FLAVELL, 1992);
(5)
Anthocyanin Pigmentierung durch das R-Protein aus Mais (LUDWIG, 1990);
(6)
Dexamethason induzierte Expression von Isopentyltransferase aus Agrobacterium tumefaciens. Dies führt
zu einer erhöhten Cytokin-Synthese, was wiederum zu einer erhöhten Regeneration von Pflanzen aus
Kallusgewebe führt (KUNKEL, 1999).
Die Verfügbarkeit dieser Alternativen ist jedoch aus verschiedenen Gründen eingeschränkt. Zum einen sind
einzelne Farbreaktionen mit einem Zelltod verbunden, der eine Regeneration ganzer Pflanzen nach der
Transformation unmöglich macht (z.B. im Fall des GUS-Systems), oder aber die Transformationseffizienz
bestimmter Kulturpflanzen, wie z.B. der Zuckerrübe (Beta vulgaris) ist so gering, daß nur Systeme, die auf
Antibiotikaresistenzen beruhen, effektiv eingesetzt werden können. Auch patentrechtliche Beschränkungen
spielen zum Teil eine Rolle (NEHLS, 1999).
Alternativ zur Verwendung von anderen Markergenen werden auch Systeme mit dem Ziel entwickelt, einmal
eingeführte Antibiotikaresistenzen wieder aus den transgenen Pflanzen zu entfernen. Hierzu gehören:
(1)
die Co-Transformation. Hierbei werden zwei Gene mit Hilfe von zwei verschiedenen Plasmiden unabhängig
voneinander in die Pflanze übertragen (DEPICKER, 1985). Die Entfernung des Markergens wird durch
Selbstung bzw. Kreuzung der transgenen Pflanzen erreicht. Die Effizienz dieser Methode hängt stark von
der Transformationsrate und von dem Abstand der beiden Integrationsorte ab (DE BLOCK, 1991; MCKNIGHT,
1987), d.h. je näher der Abstand der Integrationsorte, desto geringer die Wahrscheinlichkeit, daß es in den
Folgegeneration zu einer Aufspaltung der beiden Eigenschaften kommt;
(2)
die Nutzung des Ac/Ds-Transposon Systems, wobei DNA-Abschnitte wie Antibiotika-Resistenzgene, die
zwischen zwei Ds-Elementen liegen, mit Hilfe der Ac-Transposase aus dem Genom herausgetrennt und an
einer anderen, nicht vorhersehbaren Stelle wieder integriert werden. Dadurch werden Markersequenz und
das eigentliche Zielgen örtlich innerhalb des Genoms voneinander getrennt und können wiederum durch
Selbstung bzw. Kreuzung aus der Pflanze herausgezüchtet werden (GOLDSBROUGH, 1993);
(3)
das cre/lox-System des Bakteriophagen P1 (s. Abb. 4), das auf einem ähnlichen Mechanismus wie das
Ac/Ds-System beruht, und bei dem es zu einer Aktivierung des Endonuklease cre bei transformierten
Pflanzen kommt, so daß die zwischen den lox-Sequenzen liegenden genetischen Informationen aus dem
Genom herausgeschnitten werden (YODER, 1994; SCHIEMANN, 1997; DALE, 1991).
- 41 -
B. EINLEITUNG
LB
Wunschgen
npt II
lox-side
Abb. 4
RB
lox-side
Schematische Darstellung eines Ti-Plasmids von Agrobacterium tumefaciens mit dem cre/lox-System.
RB =
LB =
3.4
cre
Right Border
Left Border
Allergene Wirkung neu exprimierter Proteine
Neben den langfristigen Gesundheitsschäden durch die Akkumulation geringfügiger Mengen toxischer
Substanzen sind es vor allen Dingen mögliche allergische Reaktionen von gentechnisch veränderten
Lebensmitteln, die als potentielles Risiko in der öffentlichen Debatte eine Rolle spielen. Dabei werden die
folgenden Risikoszenarien formuliert:
-
Proteine aus Mikroorganismen und Insekten, die bisher nicht im umfangreichen Maßstab Bestandteil von
Lebensmitteln waren, und deren allergenes Potential nicht bekannt ist, werden mit Hilfe der Gentechnik in
eine Vielzahl von Lebensmitteln integriert;
-
mit Hilfe des Protein-Designs werden in der Natur bisher nicht vorkommende Proteine zum Bestandteil des
Lebensmittels. Auch hier ist das allergene Potential des neuen Proteins nicht bekannt;
-
bei gentechnisch veränderten Mikroorganismen, die zur Produktion von Enzymen, Vitaminen und
Zusatzstoffen eingesetzt werden, können mögliche Begleitstoffe aus dem Produktionsorganismus (z.B.
Aspergillus niger) ein Problem für Atopiker darstellen (hierbei ist jedoch zu bedenken, daß in Mehl und
Mehlprodukten häufig natürlicherweise Aspergillus spp., Penicillium spp., Cladosporium spp. und Alternaria
spp. vorkommen (SCHATA, 1996)).
-
Proteine aus Pflanzen, die für allergische Reaktionen bei sensibilisierten Personen verantwortlich sind,
werden in Pflanzen transferiert, die bisher von dieser Personengruppe ohne Probleme konsumiert werden
konnte;
Während das Risiko in den ersten drei Fällen nur durch eine Vorab-Bestimmung des allergenen Potentials des
Proteins bzw. eine Produktanalyse ausgeschlossen oder eingeschränkt werden kann (s.a Kap.B-4.4.5.1.), ist im
dritten Fall nur durch eine deutliche Kennzeichnung ein Warnhinweis an die betroffenen Bevölkerungsgruppen
möglich. Hierbei ist jedoch zu bedenken, daß selbst der Hinweis auf das Vorhandensein allergener
Lebensmittelbestandteile im Rahmen der Kennzeichnungsvorschriften nicht in jedem Fall zu einem
befriedigenden Schutzniveau führt, wie Beispiele aus der Literatur zeigen (SAMPSON, 1992; ähnlich auch
GREENPEACE, 1998). Diesbezügliche Probleme sind auch aus dem Bereich der Arzneimittel bekannt. So führte
etwa die Debatte um unerwünschte Arzneimittelwirkungen von Triazolam in den USA zu einer hervorgehobenen,
- 42 -
B. EINLEITUNG
neuen Kennzeichnung, die darauf hinwies, daß Triazolam nicht länger als 10 Tage appliziert werden dürfe. Eine
durch das FDA einige Jahre später durchgeführte Studie zeigte, daß 85% der Verschreibungszeiten dennoch
über diesen Zeitraum hinaus gingen (MOORE, 1998). Dennoch ist eine Kennzeichnung in anderen Fällen auch
hilfreich, wie Erfahrungen aus dem Bereich der sogenannten ”versteckten Allergien” zeigen, denn eine Reihe von
unter allergologischen Gesichtspunkten wichtigen Lebensmittelbestandteilen, wie z.B. Sojamehl, unterstehen
keiner Kennzeichnungspflicht, was immer wieder zu einer unbeabsichtigten Exposition von Allergikern
gegenüber dem Allergen führt und in seltenen Fällen auch mit dem Tod des Patienten einhergehen kann
(VIETHS, 1994a; VIDAHL, 1997).
3.4.1
Ursachen und Wirkungsmechanismen allergischer Reaktionen
Lebensmittelallergien beruhen auf einer immunologischen Reaktion, die sich von einer nicht-immunologischen
Lebensmittelunverträglichkeit unterscheidet. Allergien können in die vier Kategorien (akute hypersensible
Reaktion (Typ I), Antikörper-abhängige zytotoxische Hypersensitivität (Typ II), Bildung von Immunkomplexen aus
IgG/IgM-Antikörpern (Typ III) und zeitlich verzögerte hypersensitive Reaktion (Typ IV)) unterteilt werden (GELL,
1975; LEMKE, 1994; KREFT, 1995):
Typ I
Akute oder auch sofortige hypersensible Reaktion aufgrund einer Exposition gegenüber dem Allergen.
Die der allergenen Reaktion vorhergegangene Sensibilisierung führt zur Bildung von allergenspezifischen Immunglobulin E (IgE), welches zytophil an basophile Granulozyten oder Mastzellen
bindet. Bei der wiederholten Exposition kommt es zur Kreuzvernetzung der IgE-Antikörper und zur
Degranulation der Mastzellen. Die IgE-Bindungsstelle am Antigen (Epitop) erkennt eine bestimmte
Tertiärstruktur. Besteht ein Epitop aus einer ununterbrochenen Reihe von kovalent miteinander
verbundenen Aminosäuren wird von einem kontinuierlichen Epitop gesprochen. Ein Epitop, welches
aus zwei unterschiedlichen Aminosäuresequenzen besteht, die bedingt durch die Tertiärstruktur des
Proteins dicht nebeneinander liegen und so eine Antikörper-Bindestelle formen, bezeichnet man als
diskontinuierliches Epitop (BARLOW , 1986; TAYLOR, 1996).
Die durch das Antigen vernetzten IgE-Antikörper setzen eine Reihe von Mediatoren (W ASSERMANN,
1983) frei, die z.T. in der Zelle bereits vorliegen (z.B. Histamin), welches verantwortlich ist für die
Kontraktion der glatten Muskulatur in Darm, Bronchien und Uterus (HOUBEN, 1996; MEKORI, 1996;
SAMPSON, 1996;
VAN
HALTEREN, 1997)), oder aber de novo synthetisiert werden (z.B. Prostaglandine).
IgE vermittelte Allergien sind mit einer Reihe von Symptomen verbunden, die bereits kurz nach der
Exposition auftreten. Dazu gehören gastrointestinale Reaktionen (Erbrechen, Durchfall, Übelkeit und
Krämpfen) bei ca. 20% der Patienten, Hautreaktionen (Urtikaria (Nessel- oder Quaddelsucht),
Dermatitis und Ekzembildung) bei ca. 60 - 80% der Patienten, exogenes Asthma bronchiale
(anfallsweise Atomnot aufgrund Bronchialverengung), Rhinitis (Entzündung der Nasenschleimhaut)
und schlimmstenfalls der anaphylaktische Schock, d.h. eine durch die Freisetzung von gefäßaktiven
Mediatoren wie Histamin, Prostaglandin u.a. hervorgerufene Reaktion, die charakterisiert ist durch
ausgeprägte Hypotonie (Blutdrucksenkung), Abnahme des Herzminutenvolumens, Bronchospasmus
(Krampf der Bronchialmuskeln), Angioödem (subkutane Schwellung von Haut und Schleimhaut),
Kehlkopfödem (Kehlkopfschwellung), Konvulsionen (Schüttelkrampf), Venenspasmen (Krämpfen) und
in schwersten Fällen durch Herz- und Atemstillstand (ANDERSON, 1996; RING, 1996; FRANCK-
B. EINLEITUNG
- 43 -
OBERASPACH, 1997). Die Schwere der allergischen Reaktion scheint z.T. auch mit dem IgE-Titer in
Verbindung zu stehen, da es bei geringen IgE-Konzentrationen nach Exposition mit dem Allergen
auch zu einem Ausbleiben der Reaktion kommen kann (KNOP, 1996). Die meisten Todesfälle werden
bei Erdnuß-Allergien beobachtet (YUNGINGER, 1988; 1989; SAMPSON, 1992). Im allgemeinen
Sprachgebrauch wird die Typ-I-Reaktion mit dem Begriff ”Allergie” gleichgesetzt. Die Reaktion eines
IgE-Antikörpers mit strukturell verwandten Epitopen bezeichnet man als Kreuzreaktion (AULEPP, 1992;
FEDOROW , 1997; FRIES, 1982; VALENTA, 1991).
Typ II
Antikörper-abhängige zytotoxische Hypersensitivität bei der das Antigen an die Oberfläche von
Blutzellen (Erythrozyten, Leukozyten und Thrombozyten) bindet. IgG- oder IgM-Antikörper initiieren
eine Immunantwort gegen die eigenen Körperzellen.
Typ III
Bildung von Immunkomplexen aus IgG/IgM-Antikörpern und dem Antigen, die sich in kleinen Gefäßen
ablagern und das Komplement-System aktivieren. Die einsetzende Reaktionskaskade, die ca. 4-6
Stunden nach der Exposition auftritt, führt zu einer Zerstörung der Gefäße. Phagozytierende Zellen,
wie neutrophile Granulozyten und mononukleäre Phagozyten versuchen die Komplexe aufzunehmen
und sezernieren dabei Entzündungsmediatoren (z.B. Prostaglandine) und Wachstumsfaktoren (z.B.
Interleukin-I).
Typ IV
Zeitlich verzögerte hypersensitive Reaktion (delayed type hypersensitivity (DTH)) oder auch zelluläre
Hypersensitivität genannt, die nach 6-24 Stunden auftritt, nach etwa 48 Stunden ihren Höhepunkt
erreicht und dann wieder abklingt. Es kommt zu einem Ausstoß von Zytokinen und Lymphokinen
durch Lymphozyten, die einen lokalen entzündlichen Prozeß auf der Haut hervorrufen. Die klinische
Relevanz ist eher gering.
Neben dem Auftreten allergischer Reaktionen sind auch eine Reihe anderer Überempfindlichkeitsreaktionen
(idiosynkratische Reaktionen) gegenüber Lebensmitteln bekannt, die meist auf den Konsum einzelner
Substanzen zurückzuführen sind, ohne jedoch Immunglobulin vermittelt zu sein. Beispiel hierfür sind die
Ausbildung von Nesseln und Quaddeln als Hautreaktion nach dem Verzehr des Lebensmittelfarbstoff Tartrazin
(STEVENSON, 1986; SCF, 1995; MORALES, 1985) und des Süßstoffs Aspartam (s.a. Kap. C-1.2.2.1.). Zu diesem
Typ von Lebensmittel bedingten Reaktionen gehören auch Stoffwechselerkrankungen wie Laktose-Intoleranz
(21) oder Favismus (22) (TAYLOR, 1992). Unter pharmakologischen Intoleranzen werden Effekte von Aminen
verstanden, die natürlicherweise in Lebensmitteln vorkommen.
21
22
Die Laktose- oder Milchzucker-Intoleranz beruht auf einem angeborenen genetischen Defekt der Expression der βGalaktosidase, die für die Hydrolyse von Laktose im Dünndarm verantwortlich ist. Bei reduzierter β-Galaktosidase
Expression wird Laktose durch Bakterien im Dickdarm zu C02, H2 und Wasser abgebaut, was zu abdominalen (d.h. im
Bauchbereich auftretenden) Krämpfen, Blähungen und Durchfall führt.
Als Favismus bezeichnet man die Intoleranz gegenüber Saubohnen (Vicia faba), die auf einem angeborenen Defekt
der Expression der Glukose-6-phosphat-Dehydrogenase (G-6PDH) in roten Blutzellen beruht. G-6PDH nimmt in
Erythrozyten die zentrale Funktion der Aufrechterhaltung eines Gleichgewichtes zwischen der reduzierten Form von
Glutathion (GSH) und NADPH war. Ohne die Aktivität der G-6PDH sind rote Blutkörperchen empfindlicher gegenüber
oxidativ wirksamen Glykosiden der Saubohne wie Vicin (Glykosid von 2,6-Diamino-4,5-dihydropyrimidin (Divicin)) und
Convicin (Glykosid von 6-Amino-2,4,5-trihydroxypyrimidin (Isouramil)) (SCRIVER, 1995).
- 44 -
B. EINLEITUNG
3.4.2
Allergische Reaktionen gegenüber konventionellen Lebensmitteln
Das Thema Lebensmittelallergien ist nicht erst mit dem Einsatz der Gentechnik zu einem öffentlichen Thema
geworden, wie Arbeiten von SLOAN und POWERS zeigen, die bereits Mitte der 80er Jahre eine deutliche
Sensibilität gegenüber diesem Thema in den USA beobachten konnten (SLOAN, 1986). Allergische Reaktionen
treten nicht nur auf bei der Exposition mit Enzymen im Arbeitsleben auf (z.B. α-Amylase (BAUR, 1986; 1988;
W ÜTHRICH, 1990; LOSADA, 1992), Soja-Proteinen (BAUR, 1996) und Weizen (SANCHEZ-MONGE, 1992); zur
Übersicht s. BOLM-AUDORFF, o.J.; JOHNSEN, 1997; VAN HANEN, 1996), sondern auch bei der Exposition gegenüber
Pollen und Gräsern (METCALFE, 1996; SCHATA, 1996), gegenüber Antibiotika (DEWDNEY, 1991), und auch
gegenüber Lebensmitteln. Lebensmittelallergene sind dabei solche Bestandteile von Lebensmitteln, welche die
Produktion von IgE-Antikörpern provozieren und die eine IgE-vermittelte Ausschüttung von Mediatoren aus Mastund basiophilen Zellen hervorrufen, die eine sofortige hypersensitive Reaktion zur Folge haben (TAYLOR, 1996).
Hierbei sind eine Reihe von Kreuzreaktionen bekannt, d.h. Allergien, die gegenüber unterschiedlichen
Lebensmitteln auftreten können (KOHL, 1997; URISU, 1991), als auch Reaktionen gegenüber bestimmten
Lebensmitteln und den Pollen der von ihnen stammenden Pflanzen, z.B. dem Haselnußstrauch (HIRSCHWEHR,
1992), als auch Reaktionen gegen bestimmte Lebensmittel und dem Pollen anderer Pflanzen (STICH, 1993;
VOITENKO, 1992). Zwischen 50% und 90% der Patienten, die an einer Allergie gegenüber Birkenpollen leiden,
zeigen auch allergische Reaktionen nach der oralen Aufnahme von Lebensmitteln, wobei sich die Pollenallergie
i.d.R. primär ausbildet (VIETHS, 1996).
Zu den wichtigsten Lebensmitteln, die allergische Reaktionen des Typs I hervorrufen gehören Erdnüsse (SACHS,
1981; BARNETT, 1986; BURKS, 1992), Wallnüsse, Pecan-Nüsse (LUNDBERG, 1995), Soja (OGAWA, 1991; YAMANISHI,
1996), Milch (KÖNIG, 1993), Eier (SHIMOJO, 1994), Fisch (BERNHIESEL, 1992;
DE
MARTINO, 1990), Sellerie,
(W ÜTHRICH, 1993), Krustentiere, Muscheln und Weizen, aber auch Avocado (BLANCO, 1994), Sesam (MALISH,
1981) und Senf (MENENDEZ, 1990). Sie sind für mehr als 90% aller Allergien verantwortlich (FUCHS, 1996a; JANY,
1997; SAMPSON, 1992; ORTOLANI, 1999). Die wichtigsten IgE, T- und B-Zell-Epitope einiger Allergene wurden
mittlerweile charakterisiert (ELSAYED, 1983; MENENDEZ-ARIAS, 1990; JOHNSON, 1990; ELSAYED, 1991; SHIMOJO,
1994; BURLS, 1997).
Das Expressionsniveau der Hauptallergene kann innerhalb verschiedener Varietäten derselben Pflanze
durchaus unterschiedlich sein. Das Hauptallergen Mal d 1 des Apfels (Malus domesticus), auf das ca. 65 - 85 %
aller Apfel-Allergiker ansprechen, findet sich z.B. in ökonomisch wichtigen Sorten wie Golden Delicious, Granny
Smith und Jonagold, nicht jedoch in anderen Sorten wie Jamba, Hammerstein und Gloster (VIETHS, 1994d;
1996). Ähnliche Beobachtungen konnten auch in Weizen gemacht werden (W EISS, 1993). Bekannt sind auch
Allergien gegenüber bestimmten Geschmacksstoffen (KANNY, 1994). Typische Verarbeitungsprozesse von
Lebensmitteln (z.B. Erhitzen) führen in einigen – nicht jedoch in allen - Fällen zum Abbau der allergenen
Eigenschaften des Proteins (VIETHS, 1994b; 1994c). In seltenen Fällen wurde sogar eine Steigerung des
allergenen Potentials durch Erhitzen beobachtet (CARILLO, 1992).
- 45 -
B. EINLEITUNG
Ursprung
Kuhmilch
Hühnereiweiß
(Gallus domesticus)
Name des Allergens
β-Laktoglobulin
Kasein
α-Laktalbumin
Bovine Serum Albumin
Gal d 1 (Ovomucoid)
Gal d 2 (Ovalbumin)
Kabeljau
(Gadus morhua)
Krabben(Penaeus
aztecus)
Erdnuß
(Arachis hypogaea)
Gal d 3 (Ovotransferrin)
Gal d 4 (Lysozym)
Gad c 1
Eigenschaften
MW 28 kDa, hitzestabil, 20% der Eiweiß-Proteine,
Proteolysestabilität von 8 min.
MW 45 kDa (50% der Eiweiß-Proteine; Proteolysestabilität von 60
min).
MW 78 kDa
MW 15 kDa, 3% der Eiweiß-Proteine
MW 12.3 kDa, hitze- und proteolysestabil
Pen a 1
Ara h 1
Ara h2
MW 63.5 kDa
MW 31 kDa
Soja
(Glycine maxima)
α-Conglycinin
Glycinin
Gly m 1
MW 180 kDa
MW 320 kDa
MW 14 kDa
Apfel
(Malus domesticus)
Sellerie
(Apium graveolens)
Mal d 1
MW 17.5 kDa; Hauptallergen, labil gegenüber Phenolen in der
Frucht
MW 15 kDa
Tab. 8
Profilin
Api g 1
Wichtige Lebensmittelallergene (zusammengestellt aus: KOMMISSION, 1997b; s. als Review HEFLE, 1996; KREFT,
1995; TNO, o.J.; VIETHS, 1997). Als Nomenklatur zur Bezeichnung von Allergenen wurde festgelegt, daß zuerst die
ersten drei Buchstaben des Genus verwendet werden, gefolgt vom ersten Buchstaben der Spezie und dann eine
Arabische Nummer (BUSH, 1996; MARSH, 1987).
Bekannt ist, daß Allergiker z.T. bereits auf Spuren des Allergens reagieren. Bei hochsensibilisierten Personen
reichen bereits geringste Mengen (weniger als 1 pg), um eine allergische Reaktion hervorzurufen (AULEPP,
1992). Das genaue Expositionslimit, wann es zur Ausprägung klinischer Reaktionen kommt, ist nicht bekannt. Es
sind Fälle bekannt geworden, in denen selbst das Öffnen der Verpackung von Lebensmitteln zu allergischen
Reaktionen führte (FRIES 1982). Ein anderes Beispiel für den hohen Grad an Sensitivität von Allergikern sind
Patienten, die gegenüber Fisch allergisch sind und die bereits auf Pommes frites reagieren, die im selben Öl
gebacken wurden wie zuvor der Fisch, auf den sie allergisch reagieren (YUNGINGER, 1988). Allerdings konnte
gezeigt werden, daß selbst Soja-Allergiker gegen Öl aus Sojabohnen keine Reaktionen zeigen (BUSH, 1985).
Ähnliche Beobachtungen wurden auch mit dem Öl von Erdnüssen (TAYLOR, 1981) und Sonnenblumen gemacht
(HALSEY, 1996; im Gegensatz hierzu KANNY, 1994b).
Der Verzehr neu eingeführter, konventioneller Lebensmittel, bei denen keine umfassenderen Erfahrungen in
bezug auf den menschlichen Verzehr bestanden, hat auch in der Vergangenheit immer wieder bei bisher
unauffälligen Patienten zu allergischen Reaktionen geführt (KOPEKE, 1990; FINE, 1991). Ein Beispiel hierfür ist die
Einführung der Avocado (Persea americana) und der Pinon-Nuß (KOEPKE, 1990). Auch nach der Einführung der
Kiwi (Actinidia chinensis), traten in Europa Allergien auf (FINE, 1978; BLANCO, 1994; GALL, 1994a; 1994b;
PASTORELLO, 1996; VOITENKO, 1996; 1997; VIETHS in: BGVV, 1998, p. 317).
- 46 -
B. EINLEITUNG
Bei Kleinkindern auftretende Lebensmittelallergien stehen häufig mit dem Verzehr von Kuhmilch in
Zusammenhang (HOST, 1990; KÖNIG, 1993). Die Sensitivität von Kleinkindern wird mit dem sich noch im Aufbau
befindlichen lymphoiden Gewebe des Darms erklärt (MADSEN, 1996). Hierauf deuten z.B. in vivo-Studien an
Ratten, in denen eine Sensibilisierung durch intragastrische Dosierung erreicht werden konnte (HOUBEN, 1996).
Die Anzahl von auftretenden Milchallergien steht in direktem Zusammenhang mit dem Zeitpunkt der ersten
Milchapplikation bei Kleinkindern (HOST, 1988; 1990). So konnte in einer Untersuchung an 1800 Kleinkindern
gezeigt werden, daß 39 von Ihnen nach einer gewissen Zeit allergische Reaktionen gegenüber Kuhmilch
aufwiesen. Alle 39 hatten in ihren ersten drei Lebenstagen Kuhmilch konsumiert (HOST, 1988). Kinder, die
Lebensmittelallergien vor ihrem ersten Geburtstag ausprägen, haben i.d.R. gute Chancen, daß diese Sensitivität
nach einigen Jahren wieder abgebaut wird, wobei dies in Fällen allergischer Reaktionen gegenüber Kuhmilch
und Eiern häufiger der Fall ist bei Reaktionen gegenüber Erdnüssen (TAYLOR, 1992; Bock, 1989). Eine weltweite
Untersuchung an ca. 500.000 Kindern zwischen 13- und 14 Jahren in 56 Ländern hat deutliche regionale
Unterschiede beim Auftreten von Asthma und allergischer Rhinokonjunktivitis (durch Allergien bedingte Nasenund Augenbindehautentzündung) aufzeigen können (KOCH, 1998; ISAA STEERING COMMITTEE, 1998; KEIL, 1998).
Der Anstieg von inhalationsbedingten Allergien in industrialisierten Ländern ist signifikant. So stiegen die Zahlen
z.B. in der Schweiz von 0,8% im Jahre 1926 auf 11% im Jahre 1991 (W ÜTHRICH, 1996). Dies ist jedoch nicht wie häufig vermutet wird - notwendigerweise auf einen höheren Grad an ”Umweltverschmutzung”
zurückzuführen, wie Arbeiten von DUHME et al. zeigen, wonach es zu einem häufigeren Auftreten von Asthma
und Allergien bei Kindern in Westdeutschland kam als in Ostdeutschland (DUHME, 1998), obgleich die allgemeine
Umweltbelastung in Ostdeutschland zu dieser Zeit größer war. Arbeiten von
VON
MUTIUS konnten zeigen, daß die
unterschiedliche Häufigkeit beim Auftreten atopischer Erkrankungen und Heuschnupfen zwischen Ost- und
Westdeutschland nach der Wiedervereinigung zurückgegangen ist (VON MUTIUS, 1998).
Die quantitativen Angaben darüber, wieviele Menschen an Lebensmittelallergien leiden, schwanken stark
(KREFT, 1995), was auch damit zusammenhängt, daß der Begriff der Lebensmittelallergie innerhalb der
allgemeinen Bevölkerung häufig synonym verwendet wird mit anderen, im Zusammenhang mit dem Konsum von
Lebensmittel stehenden, gesundheitlichen Beeinträchtigungen (ANDERSON, 1996). W ÜTHRICH geht davon aus,
daß ca. 2% der Erwachsenen und 5% der Kinder Symptome von Lebensmittelallergien zeigen (W ÜTHRICH, 1996).
BURKS nennt bei Kindern unter 3 Jahren die Zahl von 8% (BURKS, 1993). SCHÄFER schätzt, daß zwischen 0,8 und
2.4 % der bundesdeutschen Bevölkerung Lebensmittelunverträglichkeiten (d.h. nicht nur Allergien) zeigen
(SCHÄFER, 1996). Andere Studien sprechen davon, daß ca. 10% aller Vorschulkinder gegenüber Lebensmitteln,
insbesondere Milcheiweiß (KÖNIG, 1993) und Hühnereiern, allergische Reaktionen zeigen (RING, 1996).
Umfragen in Großbritannien (YOUNG, 1994) konnten zeigen, daß ca. 15% der Befragten die Meinung vertreten,
allergische Reaktionen gegenüber Lebensmitteln aufzuweisen. Ähnliche Daten ergaben sich auch bei
Erhebungen in den Niederlanden (NIESTIJL-JANSEN, 1994). In den USA geht man davon aus, daß ca. 2% der
Bevölkerung von Lebensmittelallergien betroffen ist (SAMPSON, 1995). Bei den sich an die Interviews
anschließenden Double-Blind Placebo-Controlled Food Challenge (DBPCFC)-Tests (BOCK, 1988) mußten diese
Zahlen jedoch deutlich nach unten korrigiert werden. Nur 0,8 – 2,4% der Patienten zeigten unter diesen
kontrollierten Bedingungen tatsächlich lebensmittelbedingte, allergische Reaktionen (W ÜTHRICH, 1996, SCHÄFER,
1996). Bei Lebensmittelzusatzstoffen mußte die Zahl sogar von 7,4% nach der Befragung auf 0,01% nach dem
DBPCFC-Test korrigiert werden (AULEPP, 1992; YOUNG, 1992). Insofern besteht in der breiten Öffentlichkeit der
Eindruck, daß lebensmittelbedingte Allergien wesentlich häufiger auftreten, als dies durch klinische Studien
B. EINLEITUNG
- 47 -
tatsächlich verifiziert werden kann. Der subjektiv empfundene Anstieg allergener Reaktionen könnte aber auch
z.T. mit einem steigenden Verzehr verschiedener Lebensmittel zusammenhängen, von denen bekannt ist, daß
sie wichtige Allergene enthalten (KALKER, 1992). So ist z.B. der Konsum an Milch in Spanien und Portugal
zwischen 1961 und 1992 um 450 bzw. 290% gestiegen. Im selben Zeitraum hat sich der Verbrauch an Eiern in
Griechenland und Spanien verdoppelt, sowie der Verzehr von Krustentieren in Dänemark veracht- und in
Frankreich vervierfacht (KOMMISSION, 1997b). Epidemologische Daten sprechen für einen Zusammenhang
zwischen der Menge an verzehrten Protein und der Häufigkeit des Auftretens von Allergien. So ist z.B. die
Häufigkeit von Allergien gegenüber Fischen in Küstenregionen größer (DE MARTINO, 1990; LEHRER, 1996). Auch
die prozentuale Anfälligkeit gegenüber Erdnüssen ist in den USA größer als in einer Vielzahl anderer Staaten, in
denen pro Kopf der Bevölkerung weniger Erdnüsse verzehrt werden (BOCK, 1989).
Neben der o.g. falschen Assoziierung mit dem Begriff ”Allergie” spielt bei der quantitativen Evaluierung von
Lebensmittelallergikern auch der Placebo-Effekt eine wichtige Rolle (LASGANA, 1986). So wurde z.B. einer
Patientin, die erklärte, gegenüber Milch allergisch zu reagieren, durch eine Magensonde 50 ml Milch eingeflößt.
Die Patientin wurde hierbei in dem Glauben gelassen, es handle sich um Wasser. Es wurden keine allergische
Reaktionen beobachtet. Nachdem ihr zwei Wochen später, ebenfalls mit Hilfe einer Magensonde, 50 ml Wasser
verabreichte wurde und man ihr erklärte, es handle sich um Milch, traten Unterleibsbeschwerden und Übelkeit
auf (ATKINS, 1986). Ähnliche Placebo-Effekte sind auch aus anderen Bereichen bekannt. So hat z.B. SUAREZ 30
Personen untersucht, die von sich selbst behaupteten, Laktat-defizient zu sein, d.h. Laktose aus Milch nicht
abbauen zu können und selbst nach dem Verzehr kleiner Mengen Milch ernsthafte gastrointestinale
Beschwerden aufzuweisen. 10 Personen haben aus diesem Grunde Milchprodukte völlig gemieden. Die anderen
20 haben regelmäßig kommerziell erhältliche Laktose-Verdauungshilfen, wie Laktose-hydrolisierte Milch oder ein
Laktase-Präperat, zu sich genommen. Bei allen Personen führte eine tägliche Einnahme von 240 ml Milch über
einen Zeitraum von 1 Woche unter klinischer Beobachtung zu keinem Auftreten ernsthafter Beschwerden
(SUAREZ, 1995).
3.5
Reduzierte Synthese wichtiger Nährstoffe/ Mangelerkrankungen
Es besteht die Befürchtung, daß es aufgrund des bereits zuvor beschriebenen Phänomen der Störung
bestehender Stoffwechselwege durch Insertionsmutagenese zu einer signifikanten Modifikation in bezug auf die
quantitative Zusammensetzung relevanter Nährstoffe kommt (FDA, 1992). Die Falsifizierung bzw. Verifizierung
dieser These ist jedoch leicht durch eine qualitative und quantitative Analyse der betreffenden Inhaltsstoffe und
einem Vergleich mit bestehenden Variabilitäten möglich. Die Interpretation der Effekte bestimmter Lebensmittel
auf physiologische Systeme wie Darmfunktion, Darmentleerung, Dauer des Verbleibs im Darmtrakt, Einfluß auf
das Immunsystem, Blutdruck, Glukose Homöostase (Varianz der Glukosekonzentration), Fettstoffwechsel,
Thrombose (Verschluß von Arterien und Venen) und Koagluation (Gerinnung des Blutes) etc. ist jedoch kaum
einer weltweiten Harmonisierung oder Standardisierung in bezug auf die Messung bzw. Versuchsanordnungen
unterworfen. Eine Vergleichbarkeit der in der Literatur vorliegenden Daten wird z.B. dadurch erschwert, daß die
Versuchsanordnung, die Zeitdauer der Untersuchung, die verwendete Menge an Lebensmitteln, die Auswahl der
Probanden, die Definition der Basis-Diät etc. bei den verschiedenen Arbeiten nicht miteinander übereinstimmen die Ergebnisse also nicht wirklich miteinander zu vergleichen sind (HERMUS, 1993).
4
Regelungen zur Risikoabschätzung und zum Risiko-Management
- 48 -
B. EINLEITUNG
4.1
Risikobegriff/ Vorsorgeprinzip
Die Akzeptanz innerhalb der Verbraucherschaft ist eine wesentliche Voraussetzung für die breite Anwendung
und Weiterentwicklung neuartiger Technologien. Dies gilt auch für den Einsatz der Gentechnik im
Lebensmittelbereich. Ein wesentlicher Faktor für die Akzeptanz ist die Schaffung, Aufrechterhaltung und
Weiterentwicklung des öffentlichen Vertrauens in die Sicherheit des Lebensmittelversorgungssystems (TAYLOR,
1997).
Die Aufgabe von durch den Gesetzgeber etablierten Risikoabschätzungsmechanismen
ist
es,
die
Wahrscheinlichkeit von Risiken zu bestimmen, die möglicherweise mit der Anwendung von Produkten verbunden
sein können. Der Prozeß umfaßt traditionell die:
(1)
Identifikation möglicher Risiken (risk identification), d.h. die Identifikation negativer Effekte auf die
menschliche Gesundheit, die mit dem Konsum eines bestimmten Lebensmittel verbunden sind,
(2)
Bestimmung der Eintrittswahrscheinlichkeit des Risikos (risk assessment). Hierbei ist zu berücksichtigen:
-
die Bestimmung des Grads der Exposition gegenüber der Gefahrenquelle, d.h. die quantitative
Bestimmung der Dosis eines möglicherweise gefährlichen Inhaltsstoffes, mit dem der Verbraucher zum
Zeitpunkt des Konsums in Berührung kommt;
-
die Art des Risikos, und
-
die Bestimmung einer Dosis-Wirkungs-Beziehung, d.h. des Prozesses der Generierung quantitativer
Informationen über die Wahrscheinlichkeit des Auftretens einer Erkrankung nach der Konfrontation mit
der Gefahr;
(3)
Handhabung des Risikos (risk management);
(4)
Akzeptanz des Risikos (risk-benefit analysis) (NOTERMANS, 1996b; MALILAY, 1997; HOUK, 1989).
Der Begriff ”Risiko” wird als das Produkt aus Eintrittswahrscheinlichkeit und Schadensausmaß definiert (SINEMUS,
1995; AHL, 1993), d.h. daß ein Risiko beschrieben werden kann als die Wahrscheinlichkeit, daß ein bestimmtes
negatives Ereignis gegenüber einer Person oder einer Personengruppe, die einer Gefahr ausgesetzt ist, eintritt.
Drei Bedingungen müssen vorliegen, um von einem Risiko sprechen zu können. Zum einen muß ein gefährlicher
Stoff oder Faktor existieren. Zum zweiten muß eine Person oder Personengruppe vorhanden sein, die
gegenüber der Gefahr exponiert ist (Rezeptor), und zum dritten muß ein Mechanismus existieren, durch den der
Rezeptor in direkten Kontakt mit dem gefährlichen Stoff bzw. Faktor in Berührung kommt (BRECHER, 1997). Der
Begriff ”Gefahr” (”hazard”) bezieht sich im Gegensatz dazu auf physikalische, chemische oder biologische
Eigenschaften einer Substanz, die unter bestimmten Bedingungen negative Auswirkungen haben können (z.B.
brennbar, korrodierend, toxisch). Ein Gefahrenhinweis verweist i.d.R. nicht darauf, unter welchen Umständen die
Gefahr zu einem Risiko wird (BRECHER, 1997). Der Umgang mit Risiken ist nach Ansicht von TICHY ein zutiefst
kultureller Vorgang, weshalb ein rein technisch-wissenschaftlicher Risikobegriff zum Umgang mit dem
Phänomen der Risikoakzeptanz nicht ausreicht (TICHY, 1999).
Der Staat bzw. die zuständigen Genehmigungsbehörden werden bei der Genehmigung neuartiger Produkte
häufig vom sog. Vorsorgeprinzip geleitet, wonach „Vorsorge getroffen wird gegen eventuell noch unbekannte
Risiken, gegen Langzeitwirkungen und gegen Risiken, die erst durch das Zusammenwirken mehrerer Faktoren
entstehen. Auf zweifelsfreie wissenschaftliche Erkenntnisse zu warten, hieße in vielen Fällen, irreparable
- 49 -
B. EINLEITUNG
Schäden in Kauf zu nehmen". (BMU, 1997; s.a. PUGH, 1997). Die Kriterien, wie das Vorsorgeprinzip anzuwenden
ist, sind jedoch nicht scharf definiert (23). Der COUNSEIL EUROPEEN
DE
L`INDUSTRIE CHIMIQUE (CEFIC) hat ein
entsprechendes Positionspapier erstellt, um den Begriff des Vorsorgeprinzips klarer zu definieren (CEFIC, 1999).
Bei der Risiko-Nutzen-Abwägung werden auch, zumindest in den USA, stärker als bisher die mit der
Risikovorsorge verbundenen ökonomischen Kosten miteinbezogen (BARNARD, 1996).
Die Europäische Union wird – insbesondere auf dem Hintergrund der Erfahrungen mit BSE – im Bereich des
Risikomanagements von den folgenden Prinzipien geleitet (BONINO, 1998; KOMMISSION, 1997f):
-
Entscheidungen der Politik müssen auf wissenschaftlichen Fakten beruhen;
-
Entscheidungen im Zusammenhang mit dem Management von Risiken müssen konsequent durchgeführt
werden;
-
Risikokommunikation impliziert einen offenen und transparenten Weg im Zusammenhang mit der
Information der Öffentlichkeit über mögliche gesundheitliche Risiken.
4.1.1
Risikowahrnehmung
Durch zunehmende Umweltprobleme und technische Unfälle ist die Öffentlichkeit für die Wahrnehmung von
Risiken sensibilisiert und die Skepsis gegenüber dem wissenschaftlich-technischen Fortschritt ist erheblich
gestiegen (BONß, 1990). Die Risikowahrnehmung in breiten Teilen der Bevölkerung korreliert dabei in den
meisten Fällen nicht mit der Risikowahrnehmung von Experten (24), was z.B. auch an der Formulierung von
Forschungsdefiziten bzw. anzustrebenden Forschungsprioritäten deutlich wird (HOTCHKISS, 1990; CLIVER, 1993;
KARGER, 1996; KLOSE, 1999). So sind z.B. eine Vielzahl von in Lebensmitteln auftretenden Pathogenen bekannt,
die zu ernsthaften Erkrankungen und Todesfällen führen können (MENG, 1997; PIERSON, 1993).
Während Fachleute technischen Betrachtungen und statistischen Ausführungen eine große Bedeutung
beimessen, sind dies für den Normalverbraucher i.d.R. keine Parameter, an denen er sich orientiert. Die
Ergebnisse von Fütterungsstudien werden z.B. von Verbrauchern i.d.R. völlig anders bewertet als von
Toxikologen (SCHEUPLEIN, 1987; s.a. Kap. C-1.1.). Als ein Beispiel hierfür kann die Bewertung der Arbeiten von
SCHUBBERT und DOERFLER herangezogen werden, in denen überraschend der Transport von M13-DNA durch die
Darmmucosa nachgewiesen werden konnte (SCHUBBERT 1994; 1997; 1998). Eine Übertragung der DNA auf im
Darm lebende E.coli Bakterien konnte jedoch nicht gezeigt werden. Während diese Arbeiten auf Seiten der
Kritiker als Beweis für die Unkontrollierbarkeit der Gentechnik herangezogen wurde (z.B. KOLLEK, 1997), vertrat
DOERFLER selbst die Ansicht, daß kein erhöhtes Risikopotential mit der Gentechnik verbunden ist, da ”von
Säugetieren offenbar laufend fremde DNA Fragmente, die aus der Natur stammen, ausgeschieden und auch in
den Organismus aufgenommen werden” (SCHUBBERT, 1994) und da ”Säugetiere Verteidigungsmechanismen
23
24
”What is the precautionary principle? As a scientist I do not strictly know because the policy-makers have to define
what is an acceptable risk. Is it zero? ... The lesson we scientists need to stress to ourselves is that we need to admit
more frequently that we do not know the answer ... and then enter the debate ... about the precautionary principle and
what is an acceptable risk.” (ANDERSON, R. in: KOMMISSION, 1998b). Ähnlich auch JAMES .: ”We find the precautionary
principle is an extremely difficult one to engage in .... If we took the total precautionary principle I can guarantee you
that the Scientific Steering Committee would immediately shut down the agricultural industry of Europe .” (JAMES, P. in:
KOMMISSION, 1998b).
Ӏhnlich wie schon das Tierschutzgesetz und viele Umweltschutz-Verordnungen ist auch das Gentechnikgesetz nur
noch Ausdruck kurzsichtig-populistischer Politik, die unsere wissenschaftlichen, technischen und wirtschaftlichen
Zukunftschancen weiter reduziert, um der allgemeinen Paranoia entgegenzukommen.” (MÜLLER, 1991).
B. EINLEITUNG
- 50 -
gegen diesen genetischen Angriff entwickelt haben.” (DOERFLER in: COHEN, 1998). Auch das FDA vertritt die
Auffassung, daß „es ohne selektiven Druck sehr unwahrscheinlich ist, daß die so aufgenommenen Gene
exprimiert werden, selbst wenn sie in das Genom integriert würden. Darüber hinaus, sterben die hier
untersuchten Zellen gewöhnlich nach wenigen Wochen ab und werden durch neue ersetzt.“ (FDA, 1998; s.a.
Kap. B.-3.1.3).
Auch die Gefahr durch den Einsatz der Gentechnik bedingter allergischer Erkrankungen wird heftig in einer
breiten Öffentlichkeit diskutiert - obgleich bisher nicht ein einziger geschädigter Verbraucher aufgetreten ist.
Demgegenüber führt das Auftreten von anaphylaktischen Schocks, hervorgerufen durch den Gebrauch von
Präservativen oder Babyschnullern, die Latex enthalten, nicht zu einer Debatte um andere Methoden der
Verhütung oder der Säuglingspflege (DIDIER, 1991; ESPIN, 1991; TURJANMAA, 1986; 1989; W ARSHAW , 1998). Auch
aus anderen Bereichen des Umgangs mit Lebensmitteln sind Beispiele dafür bekannt, daß der Grad der
öffentlichen Aufmerksamkeit häufig nicht mit dem durch die Wissenschaft eingeschätzten Gefahrenpotential
korreliert. So wurden z.B. 1985 im Rahmen der Lebensmittelüberwachung Gummibärchen mit einer erhöhten
Konzentration an Diethylglykol entdeckt, mit der Folge, daß durch Aufsichtsbehörden Rückrufaktionen verordnet
wurden, obgleich ein Verbraucher 4 kg Gummibärchen hätte essen müssen, um den ADI-Wert von Diethylglykol
zu erreichen (SCHROETER, 1998).
Die Analyse der in der Öffentlichkeit diskutierten Risiken und Befürchtungen im Zusammenhang mit dem Verzehr
von gentechnisch veränderten Lebensmitteln (oder -bestandteilen) (s. Kap. B-3.) zeigt, daß nicht alle diskutierten
Risiken einen naturwissenschaftlich begründeten Hintergrund besitzen. So besitzen z.B. laut einer Umfrage ca.
64 % der Befragten die Erwartung, daß "gentechnisch veränderte Lebensmittel die eigenen Erbinfomationen
verändern", obgleich es hierfür keinerlei wissenschaftliche Beweise gibt (PUDEL, 1996).
AMES et al. haben berechnet, daß „Amerikaner pro Person und Tag ca. 1,5. g natürliche Pestizide zu sich
nehmen, was einer 10.000fach höheren Menge an künstlichen Pestiziden entspricht, die täglich mit der Nahrung
aufgenommen werden.” (AMES, 1990a). Von den bis dahin untersuchten Pflanzentoxinen, die in Obst und
Gemüse natürlicherweise vorkommen, zeigen fast 50% in Laborversuchen ein karzinogenes Potential.
Menschen konsumieren im Durchschnitt 2 g/ Person und Tag an Karzinogenen wie polycyklischen
Verbindungen, hetrocyklischen Aminen und Nitrosaminen, deren Synthese in Lebensmitteln durch Koch- und
Bratvorgänge induziert wird (AMES, 1990a). In der Medienöffentlichkeit und auch im Bewußtsein von
Verbrauchern spielen diese Gefahrenmomente jedoch kaum eine Rolle, so daß gefolgert werden darf, daß der
Grad an öffentlich geäußerten Befürchtungen nicht automatisch mit dem konkreten Gefahrenpotential korreliert
(AMES, 1990b).
Bei der Diskussion über den Begriff der Risikowahrnehmung und der Akzeptanz von Risiken ist auch die Frage
nach den Prioritäten von Forschungsaufwendungen und publizistischer Aufmerksamkeit zu diskutieren. FRIES
vertritt z.B. die Auffassung, daß Prioritäten von Seiten der Politik nicht richtig gesetzt werden (25). Ähnlich
äußerte sich auch GIBNEY im Rahmen einer Anhörung der EU-Kommission zum Thema BSE (26) (KOMMISSION,
25
26
”Rational priorities mandate paying the greatest attention to the greatest problems. In contrast, what are the realities?
Public press, FDA activities, medical reports, and congressional inquiries have focused instead on the rare and or the
trivial.” (FRIES, 1988; ähnlich auch DOULL, 1996; im Gegensatz dazu GELENBERG, 1993).
”Over a decade, and on a global basis, the health risk from obesity, from diabetes, high blood pressure, heart disease
and so forth are a billion times greater than BSE. But I do not see big conferences being organised here on obesity. ..
- 51 -
B. EINLEITUNG
1998b) bzw. SALYERS zur Debatte über die Verwendung von Antibiotika-Resistenzmarkern (SALYERS, 1996). Die
Widersprüchlichkeit der Aussagen von Genehmigungsbehörden führen zu einer starken Verunsicherung auf
Seiten der Verbraucher. So hat sich z.B. das britische ACNFP gegen die Zulassung von Bt-Mais ausgesprochen,
weil das Ampicillin-Resistenzgen in den Pflanzen als ”unakzeptables Risiko” angesehen wurde (SALYERS, 1996),
während nur wenige Monate später das SCIENTIFIC COMMITTEE
FOR
ANIMAL NUTRITION (SCAN) auf europäischer
Ebene den Gebrauch von Avoparcin gebilligt hat, obgleich es sich hierbei um ein Vancomycin-Analoga handelt.
Vancomycin gilt als eines der letzten wirksamen Antibiotika gegenüber Staphylococcus aureus.
Die Wahrnehmung der mit einer bestimmten Technologie verbundenen Risiken hängt von verschiedenen
Faktoren ab (HOBAN, 1996; MOLLE, 1999; KARGER, 1996)
-
Wird das Risiko freiwillig in Kauf genommen (z.B. Rauchen oder Autofahren?
-
Ist die Ursache des Risikos eher künstlicher Natur (wie z.B. die Luftverschmutzung oder die Verwendung
von Lebensmittelzusatzstoffen)?
-
Ist der Schaden, wenn er eintritt groß oder akzeptabel?
-
Sind mit dem Produkt/ mit dem Einsatz der Technologie Vorteile für den Einzelnen verbunden, d.h. wer
profitiert von dem Einsatz der Technologie?
-
Bestehen Alternativen?
Bei der Kommunikation mit der breiten Öffentlichkeit ist es nach Ansicht von ANDERSON notwendig, stärker als
bisher „Risiken in einem Vergleich zu diskutieren. Es hilft nichts, lediglich Zahlen zu zitieren, die auf
Wahrscheinlichkeiten von 1:1.000 oder 1:1.000.000 hinweisen. Risiken sind immer in einen relativen Kontext zu
stellen. Hierzu gehört z.B. der Vergleich, wie hoch das Risiko ist, in einem bestimmten Zeitabschnitt mit einer
schweren Lebensmittelvergiftung konfrontiert zu werden, die zu einer ernsthaften Erkrankung oder zum Tod
führt.“ (ANDERSON, R. in: KOMMISSION, 1998b).
4.1.2
Risikoakzeptanz
Aufgabe von Wissenschaft ist es, die naturwissenschaftlichen Grundlagen für eine möglichst objektivierbare
Analyse der mit der Einführung eines neuen Lebensmittel verbundenen potentiellen Risiken zu ermöglichen
(GRANT, 1990; SEXTON, 1992; HERTZ, 1995; W ARTENBERG, 1995; GODDARD, 1995; VANDENBERG, 1995). Aufgabe
der
Gesellschaft
und
schließlich
jedes
einzelnen
Verbrauchers
ist
es,
die
Schlüssigkeit
bzw.
Überzeugungsfähigkeit der Daten zu bewerten - eine faktische Bewertung erscheint dem Autor aufgrund der
Komplexität des Themenfeldes für breite Verbraucherkreise ausgeschlossen - bzw. aufgrund bestehender
möglicher Produktvorteile darüber zu entscheiden, ob ein neuartiges Lebensmittel von ihm angenommen wird
(s.a. TAPPESER, 1994). Dabei brauchen ”Wissenschaft, Politik, Produktion und Handel für die Übergangsphase
von der Rationalisierung zum besseren Produkt das Vorschußvertrauen der Bürger - nämlich die Einsicht in die
Rechtschaffenheit der Ziele. Dieses Vertrauen ist aber durch Werbemaßnahmen und Überreden allein nicht zu
erreichen.” (GASSEN, 1995).
The reality is that if you sit down to consider the philosophical aspects of world food production, BSE is little.” (GIBNEY
in: KOMMISSION, 1998b).
- 52 -
B. EINLEITUNG
Die Anwendung der Gentechnik im medizinischen Bereich ist mittlerweile von einer großen Akzeptanz geprägt
(HENNEN, 1992; KOMMISSION 1997k), während der Einsatz der Gentechnik im Lebensmittelbereich von Seiten der
Verbraucher kritischer betrachtet wird (ANONYMUS, 1996c; AKADEMIE, 1998). Dies resultiert zum Teil auch aus
Unsicherheiten und Erfahrungen der Endverbraucher mit dem Umgang von staatlichen Stellen mit der
insbesondere in Großbritannien aufgetretenen Erkrankung von ca. 1 Mio. Rindern an BSE (KOMMISSION, 1998b).
Ein direkter Vergleich zwischen BSE und Gentechnik, wie er z.B. von GREENPEACE vorgenommen wird
(GREENPEACE, 1997; (27); FLOTHMANN, 1998), forciert die Verunsicherung von Seiten der Verbraucher. GOLUB
zum Beispiel vertritt die Auffassung, daß selbst wenn es gelingen sollte, mit einem erheblichen
Forschungsaufwand die offenen wissenschaftlichen Fragen zu lösen, dies nicht automatisch zu einer höheren
Akzeptanz von gentechnisch veränderten Lebensmitteln führen würde. Er vertritt die Auffassung, daß "das
zentrale Problem darin besteht, daß Wissenschaft ihre Glaubwürdigkeit verliert. Selbst wenn die
naturwissenschaftliche Erziehung an den Schulen verstärkt wird, würde dies das Problem des Widerstandes
gegen die Gentechnik nicht lösen, da die Ursachen viel tiefer liegen. Wissenschaftler müssen sich darüber im
klaren sein, daß die abstrakte, lineare, logische Denkweise, die sie auszeichnet und qualifiziert, für den NichtWissenschaftler ein fremdartiges Wesen ist. ... Wenn wir Erziehung ernst nehmen wollen, sollten wir über die
Statistik der Risikoabschätzung sprechen, darüber wie sich wissenschaftliche Wahrheiten im Lichte neuer
Fakten ändern und über die Natur wissenschaftlicher Skepsis." (GOLUB, 1997).
Die Ablehnung der Gentechnik im Lebensmittelbereich resultiert auch aus einem tiefen Mißtrauen gegenüber
neuen Technologien, oder - wie es manche Autoren bezeichnen - gegen "Unbedenklichkeitsbescheinigungen"
auf dem Hintergrund wissenschaftlicher Daten (SCHREIBER, 1995). Ein weitere wichtiger Faktor ist, daß auch
andere Fragen, wie etwa die Umweltauswirkungen oder der Einfluß neuer Technologien auf die Dritte Welt
(CONSUMER INTERNATIONAL, 1996) einen immer stärkeren Einfluß auf das Kaufverhalten und die Akzeptanz einer
neuen Technologie besitzen. Diese Fragen stehen im Rahmen der bestehenden Genehmigungsverfahren jedoch
häufig nicht zur Debatte (MAYER, 1996). Eine solche umfassendere Sichtweise ist nach Ansicht des Verfassers
auch
Hintergrund
für
die
-
unabhängig
von
der
Risikodiskussion
geführte
-
Intensität
der
Kennzeichnungsdebatte, die in den letzten Jahren eine herausragende Rolle innerhalb der öffentlichen
Diskussion eingenommen hat (KATZEK, 1993; 1995).
4.1.3
Risikobewertung
Die zur Anwendung kommenden naturwissenschaftlichen Methoden zur Abschätzung eines Risikos werden
niemals in der Lage sein, Risiken zu 100% auszuschließen. Risikoabschätzungen wurde deshalb von manchen
Autoren als ”Kunst” und weniger als ”Wissenschaft” bezeichnet (SEXTON, 1995). Genehmigungsbehörden sind
häufig in der Situation, daß sie Entscheidungen treffen müssen, auch wenn die Datenlage dies nicht
notwendigerweise bis ins letzte Detail zuläßt (LOWE, 1989). Schon bei den Beratungen zum Food, Drug &
Cosmetic Act in den USA hat der Gesetzgeber bereits 1958 klargestellt, daß „das Sicherheitskonzept dieses
Gesetzeswerkes die Frage beinhaltet, ob eine Substanz gefährlich für die Gesundheit von Mensch oder Tier ist.
Sicherheit erfordert den Beweis einer begründeten Wahrscheinlichkeit, daß durch die beabsichtigte Verwendung
27
”Official risk assessments of GMOs have tended to equate the absence of any evidence of risks with the conclusion of
no or minimal risk. We know from the BSE case that this may prove to be fallacious and dangerous assumption.”
(GREENPEACE, 1997).
- 53 -
B. EINLEITUNG
des Zusatzstoffes kein Schaden entsteht. Sicherheit bedeutet nicht – und kann nicht bedeutet – daß ein Beweis
erbracht wird, der jeglichen möglichen Zweifel unter allen möglichen Umständen ausräumt.“ (28) An anderer
Stelle heißt es: „Sicherheit bedeutet, daß eine begründete Gewißheit bei den meisten kompetenten
Wissenschaftlern besteht, daß die Substanz unter den angestrebten Nutzungsbedingungen nicht gefährlich ist.
Es ist unmöglich, zum derzeitigen Stand von Wissenschaft und Technik mit vollkommener Sicherheit die
absolute Harmlosigkeit der Verwendung jeglicher Substanz zu erklären“. (29). Die Fehlerbehaftung von
Risikoabschätzungen ist nicht nur aus dem pharmazeutischen Bereich, sondern auch aus der Evaluierung des
Karzinogenitätspotentials von Chemikalien bekannt (MOOLENAAR, 1994) (s.a. Kap. C-1.1). Die in der Öffentlichkeit
geführte Risikodiskussion zum Thema Gentechnik spitzt sich i.d.R. auf die Frage zu, wie die komplexen
Vorgänge, die mit einer genetischen Veränderung in den Pflanzen einhergehen, bewertet werden, nämlich ob als
irreversibel und unkontrollierbar oder nicht. Selbst von Kritikerseite wird dabei anerkannt, daß es kein Null-Risiko
geben kann (HÄRLIN, GREENPEACE, pers. Mitteilung, 1999). Entscheidend ist jedoch, welche Maßnahmen und
Strategien vorgeschlagen werden, um das Risiko zu erfassen (ANONYMUS, 1989).
Eine Bewertung über die Frage von Sicherheit ist daher eine Bewertung auf Grundlage gesellschaftlicher oder
persönlicher Werte. Die Bewertung der Sicherheit eines Produktes oder einer Technologie basiert auf zwei
Parametern: Der Messung des Risikos und der Entscheidung über die Akzeptanz des Risikos (STROHM, 1994c).
Die Risikoakzeptanz ist abhängig von den folgenden Faktoren:
(1)
Eigenschaften des eintretenden Schadens, d.h.
-
Ernsthaftigkeit;
-
Reversibilität;
-
Häufigkeit;
-
sofortiges bzw. verzögertes Auftreten;
-
Gewißheit des Auftretens;
-
Eintreten des Schadens führt zu einer Krankheit, von der man sich besonders fürchtet, die mehr
Emotionen und Ängste schürt als andere (z.B. AIDS und Krebs).
(2)
Charakteristika des Produktes/ der Technologie, von dem bzw. von der das Risiko ausgeht:
-
Produkt
ist
essentiell
oder
optional
für
die
Lebensqualität.
Erhebliche
unerwünschte
Arzneimittelwirkungen werden bei einer Chemotherapie zur Bekämpfung eines Karzinoms z.B. eher
akzeptiert als geringfügige Nebenwirkungen bei einem Mittel gegen Rhinitis;
-
Auftreten des Risikos durch eine Behandlung vs. einer Nichtbehandlung;
-
Vorhandensein von alternativen Behandlungsmethoden;
-
Aufsichnehmen des Risikos geschieht freiwillig (so sind Menschen eher bereit, das Risikos eines
Automobilunfalles hinzunehmen, als das eines Flugzeugabsturzes, weil wir im ersten Fall davon
ausgehen, mehr Eigenkontrolle in bezug auf das Eintreten eines Schadensfalles zu besitzen (PARIZA,
1992));
-
Wahrnehmung desjenigen, der das Risikos einschätzt. So kommen z.B. in den USA pro Jahr etwa 3000
Kinder aufgrund von Alkoholmißbrauch durch die Mutter während der Schwangerschaft mit einer
Embryopathie (Entwicklungsstörung des Embryos) zur Welt, ohne daß dies zu einer größeren
gesellschaftlichen Debatte führt.
28
H.R. Report No. 2284, 85th Congress, 1958. Zur Geschichte des Gesetzes s. PAULI, 1986.
- 54 -
B. EINLEITUNG
Bei der Risikoanalyse einer neuen Technologie oder eines neuen Produktes muß unterschieden werden
zwischen dem abstrakten Risiko und der Frage von Sicherheit bzw. der reellen Gefahr (TARAZONA, 1997). Kaum
eine menschliche Betätigung ist frei von Risiken. Selbst das Liegen im Bett ist mit dem Risiko verbunden, sich
wundzuliegen. Und nicht alle bekannten Risiken des Lebens führen zu einem Eingreifen des Gesetzgebers mit
dem Ziel, durch die Festlegung verpflichtender technischer Maßnahmen die Wahrscheinlichkeit des Eintretens
eines Schadensfalls zu reduzieren. So sterben z.B. ca. 7000 Personen in den USA jährlich durch einen Sturz
von der Treppe (W ILSON, 1987). Dennoch kommt der Gesetzgeber nicht auf die Idee, den Einbau von Treppen in
Häusern zu verbieten (30).
Die Bewertung von Risiken spiegelt nicht automatisch deren konkretes, naturwissenschaftlich belegbares
Gefahrenpotential wieder. So ist die Verwendung pflanzlicher Wirkstoffe und Vitaminzusätze in der allgemeinen
Öffentlichkeit positiv besetzt, obgleich manche Präparate durchaus auch toxische Auswirkungen zeigen können
(HUXTABLE, 1990;
DE
SMET, 1992). PERHARIC hat retrospektiv etwa 5000 in den Jahren 1983-1989 eingegangene
Meldungen bei der NATIONAL POISONS UNIT (NPU) in London ausgewertet und konnte dabei gesundheitliche
Beeinträchtigungen sowohl bei Vitaminpräparaten (n= 4019) feststellen, als auch bei natürlichen Substanzen, die
bekanntermaßen positive gesundheitliche Wirkungen zeigen wie z.B. Fischleberöl oder Präparate auf Hefe-Basis
(n= 141) und Kräuterextrakte (n= 968). Die Mehrzahl von Meldungen (78%) bezog sich auf Fälle, in denen Kinder
unter 5 Jahren die Stoffe zu sich genommen haben. In 8% der im Zusammenhang mit Vitaminpräparaten
stehenden Meldungen (n= 342) und sogar in 25% der Meldungen (n= 245) im Zusammenhang mit
Kräuterextrakten waren deutlich negative Symptome zu beobachten (PERHARIC, 1994). Auch zeigen eine Reihe
von Lebensmitteln wie Kaffee, Tee, gekochter Fisch und karamellisierter Zucker in genotoxischen Test mutagene
Eigenschaften. Genotoxizität sollte deshalb nach Auffassung von BRUSIK nicht “a priori als das Anzeichen einer
Gefahr interpretiert werden.” (BRUSICK, 1994). GOCKE et al hinterfragen sogar generell die Sinnhaftigkeit
genotoxischer Test zur Beurteilung von biotechnologischen Produkten (GOCKE, 1999). Neben der Konfrontation
mit pflanzeneigenen Toxinen kann es durch Kontaminationen mit Bakterien und deren Toxinen sowie
Mycotoxinen zu Lebensmittelvergiftungen kommen (REDDY, 1994; VASANTHI, 1998) - die aber in der öffentlichen
Wahrnehmung nicht den Stellenwert einnehmen, wie dies bei der Debatte über den Einsatz der Gentechnik in
der Lebensmittelverarbeitung der Fall ist.
Der ”Biß in die knackige Mohrrübe” gilt wegen des hohen Gehalts an β-Carotin (Provitamin A) und Vitamin E in
Mohrrüben (Daucus carota spp. sativus) unter Verbrauchern geradezu als Verkörperung einer gesunden
Lebensweise (31). Diese Einstellung wurde auch durch frühere epidemiologische Daten gestützt, wonach der
Verzehr von Obst und Gemüsen mit einer reduzierten Wahrscheinlichkeit einherging, an Krebs zu erkranken
(BLOCK, 1992). Vitamin E ist ein Gemisch aus vier Tocopherolen, wobei insbesondere α-Tocopherol als wichtiges
Antioxidant fungiert (RECHKEMMER, 1999). Aus diesem Grunde wird auch daran gearbeitet, den Gehalt an αTocopherol mit Hilfe gentechnischer Methoden in Pflanzen zu erhöhen. So konnten SHINTANI et al. durch den
Umbau von γ-Tocopherol in Arabidopsis thaliana den Gehalt an α-Tocopherol um den Faktor 80 steigern
29
30
31
CFR (Code of Federal Regulation) Title 21, Sec. 170.3.
Ähnlich auch STADLER, der das Gefahrenpotential von Milch mit dem von gentechnisch veränderten Lebensmitteln
verglich, und dabei zu dem folgenden Schluß kam: ””The most dangerous food we consume daily is milk. In
comparison to genetically modified foods it is so dangerous that we should start thinking about taking it from the
market.” (STADLER, 1998).
Eine Übersicht über das Vorkommen von Karotenoiden in Lebensmitteln gibt die USDA-NCC CAROTENOID DATABASE
(http://www.nal.usda.gov/fnic/foodcomp/Data/isoflav/isoflav.html).
B. EINLEITUNG
- 55 -
(SHINTANI, 1998). Im Rahmen des AIR-(Agro Industrial Research)-Programms der EU wurde ein System zur
Produktion von Karotenoiden durch Algen entwickelt (KOMMISSION, 1998c). Ob diese Produkte jedoch jemals
vermarktet werden, ist auf dem Hintergrund aktueller Daten und dem Wissen um die Art der öffentlichen Debatte
zweifelhaft, denn OMENN et al. und ALBANES et al. konnten in epidemiologischen Untersuchungen, der sog.
ATBC-Studie (Alpha-Tocopherol Beta-Carotene) und der CARET-Studie (β-Carotene and Retional Efficacy TrialStudie) entgegen der allgemeinen Ansicht einen positiven Zusammenhang zwischen dem Konsum von β-Carotin
und α-Tocopherol bzw. β-Carotin/ Vitamin A und Lungenkrebs nachweisen (OMENN, 1996; SMIGEL, 1996; ATBCCANCER PREVENTION STUDY GROUP, 1994; 1994b; s.a. SCF, 1998c; kritisch hierzu KASPER, 1996).
Etwa 30.000 männliche Raucher aus Finnland haben im Rahmen der epidemiologischen ATBC-Studie über
einen Zeitraum von fünf Jahren entweder jeweils 20 mg β-Carotin oder 50 mg α-Tocopherol zu sich genommen.
Bei der β-Carotin-Gruppe zeigte sich eine höhere Ausbildungsrate von Lungenkrebs (473 Fälle gegenüber 402 in
der Placebo-Gruppe), von Prostatakrebs (138:112) und Magenkrebs (70:56). In der α-Tocopherol-Gruppe
wurden weniger Prostatakrebsfälle beobachtet (99:151) und weniger Dickdarmkrebs (68:81), dafür jedoch eine
höherer Rate an Magenkrebs (70:56) (ALBANES, 1995). Der karzinogene Effekt von β-Carotin-Supplementen
konnte mittlerweile auch in Tierversuchen mit Frettchen bestätigt werden (W ANG, 1999).
In der CARET-Studie wurden 18.314 ehemalige Raucher und Personen, die mit Asbest gearbeitet haben, über
einen Zeitraum von 4 Jahren beobachtet. In diesem Zeitraum haben sie täglich eine Kombination aus 30 mg βCarotin und 25.000 IU Vitamin A zu sich genommen. Auch in dieser Studie war die Anzahl an
Lungenkrebserkrankungen in der Placebo-Gruppe geringer (4,33 Lungenkrebsfälle/1000 Personenjahre in der
Placebo-Gruppe gegenüber 6,05 in der behandelten Gruppe).Gleiches galt für die allgemeine Sterblichkeitsrate.
Die Studie wurde aufgrund der deutlich gewordenen Korrelation im Januar 1996 abgebrochen (OMENN, 1996;
BOYCE, 1999).
Auch der Verlauf der gesellschaftlichen Diskussion über die Akzeptanz anderer, den Lebensmittelbereich
betreffenden Technologien, wie etwa die Bestrahlung, läßt Zweifel daran aufkommen, ob eine indirekte
Proportionalität zwischen der Akzeptanz einer solchen Technologie und dem Aufwand an Forschung über die
Sicherheit bzw. über das Gefährdungspotentials dieser Technologie besteht. GIDDINGS z.B. vertritt die
Auffassung, daß “wie groß die Zahl und wie umfangreich die Art der Untersuchung auch immer ist – sie werden
niemals zur Zufriedenheit der radikalen, nur auf sich selbst bedachten Gegnern der Bestrahlung ausgeführt
sein.” (GIDDINGS, 1992; ähnlich auch ANONYMUS, 1999c (32)). Daß sich gesellschaftliche Diskussionen nicht
immer an konkreten oder auch nur imaginären Risikoszenarien entzündet, sieht man z.B. daran, daß die selben
Risikoszenarien (z.B. Bildung neuartiger Toxine) bei der einen neuen Technologie (z.B. der Bestrahlung) zur
öffentlichen Kontroverse führen und in anderen Fällen nicht (z.B. bei der Einführung der Mikrowelle oder bei der
Anwendung der Extrudertechnik zur Herstellung von Snacks) (DIEHL, 1990). Dabei wird nach Ansicht mancher
Autoren z.T. auch in Kauf genommen, daß technische Alternativen, die zu einer gesundheitlichen Verbesserung
32
"Of course, many opponents do not want a consensus... What they really want is for the crops never to be grown
because they object to them on ideological grounds.... and you don’t win such battles with science. You win them with
propaganda."
B. EINLEITUNG
- 56 -
führen würden, nicht genutzt werden (33). Die Abwägung zwischen den Risiken und den Vorteilen eines
Produktes (risk-benefit assessment) ist im pharmazeutischen Bereich bereits länger bekannt. Der Marketing
Authorisation Holder (MAH) ist sogar verpflichtet, eine Risiko-Nutzen Abwägung seines Produktes vorzunehmen
(EMEA, 1998). Auch ist es nicht ungewöhnlich, daß Medikamente mit einem ähnlichen Wirkungsspektrum in
bezug auf die mit ihnen verbundenen, unerwünschten Arzneimittelwirkungen miteinander verglichen werden (z.B.
HAYES, 1986). Der Grad des Risikos, der als akzeptabel angesehen wird, ist nach Ansicht der EUROPÄISCHEN
AGENTUR FÜR DIE BEURTEILUNG VON ARZNEIMITTELN (EMEA) “abhängig von der Ernsthaftigkeit der Erkrankung, die
behandelt wird. Bei der Behandlung einer Erkrankung mit einer hohen Sterblichkeit ist die Inkaufnahme einer
hohen Wahrscheinlichkeit bei der Ausprägung von ernsthaften Nebenwirkungen auf dem Hintergrund des zu
erwartenden Nutzen größer.“ (EMEA, 1998). Derzeit bestehen keine allgemein anerkannten Methoden, wie die
Risiko-Nutzen-Abwägung durchzuführen ist (CIOMS, 1998).
4.2
Rechtliche Regelungen über den Umgang mit gentechnisch veränderten Organismen im
Lebensmittelbereich
Es gibt eine Reihe von internationalen Richtlinien, die Grundlage für die Evaluierung potentieller
Nebenwirkungen sind, die mit dem Verzehr eines neuartigen Lebensmittel verbunden sein könnten (FDA, 1992;
ACNFP, 1991; 1994b; OECD, 1992; JONAS, 1996b, KOMMISSION, 1997e).
4.2.1
Auf europäischer Ebene
Das Inverkehrbringen gentechnisch veränderter Organismen bzw. von Produkten aus diesen wird innerhalb der
Europäische Union durch die Verordnung 258/97/EWG über neuartige Lebensmittel und neuartige
Lebensmittelzutaten (EG, 1997) und die Richtlinie 90/220/EWG über die absichtliche Freisetzung genetisch
veränderter Organismen (EG, 1990b) geregelt (SCHAUZU, 1996).
Des weiteren besteht innerhalb der Europäischen Union das Rapid Alert System for Foodstuff (RASFF),
(KOMMISSION, 1999; BLL, 1999). Basierend auf Art. 8 der Richtlinie 92/59/EEC (EG, 1992) über die allgemeine
Produktsicherheit wurde innerhalb der Generaldirektion XXIV der Europäischen Kommission ein System
aufgebaut, mit dem Ziel, „die Mitgliedstaaten schnell zu informieren über Probleme oder Risiken in
Zusammenhang mit Lebensmitteln, die nicht den Sicherheitsstandards der Europäischen Union genügen oder
aufgrund ihrer unzureichenden Kennzeichnung ein Risiko für Verbraucher darstellen können”. (KOMMISSION,
1999). In den USA steht ein solches System auch über das Internet zur Verfügung (34).
Es gibt auf europäischer Ebene jedoch kein dem deutschen LMBG vergleichbares, zusammenhängendes
Gesetzeswerk (zur Historie s. STREINZ, 1992; MEZELAS, 1990; KOMMISSION, 1997m). Lediglich die Verwendung
von Zusatzstoffen wurde bereits relativ früh auch auf europäischer Ebene reguliert. Im einzelnen handelt es sich
33
”Eigentlich akzeptieren wir als Bundesoberbehörde für Gesundheit Tote unter anderem aus Angst, die Bestrahlung
aufgrund negativer Reaktionen der Verbraucher zu propagieren. Wir machen uns in grober Art und Weise mitschuldig
an dieser Situation.” (BÖGL, K.W., Institut für Sozialmedizin und Epidemiologie des BGA (Berlin), in: KATALYSE;, 1993a).
34
www.foodsafety.org/hot3.htm
- 57 -
B. EINLEITUNG
hierbei um die Zusatzstoff-Rahmenrichtlinien 89/107/EWG (EG, 1988) i.V.m. der Änderungsrichtlinien
94/34/EWG (EG, 1994c) und die auf ihr beruhenden Einzel-Richtlinien über Farbstoffe (94/36/EG) (EG, 1994a),
Süßungsmittel (94/35/EG) (EG, 1994b) i.V.m. der Ergänzungsrichtlinie 95/31/EG (EG, 1995d), Aromen
(88/388/EEC) (EG, 1988b) und über Zusatzstoffe außer Farbstoffe und Süßungsmittel (sog. MiscellaneousRichtlinie 95/2/EG) (EG, 1995c) (zur Übersicht s. SCHLACKE, 1996). Die Vermarktung von Zusatzstoffen unterliegt
damit einem Erlaubnisvorbehalt, d.h. alle Zusatzstoffe, die nicht in den Positivlisten aufgenommen wurden, sind
grundsätzlich verboten. Damit wird das in den vormals geltenden Richtlinien zu Farbstoffen (EG, 1962),
Konservierungsmitteln (EG, 1964), Antioxidantien (EG, 1970), Emulgatoren, Stabilisatoren, Verdickungs- und
Geliermitteln (EG, 1974) etablierte Prinzip fortgesetzt. Zusatzstoffe sind nach Art 1 Abs. 2 der ZusatzstoffRahmenrichtlinie 89/107/EWG (EG, 1988) definiert als ”Stoffe mit oder ohne Nährwert, die in der Regel weder
selbst als Lebensmittel verzehrt noch als charakteristische Lebensmittelzutat verwendet werden und einem
Lebensmittel aus technologischen Gründen bei der Herstellung, Verarbeitung, Zubereitung, Verpackung,
Beförderung oder Lagerung zugesetzt werden, wodurch sie selbst oder ihre Nebenprodukte (mittelbar oder
unmittelbar) zu einem Bestandteil des Lebensmittels werden oder werden können”. Verarbeitungshilfsstoffe, d.h.
solche Stoffe, die ”nicht selbst als Lebensmittelzutat verzehrt werden, jedoch bei der Verarbeitung von
Rohstoffen, Lebensmitteln oder deren Zutaten aus technologischen Gründen während der Be- oder Verarbeitung
verwendet werden und unbeabsichtigte, technisch unvermeidbare Rückstände ... im Enderzeugnis hinterlassen
können”, sind nach Fußnote 1 zu Art.1. Abs. 3a vom Anwendungsbereich der Richtlinie 89/107/EWG
ausgeschlossen. Dennoch hat das SCIENTIFIC COMMITTEE
FOR
FOOD Richtlinien für deren Risikoabschätzung
erarbeitet (SCF, 1992).
Nach Art 3 Abs. 3. i.V.m. Anhang II Nr. 1 der Richtlinie 89/107/EWG darf ein Zusatzstoff nur dann zugelassen
werden, wenn eine hinreichende technologische Notwendigkeit nachgewiesen und das angestrebte Ziel nicht mit
anderen, wirtschaftlich und technisch brauchbaren Methoden erreicht werden kann; wenn die vorgeschlagene
Dosis für den Verbraucher gesundheitlich unbedenklich ist (soweit die verfügbaren wissenschaftlichen Daten ein
Urteil hierüber erlauben) und der Verbraucher durch die Verwendung nicht irregeführt wird.
Die europaweite Harmonisierung hat auch dazu geführt, daß die Verwendung einzelner in der Bundesrepublik
bis dahin verbotener Zusatzstoffe wieder zugelassen werden mußte. Dies betraf etwa die Propionsäure und ihre
Salze. Der ursprünglich erlaubte Einsatz von Propionsäure für die Konservierung von Schnittbrot wurde 1987 in
der Bundesrepublik widerrufen, nachdem die Verfütterung hoher Dosen an Propionsäure an Ratten zu einer
Veränderung des Drüsenmagens geführt hat und bei Hunden eine Veränderung der Speiseröhre beobachtet
wurde. Auch wenn die Ergebnisse nur bedingt auf den Menschen übertragbar waren, weil der Mensch kein der
Ratte ähnliches Organ wie den Drüsenmagen besitzt, hat der Gesetzgeber aus Gründen des vorbeugenden
Gesundheitsschutzes Propionsäure und ihre Salze aus der Liste der zur Konservierung zugelassenen
Zusatzstoffe wieder gestrichen (BUNDESRAT, 1987). Ein anderes Beispiel für den Widerruf der Genehmigung zum
Inverkehrbringen eines Zusatzstoffes stellt Furylfuramid dar, das 1965 in Japan zugelassen und 1974 wieder
vom Markt genommen wurde, nachdem in mittlerweile empfindlicheren Testmethoden Verdachtsmomente in
bezug auf die Karzinogenität zu Tage traten (KATALYSE, 1990).
4.2.1.1
Verordnung 258/97/EWG über neuartige Lebensmittel und neuartige Lebensmittelzutaten
- 58 -
B. EINLEITUNG
Während in den USA seit 1992 kein offizielles Genehmigungs- sonder ein Konsultationsverfahren vor dem
Inverkehrbringen neuartiger Lebensmittel besteht (FDA, 1992; KESSLER, 1992; MARYANSKI, 1997; 1999) werden
solche Lebensmittel innerhalb der Europäischen Union durch die Verordnung 258/97/EWG über neuartige
Lebensmittel und neuartige Lebensmittelzutaten (EG, 1997), im folgenden kurz "Novel-Food-Verordnung” (NFV)
genannt, geregelt. Der Regelungsumfang umfaßt sowohl die Genehmigung zum Inverkehrbringen als auch die
Kennzeichnung der neuartigen Lebensmittel und Lebensmittelzutaten, wozu auch gentechnisch veränderte
Lebensmittel gehören (zur Definition und Abgrenzung s. Kapitel B-2.). Während eine solche europaweite
Harmonisierung auf Seiten der Lebensmittel herstellenden und verarbeitenden Industrie zu Beginn noch
skeptisch betrachtet wurde (LANGGUTH in: FES, 1992), hat sie die Verabschiedung der NFV 1997 begrüßt, da
erstmalig ein klarer gesetzlicher Rahmen vorgegeben wurde, der ”ein einheitliches Verbraucherschutzniveau und
gleiche Wettbewerbsbedingungen in der Gemeinschaft gewährleisten kann.” (SCHNEIDER, 1997).
Die NFV etablierte zum ersten Mal ein System einer formalen, verpflichtenden Risikoevaluierung ganzer
Lebensmittel vor dem Inverkehrbringen, wie es bereits aus dem Bereich der Zusatzstoffe bekannt war (HUGGETT,
1997; zur Geschichte s. DROZ, 1997). Erfaßt werden nach Art. 1 (2) d. VO zum Verzehr bzw. zur Verarbeitung in
Lebensmitteln verwendete genetisch veränderte Organismen entsprechend der EU-Richtlinie 90/220/EWG (EG,
90b), Lebensmittel, die aus Algen oder Pilzen isoliert wurden, Lebensmittel, die mit neuartigen Verfahren
hergestellt wurden (s. a. CONZELMANN, 1994) sowie exotische Lebensmittel, mit deren Konsum in Europa keine
umfangreichen Erfahrungen bestehen. Nicht unter den Geltungsbereich der Verordnung fallen nach Art. 2
Zusatzstoffe, die einer eigenen Gesetzgebung unterliegen, sowie Enzyme (AMFEP, o.J. b). Die Definition des
Begriffes ”neuartig” wird sowohl in der juristischen (SCHROETER, 1997) als auch in der naturwissenschaftlichen
Literatur (ORT, 1997) als schwierig angesehen.
In der NFV werden zwei Verfahren der Zulassung unterschieden. Zum einen das der Anmeldung für den Fall,
daß es sich bei dem Lebensmittel um eines handelt, das substantiell äquivalent zu bereits auf dem Markt
befindlichen Lebensmitteln ist. In diesem Fall muß der Inverkehrbringer die Vermarktung gegenüber der EUKommission anzeigen und in einem Dossier die Gründe für die substantielle Äquivalenz darlegen. Das Dossier
wird von der Kommission an die Mitgliedstaaten weitergeleitet. Einmal im Jahr werden die eingegangenen
Anzeigen im Amtsblatt der Europäischen Union veröffentlicht.
Handelt es sich nicht um ein substantiell äquivalentes Lebensmittel muß dessen Vermarktung vor dem ersten
Inverkehrbringen genehmigt werden. Hierbei wird nach Art. 4 d. VO bei den zuständigen Behörden in
demjenigen Mitgliedstaat, in dem die erste Vermarktung angestrebt wird, ein entsprechendes Dossier von Seiten
des Inverkehrbringers eingereicht. Zur Konkretisierung der Anforderungen an die Antragsunterlagen und
insbesondere
zur
Harmonisierung
der
Risikoabschätzung
wurde
vom
W ISSENSCHAFTLICHEN
LEBENSMITTELAUSSCHUß (SCIENTIFIC COMMITTEE FOR FOOD, SCF) (35) (KOMMISSION, 1974, 1995c) der Europäischen
Union eine Empfehlung vorgelegt, welche die Europäische Kommission übernommen hat und bei deren
Erstellung
auch
die
Mitgliedstaaten
der
Europäischen
LEBENSMITTELAUSSCHUSSES (STANDING COMMITTEE
FOR
Union
durch
Konsultation
des
STÄNDIGEN
FOOD) (EG, 1969; KOMMISSION, 1997e), bestehend aus
Mitgliedern der Kommission und der Mitgliedstaaten, mit einbezogen waren. Nach Übersendung der Unterlagen
gibt die zuständige Behörde innerhalb von 3 Monaten eine Stellungnahme ab und zirkuliert die
Antragsunterlagen entsprechend Art. 6 d. VO an die anderen Mitgliedstaaten, die wiederum 60 Tage Zeit für
35
Internet-Adresse: http://europa.eu.int/comm/dg24/.
B. EINLEITUNG
- 59 -
begründete Einwände haben. Im Falle von Einwänden wird der STÄNDIGE LEBENSMITTELAUSSCHUß mit einer
Stellungnahme beauftragt. Sollte diese Entscheidung nicht mit dem vorgeschlagenen Vorgehen der Kommission
übereinstimmen, muß der Ministerrat selbst über die Genehmigung zum Inverkehrbringen entscheiden. Die
Kommission selbst läßt sich bei ihrer Entscheidung wesentlich vom W ISSENSCHAFTLICHEN LEBENSMITTELAUSSCHUß
beraten. Die wissenschaftlichen Ausschüsse haben dabei nach den Erfahrungen mit dem Umgang mit BSE eine
wesentlich stärkere Rolle erhalten (KOMMISSION 1997d; 1997f).
4.2.1.2
Richtlinie 90/220/EWG über die absichtliche Freisetzung von genetisch veränderten Organismen
Nachdem es CHANG und COHEN 1973 erstmalig gelang, in vitro-DNA verschiedener Mikroorganismen
miteinander zu rekombinieren und nach Wiedereinführung in E.coli auch dort zur Expression zu bringen (COHEN,
1973; CHANG, 1974), hat schon bald eine intensive Debatte um die rechtliche Regelung dieser Technologie
eingesetzt. Auch auf Ebene der Europäischen Union und der OECD gab es Bestrebungen, möglichst
harmonisierte Rahmenbedingungen für nationale rechtliche Regelungen zu schaffen, die im sogenannten ”Blue
Book” mündeten (OECD, 1986).
Die Richtlinie 90/220/EWG (EG, 1990b) über die absichtliche Freisetzung von genetisch veränderten
Organismen (36) stellt - neben der am selben Tag erlassenen Richtlinie 90/219 (EG, 1990a) über den Umgang
mit GVOs im geschlossenen System - die erste europäische Gesetzgebung dar, die den Umgang mit
gentechnisch veränderten Organismen regelt. Beide Richtlinien mußten bis zum 23. Oktober 1991 in nationale
Gesetzgebungen überführt werden, was in der Bundesrepublik durch das Gentechnikgesetz (GenTG, s. Kapitel
B-3.2.2.2.) geschah.
Das Inverkehrbringen gentechnisch veränderter Organismen wird in Teil C der Richtlinie 90/220/EWG geregelt.
Danach reicht der Hersteller – ähnlich wie in Art. 4 der NFV beschrieben – bei der zuständigen Behörde des
Mitgliedstaates, in dem das Produkt zuerst in Verkehr gebracht wird, eine Anmeldung ein. Diese Behörde prüft
gemäß Art. 12 der Richtlinie die Unterlagen und lehnt (a) das Gesuch ab oder leitet (b) die Akte mit einer
befürwortenden Stellungnahme an die EU-Kommission, die wiederum die Unterlagen an die anderen
Mitgliedstaaten mit der Bitte um Stellungnahme weiterleitet. Erhebt hierbei die zuständige Behörde eines
anderen Mitgliedstaates einen Einwand, faßt die Kommission einen Beschluß nach dem in Art. 21 der Richtlinie
festgelegten Verfahren, in dem alle Mitgliedstaaten beteiligt sind. Sollte die Kommission mit der Mehrheit der
Mitgliedsstaaten bezüglich der zu treffenden Maßnahmen nicht übereinstimmen, unterbreitet sie dem Rat einen
Vorschlag, über den dieser innerhalb von 3 Monaten zu entscheiden hat.
Vor Inkrafttreten der NFV am 15. Mai 1997 wurde das Inverkehrbringen von Lebensmitteln, die gentechnisch
veränderte Organismen sind oder solche enthalten allein durch die Richtlinie 90/220/EWG geregelt. So wurde
36
Die Richtlinien 90/220/EWG und 90/219/EWG sprechen immer von ”genetisch veränderten Organismen”. Der Begriff
”genetisch verändert” wird in Art. 2 Abs. 2 i.V.m. Anhang I A Teil 1 der RL 90/220/EWG definiert als ”verändert durch
(1) DNS-Rekombinationstechniken, bei denen Vektorsysteme eingesetzt werden .... und (2) Verfahren, bei denen in
einen Organismus direkt Erbgut eingeführt wird, das außerhalb des Organismus zubereitet wurde...”. Dies sind de facto
Verfahren, die im Sprachgebrauch und auch in der wissenschaftlichen Literatur als ”gentechnische Verfahren”
bezeichnet werden (s.a. IBELGAUFTS, 1990), so daß im Rahmen dieser Arbeit immer von ”gentechnisch veränderten
Organismen” die Rede ist, um eine klarere Abgrenzung gegenüber konventionell gezüchteten Pflanzen, Tieren und
Mikroorganismen zu ermöglichen, die durch den Züchtungsvorgang ebenfalls ”genetisch verändert” sind.
B. EINLEITUNG
- 60 -
etwa das Inverkehrbringen von gentechnisch verändertem Chicorée (KOMMISSION, 1996a), Soja (KOMMISSION,
1996b), Mais (KOMMISSION, 1997i) und Raps (KOMMISSION, 1996c) genehmigt, wobei z.T. Einschränkungen im
Anwendungsbereich vorgenommen worden sind. So durfte Raps anfangs lediglich zu Züchtungszwecken
verwendet werden, nicht jedoch als Lebensmittel oder zu Tierfutterzwecken. Diese Einschränkung ist danach
jedoch wieder aufgehoben worden (KOMMISSION,1997c).
Im Rahmen der Novellierung der Richtlinie 90/220/EWG (KOMMISSION, 1998; 1999b) ist vorgesehen,
-
die Genehmigung zur Freisetzung in zwei Verfahren aufzuteilen (vereinfachtes Verfahren bei Organismen,
über deren Unbedenklichkeit nach Anhang V ausreichend Kenntnisse vorliegen und ein Standardverfahren)
und die Möglichkeit zur Freisetzung in mehreren Mitgliedstaaten zu schaffen;
-
Grundsätze zur Risikobewertung festzulegen (Ermittlung etwaiger Schäden, die Folgenschwere der
aufgetretenen Gefährdung, Wahrscheinlichkeit des Eintretens der Gefährdung, Einschätzung der Risiken,
die von den ermittelten Gefährdungen ausgehen);
-
gemeinsame Überwachungsziele (Monitoring) nach Anhang VII festzulegen. Dies umfaßt sowohl
Auswirkungen auf die menschliche Gesundheit (toxische oder allergene Wirkung, Fähigkeit die
Wirksamkeit von Therapien oder Prophylaxe zu verringern), als auch Auswirkungen auf die Umwelt
(Ausbreitungsfähigkeit, Wechselwirkungen mit Organismen, Folgen des horizontalen Gentransfers, GVOStabilität) ;
-
eine größere Transparenz des Verfahrens durch Einbindung der Öffentlichkeit zu schaffen;
-
einen wissenschaftlichen Ausschuß in den Entscheidungsfindungsprozeß der Kommission einzubeziehen;
-
stärkere Mitbestimmungsrechte der Mitgliedstaaten im Genehmigungsverfahren festzulegen (Änderung des
Kommittologieverfahrens III Variante (a) in Verfahren III Variante (b) bei Entscheidungen nach Art. 21);
-
die Genehmigung zum Inverkehrbringen auf einen bestimmten Zeitraum zu beschränken;
-
Regelungen in bezug auf die Etikettierung festzulegen;
-
ethische Aspekte bei der Genehmigung stärker zu berücksichtigen.
Von Seiten des Europäischen Parlaments wurden darüber hinaus Änderungen diskutiert, die sich bezogen auf
(EP, 1998a; 1998b; 1999):
-
Haftungsregelungen; Verbot des Einsatzes von Antibiotika-Resistenzgenen;
-
Einbindung des Europäischen Parlaments in das Genehmigungsverfahren;
-
Verbot der Ausfuhr von GVOs in Nicht-EU-Mitgliedstaaten ohne deren ausdrückliche Genehmigung;
-
Erstellen einer Studie über die sozio-ökonomischen Auswirkungen des Inverkehrbringens des GVO.
4.2.2
In der Bundesrepublik
Die relevanten gesetzlichen Grundlagen für die Genehmigung zum Inverkehrbringen von Lebensmitteln bzw.
gentechnisch veränderten Organismen sind das Lebensmittel- und Bedarfsgegenständegesetz (LMBG) und das
GenTG (s.a. SIMON, o.J.).
4.2.2.1
Lebensmittel- und Bedarfsgegenständegesetz (LMBG)) und Verordnungen
B. EINLEITUNG
- 61 -
Das deutsche Lebensmittelrecht basiert auf dem Grundsatz der Erlaubnis mit Verbotsvorbehalt (STREINZ, 1995;
zur Historie des Lebensmittelrechtes s. METTKE, 1991; zur zukünftigen Weiterentwicklung s. SCHROETER, 1998).
Dementsprechend dürfen Lebensmittel nach dem Lebensmittel- und Bedarfsgegenständegesetz (LMBG) (37)
grundsätzlich ohne jegliche staatliche Beteiligung in den Verkehr gebracht werden. Die Inverkehrbringer tragen
damit die alleinige Verantwortung, daß die von ihnen auf den Markt gebrachten Lebensmitteln den gesetzlichen
Anforderungen entsprechen. In verschiedenen Rezepturvorschriften ist von diesem Grundsatz jedoch
abgewichen worden. So dürfen z.B. nach § 3 Abs. 1 Nr. 1b KäseVO bei der Käseherstellung nur
Labaustauschstoffe i. S. d. § 20 Abs. 1. S. 2 KäseVO verwendet werden. Diese Vorschriften sind auch der
rechtliche Hintergrund für das Genehmigungsverfahren im Zusammenhang mit der Zulassung von Chymosin aus
GVOs. Ähnliche Ausnahmeregelungen sind im Bereich der BierVO (38) und der Zusatzstoffe erlassen worden
(Zusatzstoff-ZulassungsVO (39) und Zusatzstoff-VerkehrsVO (40)).
Lebensmittel sind nach § 8 Abs. 1 des LMBG durch den Inverkehrbringer "derart herzustellen oder zu behandeln,
daß ihr Verzehr nicht geeignet ist, die Gesundheit zu schädigen". Eine solche Vorgehensweise wird auch in den
USA praktiziert (KIRSCHMAN, 1992) und wurde in Europa erstmalig durch das Inkrafttreten der Novel-FoodVerordnung durchbrochen (s. Kap. B-4.2.1.1).
4.2.2.2
Gentechnikgesetz (GenTG)
Das Gentechnikgesetz (41), das die europäischen Richtlinien 90/219/EWG und 90/220 EWG über dem Umgang
mit genetisch veränderten Mikroorganismen im geschlossenen System (EG, 1990a) und deren Freisetzung (EG,
1990b) in nationales Recht umsetzt, gilt für gentechnische Arbeiten in gentechnischen Anlagen, für die
Freisetzung gentechnisch veränderter Organismen und für ”das Inverkehrbringen von Produkten, die
gentechnisch veränderte Organismen enthalten oder aus solchen bestehen” (§ 2 Abs. 4 GenTG). Insofern würde
z.B. das Inverkehrbringen gentechnisch veränderter Tomaten - soweit keine spezifischeren rechtlichen
Regelungen existieren - unter das GenTG fallen, während die Genehmigung von Ketchup, der aus solchen
Tomaten hergestellt wird, nicht mehr unter den Geltungsbereich des GenTG fällt, da ein ”Organismus” in § 3
Abs. 1 GenTG als ”eine ”biologische Einheit”, definiert wird, ”die fähig ist, sich zu vermehren oder genetisches
Material zu übertragen”. Beides ist für Ketchup nicht der Fall.
Gemäß § 14 Abs. 1 Nr. 2 GenTG benötigt der Inverkehrbringer von Produkten eine Genehmigung. Auf die
Erteilung dieser Genehmigung besteht nach § 16 Abs. 2 GenTG ein Rechtsanspruch, sofern nach dem Stand
der Wissenschaft im Verhältnis zum Zweck des Inverkehrbringens unvertretbare schädliche Einwirkungen auf
die in § 1 Nr. 1 GenTG genannten Rechtsgüter nicht zu erwarten sind. Vor der Erteilung der Genehmigung
37
38
39
40
41
Gesetz über den Verkehr mit Lebensmitteln, Tabakerzeugnissen, kosmetischen Mitteln und sonstigen
Bedarfsgegenständen (Lebensmittel- und Bedarfsgegenständegesetz) i. d. F. der Bekanntmachung vom 9. September
1997 (BGBL I 2296 vom 17.9.1997).
4. Verordnung über das Inverkehrbringen von Zusatzstoffen und einzelnen wie Zusatzstoffe verwendeten Stoffe vom
10.7.1984 (BGBl, I S. 897) i.V.m. der Änderungs-VO vom 21.11.1991 (BGBl, I S. 2129).
Verordnung über die Zulassung von Zusatzstoffen zu Lebensmitteln (Zusatzstoff-Zulassungsverordnung - ZZulV) vom
22. Dezember 1981 (BGBL. I S. 1625/1633).
Bierverordnung vom 2.7.1990 (BGBl, I S. 1332) i.V.m. der Änderungs-VO vom 7.12.1994 (BGBL, I S. 3743).
Gesetz zur Regelung von Fragen der Gentechnik - Gentechnikgesetz (GenTG) vom 20.6.1990 (BGBl. I, S. 1080) i.d.F.
vom Dezember 1993 (BGBl. I S. 2059). S.a. EBERBACH, W. UND LANGE, F.J. (Loseblattsammlung). Gentechnikrecht.
(GenTR). C.F.Müller, Juristischer Verlag, Heidelberg.
- 62 -
B. EINLEITUNG
bewertet die ZENTRALE KOMMISSION
FÜR DIE BIOLOGISCHE
SICHERHEIT (ZKBS) den Antrag. Die Entscheidung über
das Inverkehrbringen ergeht durch das ROBERT-KOCH-INSTITUT im Einvernehmen mit der BIOLOGISCHEN
BUNDESANSTALT
FÜR
LAND-
UND
FORSTWIRTSCHAFT (BBA) und nach Stellungnahme des UMWELTBUNDESAMTES
(UBA).
Der Gesetzgeber hat in bezug auf das Inverkehrbringen eine Einschränkung vorgenommen. Nach § 2 Abs. 4 gilt
das GenTG nicht für das Inverkehrbringen von Produkten ”soweit (dieses) durch andere, den Vorschriften dieses
Gesetzes entsprechende Rechtsvorschriften geregelt ist, die die Zulässigkeit des Inverkehrbringens von einer
entsprechenden Risikoabschätzung abhängig machen”. Gleichwohl gelten auch in einem solchen Falle die § 32 37 des GenTG, in denen Haftungsfragen geregelt ist. Voraussetzung für die Anwendung des § 2 Abs. 4 ist ein
Genehmigungsverfahren im Rahmen einer anderen Rechtsgrundlage, das ein dem GenTG entsprechendes
Verfahren zur Risikoabschätzung vorsieht. Insofern reicht ein bloßes Anmeldeverfahren, etwa nach dem ChemG
nicht aus (42). Dagegen erfolgt die Zulassung von Pflanzenschutzmitteln nach §§ 11 ff. PflSchG in einem
Verfahren mit entsprechender Risikoabschätzung und verdrängt damit das GenTG (43).
Mangels umfassender, auch den Umweltschutz einbeziehender Risikoabschätzungen können dagegen aufgrund
von § 9 Abs. 1 Nr. 3 LMBG ergehende Vorschriften über das Inverkehrbringen von Lebensmitteln - wonach der
Bundesminister
für
Gesundheit
ermächtigt
wird,
an
das
Inverkehrbringen
bestimmter
Lebensmittel,
Anforderungen zu stellen – das GenTG nicht verdrängen (44).
Die Situation stellt sich im Falle der NFV anders dar. Nach Art. 9 (1) der NFV wird bei der Risikoabschätzung
explizit die Einbeziehung der Daten aus früheren Freisetzungsversuchen verlangt. Auch wird in den
Erwägungsgründen der Verordnung mehrmals auf die Freisetzungs-RL 90/220/EWG Bezug genommen. Insofern
ist davon auszugehen, daß einer Genehmigung zum Inverkehrbringen nach der NFV eine Freisetzung voraus
geht, die nach dem GenTG zu beantragen und nach Erfüllen der Tatbestände von § 16 Abs. 1 GenTG auch zu
genehmigen ist. Insofern ergänzen sich die Regelungen des GenTG und der NFV.
4.3
Rechtliche Regelungen im Arzneimittelbereich
4.3.1
Auf europäischer Ebene
4.3.1.1
Zulassungsverfahren
Die Zulassung von Arzneimitteln wurde mit Hilfe der Richtlinie RL 65/65/EWG bereits früh innerhalb der
Europäischen Union harmonisiert (EG, 1965; BPI, 1997; COOLEY, 1997; W ALSH, 1999). Die Ausgangsrichtlinie
65/65/EWG wurde dabei in den vergangenen Jahren mehrmals durch die Richtlinien 75/319/EWG (EG, 1975),
83/570/EWG (EG, 1983a), 87/21/EWG (EG, 1987a), 89/341/EWG (EG, 1989), 92/27/EWG (EG,1992) sowie die
Richtlinie 93/39/EWG (EG, 1993c) ergänzt. Von besonderer Relevanz war hierbei insbesondere die
42
43
44
HIRSCH, G. UND SCHMIDT-DIDCZUHN (1991). Gentechnikgesetz (GenTG) mit Gentechnik-Verordnungen (Kommentar).
C.H. Beck´sche Verlagsbuchhandlung, München, (§ 2 Rn. 13).
HIRSCH, G., a.a.O. (§ 2 Rn. 15).
HIRSCH, G., a.a.O. (§ 2 n. 16).
- 63 -
B. EINLEITUNG
Änderungsrichtlinie 75/319/EWG, in der erstmals der Ausschuß für Arzneispezialitäten (COMMITTEE
FOR
PROPRIETARY MEDICINAL PRODUCTS) (CPMP) eingesetzt und ein Verfahren der gleichzeitigen Einführung von
zugelassenen Medikamenten in fünf oder mehr Mitgliedstaaten eingeführt wurde. Die Aufgaben des CPMP
umfaßten nach Art. 8 (2) der RL 75/319/EWG vor allen Dingen die Beratung von Mitgliedstaaten in bezug auf die
Bewertung des einzureichenden Dossiers bei der Beantragung einer Genehmigung zum Inverkehrbringen eines
Arzneimittels (Art. 5 Richtlinie 65/65/EWG) bzw. die Aussetzung oder den Widerruf der Genehmigung (Art. 11
Richtlinie 65/65/EWG). Der Aufgabenbereich der CPMP wurde durch Art. 5 der VO 2309/93/EWG (EG. 1993b)
dahingehend konkretisiert, daß dieser zuständig ist für ”die Formulierung des Gutachtens der Agentur zu allen
Fragen bzgl. der Zulässigkeit der nach dem zentralisierten Verfahren eingereichten Dossiers, der Erteilung,
Änderung,
Aussetzung
oder
des
Widerrufs
einer
Genehmigung
für
das
Inverkehrbringen
eines
Humanarzneimittels ... sowie bzgl. der Pharmakovigilanz.”
Derzeit bestehen zwei Genehmigungsverfahren: Das der gegenseitigen Anerkennung nach Art. 10 der RL
75/319/EWG (EG, 1975) und das der europaweit geltenden Genehmigung im Gemeinschaftsverfahrennach der
VO 2309/93/EWG (EG, 1993b), welches am 1. Januar 1995 in Kraft getreten und für mit Hilfe gentechnisch
veränderter Organismen hergestellte Medikamente verpflichtend ist (SICKMÜLLER, 1996).
Durch Erlaß der Verordnung 2309/93/EWG sowie aufgrund Art. 3 der Änderungsrichtlinie 93/39/EEC (EG,
1993c) wurde der CPMP bei der EUROPÄISCHEN AGENTUR
FÜR DIE
BEURTEILUNG
VON
ARZNEIMITTELN (EMEA)
angesiedelt, wobei die Rechtsgrundlage für die Einrichtung der EMEA in Art. 49 der Verordnung 2309/93/EWG
gelegt wurde. Nach Art. 51 der VO 2309/93/EWG umfassen die Aufgabe der EMEA:
-
Koordinierung
der
wissenschaftlichen
Beurteilung
von
Arzneimitteln,
die
den
Gemeinschafts-
genehmigungsverfahren unterliegen (i.V.m. Art. 13 (1) und (2));
-
Übermittlung von Beurteilungsberichten (i.V.m. Art. 9 (2));
-
Bereitstellung technischer Unterstützung für die Verwaltung einer Datenbank über Arzneimittel, die der
Öffentlichkeit zugänglich ist.
Die VO 2309/93/EWG ersetzt darüber hinaus i.V.m. der Richtlinie 93/41/EWG (EG, 1993d) die bisher geltende
Richtlinie 87/22/EWG (EG, 1987d), in der ein Gemeinschaftsgenehmigungsverfahren für technologisch
hochwertige Arzneimittel, insbesondere der Biotechnologie festgelegt wurde.
Die zur Evaluierung der gesundheitlichen Verträglichkeit durch den Anmelder beizubringenden Daten wurden in
der Richtlinie 75/318/EWG (EG, 1975) festgelegt, die mehrmals durch die Richtlinien 83/570/EWG (EG, 1983a),
87/19/EWG (EG, 1987c), 89/341/EWG (EG, 1989), 91/507/EWG (EG, 1991) und 93/39/EWG (EG, 1993c) sowie
die Empfehlung 83/571/EWG des Ministerrates (EG, 1983b) an den Stand von Wissenschaft und Technik
angepaßt wurde. Die Empfehlung 83/571/EWG legte Richtlinien für die Untersuchung der Toxizität und der
Pharmakokinetik fest, d.h. der metabolischen Prozesse und physiochemischen Charakteristika der Substanz, die
dessen Absorption, Metabolismus and Eliminierung festlegen (DORATO, 1994). Die Evaluierungsergebnisse, die
Grundlage für die Entscheidung des CPMP und damit Grundlage für die Genehmigung eines Arzneimittels sind,
werden i.d.R. in Form eines umfassenden European Public Assessment Report (EPAR) auf dem Internet
veröffentlicht (z.B. EMEA, 1996).
4.3.1.2
Regelungen in bezug auf Pharmakovigilanz
- 64 -
B. EINLEITUNG
Bereits aufgrund Art. 28 der 2. Änderungsrichtlinie 75/319/EEC (EG, 1975) waren die Mitgliedstaaten verpflichtet
„zu gewährleisten, daß der Vertrieb von Arzneimitteln verboten wird, wenn bekannt würde, daß sich das Produkt
unter den vorgesehenen Anwendungsbedingungen als gefährlich herausstellt“. Erst durch die Art. 19-26 der VO
2309/93/EWG (EG, 1993b) wurden jedoch Regelungen in bezug auf die Etablierung eines ArzneimittelÜberwachungssystems
(Pharmakovigilanz)
innerhalb
der
Europäischen
Union
vereinbart.
Unter
Pharmakovigilanz wird der ”Prozeß der Identifizierung von mit der Risiko-Nutzen-Abwägung verbundenen
Problemstellungen im Zusammenhang mit inverkehrgebrachten Arzneimitteln und den aus der Identifizierung
folgenden Maßnahmen” verstanden (W ALLER, 1996).Die Ziele einer gesetzlichen Regelung im Bereich der
Pharmakovigilanz sind:
-
Langzeitbeobachtung der Anwendung von Arzneimitteln unter herkömmlichen klinischen Bedingungen zur
Identifizierung
bisher
unbekannter
Gefährdungen
der
Sicherheit
oder
zur
Identifizierung
von
Veränderungen im Profil bekannter unerwünschter Arzneimittelwirkungen;
-
Bestimmung der mit der Applikation des Medikaments verbundenen Vor- und Nachteile, um ggf.
entsprechende Maßnahmen einleiten zu können;
-
Zurverfügungstellung von Informationen für die Anwender, um den sicheren und effektiveren Einsatz von
Medikamenten zu gewährleisten; und
-
Beobachtung der Auswirkungen zuvor verordneter Maßnahmen.
Ein effektives Pharmakovigilanz-System ist abhängig von der Zurverfügungstellung von Informationen über die
möglichen Gefahren, die mit der Anwendung eines Arzneimittels innerhalb eines repräsentativen Ausschnittes
der Bevölkerung unter herkömmlichen Anwendungsbedingungen auftreten können. Das Zusammentragen
solcher
Informationen
erfordert
ein
System
der
Sammlung
und
Beobachtung
von
unerwünschte
Arzneimittelwirkungen (UAW) und eines sich daran anschließenden Prozesses, in dem die gesammelten Daten
bewertet werden, um ggf. zu entscheiden, ob weitere Untersuchungen oder auch bestimmte Maßnahmen nötig
sind (W ALLER, 1996). Unter unerwünschten Arzneimittelwirkungen (UAW) werden im Arzneimittelrecht
"unerwünschte
Begleiterscheinungen"
verstanden,
die
beim
"bestimmungsgemäßen
Gebrauch
eines
Arzneimittels auftreten" (§ 4 Abs. 13 AMG). Die europäische Richtlinie 2309/93 (EG, 1993b) definiert den Begriff
”Nebenwirkung” als ”eine Reaktion, die schädlich und unbeabsichtigt ist und bei Dosierungen auftritt, wie sie
normalerweise beim Menschen zur Prophylaxe, Diagnose oder Therapie von Krankheiten oder für die Änderung
einer physiologischen Funktion verwendet werden.” (Art. 29b) Schwerwiegende Nebenwirkungen sind danach
- 65 -
B. EINLEITUNG
solche, die ”tödlich oder lebensbedrohend sind, zu Arbeitsunfähigkeit oder einer Behinderung führt oder eine
stationäre Behandlung oder Verlängerung einer stationären Behandlung erforderlich macht.” (45).
Die o.g. EU-Regelungen zur Pharmakovigilanz gelten nach Art. 41 - Art. 48 VO 2309/93/EWG auch für
Tierarzneimittel. Die EMEA wurde mit der Sammlung von Informationen über vermutete unerwünschte
Arzneimittelwirkungen in enger Zusammenarbeit mit den nationalen Arzneimittelüberwachungssystemen betraut
(Art. 20 VO 2309/93/EWG i.V. m. Ministerratsentscheidung 540/95 (KOMMISSION, 1995d)).
Die Änderungsrichtlinie 93/39/EWG (EG, 1993c) der RL 75/319/EWG (EG, 1975) hat das System der
Pharmakovigilanz auch auf nicht nach dem Gemeinschaftsverfahren genehmigte Arzneimittel übertragen. Das
System dient nach Art. 29a der Richtlinie 93/39/EWG zur ”Sammlungvon
für die Arzneimittelüberwachung
nützlichen Informationen, insbesondere von Informationen über Nebenwirkungen ...”, und bezieht auch Angaben
über den Verbrauch der Arzneimittel sowie über deren unsachgemäßen Gebrauch ein (Art. 29 a Satz 2 und 3) (s.
a. SICKMÜLLER, 1996; THIELE, 1997).
Der durch Art. 15c (3) der Richtlinie 93/39/EWG in die Richtlinie 75/319/EWG eingefügte Art. 29c verpflichtet die
für das Inverkehrbringen verantwortliche Person, für den Bereich der Pharmakovigilanz eine verantwortliche
Person zu benennen, die dem Unternehmen bekannt gewordene Informationen sammelt, verantwortlich ist in
bezug auf die Meldepflicht gegenüber den nationalen Behörden und darüber hinaus Ansprechpartner für die
Behörden ist, wenn diese ”zusätzliche Informationen für die Beurteilung der Vorteile und Risiken eines
Arzneimittels wünschen” (Art. 29c Satz 2 Abschn. c der Rl 75/319/EWG sowie Art. 21 der VO 2309/93/EWG).
Darüber hinaus ist die für das Inverkehrbringen verantwortliche Person verpflichtet, alle ”vermuteten
schwerwiegenden Nebenwirkungen, die ihr durch einen Angehörigen eines Gesundheitsberufes zur Kenntnis
gebracht werden, .... der zuständigen Behörde ... innerhalb von 15 Tagen .. mitzuteilen” (Art. 29 d (1) der Rl
75/319/EWG sowie Art. 22 der VO 2309/93/EWG). Nach Art. 29 d (2) der Rl 75/319/EWG besteht die
Verpflichtung, alle 6 Monate während der ersten beiden Jahre und für die folgenden drei Jahre jährlich einen
Bericht zu übermitteln, in dem alle bekanntgewordenen unerwünschten Arzneimittelwirkungen aufgeführt und
analysiert werden (Periodic Safety Update Reports (PSURs)) (s.a. EMEA, 1998; ICH, 1996). Um eine
europaweite Vernetzung der Informationen zu gewährleisten, sind die nationalen Behörden verpflichtet, der
EMEA die entsprechenden Informationen innerhalb von 15 Tagen zur Kenntnis zu bringen (Art. 29f der Rl
45
Eine Adverse Drug Reaction (ADR) wird definiert als ”any noxious change in a patients´ condition which a physician
suspects may be due to a drug, which occurs at dosages normally used in man, and which 1.) requires treatment, or 2.)
indicate decrease or cessation of therapy with the drug or 3.) suggests that future therapy with the drug carries an
unusual risk in this patient” (KOCH-W ESER, 1969). ADR unterscheiden sich von Adverse Clinical Events (ACE) bzw.
Adverse Drug Experiences (ADE) insofern, daß ein ACE/ ADE ein nicht erwünschtes Symptom darstellt, das nach der
Anwendung eines Medikaments auftritt, jedoch auch andere, nicht in der Medikamentation begründete Ursachen haben
kann ( ... an ADE is defined as any adverse event associated with the use of the drug in humans whether or not
considered drug related ....” (DHHS, 1985; s.a. BAUM, 1994). Der Begriff ADR ist auch deshalb eingeführt worden, weil
die im herkömmlichen Sprachgebrauch verwendete Bezeichnung ”allergische Reaktionen” aus naturwissenschaftlicher
Sicht nicht korrekt ist (ANDERSON, 1986).
ADRs werden unterschieden in Typ A und Typ B. Typ A Reaktionen sind verstärkte aber ansonsten gewöhnliche
pharmakologische Effekte, die dosis-abhängig, vorhersehbar und weniger ernsthaft sind und deren Auswirkungen i.d.R.
durch eine reduzierte Aufnahme des Medikaments rückgängig zu machen sind. Typ-B-Reaktionen, auf die sich
pharmakoepidemiologische Studien meist konzentrieren, sind eher ungewöhnlich, nicht vorhersehbar und ernsthaft in
ihren Auswirkungen (STROHM, 1994b). Die zur Beschreibung von ADR verwendete Terminologie ist nur zum Teil
international harmonisiert (KUBOTA, 1994)
Von Seiten der Europäischen Union werden die Begriffe ”adverse reaction”, ”serious adverse reaction”, ”unexpected
adverse reaction” und ”serious unexpected adverse reaction” nach Art. 15c (3) Abschn. Art. 29c der Rl 93/39/EWG
(EG, 1993c) definiert.
- 66 -
B. EINLEITUNG
75/319/EWG sowie Art. 23 der VO 2309/93/EWG). Hierbei kommt dem sog. Rapporteur-Staat, der bereits bei
der Zulassung des Medikaments im Gemeinschaftsverfahren eine koordinierende Rolle eingenommen hatte,
eine besondere Verantwortung zu. Nach Art. 24 der VO 2309/93/EWG richtet die EMA wiederum ”ein
Informatiknetz ein, um zwischen den zuständigen Behörden ... Daten im Fall von Warnungen wegen
Herstellungsfehlern und schwerwiegenden Nebenwirkungen sowie sonstige Informationen betreffend die
Pharmakovigilanz ... rasch zu übermitteln”. Die EMEA arbeitet diesbezüglich auch mit der WHO zusammen (Art.
25). Zur Erleichterung des Austauschs von Informationen über die Arzneimittelüberwachung sollen nach Art. 29
der revidierten RL 75/319/EWG Richtlinien erarbeitet werden, für ”die Sammlung, Prüfung und Präsentation von
Berichten über Nebenwirkungen”. Das COMMITTEE
FOR
PROPRIETARY MEDICINAL PRODUCTS (CPMP) hat
entsprechende Entwürfe vorgelegt (CPMP, 1993 a; 1993b; EMEA, 1997).
Ende 1998 einigte man sich in der Europäischen Union darauf, ein Netzwerk einzurichten, mit dem Ziel einer
systematischen Sammlung, Analyse, Interpretation und Verteilung von Gesundheitsdaten bezüglich des
Ausbreitungsverhalten verschiedener Krankheiten wie virale Hepatitis, sexuell übertragende Krankheiten,
Erkrankungen, bei denen präventive Impfungen zur Verfügung stehen, Creutzfeld-Jacob-Erkrankungen, und
ernsthafte epidemische Erkrankungen wie Tollwut, Typhus, Malaria u.a. (KOMMISSION, 1996; EG, 1998). Damit
wurde erstmalig ein Frühwarnsystem ähnlich dem amerikanischen CENTERS FOR DISEASE CONTROL (CDC)
aufgebaut.
- 67 -
B. EINLEITUNG
Akteur
Marketing Authorisation Holder (MAH)
Rolle und Verantwortlichkeit
•
•
•
•
Mitgliedstaat
•
•
•
•
•
EMEA Sekretariat
•
•
•
•
•
•
Berichterstatter
•
•
•
Pharmacovigilance
Working Party
(PhVWP)
•
•
•
•
Aufbau und Aufrechterhaltung eines Systems, auf das innerhalb der EU Zugriff genommen
werden kann um Pharmakovigilanz-Daten zu sammeln und zu bewerten
Erfüllung der legalen Auflagen bzgl. des Berichtens von möglichen unerwünschten
Arzneimittelwirkungen (UAW)
Erfüllung der legalen Auflagen bzgl. des Vorbereitung und Unterbreitung von Periodic Safety
Update Report (PSUR)
Auskunftserteilung gegenüber Behörden z.B. bzgl. zusätzlicher Informationen, die für die
Evaluierung der Vor- und Nachteile des medizinischen Produktes angefordert werden
Aufbau eines nationalen Pharmakovigilanz-Systems
Information gegenüber der Europäischen Kommission, dem CPMP, der EMEA, den
Mitgliedstaaten und dem MAHs über alle relevanten Entwicklungen
Zurverfügungstellung der Daten gegenüber der EMEA über ernsthafte ADR die in dem
Mitgliedstaat aufgetreten sind innerhalb von 15 Tagen nach dem Bekanntwerden
Identifikation und Evaluierung von Alarmmeldungen im Zusammenhang mit der
Arzneimittelsicherheit und Durchführung von Nutzen-Risiken-Abwägungen
Im Falle dringlicher Aktivitäten zur Aufrechterhaltung der öffentlichen Gesundheit, Verbot der
weiteren Nutzung eines Arzneimittels im Mitgliedstaat und Information der EMA und der
Europäischen Kommission über die Grundlage dieser Entscheidung
Koordination des Centralised Pharmacovigilance System (CPS)
Monitoring der rechtlichen Verpflichtungen des MAH
Entgegennahme der Daten ernsthafter UAW und Zurverfügungstellung dieser Daten
gegenüber den Mitgliedstaaten und den Berichterstattern
Identifikation von Signalen möglicher UAW oder Veränderungen bei bekannten UAW in
Abstimmung mit dem Berichterstatter
Koordination der Evaluierung der Daten des Berichterstatters und Einbindung des CPMP zur
Entscheidungsfindung
Aufrechterhaltung des Crisis Management System (CMS) für Produkte, die nach dem
zentralen Genehmigungsverfahren zugelassen worden sind (Centrally Authorised Products;
CAPs)
Verantwortlich für die Evaluierung aller Nutzen/ Risiko-Faktoren des CAPs
Regelmäßiges Evaluieren von UAWs, PSURs, Berichten der Unternehmen und zusätzlicher
Informationen durch den MAH und die Mitgliedstaaten soweit notwendig
Erstellen von Berichten mit den dem Ziel einer Risiko-Nutzen Abwägung
Regelmäßige Aufarbeitung sicherheitsrelevanter Fragen für CAPs
Diskussion neu auftretender Fragestellungen im Zusammenhang mit der
Arzneimittelsicherheit auf Anforderung durch den Berichterstatter
Diskussion von PSURs auf Anforderung durch den Berichterstatter
Empfehlungen gegenüber der CPMP bzgl. der Risiko-Nutzen-Abwägung und notwendigen
Aktivitäten mit dem Ziel die Risiken zu minimieren und die Vorteile zu maximieren
CPMP (Committee for
Proprietary Medicinal
Products, Europäischer Arzneispezialitätenausschuß)
•
Diskussion der Nutzen-Risiken-Abschätzung auf der Grundlage des Berichtes des
Berichterstatters
Europäische
Kommission
•
Kompetente Behörde für die CAPs
Tab. 9
Verantwortlichkeiten der im Bereich der Pharmakovigilanz aktiven Partner bei im Gemeinschaftsverfahren
zugelassenen Arzneimitteln (modifiziert nach EMEA, 1997).
B. EINLEITUNG
4.3.2
In der Bundesrepublik
4.3.2.1
Arzneimittelgesetz (AMG) und Verordnungen
- 68 -
Zweck des Arzneimittelgesetzes (AMG) (46) ist es, "für die Qualität, Wirksamkeit und Unbedenklichkeit der
Arzneimittel ... zu sorgen" (§ 1). Lebensmittel werden dabei in § 2 Abs. 3.1 ausdrücklich vom Geltungsbereich
des Gesetzes ausgenommen. Das Inverkehrbringen bedenklicher Arzneimittel ist nach § 5 Abs. 1 AMG
verboten. Hierunter fallen solche Arzneimittel, bei denen nach dem jeweiligen Stand der wissenschaftlichen
Erkenntnisse der
-
”begründete Verdacht besteht, daß sie
-
bei bestimmungsgemäßem Gebrauch
-
schädliche Auswirkungen haben, die über ein
-
.... vertretbares Maß hinausgehen” (§ 5 Abs. 2 AMG).
Diese vielfältige Einschränkung des Verbotsprinzip ist ein deutliches Signal für die vom Gesetzgeber
gewünschte Einzelfallprüfung bzw. Risiko-Nutzen-Abwägung. Der Begriff "Stand der wissenschaftlichen
Erkenntnis" stellt einen unbestimmten Rechtsbegriff dar, für den eine umfassende Definition nicht vorliegt. Es
wird in der Rechtsliteratur davon ausgegangen, daß "Erkenntnisse weitgehend anerkannt sind, wenn sie
aufgrund theoretischer Überlegungen von der Mehrzahl von Fachwissenschaftlern anerkannt und in den für die
Anwendung wissenschaftlicher Erkenntnisse jeweils maßgeblichen Kreisen ... bekannt und als richtig anerkannt
sind" (47). Ein begründeter Verdacht darf sich dabei ”nicht nur auf Vermutungen gründen, sondern muß durch
wissenschaftliche Erkenntnisse gestützt werden" (48). Unerwünschte Arzneimittelwirkungen sind bei der
Anwendung von Arzneimitteln nie gänzlich vermeidbar, müssen jedoch ”auf ein vertretbares Maß beschränkt
werden" (Grundsatz der Verhältnismäßigkeit) - wobei es sich bei dem Wort "vertretbar" ebenfalls um einen
unbestimmten Rechtsbegriff handelt. ”Schädliche Wirkungen” werden definiert als Folgen, "die die Gesundheit
von Mensch und Tier beeinflussen ... Auch Schäden, die erst einige Zeit nach Einnahme des Arzneimittels
auftreten (sog. Spätschäden) sind zu berücksichtigen (49)." Im Gegensatz zu § 6 Nr. 1 AMG in der alten
Fassung von 1961 gestattet § 5 nicht mehr "Nebenwirkungen außer Betracht zu lassen, die auf besondere
Umstände zurückzuführen sind" (50). Auch ist vom pharmazeutischen Unternehmer auf unerwünschte
Arzneimittelwirkungen hinzuweisen, die nach dem Stand der wissenschaftlichen Erkenntnis vertretbar sind oder
erscheinen (51). Hierzu gehören z.B. allergische Reaktionen, wobei die "Gefährlichkeit der Grundkrankheit
gegen Art und Schwere der allergischen Reaktion sowie die Verfügbarkeit von Mitteln gleicher Indikation und
Heilwirkungen ohne oder mit geringerer allergischer Reaktion gegeneinander abzuwägen ist" (52). Der
"bestimmungsgemäße Gebrauch" ergibt sich aus den Angaben des Herstellers in der Packungsbeilage bzw. den
Anweisungen des verschreibenden Arztes (53).
46
47
48
49
50
51
52
Gesetz über den Verkehr mit Arzneimitteln (Arzneimittelgesetz) i.d.F. der Bekanntmachung vom 19. Oktober 1994
(BGBL I S. 3018) geändert durch Art. 5 des Gesetzes vom 6.8.1998 (BGBl I S. 2005) und geändert durch das Achte
Gesetz zur Änderung des Arzneimittelgesetzes vom 7. September 1998 (BGBl I, 1998, S. 2649).
ETMER, F. (1995). Arzneimittelgesetz - Kommentar. Erl. zu § 5 Nr. II-2b. Verlag R.S. Schulz.
ETMER, F. (1995). Erl. zu § 5 Nr. II-2c.
ETMER, F. (1995). Erl. zu § 5 Nr. II-2d-aa.
ETMER, F. (1995). Erl. zu § 5 Nr. II-2d-cc.
ETMER, F. (1995). Erl. zu § 5 Nr. II-2d-bb.
ETMER, F. (1995). Erl. zu § 5 Nr. II-2d-bb.
- 69 -
B. EINLEITUNG
Genehmigungsverfahren
Dem Antrag auf Zulassung zum Inverkehrbringen eines Arzneimittels sind nach § 22 Abs. 1 Nr. 7-9 AMG auch
Angaben über Gegenanzeigen, unerwünschte Arzneimittelwirkungen und die Wechselwirkungen mit anderen
Mitteln beizufügen. Darüber hinaus sind "die Ergebnisse der pharmakologischen und toxikologischen Versuche
(pharmakologisch-toxische Prüfung)", die "Ergebnisse der ... analytischen Prüfung" sowie die "Ergebnisse der
klinischen ... Prüfung" vorzulegen (§ 22 Abs. 2 Nr. 1 -3 AMG). Die Grundsätze (BMJFFG, 1987) und
Überwachung insbesondere der klinischen Prüfung (Phase III) (54) sind durch Verwaltungsvorschriften geregelt.
Des
weiteren
sind
den
Antragsunterlagen
Sachverständigengutachten
beizufügen,
in
denen
"die
Kontrollmethoden, Prüfungsergebnisse und Rückstandsnachweisverfahren ... bewertet werden" (§ 24 Abs. 1
AMG). Bei der Bewertung sollen nach § 24 Abs. 1 Nr. 2 - 4 AMG berücksichtigt werden die:
-
toxischen Wirkungen und die pharmakologischen Eigenschaften des Arzneimittels;
-
Wirksamkeit, Verträglichkeit sowie die Art der Gegenanzeigen und unerwünschten Arzneimittelwirkungen
(UAW);
-
Dauer des Verbleibs von Rückständen in den Lebensmitteln bei der Verwendung von Tierarzneimitteln
sowie die gesundheitliche Beurteilung der Rückstände.
Bei Arzneimitteln, die zur Anwendung bei Tieren bestimmt sind, die wiederum der Gewinnung von Lebensmitteln
dienen, sind durch den Anmelder Rückstandsnachweisverfahren anzugeben, mit denen "in einem
routinemäßigen Verfahren ... Rückstände nach Art und Menge gesundheitlich nicht unbedenklicher Stoffe ....
zuverlässig nachgewiesen werden können.” (§ 23 Abs. 1 Nr. 2 AMG).
Die Arzneimittelprüfrichtlinien, die auf Rechtsgrundlage des § 26 AMG erlassen wurden, beschreiben präziser
die "Anforderungen an die analytische, pharmakologisch-toxische und klinische Prüfung sowie an die
Rückstandsprüfung" (55). Zur Vereinheitlichung der Anträge auf Zulassung von Arzneimitteln sowie der
Anforderungen an das analytische Gutachten wurde ebenfalls auf Rechtsgrundlage des § 35 Abs. 1 Nr. 1 AMG
eine Verordnung erlassen (56). Die Herstellung von Arzneimitteln und die Sicherung ihrer Qualität sind durch
GMP-Regeln der WHO harmonisiert (57).
Auf Basis dieser Unterlagen erteilt die zuständige Bundesoberbehörde nach § 25 AMG die Zulassung des
Arzneimittels.
Zuständige
Bundesoberbehörde
ist
i.d.R.
das
BUNDESINSTITUT
FÜR
ARZNEIMITTEL
UND
MEDIZINPRODUKTE (BfArM). Für Sera und Impfstoffe ist das PAUL-EHRLICH-INSTITUT und für Arzneimittel, die zur
Verwendung an Tieren bestimmt sind, ist das BGVV zuständig (§ 77 AMG). Eine Genehmigung kann u.a. dann
versagt werden, wenn der "begründete Verdacht besteht, daß das Arzneimittel bei bestimmungsgemäßen
53
54
55
56
57
Etmer, F. (1995) Erl. zu § 5 Nr. II-2e.
AUSSCHUß ARZNEIMITTEL-, APOTHEKEN- UND GEFAHRSTOFFWESEN DER ARBEITSGEMEINSCHAFT DER LEITENDEN
MEDIZINALBEAMTEN DER BUNDESLÄNDER (1987). Überwachung der klinischen Prüfung (vom 19./20. Mai 1987, geändert
am 3. November 1987). In: KLOESE, A. UND CYRAN, W. (1995). Arzneimittelrecht Kommentar. Anhang 2.13f. Deutscher
Apotheker Verlag, Stuttgart.
Allgemeine Verwaltungsvorschrift zur Anwendung der Arzneimittelprüfrichtlinien vom 14. Dezember 1989 (BAnz. Nr.
243a). In: KLOESE, A. UND CYRAN, W. (1995). Arzneimittelrecht Kommentar. Anhang 2.13. Deutscher Apotheker Verlag,
Stuttgart.
Verordnung zur Festlegung von Anforderungen an den Antrag auf Zulassung, Verlängerung der Zulassung und
Registrierung von Arzneimitteln vom 21. Dezember 1989 (BGBL. I S. 2547). In: KLOESE, A. UND CYRAN, W. (1995).
Arzneimittelrecht Kommentar Anhang 1.9. Deutscher Apotheker Verlag, Stuttgart.
Bekanntmachung der revidierten Grundregeln der Weltgesundheitsorganisation für die Herstellung von Arzneimitteln
und die Sicherung ihrer Qualität vom 1. Dezember 1977 (BAnz. Nr. 1 vom 3. Januar 1978). In: KLOESE, A. UND CYRAN,
W. (1995). Arzneimittelrecht Kommentar. Anhang 2.16 und Anhang 2.16a. Deutscher Apotheker Verlag, Stuttgart.
- 70 -
B. EINLEITUNG
Gebrauch schädliche Wirkungen hat, die über ein nach den Erkenntnissen der medizinischen Wissenschaft
vertretbares Maß hinausgehen” (§ 25 Abs. 2 Nr. 5 AMG). Dabei ist die Behörde berechtigt, "unabhängige
Gegensachverständige" mit der Prüfung der Unterlagen bzw. Gutachten zu beauftragen (§ 25 Abs. 5 AMG). Die
zivil- und strafrechtliche Verantwortlichkeit des Anmelders bleibt von der Zulassung unberührt (§ 24 Abs. 10).
Gleiches gilt für die Haftung, die für ein Arzneimittel auf 200 Mio. DM beschränkt ist (§ 84 i.V.m. § 88 Nr. 2 AMG).
Um Haftungsansprüche ggf. gerecht werden zu können, hat das pharmazeutische Unternehmen eine
entsprechende Deckungsvorsorge zu treffen (§ 94 AMG). Die Zulassung des Arzneimittels erlischt nach fünf
Jahren, es sei denn, es wird ein Antrag auf Verlängerung gestellt (§ 31 AMG). Sollte das Herstellungsverfahren
eines bereits zugelassenen Arzneimittels dahingehend verändert werden, daß gentechnologische Verfahren
eingeführt werden, so ist nach § 29 Abs. 3 Nr. 3a AMG eine neue Zulassung zu beantragen.
4.3.2.2
Regelungen in bezug auf Pharmakovigilanz
Die rechtliche Grundlage für das prä-klinische Monitoring (”post-marketing surveillance”) eines Arzneimittels stellt
in der Bundesrepublik Deutschland § 28 Abs. 3a i.V.m. § 62 AMG dar, wonach die zuständige
Bundesoberbehörde, d.h. das BUNDESINSTITUT FÜR ARZNEIMITTEL UND MEDIZINPRODUKTE (BfArM) in Berlin bzw. das
PAUL-EHRLICH-INSTITUT
(PEI)
im
Falle
von
Seren
und
Impfstoffen
"wenn
dies
im
Interesse
der
Arzneimittelsicherheit erforderlich ist, durch Auflagen ... anordnen [kann], daß nach der Zulassung Erkenntnisse
bei der Anwendung des Arzneimittels systematisch gesammelt, dokumentiert und ausgewertet werden" (§ 28
Abs. 3a AMG). Der Begriff ”surveillance” wird in diesem Zusammenhang definiert, als ”the systematic detection
of drug-induced reactions by practical uniform methods to provide new information on drug risk.” (FAICH, 1986).
Diese umfangreichen Kontroll- und Sicherungsmaßnahmen beruhen u.a. auf den Erfahrungen mit der sog.
Contergan-Affäre (58). Die Bundesbehörde selbst erfaßt darüber hinaus eigenständig Daten über "auftretende
Risiken, insbesondere Nebenwirkungen, Wechselwirkungen mit anderen Mitteln und Gegenanzeigen, wertet
diese aus und koordiniert evtl. notwendige Maßnahmen” (§ 62 Satz 1 AMG). Hierbei wirkt sie nach § 62 Satz 2
AMG zusammen mit
-
den Dienststellen der WHO (s.a. TEN HAM, 1992),
-
den Arzneimittelbehörden anderer Länder,
-
den Gesundheits- und Veterinärbehörden der Bundesländer,
-
den Arzneimittelkommissionen der Kammern der Heilberufe,
-
sowie mit anderen Stellen, die bei der Durchführung ihrer Aufgaben Arzneimittelrisiken erfassen.
Damit besteht nach der Erstzulassung eines Medikamente eine gesetzlich verankerte Berichtspflicht für
erkennbare unerwünschte Arzneimittelwirkungen (UAW). Für Arzneimittel mit mehreren Wirkstoffen besteht eine
intensive Produktbeobachtungszeit von mindestens fünf Jahren. Unabhängig davon besteht nach dem AMG die
Pflicht des Herstellers, der obersten Bundesbehörde, also dem BfArM innerhalb von 15 Tagen "jeden ihm
bekanntgewordenen Verdachtsfall einer schwerwiegenden Nebenwirkung oder einer schwerwiegenden
Wechselwirkung mit anderen Mitteln" anzuzeigen (§ 29 Abs. 1 Satz 2 AMG). Über minder schwerwiegende
Verdachtsfälle, die dem Antragsteller "von einem Angehörigen eines Gesundheitsberufes zur Kenntnis gebracht
werden", sind Aufzeichnungen zu führen, "die der obersten Bundesbehörde alle 6 Monate während der ersten
B. EINLEITUNG
- 71 -
beiden Jahre nach der Zulassung und einmal jährlich in den folgenden drei Jahren vorzulegen [sind]." (§ 29 Abs.
1 Satz 3 AMG). Die Bundesärztekammer hat diesbezüglich Hilfestellungen für den Arzt herausgegeben
(BUNDESÄRZTEKAMMER, 1978) und auch von Seiten des Bundesgesundheitsamtes wurde eine entsprechende
unterstützende Hilfestellung publiziert (BUNDESGESUNDHEITSAMT, 1988; 1991). Des weiteren sind nach § 49 Abs. 6
pharmazeutische Unternehmer verpflichtet, zwei Jahre nach der Zulassung einen Erfahrungsbericht vorzulegen,
in denen auch Angaben über die Art und Häufigkeit unerwünschter Wirkungen des Arzneimittels aus
Beobachtungsstudien und Spontanerfassungen gemacht werden (BUNDESGESUNDHEITSAMT, 1988).
Im BfArM gehen pro Jahr ca. 90.000 solcher Meldungen aus der Bundesrepublik und Europa ein (wobei diese
Zahl auch Ergänzungen zu bereits vorhandenen Nebenwirkungsberichten einschließt). Es wird davon
ausgegangen, daß 10-20 % der Meldungen unerwartete Sachverhalte beschreiben (PAESCHKE, 1997; HÖHN,
1998). Die Meldungen betreffen sowohl neue als auch bereits bekannte unerwünschte Arzneimittelwirkungen
(UAW) und sie werden zuerst auf Plausibilität geprüft, d.h. es wird abgeschätzt, ob eine Nebenwirkung, auch aus
zeitlichen Erwägungen heraus, mit der Einnahme eines Medikaments in Verbindung stehen kann (BERTELSMANN,
1995). Werden mehrere ähnliche Fälle registriert, wird u.a. eine Literaturrecherche durchgeführt. Gegebenenfalls
wird das Unternehmen angeschrieben, um zu erfahren, ob dort Informationen über ähnliche Fälle oder bereits
Erklärungen für die beobachteten Phänome vorliegen. In einem weiteren Schritt kann es zur Einleitung des sog.
"Signalverfahrens" kommen, bei dem eine Anhörung der betroffenen Unternehmen erfolgt. In diesem Rahmen ist
eine Veröffentlichung in den ASI ("Arzneimittelschnellinformationen") möglich. Mit ihr werden die Fachkreise
darüber informiert, daß ein Medikament auffällig geworden ist, und aufgefordert, ähnliche Fälle sofort zu melden.
Dies geschieht bei ca. 40 Wirkstoffen pro Jahr. Bei dem sog. Stufenplanverfahren nach § 62 AMG werden dann
alle Unternehmen eingebunden, die den Wirkstoff verwenden. Das Ergebnis all dieser Verfahren kann sein:
-
die Aufführung einer neuen Nebenwirkung in den Begleitinformationen;
-
eine geänderte Dosisempfehlung;
-
Warnhinweise bei der Handhabung;
-
eine Einschränkung der Indikation;
-
die Aufnahme einer neuen Gegenanzeige (d.h. das Medikament darf bei bestimmten Personengruppen
nicht verwendet werden), und
-
der Widerruf der Zulassung.
Die Zusammenarbeit der beteiligten Behörden und Stellen, sowie die Einschaltung der pharmazeutischen
Unternehmen wird in einer separaten Verwaltungsvorschrift geregelt, die auf Rechtsgrundlage des § 63 AMG
erlassen wird (sog. "Stufenplan") (59, 60). Ansprechpartner in den Unternehmen ist der Stufenplanbeauftragte,
der nach § 63a AMG zu bestellen ist, und dessen Arbeitsweise wiederum in einer Empfehlung des
Bundesverband der Pharmazeutischen Industrie geregelt ist (BUNDESVERBAND DER PHARMAZEUTISCHEN INDUSTRIE,
1998).
58
59
60
Landgericht Aachen (1970). Beschluß des LG Aachen vom 8.12.1970 - 4 KMs 1/68. In: KLOESE, A. UND CYRAN, W.
(1995). Arzneimittelrecht Kommentar. Anhang E.1. Deutscher Apotheker Verlag, Stuttgart.
Bekanntmachung der Neufassung der Allgemeinen Verwaltungsvorschrift zur Beobachtung, Sammlung und
Auswertung von Arzneimittelrisiken (Stufenplan) nach § 63 des Arzneimittelgesetzes (AMG) vom 10. Mai 1990 (BAnz.
S. 2570). In: KLOESE, A. UND CYRAN, W. (1995). Arzneimittelrecht Kommentar. Anhang 2.14. Deutscher Apotheker
Verlag, Stuttgart.
3. Bekanntmachung zur Anzeige von Nebenwirkungen, Wechselwirkungen mit anderen Mitteln und
Arzneimittelmißbrauch nach § 29 Abs. 1 Satz 2 - 8 AMG. Bundesanzeiger Nr. 97 vom 25.5.1996.
- 72 -
B. EINLEITUNG
Ähnlich wie in der Bundesrepublik Deutschland, gibt es auch in Staaten, wie z.B. Großbritannien Richtlinien in
bezug auf post-Marketing Monitoring (ABPI, 1988; MCA, 1993; HERBOLD, 1997; MAFF, 1998).
4.4
Risikoabschätzungsmethoden und -modelle
In den folgenden Kapiteln werden eine Reihe von Risikoabschätzungsmethoden und – modellen beschrieben,
die zur gesundheitlichen Evaluierung von Zusatzstoffen, Arzneimitteln und ganzen Lebensmitteln vor und nach
dem Inverkehrbringen herangezogen werden. Eine Bewertung dieser Methoden erfolgt in Kap. C. dieser Arbeit.
4.4.1
HACCPS
Das HACCPS (Hazard Analysis and Critical Point System) wurde in den 60er Jahren ursprünglich für die
Raumfahrt entwickelt, Anfang der 70er Jahre erstmals in breiteren Wissenschaftskreisen diskutiert und Mitte der
80er Jahre von Seiten der NATIONAL ACADEMY OF SCIENCE für die Anwendung im Lebensmittelbereich empfohlen
(TAYLOR, M. 1997). Ziel des HACCPS war es ursprünglich, Faktoren zu identifizieren, die zu einer Gefährdung
von Astronauten durch Lebensmittel während des Raumfluges führen könnten (PIERSON, 1993). Das HACCPSystem
entwickelte
sich
jedoch
rasch
zu
einem
System
der
Qualitätssicherung
im
gesamten
Lebensmittelbereich, wobei der gesamte Lebensweg eines Produktes, d.h. von der Herstellung und unter
Einbeziehung von Tierärzten (BUNTAIN 1997; KALETA, 1997; kritisch hierzu NUSBAUM, 1997) über den
Zwischenhandel bis zur Distribution an den Endverbraucher, einer genauen Analyse auf potentielle Gefahrstellen
und einem Monitoring bzgl. der Qualitätssicherung bzw. der Einhaltung von Standards unterliegt. Das HACCPS
kann damit als Fortführung der Good Manufacturing Practices (GMP) bzw. der allgemeinen Hygieneregeln
angesehen werden, die jedoch vornehmlich allgemeine Richtlinien und weniger einen objektiven Ansatz zur
Bestimmung von Risiken darstellen (NOTERMANS, 1996; SETIABUHDI, 1997; DITCHEV, 1999). In der Europäischen
Gemeinschaft wurde die Anwendung des HACCP-Systems 1993 reguliert (EG, 1993e) und in den USA wurde
die Anwendung des HACCP-Systems für den Bereich der Fischprodukte im Dezember 1995 gesetzlich
festgeschrieben (MCNAMARA, 1997; USDA, 1997). HACCPS ist ein Vorbeugesystem mit dem Ziel, jeden
Abschnitt im Herstellungsverfahren eines Lebensmittels, der zu einer Gefährdung führen könnte, zu überwachen
und einer Qualitätskontrolle zu unterziehen.
Das HACCPS wird durch die Anwendung der folgenden Prinzipen charakterisiert (BGVV, 1996c; CORLETT, 1992;
PIERSON, 1993):
(1)
Gefahrenanalyse. Der Bestandteil der Gefahrenanalyse ist Grundlage, um sensible und Risiken bergende
Bereiche im Verfahrensablauf zu identifizieren und kritische Kontrollpunkte zu definieren, die überwacht
werden müssen. D.h. in diesem Schritt geht es darum, die Gefahren und Risiken einzuschätzen, die mit
dem Anbau, der Ernte, den Rohmaterialien, den Zutaten, der Verarbeitung, der Herstellung, der Verteilung,
dem Vermarkten, der Zubereitung und dem Verzehr des Lebensmittels durch den Endverbraucher
verbunden sein können.
Die mit Lebensmitteln verbundenen chemischen und physikalischen Gefahren können dabei wie folgt
definiert werden (CORLETT, 1992):
B. EINLEITUNG
(a)
- 73 -
Das Produkt enthält sensitive Inhaltsstoffe, von denen bekannt ist, daß sie toxische oder andere
gefährliche Eigenschaften besitzen (z.B. Blausäure in Cassava).
(b)
Der Prozeß enthält keinen kontrollierbaren Schritt (z.B. das Kochen und Auswaschen der Blausäure
bei der Casava-Aufbereitung), der das toxische bzw. anderweitig gefährliche Potential zerstört,
verschiebt oder dessen Ausprägung verhindert.
(c)
Es besteht die Gefahr, daß das Produkt vor der Verpackung wieder re-kontaminiert wird.
(d)
Es besteht ein substantielles Potential in bezug auf eine Kontamination bzw. Reaktivierung der
gefährlichen Eigenschaften während des Vertriebs oder bei der Verarbeitung durch den
Endverbraucher.
(e)
Es besteht keine Möglichkeit für den Verbraucher, einen toxischen oder anderweitig gefährlichen
Bestandteil zu detektieren, ihn zu beseitigen oder zu zerstören.
(2)
Bestimmung der kritischen Kontrollpunkte (CCP, Critical Control Points), die notwendig sind, um die
identifizierten Gefahren zu kontrollieren. Ein CCP ist definiert als jeder Punkt in einem spezifischen System,
an dem ein Verlust der Kontrolle zu einem nicht akzeptierten Gesundheitsrisiko führen kann (z.B. Reste von
Antibiotika, die zur Behandlung kranker Tiere eingesetzt wurden; Reste von Pestiziden auf Feldfrüchten;
Nicht-Einhalten von Zeit und Temperaturen bei der Verarbeitung, Lagerung und Distribution).
(3)
Festlegung kritischer Grenzwerte, die an jedem identifizierten Kontrollpunkt eingehalten werden müssen.
Vor der Bestimmung kritischer Grenzwerte müssen zunächst alle Bestandteile oder Faktoren, die mit dem
CCP in Zusammenhang stehen, identifiziert werden (z.B. ”Ausgangstemperatur”, ”Druck im Autoklaven”
und ”Autoklaventemperatur” als kritische Bestandteile des CCP ”Autoklavierung bei Konserven”).
(4)
Festlegung eines Verfahren zum Monitoring der kritischen Kontrollpunkte. Bei der Datenerfassung ist dabei
zu beachten, daß die Fragen sich auf die spezifisch benötigten Informationen beziehen, daß geklärt wird,
welche Analyse durchzuführen ist, um von der Erfassung der Rohdaten zu einem Vergleich mit dem
kritischen Grenzwert zu kommen und das einfache, aber effektive Formulare für die zu erfassenden Daten
verwendet werden.
(5)
Festlegung korrigierender Aktivitäten, die dann durchzuführen sind, wenn das Monitoring eine Abweichung
von den kritischen Grenzwerten anzeigt.
(6)
Festlegung eines effektiven Dokumentationssystems für den HACCP-Plan.
(7)
Festlegung ein Verfahrens, um zu verifizieren, ob das HACCP-System korrekt arbeitet.
In der Literatur werden auch Methoden zur quantitativen Risikoanalyse (QRA) diskutiert, in denen es um die
quantitative Bestimmung der negativen Auswirkungen des Eintretens einer Gefahr geht. Hierbei wird jedoch nicht
die Wahrscheinlichkeit des Eintretens eines negativen Ereignisses bei einer einzelnen Person bestimmt,
sondern die Wahrscheinlichkeit des Eintretens bei einer gegebenen Bevölkerungsgruppe (NOTERMANS, 1996).
Diese grundlegende Vorgehensweise des HACCP-Systems liegt auch dem Gedanken der in dieser Arbeit
vorgeschlagenen Etablierung eines pMM-Systems für gentechnisch veränderte Lebensmittel zu Grunde. Auch in
diesem Fall geht es um die Identifikation möglicher Risikofaktoren, die Eingrenzung möglicher Risiken und die
kontinuierliche Kontrolle, d.h. ein Monitoring. Das Monitoring wird jedoch, anders als bei den bisher im
Lebensmittelbereich angewandten HACCP-Systemen, auch auf den Zeitraum nach dem Verkauf ausgeweitet.
4.4.2
Der Begriff der substantiellen Äquivalenz
- 74 -
B. EINLEITUNG
Der Begriff der substantiellen Äquivalenz oder ”wesentlichen Gleichwertigkeit” verkörpert den Gedanken, ”daß
bestehende Organismen, die als Lebensmittel ... dienen, Vergleichsgrundlage sein können, wenn es darum geht,
die Unbedenklichkeit von ... veränderten Lebensmitteln für den menschlichen Verzehr zu bewerten. Wenn
festgestellt wird, daß ein neuartiges Lebensmittel ... im wesentlichen gleichwertig ist, dann kann es bzgl. der
Unbedenklichkeit genauso behandelt werden wie das Vergleichsprodukt...” (KOMMISSION, 1997e). Das Prinzip der
substantiellen Äquivalenz trifft also keine Aussage über die Sicherheit des Lebensmittels per se, sondern stellt
lediglich fest, daß das neuartige Lebensmittel genauso sicher ist - oder aber auch mit den gleichen Risiken
behaftet ist - wie das konventionelle Produkt. Substantielle Äquivalenz bedeutet, daß der neue Organismus oder
die daraus gewonnenen Produkte sich nicht wesentlich hinsichtlich ihrer Zusammensetzung, ihres Nährwertes,
ihres Stoffwechsels, ihres Verwendungszweck sowie ihre Gehaltes an unerwünschten Stoffen von dem
traditionellen Vergleichsprodukt unterscheiden (FAO, 1996; JANY, 1997; OECD, 1993a; KNUDSEN, 1994a;
LAZARUS, 1996), und daß deshalb „keine weiteren Evaluierungen notwendig seien.“ (WHO, 1995). So wurde z.B.
mit Hilfe der Gentechnik eine Rapsvarietät entwickelt, die einen hohen Anteil an Laurinsäure enthält, eine
Fettsäure, die in Raps normalerweise nicht vorkommt. Es bestehen jedoch umfangreiche Erfahrungen mit dem
Konsum von Laurinsäure, die einen wesentlichen Bestandteil eßbarer, tropischer Öle darstellt. Aus diesem
Grunde wird ein derart veränderter Raps als substantiell äquivalent zu konventionellen Sorten angesehen (FAO,
1996; VOELKER, 1992). Wenn das integrierte Gen für ein Protein kodiert, das zuvor in einem anderen
Lebensmittel exprimiert wurde, wird ebenfalls von einer substantiellen Äquivalenz gesprochen werden und das
Lebensmittel bedarf keiner weiteren Sicherheitsüberprüfung. Kartoffeln z.B., in denen ein Virus-Hüll-Protein
exprimiert wird, werden als substantiell äquivalent angesehen, weil bereits eine lange Erfahrung mit dem
Konsum des Proteins besteht, das in Kartoffeln vorkommt, die auf natürliche Art mit dem Virus infiziert wurden
(OECD, 1993a). Auch herbizidresistente Baumwolle (Gossypium spp.) wird als substantiell äquivalent
angesehen, weil die Pflanze alle wesentlichen Merkmale von Baumwolle zeigt und die Modifikation zu keiner
relevanten Veränderung der Proteinzusammensetzung der Pflanze führt (REDENBAUGH, 1995).
Das Prinzip der substantiellen Äquivalenz wird nicht als eine traditionelle Risikoabschätzung verstanden,
sondern vielmehr als ”ein dynamischer, analytischer Prozeß bei der Bestimmung der relativen Sicherheit eines
neuartigen Lebensmittels oder einer Lebensmittelzutat im Vergleich zu einem bereits bestehenden Lebensmittel.”
(WHO, 1995). Die ”Referenzcharakteristika”, an denen man sich orientiert, wenn es darum geht, die substantielle
Äquivalenz zu bestimmen sind „flexibel und können in Abhängigkeit von den Anforderungen von
Pflanzenzüchtern, Lebensmittelverarbeitern oder Verbrauchern angepaßt werden.” (WHO, 1995). Selbst wenn
ein Lebensmittel als nicht substantiell eingestuft wird, sagt dies noch nichts über sein Risikopotential aus. So
kann z.B. ein statistisch signifikanter Unterschied zwischen der Ausgangslinie einer Pflanze und der
gentechnisch veränderten Linie bestehen. Erst der Vergleich mit anderen Linien und Sorten derselben Pflanzen
zeigt, ob es zu einem Unterschied kommt, der nicht mehr im Rahmen der bestehenden biologischen Varianz
liegt (ENGELS in:
BGVV,
1998, p.213). Ähnlich argumentiert auch die WHO, die davon ausgeht, daß “dort, wo die
Linie statistisch signifikant verändert wurde, ein Vergleich gegenüber anderen Varietäten erfolgen sollte. Falls
der Vergleich zeigt, daß die transgene Varietät innerhalb der natürlichen biologischen Varianz liegt, ist eine
weitere Evaluation wahrscheinlich nicht mehr notwendig.“ (WHO, 1995).
Eine so weitgehende Interpretation des Begriffes kann u.U. dazu führen, daß selbst solche Lebensmittel als
substantiell äquivalent angesehen werden, die eine Reihe neuartiger Informationen enthalten, die ursprünglich
- 75 -
B. EINLEITUNG
aus Mikroorganismen stammen; in Fällen, in denen Informationen über biologische Grenzen hinweg
ausgetauscht
wurden.
So
hat
der
W ISSENSCHAFTLICHE
LEBENSMITTELAUSSCHUß,
der
dem
STÄNDIGEN
LEBENSMITTELAUSSCHUß der EUROPÄISCHEN KOMMISSION und den Mitgliedstaaten beratend zur Seite steht
(KOMMISSION, 1997d), bei seiner Begutachtung von gentechnisch verändertem Mais (61) die Auffassung
vertreten, daß „der transgene Mais substantiell äquivalent zum korrespondierenden nicht-gentechnisch
veränderten Mais ist und daß die Zusammensetzung des transgenen Mais innerhalb der biologischen Varianz
liegt“ (SCF, 1996). Die Vielzahl von Produkten, die bei einer solch weitgehenden Interpretation des Begriffes als
”substantiell äquivalent” angesehen werden können, hat u.a. dazu geführt, daß der Begriff der substantiellen
Äquivalenz im Rahmen der Novel-Food-Verordnung (EG, 1997) bei der Frage der Kennzeichnung nicht als
Grundlage der Unterscheidbarkeit zwischen konventionellen und neuartigen Lebensmitteln anerkannt worden ist
(62) und auch in der breiteren Öffentlichkeit erneut diskutiert wurde (MILLSTONE, 1999; als Reaktion darauf
TREWAVAS, 1999).
Der Begriff der substantiellen Äquivalenz wurde von Seiten der ILSI Europe Task Force on Novel Foods durch
das Konzept des Safety Assessment of Food by Equivalence and Similarity Targeting (SAFEST) weiterentwickelt
(JONAS, 1996). Hierbei geht es darum, einen Weg zu beschreiben, mit dessen Hilfe unterschieden werden kann,
ob es sich bei dem Lebensmittel um eines handelt, das substantiell äquivalent zu einem konventionellen
Lebensmittel ist (Klasse 1), das eine ausreichende Ähnlichkeit zu einem konventionellen Lebensmittel besitzt
(Klasse 2) bzw. das keine solche Ähnlichkeit besitzt (Klasse 3). Zur Klasse 1 gehören z.B. Lebensmittel, die aus
GVOs gewonnen wurden, deren Wirtsorganismen eine lange Tradition bei der Herstellung von Lebensmitteln
besitzen, bei denen das neu eingefügt Gen gut charakterisiert ist, das Genprodukt ebenfalls eine lange Tradition
der Verwendung besitzt, keine zusätzlichen posttranslationalen Modifikation erfahren hat und die chemische
Zusammensetzung des Lebensmittels – im Rahmen der biologischen Diversität – identisch ist.
4.4.3
Risikoabschätzung und -monitoring im Bereich von Arzneimitteln
Die vor dem Inverkehrbringen eines Medikaments notwendigen klinischen Versuche und Test an Probanden
können in drei Abschnitte unterteilt werden (JOHNSON, 1993a; VENULET, 1996; VICTOR, 1991):
-
Phase I. Versuche an freiwilligen, gesunden Probanden unter medizinischer Beobachtung mit dem Ziel
einer vorläufigen Sicherheitsbeurteilung (insbesondere in bezug auf die Dosierung) und der Beschreibung
des pharmakokinetischen/ pharmakodynamischen Profils.
61
62
Der hier angesprochene und später von Seiten der EU-Kommission zugelassene gentechnisch modifizierte Mais (Zea
mays L.) (KOMMISSION, 1997i) enthält das Bt-Endotoxin-Gen cryIA(b), dessen Expressionsprodukt für die
Insektenresistenz verantwortlich ist; das Glufosinate-Ammonium-Resistenz Gen bar (kodiert für das Protein
Phosphinothricin-Acetyl-Transferase (PAT) welches zu einer Herbizidresistenz führt) und das (nicht exprimierte) ßLaktamase-Gen bla (für eine Toleranz gegenüber dem Antibiotikum Ampicillin). Alle DNA-Sequenzen wurden aus
jeweils unterschiedlichen Mikroorganismen isoliert.
So wurden anfängliche Überlegungen, die substantielle Äquivalenz als Entscheidungskriterium für die Kennzeichnung
zu verwenden, wieder fallen gelassen. Im Gemeinsamen Standpunkt des Ministerrates (EG, 1995b) hieß es dann, daß
”... Lebensmittel, die sich signifikant unterscheiden...(zu kennzeichnen sind)”. Da auch dieser Begriff als nicht präzise
genug angesehen wurde, wurde im Rahmen des Vermittlungsausschußverfahrens die jetzt auch in der Verordnung
festgeschriebene Formulierung des Art. 8 gewählt, wonach: ”Alle Merkmale, .... die dazu führen, daß ein neuartiges
Lebensmittel nicht mehr mit einem bestehenden Lebensmittel ... gleichwertig ist gekennzeichnet werden müssen”. Als
”nicht mehr gleichwertig” werden Lebensmittel angesehen, ”wenn durch eine wissenschaftliche Beurteilung und auf
Grundlage einer angemessenen Analyse der vorhandenen Daten nachgewiesen werden kann, daß die geprüften
Merkmale Unterschiede gegenüber konventionellen Lebensmitteln ... aufweisen, unter Beachtung der anerkannten
Grenzwerte für natürliche Schwankungen dieser Merkmale”.
- 76 -
B. EINLEITUNG
-
Phase II: Therapeutische Pilotstudien mit dem Ziel des Nachweises der Aktivität des Wirkstoffs an einer
kleinen Zahl an Patienten, die an den zu behandelnden Symptomen leiden. Bestimmung der Dosiswirkung
und Schaffung einer möglichst optimalen Ausgangssituation für die Phase III. I.d.R. werden hierbei mehrere
hundert Patienten untersucht.
-
Phase III: Versuche in einer größeren (und wenn möglich) diversifizierten Patientengruppe zur Validierung
der Wirksamkeit und zur Abschätzung der Verträglichkeit/ Unbedenklichkeit des Medikaments. Bei den
Versuchen sollte es sich - wenn möglich - um randomisierte Doppel-Blind-Versuche handeln. Sowohl die
gewünschten Ergebnisse als auch die UAW eines Wirkstoffes sind nicht immer direkt meßbar, so daß man
sich ggf. auch sogenannter ”Ersatz-Marker” bedient, d.h. es werden nicht direkte, sondern indirekte
Symptome untersucht. So kann z.B. eine Reduktion an Plasmalipiden auf die Heilung von
Hypercholesterinämie
hinweisen
(ANONYMUS,
1996)
Die
Verwendung
von
Ersatz-Markern
bei
epidemiologischen Studien wird jedoch kritisch diskutiert (s. z.B. RAPPAPORT, 1995).
Typischerweise kommen zwischen 500 und 3000 Patienten mit dem Medikament vor dessen Inverkehrbringung
in Berührung. Aus ethischen Gründen sind Schwangere, ältere Menschen und Kinder von dem Kreis der
Patienten i.d.R. jedoch ausgeschlossen (BETHGE, 1989) – eine Personengruppe, die z.B. in den USA bereits ca.
20% der Gesamtbevölkerung ausmacht (GERBA, 1996; kritisch hierzu insbesondere in Bezug auf die mangelhafte
Entwicklung von Medikamenten für Kleinkinder in: STOCKINGER, 1999).
Klinische Test
an Probanden
Produktentdeckung
Produc
t development
& - entwicklung
Tierversuche
Investigational New
Drug Application (IND)
I
II
III
Pre-Marketing
Evaluierung
Post-Marketing
Monitoring
Abb. 5
Phasen in der Entwicklung und Prüfung eines Medikaments in den Vereinigten Staaten (JOHNSON, 1993a).
4.4.3.1
Toxikologische Untersuchungen
Die Durchführung der pharmakotoxikologischen Test zur Beurteilung der Sicherheit von Arzneimitteln sowie die
Durchführung von klinischen Test wird innerhalb der Europäischen Union durch die Richtlinien 75/318/EWG (EG,
1975b) sowie die Änderungsrichtlinien 83/570/EWG (EG, 1983a), 83/571/EWG (EG, 1983c), 87/19/EWG (EG,
1987c), 89/341/EWG (EG, 1989) und 91/507/EWG (EG, 1991) geregelt. Im folgenden werden die rechtlichen
Rahmenbedingungen und die im Rahmen der toxikologischen Untersuchungen untersuchten Fragestellungen
kurz erläutert, ohne jedoch auf die dabei angewandten Methoden im Detail einzugehen. Hierzu sei auf die
entsprechende Literatur verwiesen (BALLANTYNE, 1993; MARQUARDT, 1994; HAYES, 1994). Toxikologie wird dabei
definiert als „das Studium der Interaktionen zwischen Chemikalien und biologischen Systemen, um quantitativ
das Potential einer Chemikalie zu bestimmen, mit dem diese Verletzungen des Organismus zu Folge hat. Hierbei
geht es auch um die Bestimmung der Art, der Häufigkeit, der Mechanismen, der begleitenden Umstände und der
Reversibilität dieser Verletzungen.“ (BALLANTYNE, 1993). Eine Vielzahl toxikologischer Daten für Pharmazeutika
- 77 -
B. EINLEITUNG
und Chemikalien sind mittlerweile in Internet-gestützten Datenbanken erhältlich (z.B. PHATOX (PHARMACOLOGICAL
AND TOXICOLOGICAL DATA CENTER)
und ECDIN (ENVIRONMENTAL CHEMICALS DATA AND INFORMATION NETWORK) (63).
Der Anhang II der Richtlinie 75/318/EWG (EG, 1975b) beschreibt die für die Bestimmung der Sicherheit von
Arzneimitteln durchzuführenden toxikologischen Untersuchungen. Hierzu gehören:
-
Akute Toxizität (RHODES, 1993), d.h. die Untersuchung der Wirkung, die durch eine einmalige Applikation
der aktiven Substanz in zwei verschiedenen Säugetieren und bei zwei unterschiedlichen Applikationswegen
innerhalb von 24 Stunden hervorgerufen wird. Die LD50 sollte bestimmt werden.
-
Genotoxizität, d.h. in vitro--Tests zu Bestimmung des Einflusses der Substanz auf DNA bzw.
Chromosomen. Diese erlauben auch erste Aussagen über eine mögliche in vivo-Karzinogenität. Die am
häufigsten angewandten Methoden sind der AMES Mutation Assay, der Mouse Lymphoma TK Assay und
der Human Lymphocyte Cytogenetics Assay (s. AMACHER, 1993; BRUSICK, 1994; BUTTERWORTH, 1989;
HAYES, 1992). Die Sinnhaftigkeit solcher Test zur Evaluierung biotechnologischer Produkte wird in der
Literatur jedoch kontrovers diskutiert (GOCKE, 1999).
-
Sub-akute oder chronische Toxizität, mit dem Ziel, die physiologischen und pathologischen Auswirkungen
einer wiederholten Anwendung der aktiven Substanz zu bestimmen (W ILSON, 1994). Hierfür sollten zwei
Tests durchgeführt werden: Eine Kurzzeit-Untersuchung (2-4 Wochen) und eine Langzeit-Untersuchung (36 Monate) an jeweils zwei verschiedenen Säugetieren, wobei nur eines ein Nagetier sein darf. Die
Bestimmung der Toxizität basiert auf Beobachtungen des Verhaltens, des Wachstums sowie
hämatologischer und biochemischer Tests. Histologische Untersuchungen müssen, laut Empfehlung des
Ministerrates 83/571/EWG (EG,1983c) an ca. 30 verschiedenen Geweben vorgenommen werden.
-
Fötale Toxikologie/ teratogene Wirkung (TYL, 1993). Diese Untersuchungen sollen an mindestens zwei
Tierarten durchgeführt werden: Kaninchenrassen, von denen bekannt ist, daß sie gegenüber Teratogenen
besonders empfindlich sind sowie Ratten oder Mäusen (KACEW , 1996).
-
Bestimmung der Auswirkungen auf Reproduktionsorgane (RATCLIFFE, 1993).
-
Karzinogenität (als Beispiel s. ALEMAN, 1995). Histologische Untersuchungen müssen, entsprechend Teil A
des Anhangs III der Empfehlung des Ministerrates 83/571/EWG (EG, 1983c), an ca. 30 verschiedenen
Geweben vorgenommen werden (zur Beschreibung der verwendeten Methoden s. ROBENS, 1994;
RODRICKS, 1991; W ILLIAMS, 1997 sowie TODD, 1995.
-
Pharmakodynamik, d.h. Variationen in der Funktion physiologischer Systeme.
-
Pharmakokinetik, d.h. Verhalten der aktiven Substanz innerhalb des Organismus (Absorption, Verteilung,
Biotransformation und Beseitigung der Substanz).
Die wesentlichen zu untersuchenden Parameter sind in der folgenden Tabelle zusammengefaßt. Auf ihre
physiologische Relevanz wird in Kap. B-4.4.3.2 näher eingegangen.
63
http://ecdin.etomep.net/ecdin/E.hinfo.html.
- 78 -
B. EINLEITUNG
Allgemeine Daten
Körpergewicht
Nahrungsverbrauch
Effizienz der
Nahrungsverarbeitung
Ophthalmologie
Elektrokardiogramm
Allg. Gesundheitszustand
Haematology
Erythrozytenzahl
Haemoglobin
Zellvolumen
Mittleres Volumen
Mittl. Hämoglobulinkonzen.
der Blutkörperchen
Leukozytenzahl (geschätzt)
Leukozytenzahl (differenziert)
Thromboplastinzeit
Thrombozytenanzahl
Prothrombinzeit
M:E Verhältnis
(Knochenmarkabstrich) (*)
Klinische Chemie
Glukose
Blutharnstoff
Creatinin
Gesamt Bilirubin
Alkalische Phosphatase
Alkalintransaminase
Aspartattransaminase
γ-Glutamyltransferase
Creatin-Phosphokinase
Calcium
Phosphat
Natrium
Kalium
Chlorid
Cholesterin
Trigylceride
Gesamtprotein
Albumin
Globulin
Albumin/Globulin Verhältnis
Urinanalyse
Farbe
Klarheit
Bilirubin
spezifisches Gewicht
pH
Urobilinogen
Protein
Glukose
Organgewichte
Nieren
Leber
Gehirn
Herz
Ovarien
Nebennieren
Hoden
Prostata
Schilddrüse
Histopathologie
Niere
Harnblase
Leber
Gallenblase
Herz
Aorta
Trachea
Lunge
Milz
Lymphknoten
Thymus
Speicheldrüse
Bauchspeicheldrüse
Zunge
Speiseröhre
Magen
Zwölffingerdarm
Leerdarm
Blinddarm
Dickdarm
Mastdarm
Ovarien
Gebärmutterhals
Vagina
Hoden
Epididymis
Prostata
Brustdrüse
Haut
Skelettmuskel
Knochen
Knochenmark
Nebennieren
Tab. 10
Schilddrüse
Hirnanhangdrüse
Großhirn
Kleinhirn
Gehirnstamm
Rückenmark
Ischiasnerv
Augen
Uterus
Parameter, die typischerweise in subchronischen/ chronischen Toxizitäts-Test untersucht werden (DORATO,
1994).
(*) E = Hauptantigen E der Rhesus-Blutgruppen (z.B. Erythrozytenantigene)
M =Hauptantigen der MNS-Blutgruppen (Blutgruppensystem mit den Hauptgruppenantigenen M, N und S)
4.4.3.2
Klinische Prüfungen
Die eingeschränkte Übertragungs- und Aussagefähigkeit von Tierversuchen macht es notwendig, im Rahmen
der Zulassung eines Arzneimittels auch klinische Tests an menschlichen Probanden durchzuführen (BMJFFG,
1987; BETHGE, 1989; ENAS, 1995; s.a. Kap. C-1.1.1). Der Anhang III der Richtlinie 75/318/EWG (EG, 1975b)
beschreibt die allgemeinen Bestimmungen zur Durchführung von klinischen Tests. Hiernach müssen die
folgenden Daten festgehalten werden:
-
Identifikation des Patienten;
-
Kriterien, die für eine Beteiligung des Patienten an dem Versuch sprechen;
-
Alter und Geschlecht des Patienten;
-
Dosierung und Methode der Applikation der Wirksubstanz;
-
Häufigkeit der Applikation und Dauer der Behandlung;
- 79 -
B. EINLEITUNG
-
Informationen über andere Medikamente, die der Patient während des oder vor dem Behandlungszeitraum
zu sich genommen hat;
-
Ernährungsweise;
-
Resultate der klinischen Versuche und eine Bewertung jedes einzelnen Falls.
Die anschließende Analyse muß sowohl Daten über die Art und Frequenz der beobachteten unerwünschten
Arzneimittelwirkungen enthalten als auch detaillierte Informationen über Patientengruppen, die eine besondere
Sensibilität gegenüber dem Wirkstoff zeigen. Zur Zeit ist auch eine EU-Richtlinie in Vorbereitung, welche die
Anwendung der Guten Klinischen Praxis bei der Durchführung von klinischen Prüfungen mit Humanarzneimitteln
regeln soll (KOMMISSION, 1997 l). Unerwünschte Arzneimittelwirkungen (UAW), die im Rahmen von klinischen
Prüfungen beobachtet werden, sind zu dokumentieren. Dabei sind die folgenden Kriterien zu beachten (BETHGE,
1989):
-
genaue Patientendaten;
-
exakte Beschreibung des Ereignisses;
-
genaue zeitliche Einordnung in den Therapieverlauf;
-
Dokumentation der Intensität des UAW;
-
Dokumentation des Ereignisses, seines Schweregrades, diagnostische und therapeutische Maßnahmen.
Die INTERNATIONAL FEDERATION
OF
CLINICAL CHEMISTRY (IFCC) hat eine Liste von Parametern erstellt, die zur
Evaluierung des Gesundheitszustandes einer Person Auskunft herangezogen werden kann (STEPHENS, 1993, p.
73ff.; s.a. BETHGE, 1989). Hierzu gehören u.a.:
-
Hämatologische
Untersuchungen
(Leukozytenzahl,
Differentialblutbild,
Erythrozyten-Senkungsge-
schwindigkeit, Erythrozytenzahl, Thrombozytenzahl, Hämoglobin)
-
Serumuntersuchungen (Alanin-Aminotransferase (ALT oder SGPT), Alkalische Phophatase (ALP),
Aspartat-Aminotransferase (AST oder SGOT) Bilirubin, Gesamteiweiß, Glukose u.a.);
-
Harnuntersuchungen.
Veränderungen in der Serumkonzentration von ALP, ALT, AST und/ oder Sorbitol-Dehydrogenase (SOD) weisen
z.B. auf Lebertoxizität hin, während Änderungen in der Serumkonzentration von Elektrolyten, Blut—HarnStickstoff (BUN), Creatinin und/ oder γ-Glutamyltransferase (GGT) auf eine pathologische Veränderung der Niere
hinweisen (STEVENS, 1994). Die folgende Tabelle faßt die physiologische Relevanz der einzelnen Parameter und
ihre Assoziation mit bestimmten krankhaften Veränderungen zusammen.
- 80 -
B. EINLEITUNG
Parameter
Relevanz
Alkalische
Phosphatase
(ALP)
Gruppe von Zn2+ abhängigen Enzymen mit einer
breiten Substratspezifität zur Hydrolyse von
Monophosphatestern. Entfernen terminaler
Phosphatgruppen vom 3´- bzw. 5´-Ende.
Elektrolyte (Na+,
K+, Cl-)
Normalerweise sehr stabiler Parameter des Blutes
Gruppe von Hydrolasen, die 1,4-glucosidische
Bindungen von Kohlenhydraten hydrolysieren wie
z.B. Amylopektin, Amylose, Stärke und Glykogen.
Kreatin/ Kreatinin Kreatinin ist ein Abfallprodukt von Kreatin (welches
wiederum wichtig für die Muskelkontraktion ist),
das von den Nieren ausgeschieden wird. Kreatin
wird aus Glycin, Arginin and Methionin in der Leber
und in der Bauchspeicheldrüse synthetisiert.
Gallenflüssigkeitist ein metabolisches
Bilirubin
Abbauprodukt des Hämoglobins, welches aus
alten oder beschädigten Erythrozyten stammt.
Bilirubin wird in der Leber glykolisiert, im Blutserum
transportiert und in der Galle ausgeschieden.
Blut-Harnstickstoff (BUN)
Gruppe von Enzymen die im Blutserum und
Cholinesterase/
Erythrozyten gefunden werden, die Acetylcholin
Pseudocholinhydrolisieren (im Falle der Cholinesterase).
esterase
CPK katalysiert die Oxidation von Kreatin mit Hilfe
Kreatin
von ATP.
phosphokinase
(CPK)
Amylase
γ-Glutamyltransferase
(GGT)
Glukose
GGT überträgt die γ-Glutamyl-Gruppe von
Peptiden auf andere Peptide oder Aminosäuren.
GGT ist Teil der Zellmembran und ist
wahrscheinlich verantwortlich für den Transport
von Proteinen durch die Zellmembran.
Eines der wesentlichen Kohlenhydrate.
LactatDehydrogenase
(LDH)
SorbitolDehydrogenase
(SDH)
Alanin-Aminotransferase (ALT)
Katalysiert die Oxidation von L-Lactat zu Pyruvat.
Aspartat-Aminotransferase (AST)
Katalysiert die Übertragung der Amino-Gruppe von
Aspartat auf Oxoglutarat zur Bildung von LGlutamat.
Tab. 11
Katalysiert die Oxidation von D-Sorbitol zu DFructose.
Katalysiert die Übertragung der Amino-Gruppe von
Alanin auf Oxoglutarat zur Bildung von Glutamat.
Korrelation zum Krankheitsbild
Wird durch L-Phenylalanin, Harnstoff und Zink
inhibiert. ALP Niveau ist bei Krankheiten erhöht, die
die Leber, die Knochen, den Verdauungstrakt, die
Nieren und die Plazenta betreffen. Ein Anstieg ist zu
beobachten nach dem Verzehr von Lebensmitteln,
nach Knochenbrüchen, der Beeinträchtigung der
Leberfunktionen und Beeinflussung der Gallenblase.
Eine Unterdrückung ist bei Unterernährung zu
beobachten.
Eine Unterdrückung ist bei Erbrechen und Durchfall
zu beobachten. Ein Anstieg korreliert mit
Erkrankungen der Nieren, Austrocknung und
Herzfehlern.
Amylasewerte sind höher im Falle einer akuten
Entzündung der Bauchspeicheldrüse. Ein Reduktion
tritt bei Exposition mit Lebertoxinen auf.
Erhöhung nach dem Verlust von Skelettmuskeln
verursacht durch Atrophie, Nekrose oder Hunger.
Bilirubin wird verwendet, um zu unterscheiden
zwischen Gelbsucht und verschiedenen anderen
Erkrankungen der Leber. Der Bilirubinwert ist erhöht
nach der Applikation von Arsen, Cadmium, Sorbitol
und Chloroform.
Anstieg bei Erkrankungen der Niere und reduziert
bei ernsthaften Lebererkrankungen.
Cholinesterasewerte sind reduziert nach Exposition
gegenüber organophosphatischen Pestiziden s.
Die Serum-CPK-Konzentration ist erhöht im Falle
von Muskeldystrophie und viraler
Muskelentzündungen und metastatischen
Karzinomen.
Die klinische Relevanz des GGT-Wertes liegt in der
Diagnose von Lebererkrankungen. Ein steigender
Wert weist auf die Bildung von Gallensteinen.
Der Serum Glukose-Wert ist abnormal in Fällen von
Krankheiten, welche die Konzentration an Insulin,
Wachstumshormonen, Thyroxinund Glucagon
beeinflussen.
Der LDH-Wert ist erhöht im Falle von Herzinfarkt,
Leukämie und Lebererkrankungen.
Wir genutzt zur Identifikation von akuter
Lebererkrankungen, die durch Chemikalien
hervorgerufen wurden.
Die Serum-ALT-Werte sind erhöht im Falle von
Lebererkrankungen und in Folge von
Gewebezerstörungen.
Steigendes AST Niveau ist bekannt im Falle von
Lebererkrankungen und metastatischen
Karzinomen.
Wichtige Parameter im Rahmen der klinischen Pathologie und ihre medizinische
(zusammengefaßt nach SUBER, 1994; BIESALKSKI, 1995; LÖFFLER, 1997; STEVENS, 1994).
Relevanz
- 81 -
B. EINLEITUNG
Da die Anwendung des Arzneimittels in der klinischen Prüfung bis zur Phase III weder unter dem Aspekt der
Patientenauswahl noch unter dem der Behandlungsdurchführung repräsentativ für das tatsächliche
Anwendungsverhalten von Ärzten und Patienten unter allgemeiner Verfügbarkeit ist (VICTOR, 1991), wurde im
Bereich der Arzneimittel bereits seit langem ein post marketing surveillance gesetzlich festgeschrieben (s.a. Kap.
B-4.3.1.2; B-4.3.2.2; B-4.4.3.3). PMS ist das Zusammentragen von Informationen, die im Zusammenhang mit
dem Inverkehrbringen eines bestimmten Produktes stehen (BORZELLECA, 1992b). In der Phase III können z.T.
bereits Signale detektiert werden, die im Rahmen des post-marketing surveillance (PMS) oder auch
Pharmakovigilanz bzw. Phase IV (VICTOR, 1991), weiter untersucht werden können.
4.4.3.3
Monitoring nach dem Inverkehrbringen
Die meisten Pharmazeutika zeigen trotz der umfangreichen Risikoabschätzung neben der beabsichtigten
physiologischen Wirkung auch unerwünschte Arzneimittelwirkungen (UAW). Die ersten dokumentierten
unerwünschten Arzneimittelwirkungen (UAW) bezogen sich auf die mit der Applikation von Chloroform
verbundenen unerwarteten Todesfälle (LAWRIE, 1890; MCKENDRIK, 1880). Bis zu den frühen 50er Jahren wurde
der Analyse und Detektion von UAW nur wenig Aufmerksamkeit geschenkt (STROHM, 1994b; VENULET, 1987;
W ALLANDER, 1993). Dies änderte sich erstmalig, als ein Zusammenhang zwischen der Anwendung des
Breitwandantibiotikums Chloramphenicol und dem Auftreten von aplastischer Anämie (64) zu beobachten war
(ERSLEY, 1962;
W ALLERSTEIN,
1969).
Mittlerweile
werden
post-Marketing
Monitoring-Studien
bei
der
Sicherheitsbewertung von Arzneimitteln in der wissenschaftlichen Literatur häufig explizit herangezogen (z.B. im
Falle des Medikaments Ranitidine, s. MILLS, 1997).
Die späte Detektion von UAW ist u.a. darauf zurückzuführen, daß zur Detektion seltener Ereignisse die
Patientenzahlen bei klinischen Tests zu gering sind, und daß bestimmte Personengruppen aus ethischen
Gründen von solchen klinischen Test ausgeschlossen sind. Darüber hinaus sind noch eine Reihe anderer
Faktoren dafür verantwortlich, das UAW trotz intensiver Risikoabschätzung nicht immer vorhergesagt werden
können. Hierzu gehören z.B. auch Interaktionen mit anderen Medikamenten oder auch mit Lebensmitteln
(W ELLING, 1996), die in klinischen Untersuchungen nicht oder nur unzureichend simuliert werden können. So
stellte sich z.B. heraus, daß die physiologische Wirksamkeit von Terfenadin und ca. 30 anderen Pharmazeutika,
die durch Enzyme der in der Leber auftretenden CYP3A / Cytochrom P 450-Familie abgebaut werden, durch den
Verzehr von Pampelmusensaft eingeschränkt wird (AMEER, 1997; ANONYMUS, 1997b; OHLENSCHLÄGER, 1997).
Bekannt ist auch, daß virale Infektionen mit der Wirksamkeit von Medikamenten interagieren können. So führt
die (irrtümliche) Behandlung des Epstein-Barr-Virus mit dem Antibiotikum Ampicillin zu einem bläschenartigen,
zu Juckreiz neigenden Ausschlag. Der molekulare Mechanismus dieser Reaktion ist bisher nicht bekannt. Auch
AIDS-Patienten, die gegen Pneumocystis carinii-Infektionen mit Sulphoamiden behandelt werden, zeigen in 6080% der Fälle Reaktionen wie Ausschlag, Fieber, Neutropenie (Reduktion der neutrophilen Granulozyten im
Blut) und Thrombozytopenie (verminderte Anzahl der Thrombozyten) (LEVY, 1997). Ein weiterer, im Rahmen
klinischer Prüfungen nur schwer zu detektierender Faktor sind Arzneimittelwechselwirkungen (JOHNSON, 1993).
So treten z.B. bei der gleichzeitigen Applikation von Terfenadin und dem gegen Pilzerkrankungen eingesetzten
Ketoconazol lebensbedrohende Herz-Rhytmusstörungen auf (GREEN, 1989).
- 82 -
B. EINLEITUNG
Die Tab. 12 zeigt einige Beispiele für die Häufigkeit des Auftretens von UAW. Die Zahlen zeigen deutlich, daß
die Wahrscheinlichkeit der Detektion sowohl im Rahmen klinischer Prüfungen (Phase III) als auch für den
einzelnen Arzt, der das Medikament verschreibt, eher gering ist.
UAW
Aplastischer Anämie (*) durch
Chloramphenicol
Aplastische Anämie (*) durch
Indomethacin
Aplastische Anämie (*) durch
Phenylbutazon
Aplastische Anämie (*) durch
Metamizol
Lyell´s Syndrom (**) durch Isoxicam
Tab. 12
Geschätztes Auftreten
(Fälle pro 1 Mio. Anwendungen)
Notwendige Patientenzahl um einen
Fall zu detektieren
40
18.700
10
75.000
7
100.000
1
750.000
0,3
2.500.000
Beispiel für das Auftreten bekannter, mit der Applikation von Medikamenten verbundenen unerwünschten
Arzneimittelwirkungen (SCHÄFER, 1997).
(*) Durch Verminderung des blutbildenden Knochenmarks hervorgerufene Panzytopenie, d.h. der starken
Verminderung der Blutzellen aller Systeme.
(**) Toxische, epidermale Nekrolyse (morphol. Veränderung eines Gewebes nach irreversiblem Ausfall der
Zellfunktion) mit subepidermaler Blasenbildung der Haut und der Conjunktiva (Bindehaut des Auges).
Die Ernsthaftigkeit der beim Auftreten von UAW zu beobachtenden Symptome ist stark abhängig vom jeweiligen
Individuum, d.h. dem genetischen Polymorphismus (BECHTEL, 1992). Aber auch das Ansprechen von Patienten
auf bestimmte Medikamente ist abhängig vom genetischen Polymorphismus (RICHARD, 1997; POIRIER, 1995).
Untersuchungen weisen darauf hin, daß in den USA zwischen 3 und 11% aller Einweisungen in Krankenhäuser
auf unerwünschte Arzneimittelwirkungen von Medikamenten zurückzuführen sind (NOLAN, 1988), wobei ältere
Menschen eine größere Anfälligkeit gegenüber UAW zeigen als jüngere (BEARD, 1992; kritisch hierzu NOLAN,
1988). Da bekannt ist, daß die Kombination verschiedener Medikamente sowohl die Häufigkeit von UAW als
auch deren Ernsthaftigkeit beeinflußt, und auf dem Hintergrund, daß die Gruppe der über 65jährigen z.B. in den
USA etwa 11 % der Bevölkerung ausmachen, jedoch 30 % der Medikamente verbrauchen, ist ein häufigeres
Auftreten von UAW zumindest nachvollziehbar (NOLAN, 1988). Neuere Studien von LAZAROU nennen Zahlen von
1,5 Mio. ernsthaften Erkrankungen/ Jahr in den USA, die zu einem Krankenhausaufenthalt führen und ca.
100.000 Verstorbenen (LAZAROU, 1998). Damit lägen UAW in den USA an sechster Stelle der Todesursachen
(65), hinter Herzerkrankungen (745.000), Krebs (530.000), Schlaganfall (150.000), Lungenerkrankungen
(100.00) und Unfällen (90.000). Arbeiten von SCHÖNHÖFER weisen darauf hin, daß in Deutschland mit ca. 100150 schwerwiegenden arzneimittelbedingten Erkrankungen und 7-10 tödlichen Verläufen pro 100.000 Einwohner
und Jahr zu rechnen ist. Hochgerechnet für Deutschland bedeutet dies etwa 6.000-8.000 arzneimittelbedingte
Todesfällen/ Jahr und etwa 100.000 - 120.0000 schwere arzneimittelbedingte Erkrankungen (SCHÖNHÖFER,
1995).
64
65
Durch Verminderung des blutbildenden Knochenmarks hervorgerufene Panzytopemie (starke Verminderung der
Blutzellen).
Alle Zahlen beziehen sich auf das Jahr 1994.
- 83 -
B. EINLEITUNG
In den letzten Jahrzehnten wurden eine Reihe von pharmako-epidemiologischen Methoden bzw. Methoden des
post-Marketing Monitoring mit dem Ziel entwickelt, die Verwendung von Medikamenten und die mit ihrer
Verwendung verbundenen positiven und negativen Effekte sowie deren Ursachen in einer großen Zahl von
Menschen zu untersuchen (SPITZER, 1996b).
Post-Marketing-Studien (PMS) erlauben die Untersuchung von verzögerten Effekten von Arzneimitteln, wie etwa
das seltene Klarzell- oder Hellzell-Adenokarzinom der Vagina und des Gebärmutterhalses, welches erst nach
zwei Jahrzehnten bei jungen Frauen auftrat, deren Mütter Diethylstilbesterol zu sich genommen haben (s.a. Kap.
B-1.2.1.1.). PMS lassen sich nach STEPHENS unterscheiden in (STEPHENS, 1993):
-
deskriptive Studien, die Ereignisse beschreiben, die im Zusammenhang mit der Applikation eines
Medikaments stehen. Dies umfaßt sowohl Fragestellungen im Zusammenhang mit Wirksamkeit des
Medikaments als auch mit dem Auftreten von UAW innerhalb bestimmter Bevölkerungsgruppen. Mit diesen
Studien kann kein direkter kausaler Zusammenhang nachgewiesen werden;
-
analytische Studien, welche in der Lage sind, einen kausalen Zusammenhang oder eine Assoziation
zwischen der Applikation des Medikaments und dem Auftreten eines Adverse Clinical Event (ACE)
herzustellen. I.d.R. liegt eine Kontrollgruppe vor, so daß Hypothesen untersucht werden können.
pre-Marketing / klinische Versuche
PMS
Anzahl der beteiligten Personen
Effizienz des Berichtswesens
Ausstieg an Patienten
Routine Laboruntersuchungen
1.000 - 3.000
ungefähr 95% of UAW werden detektiert
einige
ja
Dauer
Dokumentation
Kontrollen
gewöhnlich kurze Zeitdauer
umfangreich
Mehrheit der Patienten aufgrund
zufallsverteilter und kontrollierter Studien
allgemein üblich
gering
100 – (offen)
variabel
viele
selten und dann gewöhnlich weniger
intensiv
variabel, kurz- bis langfristig
minimal
Kontrollen sind selten
Statistische Bestimmungen
Hintergrundereignisse aufgrund
anderer Erkrankungen
Patienteneinschätzung
Tab. 13
meist objektiv
selten
hoch
meist subjektiv
Vergleich wesentlicher Charakteristika von pre-clinical trials und post-Marketing surveillance (PMS)
(STEPHENS, 1993).
PMS unterscheiden sich von pre-marketing clinical trials durch verschiedene Faktoren, die in der Tab. 13
zusammengefaßt sind.
Post-Marketing Monitoring Systeme sind nicht nur notwendig zur Detektion von seltenen UAW, sondern
ermöglichen es auch, neue Anwendungsbereiche von Medikamenten (Benficial Drug Reactions (BDR)) zu
identifizieren. Bekanntestes Beispiel hierfür ist vermutlich die Anwendung von Acetylsalicylsäure (Aspirin), das
- 84 -
B. EINLEITUNG
PMS Typ
Descriptive studies
(hypothesis testing)
Analytical studies
(hypothesis testing)
Non-experimental, nonrandomized studies
Case-contol
studies
Drug-oriented
Abb. 6
Randomized
clinical trial
Cohort
studies
ADR registers
Literature
Cohort studies
(no control group)
National
schemes
Spontaneous
reporting
Company
Population
oriented
Übersicht über die verschiedenen Arten von post-marketing surveillance Systemen (STEPHENS, 1993).
nicht nur als schmerzstillendes und entzündungshemmendes Medikament eingesetzt werden kann, sondern
auch zur Vorbeugung gegenüber Gefäßverschlüssen (SCHÄFER, 1997). Nicht zuletzt auf diesem Hintergrund
führen Unternehmen z.T. auch eigene Untersuchungen durch, wobei praktizierende Ärzte gewonnen werden, die
das jeweilige Medikament verschreiben (z.B. JÜNGST, 1987; GANZONI, 1995; W ALLANDER, 1986; kritisch hierzu
FLETCHER, 1994). Die Meldung von Apothekern werden nicht in allen Staaten in die offiziellen Statistiken mit
aufgenommen, obgleich Untersuchungen aufgezeigt haben, daß die Qualifikation zur Beurteilung von UAW bei
Apothekern mit denen von Ärzten durchaus vergleichbar ist (ROBERTS, 1994; RIZWANUDDIN-AHMAD, 1996).
Im folgenden werden verschiedenen Monitoring Systeme detaillierter beschrieben. Eine Bewertung dieser
System wird in Kap. C-1.2.1. vorgenommen.
- 85 -
B. EINLEITUNG
4.4.3.3.1
Spontaneous Reporting System - ”MedWatch”
Ähnlich wie in der Bundesrepublik Deutschland besteht auch in den USA seit 1962 – auf Grundlage des sog.
”KEFAUER HARRIS-Amendment” zum Food, Drug and Cosmetic Act von 1938 (66) - die rechtliche Verpflichtung für
den Inverkehrbringer von Pharmazeutika, ihm bekanntgewordene unerwünschte Arzneimittelwirkungen
gegenüber der Zulassungsbehörde (in diesem Falle der FOOD
AND
DRUG ADMINISTRATION (FDA)) zu melden
(ZIPORYN, 1985). Hierbei wird nach 21 CFR 310.305, 21 CFR 312.32 und 21 CFR 314.80, die 1984 bzw. 1987 in
Kraft getreten sind, unterschieden zwischen periodisch zu erstellenden Berichten, die in den ersten drei Jahren
vierteljährlich erstellt werden müssen und sogenannten ”15 Tage-Berichten”, in denen ernsthafte, bisher
unbekannte unerwünschte Arzneimittelwirkungen aufgeführt werden (TURNER, 1986; FAICH, 1991; JOHNSON,
1992; JOHNSON, 1993a; STEPHENS, 1993). 21 CFR 310.305 sieht darüber hinaus vereinfachte 15 Tage-Berichte
vor, die sich auf verschreibungspflichtige Arzneimittel beziehen, mit denen zwar umfangreiche Erfahrungen
bestehen (”Grandfather drugs”), deren Wirkstoffe jedoch nicht einem neuen Genehmigungsverfahren unterzogen
wurden (FAICH, 1986; FDA, 1985; JOHNSON, 1993b; SERRA, 1997).
Seit Oktober 1969 wird durch die DIVISION
OF
PHARMACOVIGILANCE
AND
EPIDEMIOLOGY (DPE) des amerikanischen
Gesundheitsministerium FDA ein sog. Spontaneous Reporting System (SRS) betrieben (FAICH, 1986). Hierbei
handelt es sich um eine Datenbank, in der z.Zt. ca. 1 Millionen Fälle in Zusammenhang mit der Meldung von
UAW gespeichert werden, auf die auch per Internet Zugriff besteht (67) (ROSSI, 1984; JOHNSON, 1993). Hierbei
wird eine einheitliche Nomenklatur zur Beschreibung der UAW verwendet (FDA, 1985b). Während Unternehmer
gesetzlich zur Meldung von UAW gegenüber der Genehmigungsbehörde verpflichtet sind, besteht eine solche
Regelung für praktizierende Mediziner nicht. Deren Meldung erfolgt auf freiwilliger Basis, wobei es immer wieder
Versuche gegeben hat, das Bewußtsein für die Notwendigkeit einer Beteiligung am SRS zu schärfen und die
Zahl nicht registrierter UAW zu reduzieren (SMITH-ROGERS, 1989) (Phänomen des ”under-reporting”; s.a. Kap. C1.2.1.2.2.). Das Wissen um die Existenz eines solchen SRS war lange Zeit auch bei praktizierenden Medizinern
nicht sehr ausgeprägt (SMITH-ROGERS, 1988).
Basierend auf diesen Erfahrungen wurde im Juni 1993 in den USA ein Meldesystem mit dem Namen
”MedWatch” (Medical Products Reporting Programme) etabliert (KESSLER, 1993; W HITE, 1997). Um eine stärkere
Rückmeldequote zu erreichen, wurde von Seiten des FDA die Kooperation mit über 60 medizinischen
Vereinigungen gesucht. Diese wiederum haben ihre Mitglieder über das Programm und die damit verfolgten
Ziele informiert und für eine Teilnahme geworben (BAUM, 1994). Ähnlich wie in der Bundesrepublik Deutschland
werden dabei die eingegangenen Einzelfallberichte durch Mediziner geprüft und bewertet. Die mit der Einführung
von MedWatch verfolgten Ziele lassen sich wie folgt zusammenfassen (KESSLER, 1993):
(1)
Durch eine Vereinfachung des Meldesystems sollen Ärzte motiviert werden, mehr Vorfälle zu melden;
(2)
den Ärzten soll klarer gemacht werden, welche Art von Vorfällen gegenüber dem FDA gemeldet werden
sollen;
66
67
Auslöser für die 1938 in Kraft getretene neue Fassung des PURE FOOD AND DRUG ACT von 1906 (Pub. L. No. 59-384,
34 Stat. 768) waren bisher unbekannte Nebenwirkungen eines Medikaments. Die zu dieser Zeit erhältlichen Sulfoamide
waren weder in Wasser noch in Alkohol löslich. Im Herbst 1937 wurden Sulfoamide in einer neuen Formulierung,
bestehend aus 72 % Diethylglykol, 18% Wasser und 10% Sulfoamide ohne vorherige toxikologische Untersuchungen
auf den Markt gebracht. Obwohl das FDA schnell reagierte, kam es bis zur Zurücknahme des Medikaments zu 50 bis
100 Todesfällen. Die bis dahin bestehenden gesetzlichen Grundlagen sahen lediglich vor, daß Medikamente sauber
waren. Ein Nachweis der Sicherheit oder Effektivität mußte nicht erbracht werden. Seit 1938 müssen toxikologische
Untersuchungen vor dem ersten Inverkehrbringen durchgeführt werden (W OLFF, 1967; SPRIET-POURRA, 1996).
http://www.fda.gov/cder/adr/index.htm.
- 86 -
B. EINLEITUNG
(3)
die auf Grundlage der eingegangenen Meldungen durchgeführten Folgemaßnahmen sollen besser
kommuniziert werden.
In die Beobachtung werden nicht nur Arzneimittel, sondern auch medizinische Geräte und Hilfsmittel mit
einbezogen. Hintergrund für diese Entscheidung war das Auftreten von lebensbedrohlichen allergischen
Reaktionen nach der Anwendung von Klistiern zur Darmspülung, die eine Spitze aus Latex aufwiesen (STEHLIN,
1992; OWNBY, 1994).
Zur Steigerung der Effektivität von MedWatch wurde es als notwendig angesehen, auch die finanziellen Mittel für
ein kontinuierliches Monitoring sowie epidemiologische Untersuchungen bereit zu stellen (FAICH, 1993).
In Großbritannien gibt es seit 1964 ein ähnlich aufgebautes und funktionierendes System (sog. ”Yellow Card
System”),
das
ebenfalls
zur
Detektion
einer
Reihe
von
arzneimittelbedingter
unerwünschter
Arzneimittelwirkungen geführt hat. In der Datenbank ADROIT (Adverse Drug Reactions On-line Information
Tracking) (W OOD, 1993) werden mittlerweile ca. 300.000 Berichte über UAW gespeichert (STEPHENS, 1993,
W ALTER, 1996).
Mitte der 70er Jahre wurden die Daten von über 30 Ländern durch die Weltgesundheitsorganisation (WHO)
zusammengefaßt. Die Datenbank, die im WHO COLLABORATING CENTERS FOR INTERNATIONAL DRUG MONITORING in
der MEDICAL PRODUCT AGENCY in Uppsala, Schweden angesiedelt wurde, umfaßt ca. 1 Mio. Einträge (TEN HAEM,
1992), wobei z.Zt. ca. 200.000 Meldungen/ a hinzukommen (MEYBOOM, 199b)
4.4.3.3.2
Vergleichsstudien - Selbstbeobachtung von Patienten (self-monitoring)
Neben den praktizierenden Medizinern sind es in zunehmenden Maße die Patienten selber, die für ein postMarketing Monitoring gewonnen werden. FISCHER et al. haben Ende der 80er Jahre erste Versuche durchgeführt,
bei denen Patienten beim Kauf eines Medikaments eine Informationsmappe erhielten, in der Sie aufgefordert
werden, jedes neue oder unerwünschte Symptom oder eine unerwartete positive Auswirkung auf ihren
Gesundheitszustand telefonisch einer zentralen Datensammelstelle zu melden (FISHER, 1987 a-c; 1990; 1992).
Um die Verläßlichkeit der Methode zu evaluieren wurden die Meldungen von 161 sich selbst beobachteten
Patienten mit denen von ca. 1.100 Kontrollpersonen verglichen, die sich nicht selbst meldeten, sondern aktiv
angesprochen wurden (FISHER, 1987b; MELLINGE, 1988).
Neben der o.g. Aufforderung enthielt die Informationsmappe darüber hinaus einen selbsthaftenden Aufkleber, in
dem die o.g. Aufforderung zur Meldung von Adverse Clinical Events (ACE) noch einmal aufgedruckt wurde
zusammen mit der Telefonnummer, die im Falle des Auftretens eines Symptoms anzurufen ist. Dieser Aufkleber
konnte z.B. im Bad am Spiegel angebracht werden, so daß der Proband sich der Verpflichtung zu Meldung
immer bewußt ist (BRYANT, 1991). Patienten, die sich an dem Versuch beteiligen wollten, mußten lediglich einen
bereits freigestempelten und adressierten Umschlag einschicken. Durch verschiedene Mailings in der
Projektlaufzeit werden die teilnehmenden Personen darüber hinaus noch einmal dran erinnert, alle ACEs zu
melden. Beim ersten Mailing wurde den Versuchsteilnehmern, um deren Motivation für die weitere Teilnahme zu
erhöhen, explizit für ihr Engagement gedankt. Um die Beteiligungsrate zu erhöhen, wurde darüber hinaus jeder
Person, die sich bereit erklärte, medizinische Basisdaten zur Verfügung zu stellen – und zwar noch vor der
B. EINLEITUNG
- 87 -
Meldung von konkreten Symptomen, um keinen finanziellen Anreiz für nicht auf reellen Ereignissen beruhenden
Meldungen zu schaffen - eine finanzielle Vergütung zugesagt. Hierzu reichen nach Vergleichsstudien bereits
geringe Beträge von 10-25 $ aus (BRYANT, 1990). Die Telefonkosten werden durch die Verwendung einer sog.
Toll-Free-Nummer dem Projektträger aufgelastet, um auch hier die Hemmschwelle für eine Meldung so gering
wie möglich zu halten. Auf dem Hintergrund der intensiven Betreuung der sich an dem Studie beteiligenden
Personen ist jedoch zu hinterfragen, ob unter diesen Umständen wirklich von einem ”self-monitoring”
gesprochen werden kann.
Die bei den Telefonaten geführten Interviews wurden Computer unterstützt geführt, d.h. die auf dem Bildschirm
des Interviewers erscheinenden Fragen waren durch die zuvor durch den Interviewten angegebenen Daten
bestimmt. Der Vorteil einer telefonischen Beratung im Vergleich zu einem persönlichen Interview besteht in der
größeren Offenheit der Probanden in bezug auf eher ”peinliche” Fragen (z.B. über Veränderungen des
Stuhlgangs). Die Interviews verliefen dabei nach dem folgendem Schema und dauerten etwa 15-20 min (BRYANT,
1991; FISHER 1987 a-c, FISHER, 1990; FISCHER, 1995):
(1)
Einleitungsteil, in dem der Proband spontan alle ACEs (nicht UAWs) und BDRs im Zusammenhang mit der
Applikation des zu untersuchenden Medikaments benennen konnte.
(2)
Eine mehr systematische Befragung, in deren Rahmen bekannte Symptome und UAW abgefragt wurden,
die mit der Applikation des Medikaments in Zusammenhang stehen. Dabei wurde die Fragestellung so
gewählt, daß eine möglichst geringe direkte Führung durch den Interviewer stattfand (so wurde z.B. nicht
danach gefragt, ob ein Patient Hautausschlag hatte, sondern ob besondere Probleme mit der Haut
auftraten).
(3)
Eine Phase, in der der Proband noch einmal die Möglichkeit hatte, spontan ACEs bzw. BDRs zu benennen.
(4)
Die Aufnahme medizinischer Grunddaten. Hierzu gehörte,
(a)
ob ähnliche Symptome bereits in den letzten Monaten vor der Medikamentation aufgetreten sind,
(b)
ob sich die Intensität von Symptomen aus dieser Zeit nach der Aufnahme des Medikaments verstärkt
hatten,
(c)
wann das Medikament das erste Mal genommen wurde, und wann ACE bzw. BDR das erste Mal
auftraten,
(d)
die Häufigkeit, Dauer und Ernsthaftigkeit, mit der ACE bzw. BDR auftraten.
(5)
Bewertung der ACEs durch den Probanden (minimal/ geringfügig/ deutlich/ ernst/ sehr ernsthaft).
(6)
Vermutung des Probanden in bezug auf die Ursache des ACEs (definitiv nicht durch das Medikament
verursacht/ vermutlich nicht/ ich weiß nicht/ vermutlich/ verursacht). Bisherige Erfahrungen zeigen, daß
Patienten durchaus in der Lage sind, eine Korrelation zwischen der Applikation des Medikaments und dem
Ereignis, d.h. eine Unterscheidung zwischen ACE und UAW im Rahmen einer solchen Befragung
vorzunehmen (FISHER, 1993b).
(7)
Hinweis durch den Interviewer, den Arzt aufzusuchen, wenn der Proband der Meinung war, daß es sich um
eine ernsthafte gesundheitliche Beeinträchtigung handelt. Es wurden keine Telefondiagnosen gestellt und
auch keine Aussagen über die Meldungen anderer Probanden mitgeteilt.
Ein ACE wurde nur dann als relevant in die Datenbank und die folgenden Analysen aufgenommen, wenn die
Symptome erst nach der Einnahme des Medikaments aufgetreten sind, also von einem UAW ausgegangen
werden konnten.
- 88 -
B. EINLEITUNG
Bei einer Vergleichsanalyse zwischen Trazadone (TRZ) und Floxetin (FLX) wurden 4000 Probanden gewonnen
und über einen Zeitraum von einem Jahr begleitet (FISHER, 1993b). Dabei konnten 32 ACEs unterschieden
werden, von denen z.T. bereits bekannt war, daß sie auftreten (z.B. starke Unruhe, Schwindel
Koordinationsschwierigkeiten, Schwindelgefühl, Muskelschmerzen, verschwommene Sicht, trockener Mund,
trockene Haut, Angstgefühle etc.) oder die in direktem Zusammenhang mit der physiologischen Wirkung des
Medikaments standen.
Das relative Risiko r des Auftretens einer bestimmten Nebenreaktion im Zusammenhang mit dem Konsum des
jeweiligen Medikamentes wurde aus dem Quotienten des prozentualen Auftretens der mit dem jeweiligen
Medikament verbundenen ACEs ermittelt.
% ACE
r=
% ACE
TRZ
FLX
Hierdurch konnte z.B. ermittelt werden, daß eine verstärkte Schleimentwickung im Nasenbereich um den Faktor
20 häufiger bei der Applikation von TRZ im Vergleich zur Applikation von FLX auftritt, während Appetitlosigkeit
um den Faktor 8 häufiger bei der Behandlung mit FLX als mit TRZ auftritt. Diese Vergleichszahlen ermöglichen
jedoch keine Aussage über die absolute Wahrscheinlichkeit des Eintretens einer bestimmten ACE.
4.4.3.3.3
Erfahrungen mit ”Medicaid Drug-Event Data” und anderen computergestützten Systemen
In den Vereinigten Staaten besteht ein Programm zur finanziellen Unterstützung von Bedürftigen im
medizinischen Bereich (Medicaid). Der für eine Behandlung oder die Weitergabe eines Medikamentes
anfallende Betrag wird nicht dem Patienten sondern dem Anbieter des medizinischen Service überwiesen. Seit
1972 werden die dabei anfallenden Daten durch das DEPARTMENT OF HEALTH, EDUCATION AND W ELFARE (DHEW)
im sogenannten Medicaid Management Information System (MMIS) oder auch Computerised On-line Medicaids
Pharmaceutical
Analysis
and
Surveillance
System
(COMPASS)
zusammengetragen.
Dabei
werden
(anonymisiert) personenbezogene Daten gesammelt, sowie die verordneten Medikamente und die der
Verschreibung zugrunde liegenden Diagnosen. Bereits Anfang der 90er Jahre lagen Daten über ca. 9 Millionen
Patienten in 10 Bundesstaaten der USA vor (CARSON, 1989). Die Datenbank erlaubt es, Gruppen von Personen
zusammenzustellen, die gegenüber einem bestimmten Medikament exponiert sind. Sollten in dieser Gruppe
bestimmte Krankheitsbilder auftauchen, die sie von einer Vergleichsgruppe unterscheidet, kann dies ein
Anhaltspunkt für ein UAW sein. Auch sind Aussagen über bestimmte Krankheitsbilder sowie den Verbrauch
eines bestimmten Medikaments in bestimmten Bevölkerungsgruppen möglich. Die vom Medicaid unterstützen
Personen stellen jedoch keinen repräsentativen Ausschnitt der Gesamtbevölkerung dar, denn Medicaid erhalten
z.B. überdurchschnittliche viele junge, alleinerziehende Frauen (JONES, 1984; CARSON 1994).
Neben
der
Medicaid-Datenbank
gibt
es
auch
andere,
computergestützte
Auswertungen
des
Krankheitsgeschehens und der Medikamentation. Eines der bekanntesten ist die Health Database in
Saskatchewan, Kanada (GUESS, 1988; DOWNEY, 1989; STRAND, 1994). Saskatchewan ist eine von 10
kanadischen Provinzen und umfaßt ca. 7% des kanadischen Staatsgebietes mit einer Bevölkerung von ca. 1
Mio. (etwa 4% der Gesamtpopulation). Die Bewohner von Saskatchewan besitzen ein umfassendes, durch den
- 89 -
B. EINLEITUNG
Staat finanziertes Gesundheitssystem und sind seit 1975 alle in einer Datenbank erfaßt. Aufgeführt sind dabei
Angaben über den familiären Status, die Adresse, das Geburtsdatum, die Art der eingenommenen
Medikamente, die Häufigkeit der Medikamentation und das Datum ihrer Verschreibung. Darüber hinaus liegen
Daten vor über den das Medikament verschreibenden Arzt, die das Medikament abgebende Institution sowie die
mit der Abgabe verbundenen Kosten. Alle Krankenhausaufenthalte werden ebenfalls zentral erfaßt (incl. Daten
über Aufenthaltsdauer, Diagnose, Behandlung und Datum der Entlassung). Daten über Krebserkrankungen
werden bereits seit 1932 erfaßt (ca. 170.000 Patienten derzeit, mit einem Zuwachs von ca. 7.000 Patienten/
Jahr). Mittlerweile liegen Daten über ca. 2 Mio. Personen vor, auf die aus datenschutzrechtlichen Gründen
jedoch nur ein eingeschränkter Zugang besteht. Die Kombination der unterschiedlichen Informationen mit Hilfe
der in allen Fällen identischen Health Services Number erlaubt die präzise Feststellung einer Korrelation
zwischen einem UAW und der Medikamentation. So wurden z.B. zur Überprüfung der These eines
Zusammenhangs zwischen ernsthaften Blutungen des oberen Gastrointestinaltraktes und der Anwendung von
NSAIDs die Daten von ca. 130.000 Patienten so verknüpft, daß die Verschreibung von NSAIDs sowie die
Krankenhausaufenthalte mit dem o.g. Krankheitsbild (incl. Autopsie) in Korrelation miteinander gebracht wurden.
Es konnte gezeigt werden, daß eine direkte Assoziation nur bei Personen über 75 Jahren häufiger auftritt
(GUESS, 1983).
4.4.3.3.4
Drug Surveillance Network
Innerhalb eines Krankenhaus durchgeführte Monitoring-Studien, wie etwa in Form des Boston Collaborative
Drug Surveillance Programme (BCDSP) (CARSON, 1994; JICK, 1996; COSENTINO, 1996) sind in ihrer Patientenzahl
beschränkt. Systeme, die sich jedoch nur auf spontane Berichte verlassen, haben dagegen den Nachteil, daß
der Meldung nicht notwendigerweise eine medizinische Evaluierung der Daten vorausgeht. Aus diesem Grunde
wurden sog. Drug Surveillance Networks, etwa durch das PHARMACOEPIDEMIOLOGY RESEARCH CENTRE
AT THE
STATE UNIVERSITY OF NEW YORK eingerichtet (GRASELA, 1989). Hierbei wurden zwischen 1986 und 1988 ca. 400
klinische Pharmakologen in Kliniken in fast allen Bundesstaaten der USA gewonnen, sich an dem Programm zu
beteiligen. In einem ersten Pilotprojekt, das sich mit der Verwendung von Antibiotika befaßte, wurde die
Verwendung von ca. 60 verschiedenen Antibiotika an etwa 2000 Patienten untersucht. Durch die Einbindung von
klinischen Pharmakologen anstatt von Ärzten wurde eine weniger subjektiv gefärbte Berichterstattung erwartet.
Der Vorteil eines solchen Systems liegt auch im psychologischen Bereich. Durch das Gefühl der
Zusammengehörigkeit zu einer Gruppe ist die Beobachtungsintensität und die Bereitschaft zur Meldung von
UAW wesentlich höher, als dies etwa bei freiwilligen Maßnahmen wie MedWatch der Fall ist.
4.4.4
Risikoabschätzung und -monitoring im Bereich von Zusatzstoffen und Enzymen
Zur Lebensmittelverarbeitung und –konservierung werden eine Vielzahl von Lebensmittelzusatzstoffen
eingesetzt. Hierzu gehören u.a. Säuerungsmittel, Antischaummittel, Schaummittel, Antioxidantien, Farbstoffe,
Emulgatoren,
Enzyme,
Geschmacksstoffe,
Geschmacksverstärker,
Geliermittel,
Konservierungsstoffe,
Treibmittel, Lösungsmittel, Stabilisatoren, Süßstoffe (KURIHARA, 1992) und Dickungsmittel (CONNING, 1993). Die
Verwendung von Zusatzstoffen unterliegt einer vorherigen Genehmigung (SCHLACKE, 1996; LÜCK, 1992), wobei
toxikologische Untersuchungen zur Evaluierung möglicher gesundheitlicher Gefährdungen durchgeführt werden
(siehe z.B. VERGER, 1997; HALLAGAN, 1997).
- 90 -
B. EINLEITUNG
Enzyme, die in der Lebensmittelverarbeitung eine wesentliche Rolle spielen (AMFEP, o.J. a; o.J. b) unterliegen
als technische Hilfsstoffe nicht den gleichen rechtlichen Rahmenbedingungen wie Zusatzstoffe. Dennoch
bestehen für viele der Produktionsorganismen (DE BOER, 1991; 1994; BARBESGARD, 1992) und der Enzyme selbst
umfangreiche toxikologische Erfahrungen wie Tab. 14 zeigt.
Enzym
Produktionsorganismus
Humicola insolens
Alkalische Cellulase
Acetolacetat Decarboxylase Bacillus subtillis
Trichoderma reesei
β -Glukanase
Lipase G
Lipase
Lipase
Lipase
Penicillium camembertii
Rhizopus oryzae
Rhizomucor miehei
Aspergillus oryzae
Esperase
Tannase
Bacillus lentus
Aspergillus oryzae
Tab. 14
4.4.4.1
Einsatzbereich
Literatur
Brau- und Backgewerbe
Bierbrauen
Nutritiver Aufschluß von
Gerste bei der Fütterung von
Hühnern
GREENOUGH, 1991
DE BOER, 1993
COENEN, 1995
KONDO, 1994
COENEN, 1997
BROADMEADOW , 1994
GREENOUGH, 1996
Backwarenbereich
Verbesserte
Teigeigenschaften in bezug
auf größeres Volumen,
hellere Krustenfärbung,
verlängerte Haltbarkeit und
Krumenstruktur
Proteolytisches Enzym
HJORTKJAER, 1993
Verhindert Flockenbildung bei LANE, 1997
kaltlöslichen Tees
Beispiele für in der Lebensmittelherstellung und –verarbeitung genutzte Enzyme, die einer toxikologischen
Evaluierung unterzogen wurden.
Toxikologische Untersuchungen
Die zur toxikologischen Bewertung von Zusatzstoffen und Enzymen herangezogenen Untersuchungen sind
unabhängig von der Produktionsmethode der jeweiligen Substanz. Das heißt Fragestellungen z.B. in bezug auf
Verunreinigungen bestehen sowohl bei Zusatzstoffen, die aus konventionell gezüchteten Mikroorganismen und
Pflanzen hergestellt wurden, als auch bei solchen, die mit Hilfe gentechnisch veränderter Mikroorganismen und
Pflanzen hergestellt wurden (W EISSINGER, 1989). Die Prüfverfahren von Zusatzstoffen orientieren sich an den
Richtlinien der WHO (WHO, 1987), der EG (WLA, 1980; EG, 84) und der USA (FDA, 1982). Ziel der
Risikobewertung ist die Festlegung von Schwellendosen und Grenzwerten, die dazu dienen sollen, daß
Gesundheitsbeeinträchtigungen
des
Menschen
vermieden
werden.
Zur
Abschätzung
der
mit
dem
Inverkehrbringens von Zusatzstoffen im Lebensmittelbereich verbundenen Risiken wurde 1961 von der JECFA
das Konzept des ADI- bzw. DTA-Wertes (duldbare tägliche Aufnahmemenge) entwickelt (LU, 1988; RENWICK,
1993a; TRUHAUT, 1991; WLA, 1980). Danach wird zuerst diejenige Dosis des untersuchten Stoffes in
Tierversuchen bestimmt, die ohne Wirkung auf die Versuchstiere bleibt (NOEL, No Observed Effect Level oder
auch NEL No Effect Level (WLA, 1980) oder auch NOAEL, No-Observable-Adverse-Effect Level (RENWICK,
1993a)). Der ADI-Wert beträgt 1/100 des NOEL-Wertes. Der Faktor 100 errechnet sich aus der Multiplikation des
Faktors 10 (Sicherheitsmarge) mit dem Faktor 10, der die unterschiedliche Empfindlichkeit einzelner Individuen
berücksichtigt. Der ADI basiert auf Langzeitversuchen mit Tieren und stellt die Menge eines Zusatzstoffes
(TRUHAUT, 1991) oder eines Pestizides (LU, 1998; KUIPER, 1996), dar, die täglich ohne eine gesundheitliche
Beeinträchtigung zu sich genommen werden kann (LEHMANN, 1954). Als einzige Ausnahme bei der Konzeption
des ADI-Wertes gelten Kinder bis zu einem Alter von 16 Wochen. Nach Ansicht des SCIENTIFIC COMMITTEE
ON
B. EINLEITUNG
- 91 -
FOOD bedarf es „einer speziellen Evaluierung, die über die bisherige ADI-Bestimmung hinausgeht, bevor
Lebensmittelzusatzstoffe auch für die Verwendung von Babynahrung zugelassen werden können.“ (SCF, 1998b).
Neben dem NOEL und dem ADI spielt auch der LD50-Wert eine wichtige Rolle in der Bewertung der Toxizität
eines Stoffes (TREVAN, 1927). Der LD50-Wert stellt keine Konstante dar, wie etwa der pH-Wert oder der
Schmelzpunkt, sondern ist abhängig von verschiedenen Parametern, wie dem Geschlecht, dem Alter, den
Ernährungsgewohnheiten, den allgemeinen Gesundheitsbedingungen der Versuchstiere, der Art der Applikation,
Streß und anderen Faktoren (CHAN, 1994; HATTAN, 1992). ZBINDEN et al. haben die Literatur nach LD50-Werten
von fünf verschiedenen Substanzen untersucht. Dabei wurden Schwankungen zwischen dem Faktor 3.7 und
11.3 sichtbar (ZBINDEN, 1981).
Ähnlich wie im pharmazeutischen Bereich werden auch bei der toxikologischen Prüfung von Zusatzstoffen mit
Hilfe von Tierversuchen i.d.R. die folgenden Untersuchungen vorgenommen (MILLER, 1992; FDA, 1982; WLA,
1980; s.a. Kap. B-4.4.3.1):
-
Bestimmung der akuten Toxizität, durch die einmalige Exposition und darauffolgende Beobachtung akuter
physiologischer Veränderungen wie Blutdruck, Pupillenerweiterung etc. Bestimmung der LD50.
-
Bestimmung der subchronischen Toxizität durch die kontinuierliche und regelmäßige Exposition mit
verschiedenen Dosierungen (Minimum 3) über einen Zeitraum von 90 Tagen bzw. bis zu 1 Jahr gegenüber
verschiedenen Versuchstieren (einem Nagetier und einem Nicht-Nagetier). Bestimmung physiologischer
Parameter wie Körpergewicht, Blutuntersuchungen, Urinanalyse und Verhaltenstests. Danach Autopsie und
Histopathologie der Tiere.
-
Bestimmung der chronischen Toxizität durch die kontinuierliche und regelmäßige Exposition mit
verschiedenen Konzentrationen des Wirkstoffes (Minimum 2) über einen längeren Zeitraum von bis zu zwei
Jahren. Auch hier wird eine Autopsie und Histopathologie der Tiere durchgeführt, wobei anders als bei
subchronischen Tests Krebserkrankungen, bestimmte irreversible und progressive Formen der toxischen
Schäden sowie Erscheinungen, die von der altersbedingten Anfälligkeit bestimmter Gewebe abhängen,
beobachtet werden können.
-
Bestimmung des karzinogenen Potentials (meist Tests über 24 Monate, was einer Lebensspanne von ca.
90% der Versuchstiere (bei Ratten und Mäusen) entspricht).
-
Bestimmung der Mutagenität/ genetischen Toxizität (HAYES, 1992).
-
Bestimmung der Teratogenität, d.h. das Hervorrufen permanenter struktureller oder funktioneller Schäden
während der Embryogenese (in utero). Hierbei umfassen die Tests i.d.R. 2-3 Töchtergenerationen, wobei
meist Mäuse, Ratten und Kaninchen verwendet werden.
-
Einfluß auf die Reproduktionsfähigkeit (andere Effekte außer der Teratogenität) meist über zwei
Generationen.
-
Immunologische Effekte.
-
Verhaltensauffälligkeiten.
Neben der Durchführung von Tierversuchen, in vivo-Tests und Untersuchungen an Zellkulturen werden auch
Expertensysteme zur Abschätzung des Risikopotentials von Substanzen verwendet. Expertensysteme
unterscheiden sich von reinen Datenbanken dadurch, daß sie nicht nur Faktoren gespeichert haben, sondern
auch in der Lage sind, diese unter bestimmte Leitsätzen und Abhängigkeiten miteinander zu verbinden. Ein
Beispiel hierfür ist das HazardExpert-System, das Angaben über die generelle Toxizität einer organischen
- 92 -
B. EINLEITUNG
Verbindung in verschiedenen lebenden Systemen gibt, ohne deshalb toxikologische Studien ersetzen zu wollen
(SMITHING, 1992).
4.4.4.2
Monitoring nach dem Inverkehrbringen
Nach dem LMBG und der ZZulV besteht keine Verpflichtung zu einem Monitoring nach dem Inverkehrbringen
eines Zusatzstoffes in der Bundesrepublik Deutschland. Bei der Revision des LMBG am 25.7.1997 (BGBl. I S.
1925) wurde zwar ein neuer Unterabschnitt B (§ 46c - e) eingeführt, wonach ein Monitoring von Lebensmitteln
durchgeführt werden soll. Hierunter wird nach § 46c jedoch lediglich ”ein System wiederholter Beobachtungen ...
von Gehalten an gesundheitlich unerwünschten Stoffen wie Pflanzenschutzmitteln, Schwermetallen und
Mykotoxinen
in
und
auf
Lebensmitteln
[verstanden],
die
zum
frühzeitigen
Erkennen
von
Gesundheitsgefährdungen ... durchgeführt werden.” Im Rahmen einer allgemeinen Verwaltungsvorschrift (AVV
Lebensmittel-Monitoringplan) werden dabei die einzelnen, jeweils zu beobachtenden Substanzen aufgelistet
(BUNDESRAT, 1997; bgvv, 1999).
Dem Auftreten physikalischer Gefahren, d.h. dem Vorkommen von gefährlichen Fremdkörpern in Lebensmitteln
(z.B. Glassplittern) wurde in den USA durch die Einführung eines passiven Überwachungssystems, des
Complaint Reporting System, begegnet, das bei der FDA angesiedelt ist und in dem Beschwerden von
Verbrauchern aufgenommen werden. Dabei wurden allein 1989 ca. 10.000 Beschwerdefälle registriert (PIERSON,
1993).
Die Auseinandersetzungen über die Evaluierung und Quantifizierung des Risikopotentials, das mit dem Verzehr
von Zusatzstoffen in Lebensmitteln verbunden ist, hat in den USA dazu geführt, daß in Ergänzung zur
Etablierung eines gesetzlichen Zulassungssystems im Jahre 1958 (68) von Seiten der FDA im Jahre 1985 das
sog. Adverse Reaction Monitoring System (ARMS) für Zusatzstoffe etabliert wurde (BUTCHKO, 1994b; FDA,
1994b; TOLLEFSON, 1988). Ziel war es, unerwünschte gesundheitliche Beeinträchtigungen im Zusammenhang mit
dem Konsum von Lebensmitteln zu untersuchen, die mit Sulfit, Aspartam, Glutamat, Lebensmittelfarbstoffen
oder speziellen Nährstoffen versetzt waren. Als ”adverse reaction” werden dabei solche Symptome definiert, die
als klinisch abnormale Reaktionen gelten, unabhängig davon, ob ein kausaler Zusammenhang zwischen dem
Verzehr des Lebensmittels und dem Auftreten der Symptome bewiesen werden kann (TOLLEFSON, 1989).
Das ARMS basiert auf spontanen Berichten von Verbrauchern und im Gesundheitsbereich tätigen Personen. Die
eingehenden Beschwerden werden in verschiedene Gruppen und Typen eingeteilt (FDA, 1994b, MEYBOOM,
1997b; BUTCHKO, 1994b):
-
Gruppe A: Symptome müssen jedesmal dann auftreten wenn der Beschwerdeführer verschiedene, den
betreffenden Stoff (z.B. Aspartam) enthaltende Lebensmittel zu sich genommen hat. Zwischen dem
Konsum der mit den Beschwerden in Verbindung gebrachten unterschiedlichen Lebensmitteln muß eine
von Symptomen freie Zeit auftreten.
68
Food Additives Amendment of 1958. Pub. L. No. 85-929, 72 Stat. 1784 (codified at 21 U.S.C. § 348).
B. EINLEITUNG
-
- 93 -
Gruppe B: Die Symptome müssen jedesmal wieder auftreten, wenn der Beschwerdeführer ein bestimmtes
Lebensmittel zu sich nimmt, in der sich der Stoff befindet, von dem vermutet wird, daß er für die Symptome
verantwortlich ist.
-
Gruppe C: Die Symptome treten nicht jedesmal auf, wenn ein Lebensmittel konsumiert wird, das die
Substanz enthält von der der Beschwerdeführer glaubt, daß sie für die Symptome verantwortlich ist.
Ebenfalls in diese Gruppe eingeteilt werden Beschwerdeführer, die einen Arzt konsultiert haben, der ihnen
mitgeteilt hat, daß die Symptome wahrscheinlich nicht mit dem Konsum der jeweiligen Substanz in
Zusammenhang stehen.
Als Typ 1 werden dabei solche Reaktionen bezeichnet, die ernsthafte Symptome darstellen wie Brustschmerzen,
Herz-Rhytmusstörungen, Anaphylaktischer Schock, starkes Erbrechen, schwerer Durchfall, extremer Schwindel,
Ohnmachtsanfälle, Schlaganfälle, Krebserkrankungen, angeborene Anomalien. Als Typ 2 werden alle anderen
Symptome bezeichnet. Meldungen des Typ 1 werden durch das FDA näher untersucht. Dies umfaßt u.a.
ausführlichere Interviews mit dem Beschwerdeführer und seinem Hausarzt. Falls verfügbar werden auch
Lebensmittelproben genommen (TOLLEFSON, 1989).
Die Daten werden in regelmäßigen Abständen dem Health Hazard Evaluation Board, einem Beratungsgremium
des CFSCAN, zur Verfügung gestellt. Bei der Evaluierung des Risikopotentials werden eine Reihe von
Parametern untersucht. Hierzu gehört u.a. auch eine Evaluierung des möglichen Schadensumfanges, der
besonders gefährdeten Bevölkerungsschichten (z.B. Kinder, Alte und Schwangere) und eine Bestimmung der
potentiellen Konsequenzen sowohl akuter als auch chronischer Natur nach dem Verzehr des Produktes
(TOLLEFSON, 1988).
- 94 -
B. EINLEITUNG
4.4.5
Risikoabschätzung bei ganzen Lebensmitteln
Bei der Evaluierung der Sicherheit von Lebensmitteln können eine Vielzahl unterschiedlicher Ursachen für
unerwartete und nicht beabsichtigte Nebenreaktionen unterschieden werden, wie die folgende Abb. 7
verdeutlicht.
Nebenreaktionen
Nicht-toxische
Reaktionen
Toxische Reaktionen
Lebensmittelallergien
Nicht-IgE
vermittelt
Abb. 7
IgE vermittelt
Lebensmittelunverträglichkeiten
Enzymatisch
Pharmakologisch
Undefiniert
Übersicht über die verschiedenen Formen der Lebensmittelunverträglichkeit (nach W ÜTHRICH, 1996).
Im Vorfeld der Einführung gentechnisch veränderter Lebensmittel wurden von verschiedener Seite Wege der
Risikoabschätzung u.a. auch in Form von ”Entscheidungsbäume” entwickelt, die eine systematische
Risikoabschätzung ermöglichen sollen (FDA, 1992; LINEMANN, 1990; ACNFP, 1995; WHO, 1991). Insbesondere
beim britischen ACNFP wird darauf Wert gelegt, nicht nur toxikologische Fragestellungen in die Risikoanalyse
des neuartigen Lebensmittels miteinzubeziehen, sondern auch die Auswirkungen der Veränderungen des
Lebensmittels auf dessen Nährwert. Hierzu gehörten z.B. Fragen über die Änderungen der Verfügbarkeit von
Nährstoffen oder über den Einfluß auf die Darmflora. Die so gewonnenen Daten werden danach im Einzelfall
evaluiert und mit den Daten anderer Lebensmittel verglichen, die bereits auf dem Markt sind und mit denen von
daher ausreichende Erfahrungen bestehen. Dies könnte nach Ansicht des ACNFP z.B. durchaus dazu führen,
daß ein neuartiges Lebensmittel mit bekanntermaßen allergenen Eigenschaften eine Genehmigung zum
Inverkehrbringen erhält (ACNFP, 1995, p. 82).
Die Bewertung der Sicherheit von Lebensmitteln, die aus Organismen gewonnen wurden, deren genetische
Eigenschaften durch technische Eingriffe verändert wurden – und hierzu gehört sowohl die Gentechnik als auch
die konventionelle Züchtung – sollte die folgenden Fragestellungen umfassen (FAO, 1996; JONAS, 1996):
- 95 -
B. EINLEITUNG
-
direkte Konsequenzen (d.h. nutritive, allergische oder toxische Effekte), die auf die Anwesenheit der neuen
genetischen Information im Lebensmittel zurückzuführen sind;
-
direkte Konsequenzen des veränderten Expressionsniveaus bereits bestehender genetischer Informationen
durch Hinzufügung oder Veränderung dieser bestehenden Informationen;
-
indirekte Konsequenzen, d.h. pleiotrope Effekte als Konsequenz der Expression der neuen genetischen
Information. Hierunter wird die unvorhergesehene Ausprägung mehrerer Merkmale, ausgehend von einem
Gen,
verstanden
(SEYFFERT,
1998).
Zumeist
handelt
es
sich
hierbei
um
Veränderungen
im
Zellmetabolismus, die zu phänotypischen Veränderungen der Pflanze führen können (LIPS, 1998; s.a. Kap.
B-3.1.3);
-
Konsequenzen, die mit durch die Integration der neuartigen DNA induzierten Mutationen verbunden sein
können, etwa durch die Beeinflussung regulatorischer Sequenzen oder die Unterbrechung des Open
Reading Frame (ORF) wichtiger Genen (Insertionsmutagenese);
-
Konsequenzen, die sich für die Mikroflora des Gastrointestinalbereichs aufgrund eines möglichen
Gentransfers ergibt.
Von Anfang an ging es darum, im Rahmen der Diskussion über die wissenschaftliche Evaluierung der Sicherheit
gentechnisch veränderter Organismen spezifische Fragestellungen für einzelne Organismenklasse zu
identifizieren. Dies galt z.B. für die Bewertungen von gentechnisch veränderten Fischen (BERKOWITZ,1994;
OECD, 1994a), höheren Säugetieren (BERKOWITZ, 1990) und Mikroorganismen (ANONYMUS, 1990b). Genauso
wurden
auch
Überlegungen
angestellt,
bestimmte
Stoffklassen
ganz
aus
dem
Bereich
der
Sicherheitsüberprüfung herauszunehmen (ANONYMUS, 1990c).
Bei der Risikoabschätzung gentechnisch veränderter Lebensmittel sind im Rahmen der Prüfung nach Anhang II
der revidierten Freisetzungsrichtlinie 90/220/EWG die folgenden Elemente zu beachten (KOMMISSION, 1997a):
-
das Potential des gentechnisch veränderten Organismus (GVO) bzw. der Lebensmittelzutat, die aus einem
GVO gewonnen oder isoliert wurde, schädliche Auswirkungen auf die menschliche Gesundheit zu entfalten;
-
die Wahrscheinlichkeit, mit dem dieser Schaden eintritt;
-
die Auswirkungen, die mit dem Eintritt des Schadens verbunden wären;
-
die Wahrscheinlichkeit der Schadensbegrenzung;
-
der Vergleich des Risikos, hervorgerufen durch den Einsatz der Gentechnik, mit dem Risiko, welches
anderen vergleichbaren Technologien inne ist.
Zur Konkretisierung der Anforderungen an die Antragsunterlagen und insbesondere zur Harmonisierung der
Risikoabschätzung bei neuartigen Lebensmitteln wurde nach der Verabschiedung der Novel-Food-Verordnung
(EG, 1997) auch vom W ISSENSCHAFTLICHEN LEBENSMITTELAUSSCHUß der Europäischen Union eine entsprechende
Empfehlung vorgelegt (KOMMISSION, 1997e). Um die Unbedenklichkeits- und ernährungswissenschaftliche
Bewertung zu formalisieren, wurden die neuartigen Lebensmittel und Lebensmittelzutaten dabei in sechs
Kategorien unterteilt, die jedoch nicht identisch sind mit denen in Art. 1 (2) Nr. a-f der Novel-Food-Verordnung,
diese allerdings mit umfassen. Die Kategorien unterteilen sich in:
-
reine Chemikalien oder einfache Mischungen aus nicht gentechnisch veränderten Quellen;
-
komplexe neuartige Lebensmittel und Lebensmittelzutaten aus nicht gentechnisch veränderten Quellen;
-
gentechnisch veränderte Pflanzen und aus solchen hergestellte Erzeugnisse;
-
gentechnisch veränderte Tiere und aus solchen hergestellte Erzeugnisse;
- 96 -
B. EINLEITUNG
-
gentechnisch veränderte Mikroorganismen und aus solchen hergestellte Erzeugnisse;
-
Lebensmittel, die nach einem anderen neuartigen, nicht gentechnischen Verfahren hergestellt wurden (z.B.
neue Arten der Wärmebehandlung, nicht-thermische Konservierungsmethoden wie Bestrahlung, neue
Trocknungsverfahren).
Des weiteren wurden 13 Bewertungsschemata in Form von Entscheidungsbäumen erarbeitet, wobei nicht alle
Bewertungsschemata
zur
Bewertung
jeder
der
o.g.
Kategorien
an
neuartigen
Lebensmitteln
bzw.
Lebensmittelzutaten (NL) herangezogen werden müssen. Dieser Ansatz des SCF lehnt sich stark an die
bisherige Vorgehensweise der britischen Behörden an (ANDERSON, 1987; ACNFP, 1991; 1994b).
Bei den für die Bereitstellung der für die Unbedenklichkeits- und die ernährungswissenschaftliche Bewertung
erforderlichen Informationen handelt es sich um:
(1)
Spezifikationen des Ursprungs und der Zusammensetzung des NL zur Gewährleistung der Identität
(chemische Zusammensetzung in bezug auf die nutritiven Eigenschaften);
(2)
Auswirkungen der für das NL verwendeten Herstellungsverfahren (in bezug auf verfahrensbedingte
chemische und/ oder biologische Veränderungen und ihren Einfluß auf wesentliche nutritive,
toxikologische und mikrobiologische Parameter);
(3)
frühere Erfahrungen mit dem als Quelle des NL verwendeten Organismus;
(4)
Auswirkungen der genetischen Veränderung auf die Eigenschaften des Wirtsorganismus (insbesondere
nutritive und toxikologische Eigenschaften);
(5)
genetische Stabilität der als NL-Quelle verwendeten GVO;
(6)
Spezifität der Expression des neuartigen genetischen Materials;
(7)
Transfer genetischen Materials vom GVO (z.B. Untersuchung des potentiellen Gentransfers von GVMs
auf die menschliche Darmflora mit Hilfe von Tier- und in-vitro--Darmmodellen (BLAUT, 1998));
(8)
Fähigkeit des GVM zum Überleben im menschlichen Darm und zu dessen Kolonisierung;
(9)
Voraussichtlicher Konsum/ Ausmaß der Nutzung des NL;
(10)
Informationen über eine frühere Exposition des Menschen gegenüber dem NL oder seiner Quelle;
(11)
ernährungswissenschaftliche Informationen über das NL;
(12)
mikrobiologische Informationen über das NL;
(13)
toxikologische Informationen über das NL. Hierbei sind folgende Elemente in Betracht zu ziehen:
-
Toxizität analytisch nachgewiesener einzelner chemischer Komponenten;
-
In-vitro-
und
in-vivo-Toxizitätsuntersuchungen,
einschließlich
Mutagenitätsuntersuchungen,
Reproduktions- und Teratogenitätsuntersuchungen, Karzinogenität, Neurotoxizität, Immunotoxizität,
Toxikokinetik, chronische Toxizität, sowie Langzeit-Tierfütterungsversuche;
-
Untersuchung der potentiellen Allergenität.
Nach der bestehenden Rechtslage sind die toxikologischen Anforderungen an die Prüfung eines gentechnisch
veränderten Lebensmittels fallweise zu prüfen. Hierzu werden derzeit drei Szenarien verwendet:
(a)
Feststellung der wesentlichen Gleichwertigkeit (substantiellen Äquivalenz) mit einem anerkannten
herkömmlichen Lebensmittel bzw. einer Lebensmittelzutat. In diesem Fall ist davon auszugehen, daß
weitere Untersuchungen nicht erforderlich sind;
B. EINLEITUNG
(b)
- 97 -
Feststellung der wesentlichen Gleichwertigkeit mit Ausnahme eines einzigen oder weniger abweichender
Merkmale. In diesem Fall sollten bei der weiteren Unbedenklichkeitsbewertung insbesondere diese
Merkmale berücksichtigt werden;
(c)
Wenn weder die teilweise noch die vollkommene wesentliche Gleichwertigkeit festgestellt werden kann, ist
die Unbedenklichkeit des Lebensmittels mit Hilfe eines kombinierten ernährungswissenschaftlichtoxikologischen Ansatzes zu prüfen
Bei der Risikoabschätzung ganzer Lebensmittel bzw. von Lebensmittelzutaten, die einen wesentlichen Teil des
Lebensmittels ausmachen, konnte man in der Vergangenheit bereits einige Erfahrungen sammeln (z.B.
VERSCHUREN, 1993). Hierbei wurden in Einzelfällen kleine Personengruppen über mehrere Jahre beobachtet, wie
z.B. im Falle von Lebensmitteln für Phenylketonurie erkrankte Personen (PRINCE, 1997) oder die Beobachtung
über den Einfluß von Haferkleie auf den Glukosegehalt im Blut von Diabetikern zur Reduktion von
Langzeitfolgeschäden der Diabetis melitus über einen Zeitraum von 6 Monaten (PICK, 1996). Auch wurden
Korrelationen zwischen epidemiologischen Untersuchungen und Verzehrgewohnheiten hergestellt, um eine
statistische Korrelation zwischen dem Auftreten bestimmter Erkrankungen und Ernährungsgewohnheiten
nachweisen zu können (z.B. die Korrelation zwischen den Konsum bestimmter Fettsäuren und dem Auftreten
von Herz- und Gefäßerkrankungen (SINGH, 1996)).
Zum Nachweis einer Kausalität zwischen negativen gesundheitlichen Auswirkungen und dem Verzehr
bestimmter Lebensmittel sind auch Daten über die Verzehrmengen notwendig, wie sie z.B. von KERSTING et al.
bei der Aufnahme von Babynahrung bestimmt wurden (KERSTING, 1998).
Bei der Prüfung ganzer Lebensmittel ist die Bestimmung eines NOEL-Wertes und damit die Anwendung des
ADI-Konzeptes mit seinem Sicherheitsfaktor 100 nur schwer oder gar nicht umsetzbar, weil nicht ausreichende
Mengen des Lebensmittels an die Versuchstiere verfüttert werden können. Es wird versucht, die Schwierigkeit,
daß bei der Prüfung ganzer Lebensmitteln nicht, wie bei Zusatzstoffen üblich, ein Sicherheitsfaktor von 100
eingehalten werden kann, bei durch verschiedene Ansätze zu umgehen:
(1)
Das zu untersuchende, neu in Pflanzen exprimierte Protein wird in E.coli überexprimiert, danach
aufgereinigt und dann verfüttert (HARRISON, 1996). Bei diesem Ansatz können Unterschiede in der
posttranslationalen Modifikation von Proteinen in Eukaryonten bzw. Prokaryonten jedoch nicht mehr in die
Risikobetrachtung einfließen, weshalb vor der Durchführung solcher Versuche zuvor evaluiert wird, ob es in
dem gewünschten Zielorganismus überhaupt zu einer Glykosilierung kommt, um so eine Vergleichbarkeit
zu gewährleisten (z.B. REED, 1996);
(2)
Verbesserung der Empfindlichkeit und Diagnosefähigkeit durch eine Identifizierung von frühen
Toxizitätsmarkern/ biologischen Markern (GOLDSTEIN, 1996). So führen z.B. bereits geringe Dosen toxischer
Substanzen zu der erhöhten Expression von Enzymen, die an zellulären Verteidigungsmechanismen
beteiligt sind (OKEY, 1986; TIMBRELL, 1994, OHLENSCHLÄGER, 1997);
(3)
Neukonzeption der Testdiät entsprechend den veränderten Anforderungen aufgrund der Evaluierung von
Makrokomponenten. Hierbei werden semisynthetische Diäten verwendet (HUGGETT, 1996b). Dieser Ansatz
wurde z.B. bei der Evaluierung von Quorn, dem Mykoprotein aus Fusarium graminearum angewandt
(JONAS, 1993) (s.a. Kap. B-4.4.5.3);
(4)
Ergänzung der bestehenden klassischen toxikologischen Methoden und in vitro--Test durch analytische
Methoden des ”chemischen Fingerabdrucks” (”metabolite profiling”), wobei mit Hilfe verschiedener
B. EINLEITUNG
- 98 -
Techniken wie NMR und HPLC die chemische Zusammensetzung eines Lebensmittels erfaßt wird, ohne
jede einzelne Substanz zu identifizieren und zu quantifizieren. Variationen in der Zusammensetzung der
Pflanze, die mit den Umweltbedingungen zum Zeitpunkt des Anbaus zusammenhängen, zeichneten sich
jedoch ebenfalls deutlich im NMR-Spektrum bzw. HPLC-Profil ab, und erschweren somit die Analyse
spezifischer Unterschiede, die auf die gentechnische Veränderung zurückzuführen sind (NOTEBORN, 1998).
Ein weiterer Ansatz besteht darin, auch Veränderungen im mRNA Expressionsmuster zwischen
Ursprungslinien und daraus hergestellten, gentechnisch veränderten Pflanzen zu untersuchen, um
unerwartete Nebeneffekte zu detektieren. Aufgrund der zum Teil erheblichen biologischen Variabilität
innerhalb einer Pflanze ist es jedoch auch mit diesem Ansatz schwierig, einen Kausalzusammenhang
zwischen der gentechnischen Veränderung und dem veränderten mRNA Expressionsmuster nachzuweisen
(KOK, 1998).
4.4.5.1
Bestimmung des allergenen Potentials
Neben langfristigen Gesundheitsschäden, bedingt durch die Akkumulation nicht akut wirkender toxischer
Substanzen, sind es vor allen Dingen mögliche allergische Reaktionen, die als potentielles Risiko in der
öffentlichen Debatte über den Einsatz der Gentechnik im Lebensmittelbereich eine Rolle spielen (LEHRER, 1996).
Bei der Bestimmung des Risikos des Auftretens allergischer Reaktionen wird unterschieden zwischen der
Expression von Proteinen aus Pflanzen und Tieren, die bekanntermaßen Allergene enthalten und solchen
Organismen, mit denen keine umfangreichen Erfahrungen in bezug auf ihr allergenes Potential vorliegen. Im
ersten Fall kann mit Hilfe einer Reihe von Methoden und den Seren sensibilisierter Patienten relativ leicht
nachgewiesen werden, ob mit allergischen Reaktionen bei Atopikern zu rechnen ist. Hierzu werden in vitro-Tests wie der Radioimmunoassay (RIA), der Radio-Allergo-Sorbent-Test (RAST), der Enzyme-Linked
Immunoabsorbent Assay (ELISA) oder das Immunoblotting i.V.m. SDS-PAGE verwendet (TAYLOR, 1996;
SAMPSON, 1984). Fallen die in vitro--Tests negativ aus, können die betreffenden Personen in vivo-Haut-PrickTests oder klinisch überwachten DBPCFC-Tests unterzogen werden (KOMMISSION, 1997e).
Daß mit diesem Instrumentarium Allergene aus Pflanzen nachweisbar sind, konnte durch Arbeiten von NORDLEE
et al. gezeigt werden (69). Die Samen der Paranuß (Bertholletia excelsa L.) sind reich an schwefelhaltigen
Aminosäuren, insbesondere Methionin. Patienten, die gegenüber dem Verzehr von Paranuß allergische
Reaktionen zeigen, sind in der Literatur bekannt (BARTOLOMÉ, 1997; MELO, 1994). Ein genomischer Klon, der für
das 2S Seed Storage Albumin Protein kodiert wurde aus der Paranuß isoliert und in Soja (Glycine max.) mit Hilfe
des Agrobacterium tumefaciens Ti-Plasmid integriert. Das Gen kodiert für ein 17 kDa Vorläufer-Polypeptid, das
in 9 kDa und 3 kDa große Untereinheiten prozessiert wird, mit einem Anteil von 18% Methionin. Mit Hilfe von
Immunoblotting und RAST-Tests konnte gezeigt werden, daß acht der neun untersuchten Seren von Patienten,
die bekanntermaßen gegen Paranuß allergisch reagierten, das gereinigte 9 kDa-Protein der Paranuß erkannten.
Sieben der neun Seren reagierten mit dem 9 kDa Protein aus der transgenen Sojabohne, während keine Affinität
gegenüber den verwendeten Markergenen npt II und GUS Protein bestand. Orale Test zur weiteren Bestätigung
69
Auch wenn Überschriften in der Tagespresse wie ”Schock durch Sojabohnen – Im Gentech-Labor kreierte Superbohne
kann lebensbedrohliche Allergien auslösen” (KRINER, 1996b) oder ”Tödliches Risiko aus der Gen-Küche” (KRIENER,
1996a) der breiten Öffentlichkeit das Gegenteil projizieren.
- 99 -
B. EINLEITUNG
wurden nicht durchgeführt (NORDLEE, 1996a; 1996b; 1996c). Das Produkt wurde aufgrund der Testergebnisse
nicht weiterentwickelt (NESTLE, 1996). Das Beispiel der Expression des Paranuß Speicherproteins in Soja zeigt
nach Ansicht von NESTLE „die steigende Notwendigkeit, Grundlagen- und klinische Forschungen über Allergien
zu intensivieren, da im speziellen Fall des transgenen Soja bekannt war, daß die Donorpflanzen bei Patienten
allergische Reaktionen hervorrufen konnten und die Seren entsprechender Patienten auch zur Verfügung
standen. In einem anderen Fall können die Begleitumstände jedoch durchaus weniger positiv sein um
aussagekräftige Test durchführen zu können.“ (NESTLE, 1996).
Enzyme werden bei der Lebensmittelverarbeitung in einer Konzentration von 0,4 - 300 mg/ kg Produkt
verwendet. Hierbei handelt es sich jedoch bereits um formulierte Enzyme, d.h. solche, die an eine
Trägersubstanz
gebunden
sind
um
ihre
Verarbeitung
zu
erleichtern
und
insbesondere
aus
Arbeitsschutzgesichtspunkten das Potential als Inhallationsallergen zu reduzieren. α-Amylase etwa befindet sich
nach dem Backen als Reinenzym in einer Konzentration von ca. 0,1 ng/ kg Brot (SORENSEN, 1996). Die Literatur
gibt nur wenig Hinweise auf einen Zusammenhang zwischen dem Auftreten allergischer Symptome und dem
Verzehr von Lebensmitteln, die Enzyme enthalten. Es konnten in Einzelfällen nachgewiesen werden, daß
Bäcker, die aufgrund ihrer beruflichen Tätigkeit eine Allergie gegenüber α-Amylase entwickelt haben, auch
allergische Reaktionen zeigten, wenn sie Brot zu sich nahmen, dem α-Amylase als Backmittel zugesetzt wurde
(BAUR, 1995; KANNY,1995). Studien, die einen Zusammenhang zwischen der Sensibilisierung von Patienten und
dem Konsum von Enzymen als Lebensmittelbestandteil nachweisen, liegen derzeit nicht vor. Auch wenn „der
Mangel an veröffentlichen Daten i.d.R. wenig hilfreich bei der Identifizierung von Gefahren ist bzw. überhaupt
keine Aussagen über das allergene Potential von Enzymen ermöglicht ” kann doch davon ausgegangen werden,
daß ”der weitverbreitete Gebrauch von Enzymen und die daraus resultierende hohe Exposition gegenüber
diesen Enzymen ohne daß Auftreten größerer Krankheitsfälle ein wichtiger Hinweis auf die sehr geringe
Wahrscheinlichkeit ist, daß es zu einer Sensibilisierung von Verbrauchern kommt.“ (SORENSEN, 1996).
In der Literatur wird mittlerweile anerkannt, daß mit den bekannten wissenschaftlichen Methoden eine
Vorhersage darüber, ob ein neuartiges Protein ein hohes oder geringes allergenes Potential besitzt, nicht
wirklich exakt möglich ist, sondern daß hier nur Näherungsmethoden verwendet können (DFG, 1995; FDA, 1992;
GENDIALOG, 1996). Um das potentielle Risiko beim Umgang bzw. beim Verzehr neuartiger Proteine zu
minimieren, werden eine Reihe von Faktoren untersucht (METCALFE, 1996; FUCHS, 1996b; LEHRER, 1997;
MARYWOOD, 1996). Hierzu gehört zum einen, ob die Expression bekannter Allergenen durch den gentechnischen
Eingriff unbeabsichtigt erhöht wurde. Zum anderen basieren Aussagen über die Allergenität eines neuartigen
Proteins auf Vergleichen mit bekannten Allergenen (FUCHS, 1996a). Dabei werden die folgende Parameter
berücksichtigt:
a.
Größe des Proteins;
b.
Abbaugeschwindigkeit des Proteins im Magen-Darm-Trakt (Säurestabilität, Stabilität gegen Trypsinabbau);
c.
Sequenzhomologien mit bekannten Allergenen, bzw. Sequenzhomologien mit Proteinen ähnlicher Funktion
im Empfängerorganismus;
d.
Grad der Glykosilierung des Proteins;
e.
Menge des Proteins im Lebensmittel;
f.
Reaktion des Organismus nach intradermaler Verabreichung und einem Vergleich der Reaktion gegenüber
Alkalase, einem Waschmittelenzym. Diese Methodik wird jedoch in der Literatur z.T. als ”ungeeignet”
angesehen (siehe z.B. ELIAS in: GENDIALOG, 1996).
- 100 -
B. EINLEITUNG
TAYLOR et al. vertreten darüber hinaus die Auffassung, daß ein Zusammenhang zwischen dem ”Grad der
Fremdartigkeit” (”degree of foreigness”) eines Proteins und der Wahrscheinlichkeit allergener Reaktionen
herzustellen ist (TAYLOR, 1992).
Zu a: Größe des Proteins. Die meisten bekannten Allergene besitzen ein Molekulargewicht von 10-70 kDa
(LEMKE, 1994). Es gibt jedoch auch Ausnahmen: Trotz seines Molekulargewichts von 152-162 kDa ist
Immunglobulin ein wesentliches Allergen der Kuhmilch; wenngleich seine Allergenität auch geringer ist als z.B.
die von ß-Laktoglobulin, einem anderen Milcheiweiß (KREFT, 1995). Manche Allergene wie z.B. Ara h1 (63.5 kDa)
und Ara h2 (17 kDa) liegen in nativer Form als große Protein-Polymere von 200- 300 kDa vor (BURKS, 1991;
1992). Es gibt darüber hinaus auch Beispiele dafür, daß sehr kleine Proteine allergene Wirkungen zeigen, wie
etwa das 2.8 kDa große Melitin (Api m3) aus dem Gift der Honigbiene (Apis mellifera) (KING, 1990).
Zu b: Hydrolysesensitivität. Eine Reihe bekannter Allergene wie Ovalbumin und β-Laktoglobulin weisen einen
hohen Grad an Hydrolyseresistenz auf (HONMA, 1994; ASTWOOD, 1996). Die Aussagefähigkeit der angewandten
in vitro-Studien in bezug auf die Hydrolyseresistenz im Gastrointestinaltrakt wird jedoch ebenfalls kritisch
diskutiert. So ist z.B. bekannt, daß insbesondere Frischfrüchte, die nur orale allergische Symptome (OAS)
auslösen, proteolyseempfindliche Allergene enthalten (AMLOT, 1987; ORTOLANI, 1988). Eine Reihe von in vitroTest (z.B. Simulated Gastric Fluid (SGF) (BOARD OF TRUSTEES, 1995)) basieren auf einer Exposition des Proteins
bei pH 1.2 und einer vorgegebenen Pepsin-Konzentration (ASTWOOD, 1996). Kurz nach der Nahrungsaufnahme
kann der pH-Wert jedoch zwischen 4 und 6 schwanken, so daß es nicht in jedem Fall zu einer vollständigen
Proteolyse des Proteins kommt (DANIEL, 1998). Aktualisierte Modelle des Gastrointestinaltraktes können diese
Faktoren jedoch mittlerweile simulieren (TEN BRINK, o.J.; HUIS IN´T VELD, 1994; VAN DER VOSSEN, 1998).
Zu c: Sequenzhomologien. Umstritten ist auch, wie aussagekräftig Sequenzvergleiche mit bekannten
Allergenen sind, die in verschiedenen Datenbanken (EMBL (http://www.ebi.ac.uk/embl/index.html), Swiss-Prot
(http://www.expasy.ch/sprot/),
jp/htbin/www_bfind?prf),
PIR
Entrez
protein
(http://www3.ncbi.nlm.nih.gov/Entrez/)
PRF
(http://www.genome.ad.
(http://www.mips.biochem.mpg.de/mips/pir-int_cd.html))
vorliegen
(METCALFE, 1996). Während einige Autoren davon ausgehen, daß „immunologisch signifikante Sequenzen i.d.R.
wenigsten acht identische Aminosäuren verlangen (METCALFE, 1996; STADLER & FUCHS in:
BGVV,
1998, p. 316)
vertreten andere die Auffassung, daß bereits vier Aminosäuren in Reihe eine Aussagefähigkeit besitzen (VIETHS,
1998). Untersuchungen mit synthetischen Peptiden haben gezeigt, daß z.B. bei Ara h1, dem Hauptallergen der
Erdnuß, sechs aufeinanderfolgende Aminosäuren als minimale Epitopgröße erkannt werden (BURKS, 1991;
BURKS, 1997). Die Schwierigkeit bei einem Sequenzvergleich liegt u.a. auch darin begründet, daß
Proteinstrukturen und nicht Proteinsequenzen als Bindestelle für IgE genutzt werden. So konnte gezeigt werden,
daß menschliches Profilin zu einem Ausstoß von Histaminen bei Patienten geführt hat, die gegen Pollen
allergisch sind. Profilin ist ein weit verbreitetes Protein, daß in regulatorischen Mechanismen einer Reihe
eukaryotischer Zellen eine Rolle spielt und eines der wichtigen allergieauslösenden Proteine in Birkenpollen
darstellt (VALENTA, 1991; VIETHS, 1996). Profiline verschiedener Pflanzen sind hochhomolog (VIETHS, 1996).
Profilin von Weizen zeigt z.B. eine Sequenzhomologie von 75 - 80% gegenüber Profilin aus Mais und
Birkenpollen (VIETHS, 1996). Die Sequenzhomologie zwischen humanem Profilin und dem Profilin aus
Birkenpollen beträgt trotz ähnlicher Tertiärstruktur und Funktion nur 30% (FEDOROV, 1997). Trotzdem kommt es
zu den oben beschriebenen Kreuzreaktionen. Hieraus läßt sich jedoch nicht der Analogieschluß ziehen, daß
- 101 -
B. EINLEITUNG
Proteine ähnlicher Funktion in jedem Fall ein gleich großes allergenes Potential besitzen. Tropomyosin aus
Krabben und aus Hühnern z.B. besitzt eine Sequenzhomologie von 60%. Doch nur das Krabben-Tropomyosin ist
eine starkes, hitzestabiles Allergen (LEUNG, 1994). Auch durch externe Faktoren induzierbare Epitope sind mit
dem Ansatz der Sequenzhomologie nur eingeschränkt detektierbar. So ist z.B. die Bindung von IgE an das
Birkenpollenallergen Bet v3 abhängig von einer Ca
2+
bedingten Konformationsänderung (SEIBERLER, 1994).
Zu d: Glykosilierungsgrad. Die biologische Aktivität eines Enzyms hängt auch von dessen Glykolisierungsprofil
ab (PAREKH, 1992). Die Art der Glykolisierung spielt bei manchen Allergenen eine wichtige Rolle (DANIEL, 1998;
DUDLER, 1995; SANCHEZ-MONGE, 1992). Auch die Resorption von größeren Proteinen im Darm ist z.T. abhängig
vom Grad der Glykolisierung. Die Resorption solcher Proteine wurde sowohl bei Toxinen (z.B. dem
Botulinustoxin von Clostridium botulinum) als auch bei anderen Proteinen wie Ricin oder Ovalbumin beobachtet,
auch wenn der Resorptionsmechanismus noch nicht geklärt ist (DANIEL, 1998; GARDNER, 1988). Aus diesem
Grunde sollten Proteine, mit denen z.B. Verdauungsstudien durchgeführt werden, aus Organismen synthetisiert
werden, die eine vergleichbare posttranslationale Modifikation des Proteins ermöglichen (DANIEL, 1988; BARDOR,
1999).
Zu e: Expressionsniveau des Proteins. Bei den bestehenden Modellen zur Bestimmung des allergenen
Potentials neuartiger Proteine wird auch die Menge des exprimierten Proteins als Indikator genutzt. Eine Vielzahl
von Proteinen stellen eine der Hauptproteinkomponenten innerhalb der Pflanzen dar, wobei der Gehalt jedoch
zwischen 1 und 80% variieren kann (METCALFE, 1996). Dies gilt etwa für Soja (SHIBASAKI, 1980), Erdnuß (SACHS,
1982; BARNETT, 1986) und Milch (TAYLOR, 1986). Auch diese Näherungsmethode ist jedoch nur eingeschränkt
aussagefähig. Schweine- und Rindfleisch z.B. führt nur bei den wenigsten Menschen zu allergischen
Reaktionen, obgleich dies eine wesentliche Quelle der gastrointestinalen Expositionsquellen ist. Das
Muskelprotein Tropomyosin, welches sowohl in Schweine- und Rindfleisch als auch in Krabben vorkommt, stellt
in Krabben das wichtigste Allergen dar, während der Verzehr von tierischen Eiweiß mit dem selben Protein nicht
zu allergischen Reaktionen führt (SHANTI, 1993).
Eine Reihe von bekannten Allergenen kommt dagegen nur in geringen Konzentrationen vor (VIETHS, 1998).
Hierzu gehören Proteasen wie Bromelain, das Gly m Bd 30 Protein der Soja, β-Fructofuranosidase der Tomate,
Profilin und Gad c1, das Hauptallergen des Kabeljau (BERNHISEL-BROADBENT, 1992).
Die Verläßlichkeit und Aussagefähigkeit der oben angerissenen Vorgehensweise wird in Literatur z.T. kontrovers
diskutiert. So wurde z.B. die Meinung vertreten, daß diese Form der Evaluierung des allergenen Potentials von
Proteinen nicht wirklich aussagekräftig ist, da "die Aminosäurezusammensetzung und Sequenz sowie die
dreidimensionale Struktur der meisten Nahrungsmittelallergene unbekannt ist." (KREFT, 1995). Damit relativiert
sich auch die Aussagefähigkeit von Methoden, die sich insbesondere auf den Vergleich mit bekannten
Allergenen stützen. In die gleiche Richtung argumentierte auch RING, Präsident der DEUTSCHEN GESELLSCHAFT
FÜR
ALLERGIE UND IMMUNITÄTSFORSCHUNG (DGAI). Er wies darauf hin, daß ”wir noch zu wenig darüber wissen, wie
Allergene strukturiert sind und wie sie auf den menschlichen Körper einwirken”. Deshalb sei es z.Zt. „selbst mit
den Methoden der Gentechnik unmöglich, allergieauslösende Substanzen ganz aus Nahrungsmitteln zu
entfernen” (ANONYMUS, 1996). Tatsächlich ist es so, daß die Integration einer anti-sense mRNA des 16kDa
Hauptallergen in Reis zu einer Reduktion der Expression des Allergens von 310 µg/ Samenkorn auf 60 - 70 µg
gekommen ist. Unklar ist, „ob ein solcher Hypo-allergener Reis für Reis-Allergiker wirklich tolerabel sein wird.”
- 102 -
B. EINLEITUNG
(MATSUDA, 1996). Diese Einschätzung wird durch andere Literaturdaten gestützt (URISU, 1991; NAKAMURA, 1996;
TADA, 1996). Arbeiten von BUCHANAN weisen in eine andere Richtung. Durch die Expression von Thioredoxin
sollen Disulfitbindungen von Allergenen reduziert werden, was zu Weizenprodukten mit einem geringeren
allergenen Potential führen soll (BUCHANAN, 1997).
Es sollte erwartet werden, daß eine Hitzebehandlung des Proteins, die i.d.R. zu einer Denaturierung führt, das
allergene Potential reduziert. Dies gilt auch für die meisten Allergene aus Früchten, jedoch häufig nicht für
Allergene aus Nüssen und Ölsaaten (BURKS, 1992b; VIETHS, 1996), Kuhmilch (BALDO, 1984), Kabeljau (Gadus
callarias) (ELSAYED, 1971), Krabben (LEHRER, 1990), Reis (SHIBASAKI, 1979), Soja (SHIBASAKI, 1980) und Eiern
(Gu, 1986). Es konnte gezeigt werden, daß bei hitzebehandelten Pekannüssen sogar eine erhöhte allergene
Reaktivität auftritt (MALININ, 1996). Eine erhöhte Allergenität konnte auch nach chemischen Interaktionen
zwischen Sojaöl und Proteinen beobachtet werden (DOKE, 1985).
Tierversuche zur Vorhersehbarkeit des allergenen Potentials eines Proteins sind nur beschränkt aussagefähig
(FAO, 1996). So kamen etwa MALO et al. nach entsprechenden Untersuchungen zu dem Schluß, daß das 2SAlbumin der Paranuß (Bertholletia excelsa L.) kein Allergen sei (MALO, 1994). Die Arbeiten von NORDLEE et al.
nach dem Transfer des entsprechenden Gens auf Soja konnten jedoch genau das Gegenteil zeigen. Mit Hilfe
von Seren von Patienten, die gegen Paranuß allergisch reagierten, konnte gezeigt werden, daß 2S Albumin das
hauptsächliche, IgE bindende Protein darstellt (NORDLEE, 1996a). Die Autoren kommen dabei zu dem Schluß,
daß „die derzeit zur Verfügung stehenden Tiermodelle nicht geeignet sind, eine Vorhersehbarkeit des allergenen
Potentials von Proteinen bei Menschen zu ermöglichen. Techniken wie der Radioallergosorbent Test und SDSPAGE mit Immunoblotting sowie Haut-Prick-Tests sind nicht geeignet für die Detektion von Allergenen, die
bisher unbekannt waren.” Diese Aussage wird von anderen Autoren unterstützt (METCALFE, 1996). VIETHS vertritt
dahingegen die Auffassung, daß positive Erfahrungen z.B. mit Brown-Norway Ratten (ATKINSON, 1994; 1998) die
Entwicklung von Tiermodellen als durchaus umsetzbar erscheinen läßt (VIETHS, 1998). Ähnlich äußert sich auch
KNIPPELS (KNIPPELS, o.J.). Eine der Hauptschwierigkeiten bei der Entwicklung entsprechend validierter Modelle ist
die Variabilität bezüglich der Sensibilisierung und der Intensität der folgenden allergischer Reaktion von
Individuen (NOTEBORN, 1995b).
Wie wichtig eine möglichst exakte Vorab-Bestimmung des allergenen Potentials neuartiger Proteine ist, zeigt
sich u.a. daran, daß eine Reihe von Pflanzenproteinen, die zur Verteidigung gegen Schadinsekten dienen, und
damit auch aus ökonomischen Gründen interessant sind, bereits als Allergen bekannt sind (FRANCKOBERASPACH, 1997). Dies gilt z.B. für insektenspezifische Trypsin-Inhibitoren in Soja (Glycine max.) (HILDER,
1993), α-Amylase-Inhibitoren in Gerste (Hordeum vulgare) und Lectine (70) in Erdnuß (Arachis hypogaea) bzw.
in Weizen (Triticum aestivum) (FRANCK-OBERASPACH, 1997).
4.4.5.2 Bestrahlte Lebensmittel
Die Bestrahlung von Lebensmitteln wurde in den 50er Jahren in den USA entwickelt und war dort bereits zu
einem
70
frühen
Zeitpunkt
Gegenstand
sowohl
intensiver
toxikologischer
Untersuchungen
als
auch
Gruppe von Glykoproteinen, die eine wichtige Rolle in bezug auf Pilz- und Insektenresistenz spielen, aber auch bei
höheren Säugetieren toxisch sein können (MURDOCK, 1990; PEUMANS, 1995).
- 103 -
B. EINLEITUNG
gesetzgeberischer Maßnahmen (US-CONGRESS, 1968; DIEHL, 1990; PAULI, 1986; LEHMAN, 1954b). Die
Bestrahlung mit γ-Strahlen aus einer Co60- bzw. einer Cs137-Quelle führt zum Absterben nicht-sporulierender
Pathogene wie Salmonella spp., Yersina spp., Campylobacter spp., Staphylococcus aureus, Listeria
monocytogenes und Clostridium perfrigens. Die Bestrahlung wird auch zur Verhinderung der Keimung von
Kartoffeln und damit deren längerer Lagerfähigkeit und zur Abtötung von Insekten bei Früchten eingesetzt
(DIEHL, 1990). Die Konsequenzen der Bestrahlung auf die Selektion bestimmter Pathogene ist vergleichbar mit
der Anwendung anderer Sterilisierungstechniken (FARKAS, 1989).
Die Behandlung von Lebensmitteln mit ionisierenden Strahlen wird in der Europäischen Union durch die
Richtlinien 99/2/EWG (EG, 1999a) und 99/3/EWG (EG, 1999b) geregelt. Bisher dürfen nach dem Anhang der
Richtlinie 99/3/EWG nur getrocknete aromatische Kräuter und Gewürze bestrahlt werden. Das SCIENTIFIC
COMMITTEE
ON
FOOD hat sich in einer Stellungnahme jedoch bereits positiv zur Bestrahlung von acht
verschiedenen Stoffen geäußert. Hierzu gehörten neben Blutprodukten und Gummi arabicum, das in der
Herstellung von Arzneimitteln Verwendung findet, auch Lebensmittel wie Froschbeine, Krabben und Eiweiß(SCF,
1998a).
Im Zusammenhang mit der Genehmigung der Bestrahlung von Lebensmittel wurden erstmals auch
Untersuchungen über die Gesundheitsverträglichkeit komplexer Stoffgemische, wie sie Lebensmittel darstellen,
durchgeführt. Die Ergebnisse dieser Untersuchungen geben wichtige Hinweise für die Entwicklung eines
Systems zur Evaluierung potentieller Langzeitschäden durch den Einsatz gentechnischer Methoden im
Lebensmittelbereich. Bereits bei der Evaluierung der Sicherheit bestrahlter Lebensmittel wurde deutlich, daß die
Festlegung eines ADI-Wertes nicht möglich ist, weil es technisch gesehen unmöglich ist, der Tierdiät 100% eines
bestrahlten Lebensmittel zuzuführen, ohne das es gleichzeitig zu negativen Begleiterscheinung aufgrund der
damit verbundenen Mangelernährung kommt (ELIAS, 1994; DIEHL, 1990).
Die ersten Untersuchungen über den Einfluß von Strahlen auf Lebensmittel haben GRÖDEL und SCHNEIDER
bereits 1926 durchgeführt (GRÖDEL, 1926). In den 50er, 60er und 70er Jahren wurden eine Reihe von
Untersuchungen über die gesundheitliche Verträglichkeit von bestrahlten Lebensmitteln durchgeführt (ELIAS,
1983; JECFI, 1981; SWALLOW , 1991; HMSO, 1964; KRAYBILL, 1967) nachdem zuvor in den 50er Jahren bereits
umfangreiche Untersuchungen von Seiten des US Verteidigungsministeriums finanziert wurden (ELIAS, 1984).
Die Evaluierungsarbeiten wurden 1970 im Rahmen des International Project in the Field of Food Irradiation
koordiniert und die Forschungsergebnisse veröffentlicht (ELIAS, 1977; 1983). Keine der Arbeiten hat einen
Hinweise auf ein toxisches oder karzinogenes Potential bestrahlter Lebensmittel ergeben (DIEHL, 1990). Arbeiten
von TEPLY bzw. RENNER konnten darüber hinaus zeigen, daß bestrahlte Lebensmittel die Karzinogenität bzw.
Mutagenität bekannter Karzinogene bzw. Mutagene nicht erhöhen (TEPLY, 1956 bzw. RENNER, 1975). Auch die
allergenen Eigenschaften von Milch wurden durch eine Bestrahlung nicht erhöht, sondern im Gegenteil sogar
erniedrigt (KRAYBILL, 1959).
Eine Review-Arbeit des FDA hat mehr als 400 toxikologische Studien ausgewertet, von denen 26 die
subtoxische Toxizität bestrahlter Lebensmittel untersucht haben, 32 die chronische Toxizität, 11 den Einfluß auf
die Reproduktivität und teratogene Eigenschaften. Etwa 20 Studien beinhalteten als Fragestellung die möglichen
mutagenen Eigenschaften bestrahlter Lebensmittel (FDA, 1986; WHO, 1994). Einzelne Fütterungsstudien mit
Mäusen wurden dabei über drei bzw. neun Generationen hinweg durchgeführt, ohne daß negative
B. EINLEITUNG
- 104 -
gesundheitliche Beeinträchtigungen beobachtet wurden (TINSLEY, 1965 bzw. RENNER, 1974). In der
amerikanischen RALTECH-Studie wurden mehrere Generationen von Mäusen und Hunden mit hochbestrahltem
Hühnerfleisch (46-68 kGy) gefüttert. Bei der Studie wurden insgesamt 134 to an Hühnerfleisch verfüttert, womit
diese Arbeit als eine der umfangreichsten gilt, die je zur Beurteilung eines lebensmittelverarbeitenden
Verfahrens durchgeführt wurde. Dabei konnten keine schädlichen Wirkungen festgestellt werden, die auf die
Bestrahlung zurückzuführen waren (THAYER, 1987; zitiert nach HAPKE, 1996). Auch in einer Tierfütterungsstudie
mit Milchpulver, das aufgrund der Bestrahlung eine hohe Konzentration an Radikalen aufwies, konnten über
einen Zeitraum von 9 Generationen keine toxischen Effekte beobachtet werden (DIEL, 1995). Das JOINT EXPERT
COMMITTEE
ON
FOOD IRRADIATION (JECFI) kam deshalb zu dem Schluß, daß „die Bestrahlung von jeglichem
Lebensmittelbestandteilen mit einer durchschnittlichen Dosis von 10 KGray keine toxikologische Gefährdung
darstellt und aus diesem Grunde toxikologische Test nicht erforderlich sind.” (GIDDINGS, 1992). Einige Autoren
gehen bei der Beurteilung der Ergebnisse, nach denen nachgewiesen werden konnte, daß durch die Bestrahlung
keine aromatischen und heterocyclischen Verbindungen gebildet wurden, sogar soweit, daß „die Erfahrungen in
Bezug auf die Vorhersehbarkeit radiolytischer Veränderungen in bestrahlten Lebensmitteln gezeigt haben, wie
absurd die Forderung nach einer Fortführung von Fütterungsstudien mit Tieren sind.” (DIEHL, 1990).
Post-Marketing Monitoring Studien im Zusammenhang mit bestrahlten Lebensmitteln wurden nach Kenntnis des
Autors nicht durchgeführt (71). In China wurden jedoch Verzehrstudien mit Menschen durchgeführt. Dabei
wurden 35 verschiedene Arten an bestrahlten Lebensmitteln über einen Zeitraum von 90 Tagen konsumiert. An
der Untersuchung haben sich 70 Personen beteiligt, wobei die anschließende medizinische Untersuchung keine
negativen Symptome zu Tage brachte (ANON, 1987; SHAO, 1988; zitiert nach: WHO, 1994; AKER, 1984; ICGFI,
1996).
4.4.5.3 Fallbeispiel Myco-Protein
Myco-Protein wurde erstmalig im Januar 1985 in Großbritannien unter dem Markennamen Quorn vermarktet.
Es handelt sich dabei um ein aus dem Bodenpilz Fusarium graminearum (Schwabe) gewonnenes Lebensmittel,
bestehend aus ca. 50% Protein, ca. 27% an diätetischen Fasern und 13% an meist ungesättigten Fettsäuren
(EDWARDS, 1993).
Da die reine Durchführung von Tierfütterungsexperimenten für die Risikoabschätzung als nicht ausreichend
empfunden wurde und aufgrund der negativen Erfahrungen, die mit der Produktion von Eiweiß aus
Erdölprodukten mit Candida-Hefen (sog. Single Cell Protein (SCP)) vorlagen (SPELSBERG, 1993; RUTLOFF, 1991;
PYKE, 1970; CERTIK, 1999), wurden eine Reihe von Test in bezug auf die Toxizität und Verträglichkeit von
Quorn durchgeführt (OECD, 1993a; RODGERS, 1996). Bei klinischen Untersuchungen mit 100 Freiwilligen (50
weibliche und 50 männliche Probanden), die 20 g Myco-Protein/ Tag über einen Zeitraum von 67 Tagen zu sich
genommen haben, wurden keine gesundheitlichen Beeinträchtigungen beobachtet. Als einziges physiologisch
signifikantes Merkmal konnte eine – positiv zu bewertende - Reduktion des Cholesterinwertes in Blut detektiert
werden (UDALL, 1984). In einer weiteren klinischen Untersuchung mit 300 Probanden, die Myco-Protein über vier
- 105 -
B. EINLEITUNG
Wochen konsumierten, wies nur eine Person Beschwerden im Bereich des Gastrointestinaltraktes auf. Die
hypocholesterolämischen Eigenschaften, die in den Untersuchungen von UDALL beobachtet werden konnten,
haben zu weiteren Studien geführt, bei denen Patienten mit leicht erhöhten Plasma-Cholesterinwerten (5.2 - 6.2
mmol/l) eine Myco-Protein Diät erhalten haben (TURNBALL, 1990). Dabei konnten die folgenden Abweichungen
beobachtet werden:
Myco-Protein Diät
Hühnerfleisch Diät
Plasma Cholesterin
Reduktion um 13%
-------------
LDL Cholesterin
Reduktion um 9%
Anstieg um 12%
HDL Cholesterin
Anstieg um 12 %
Reduktion um 11%
Tab. 15
Vergleich der Cholesterinkonzentrationen im Blut von mit Myco-Protein bzw. mit Huhn ernährten
Probanden (nach Edwards, 1993).
LDL:
HDL:
Low Density Lipoprotein mit einem Proteingehalt von 20-25% und einem Lipidanteil von 4-8%.
Der Cholesterinanteil beträgt ca. 45-50% Cholesterinester und 6-8% freies Cholesterin. LDL
transportieren ca. 70% des Cholesterins innerhalb des Blutes und werden in der Leber von LDLRezeptoren erkannt (BROWN, 1985).
High Densitiy Lipoprotein mit einem Proteingehalt von 40-55% und einem Lipidanteil von 2-7%.
Der Cholesterinanteil beträgt ca. 15-20% Cholesterinester und 3-5% freies Cholesterin (BROWN,
1985).
Diese Ergebnisse konnten in einer zweiten Studie, bei der Myco-Protein über 8 Wochen von 21 Probanden
konsumiert wurde, bestätigt werden (TURNBULL, 1992). Darüber hinaus konnte gezeigt werden, daß diejenigen
Probanden, die mittags Myco-Protein zu sich genommen haben, bei den Abendmahlzeiten und auch am
nächsten Tag wg. eines weiterhin bestehenden Sättigungsgefühles i.d.R. weniger Nahrung konsumierten
(TURNBULL, 1993; BURLEY, 1993). Ein Vergleich zwischen der Anzahl der Beschwerdefälle von Verbrauchern, die
nach der Vermarktung registriert wurden und den Umsatzzahlen ergab das Verhältnis von 1 Beschwerdefall auf
500.000 konsumierte Portionen Myco-Protein. Immunologische Reaktionen konnten nur bei einem von 4.500
untersuchten Probanden festgestellt werden. Hierbei bestand eine Kreuzallergie zu anderen Pilzen (Aspergillus
fumigates and Cladosporium herbarum ) (HATTAN, 1996; TEE, 1993).
4.4.5.4 Fallbeispiel Olestra
Fette und Öle machen ca. 38% der Gesamtkalorienzahl einer typischen Mahlzeit im europäisch-amerikanischen
Kulturraum aus. Fette und Öle stellen darüber hinaus im Vergleich zu anderen Lebensmittelbestandteilen die
energiereichste Quelle dar (9 kcal/ g bei Fett im Vergleich zu 4 kcal/g bei Proteinen und Kohlenhydraten) (GARN,
1997). Die deutliche Reduktion von Fett in Snacks kann nach Schätzungen von LEWIN zu ca. 23.000 weniger
Fällen an Krebs bis zum Jahr 2015 führen (DAVIDSON, 1996; LEWIN, 1994). Als Reaktion auf Anforderungen
sowohl aus der Ernährungswissenschaft als auch aus der Verbraucherschaft nach Produkten mit weniger Fett
und weniger Kalorien haben Unternehmen verschiedene Fettersatzstoffe entwickelt (MENDEN, 1991; 1993;
71
Weder Recherchen in der Datenbank ”MEDLINE” noch Interviews mit Dr. DEHNE vom BGVV sowie Dr. DELINCEÉ von der
Bundesforschungsanstalt für Ernährung, beides ausgewiesene Fachleute zum Thema bestrahlter Lebensmittel,
ergaben Anhaltspunkte dafür, daß ein solches post-marketing surveillance im Falle bestrahlter Lebensmittel
durchgeführt worden ist.
- 106 -
B. EINLEITUNG
GLUECK, 1994; GROSSKLAUS, 1996), auch wenn von Seiten der Hersteller selbst darauf verwiesen wird, daß
Fettersatzstoffe ”keine Wunder darstellen und die Notwendigkeit einer ausgewogenen Ernährung nicht in Frage
stellen.” (KOTAL, 1998). Diese Substitute weisen häufig ähnliche organoleptische Eigenschaften wie Fette auf.
Ein Beispiel ist das Saccharose-Polyester Olestra (Olean) (AKOH, 1995; LAWSON, 1997).
Olestra ist eine Mischung von Hexa-, Hepta und Octa-Estern von Saccharose mit langkettigen Fettsäuren (C12 –
C20; 75% davon gesättigte Fettsäuren). Seine physikalischen Eigenschaften sind vergleichbar mit denen von
Triglyceriden. Olestra wird im Gastrointestinaltrakt (GI) weder absorbiert noch durch lipolytische Enzyme
abgebaut, sondern direkt und nicht-metabolisiert wieder ausgeschieden (NUCK, 1994). Mitte 1987 beantragte die
Firma PROCTER & GAMBLE die Zulassung als Fettersatzstoff in Lebensmitteln in den USA (52 FR 23606,
23.6.1987).
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Abb. 8
Strukturformel von Olestra (BERGHOLZ, 1992).
Für die Fragestellung dieser Arbeit ist Olestra aus zwei Gründen interessant. Zum einen handelt es sich um ein
neuartiges
Lebensmittel,
bei
dem
bestehende
toxikologische
Untersuchungen
und
insbesondere
Fütterungsexperimente mit Tieren an natürliche Grenzen in bezug auf ihre Aussagefähigkeit stoßen. Ein NOEL
oder LD50 konnte nicht bestimmt werden, da es unmöglich war, Olestra an Versuchstiere in einer Konzentration
zu verfüttern, die der 100fachen Menge der gewöhnlich zu erwartenden, täglich konsumierten Menge entspricht.
So wurde bei entsprechender Vermarktung des Produktes erwartet, daß zwischen 6 und 20 g Olestra/ Tag
konsumiert werden (FDA, 1996; W EBB, 1997). Würden die herkömmlichen Sicherheitsmargen, d.h. den Faktor
100 angewandt, müßten Ratten 600-2000 g Olestra/ Tag konsumieren. Zum Vergleich: Ratten nehmen etwa
150-200 g an Nahrung pro Woche zu sich (BERGHOLZ, 1992). Zum anderen gehört Olestra zur Klasse der
wenigen neuartigen Lebensmittel, an denen post-Marketing Untersuchungen sowohl von Seiten der Hersteller,
als auch von Seiten unabhängiger, stark verbraucherpolitisch engagierter Forschungsinstitute vorgenommen
worden sind.
Zur Bestimmung des möglichen Risikopotentials, das mit dem Verzehr von Olestra verbunden sein könnte,
wurden eine Vielzahl von Untersuchungen durchgeführt (Review in: PROCTER & GAMBLE,
O.J.;
FRESTON, 1997;
AKOH, 1995; BERGHOLZ, 1992). Die Untersuchungen haben sich an verschiedenen Leitfragen orientiert, die sich
von denen im Bereich der Toxikologie zum Teil unterscheiden, was wie oben bereits erwähnt, damit
zusammenhängt, daß sonst gültige Sicherheitsmargen, wie sie bei toxikologischen Untersuchungen angelegt
werden, für einen Fettersatzstoff, der einen wesentlichen quantitativen Anteil der Nahrung ausmacht, nicht
B. EINLEITUNG
- 107 -
genutzt werden können (FDA, 1996; MILLER, 1993). Bei der Evaluierung standen die folgenden Leitfragen im
Vordergrund:
-
Welche Effekte können unter begründbaren Umständen eintreten?
-
Können diese Effekte in Tierversuchen simuliert und detektiert werden?
-
Besitzen diese Effekte eine physiologische Relevanz ?
-
Wie wird die Substanz im Körper metabolisiert?
-
Welchen Verarbeitungsprozessen ist die Substanz unterworfen?
-
Haben diese Verarbeitungsprozesse Einfluß auf das toxische Potential der Substanz?
-
Besitzt die Substanz chemische oder physikalische Eigenschaften, die Einfluß auf den Nährwert von
Lebensmitteln haben können?
-
Kollidiert die Aufnahme des Lebensmittels/ der Lebensmittelzutat mit bekannten physiologischen
Prozessen?
Vor der Durchführung klinischer Studien wurden Fütterungsversuche mit Schweinen (COOPER, 1997a),
Meerschweinchen (DAHER, 1997d), Hunden (MILLER, 1991), Mäusen und Ratten durchgeführt. Die bei der
Risikoabschätzung untersuchten Fragestellungen sind in der Tabelle 16 zusammengefaßt.
Eine Übersicht über die Gesamtheit der bei der Risikobewertung von Olestra durch das FDA untersuchten
Parameter sowie die Bewertung des Antragstellers und der FDA gibt Tab. 16 und Tab. 17. Bei der Bewertung der
Fütterungsexperimente mit Tieren bzw. den klinischen Studien wurde auch berücksichtigt, daß ggf. beobachtete
Variation z.B. in der Menge an Vitaminen im menschlichen Körper auch unter anderen Bedingungen auftreten
können. So ist z.B. zu erklären, daß anders als bei den fettlöslichen Vitamine A, D und K, β-Carotin Olestra nicht
künstlich zugesetzt werden muß, obgleich bereits bei einem Konsum von 8g Olestra/ Tag eine Reduktion des
Carotin-Spiegels im Blutserum um 60 % zu beobachten war (72). Die Absorption von β-Carotin kann jedoch auch
bei einer Mahlzeit mit hohem Faseranteil um ca. 50% reduziert sein (ROCK, 1992) und bei Mahlzeiten mit
geringem Fettanteil um über 70% (DIMITROV, 1988). Insofern stellt der Verzehr von Olestra keine qualitativ neue
Situation dar (KLEINMAN, 1996). Auch ist bisher kein epidemiologischer Nachweis gelungen, daß der Verzehr von
β-Carotin tatsächlich zu einer Reduktion von Krebserkrankungen führt. Trotzdem war die Reduktion des βCarotin Gehaltes einer der Hauptkritikpunkte für Verbraucherschutzorganisationen (CSPI, 1996) – obgleich die
sog. ATBC- und die CARET-Studien sogar eher in eine gegenteilige Richtung weisen, wonach eine zu hohe
Menge an β-Carotin mit einer steigenden Zahl an Krebserkrankungen (insbesondere der Lunge des Magens und
der Prostata) korreliert, Olestra insofern also eher eine ”gesundheitsfördernde” Eigenschaft besitzt, so daß man
sich für den Einsatz von Olestra einsetzen sollte (STAMPFER, 1996; s.a. Kap. B-4.1.3).
Die Debatte über die Auswirkungen des Lebensmittels auf den Vitaminstatus ist durchaus vergleichbar mit der
Diskussion, wie sie bei der Einführung der Margarine als Ersatzstoff für Butter geführt wurde. Diese Diskussion
war auch der Auslöser für den gesetzlich verpflichtenden Zusatz von Vitamin A und D in einigen Ländern
(KORVER, 1994).
72
”In the presence of unsaturated fatty acids as vegetable oils, for example, carotenoid are very rapidly destroyed.
Similarly, carotenoid bioavailability can vary from almost zero to 50 %, depending on the vegetable concerned, cooking
practice, and the presence and type of oils in the GI tract.” (FDA, 1996, p. 3148).
- 108 -
B. EINLEITUNG
Sachverhalt
Bemerkungen
Morphologische
Veränderungen des GI
Keine entsprechenden Eigenschaften.
Modifik. der Sekretion von
Enzymen des Pankreas
Beeinflussung der Zusammensetzung der Gallenblasenflüssigkeit
Modifikation der
Resorption von
Kohlenhydraten
Beeinflussung der
Resorption von
Triglyceriden
Beeinflussung der
Resorption von Vitaminen
und Cholesterin
Keine entsprechenden Eigenschaften.
Referenz
ADAMS, 1981; MILLER,
1991; W OOD, 1991a;
SCHLAGHECK, 1995
HAGER, 1986
Klinische Studien mit Zugabe von 30-50g Olestra/ Tag. Keine
entsprechenden Eigenschaften.
GLUECK, 1980;
JANDACEK, 1982; Maas,
1997
GRUNDY, 1986
Keine entsprechenden Eigenschaften.
Olestra zeigt nur einen geringen, aber dennoch signifikanten DosisWirkungs-abhängigen Effekt. Die Höchstmenge an Olestra (20g) führte
zu einer Reduktion der Absorption von Triglyceriden in Höhe von 1,2%.
Durch Verwendung von C14-markierten Olestra konnte gezeigt werden,
daß der Verzehr von 14g Olestra/ Tag die Absorption von Cholesterin
um 9% reduziert.
DAHER, 1997b
MATTSON, 1976, 1979;
GLUECK, 1979, 1994;
MELLIES, 1983; GRUNDY,
1986; SUTTIE, 1989;
Ein DBPCFC-Test über 4 Monate mit 18 g Olestra/ Tag zeigte eine
JANDACEK, 1990;
Reduktion der Vitamine A, E, K und D Gehaltes im Blutserum.
KOONSVITSKY, 1991;
JONES, 1991; 1991b;
DAHER, 1996; 1997a;
1997c; COOPER, 1997;
SCHLAGHECK, 1997a;
1997b
Einfluß auf die Absorption Die Fettlöslichkeit der Phytochemikalien wie Karotenoide, Phytosterole, COOPER, 1997
Terpenoide, Flavonoide, Polyphenole and Indole, die evtl. einen
von Phytochemikalien
positiven Einfluß auf die Gesundheit haben wurden verglichen mit der
Fettlöslichkeit von Molekülen, bei denen bereits gezeigt werden
konnte, daß Olestra deren Bioverfügbarkeit nicht beeinflußt (BIESALSKI,
1995).
Einfluß auf den Transport
Substitution durch 30 g Olestra in einem 45-g Fett enthaltenem Essen AGGARWAL, 1993
innerhalb des GI
an 30 Probanden zeigte keine Veränderung.
ROLLS, 1992;
Einfluß auf das
Die Menge an Fett und damit an kcal wurde durch die Zugabe von
Olestra von 32 auf 20% reduziert. Das dabei beobachtete
DEGRAAF, 1996;
Sättigungsgefühl
Hungergefühl war im Falle von Olestra größer und wurde zu 7.5%
COTTON, 1996
durch eine größere Nahrungsaufnahme ( c. 1200 kJ) am zweiten Tag
der Untersuchung zu 75% kompensiert. Arbeiten von ROLLS, mit einem
ähnlichen Versuchsaufbau über zwei Tage, zeigten keinen Unterschied
im Eßverhalten.
Einfluß auf die Bildung von In gesunden Probanden (n= 97) zeigte sich bei einem Verzehr von 24
EASTWOOD, 1994
Gasen und die Darmflora
g/d Olestra über 36 Tage keine Beeinflussung der Darmfermentation.
ADAMS, 1981; MILLER,
Chronische Toxizität
Zunahme des Körpergewichtes, Blut und Urintest sowie histologische
Untersuchungen in fünf versch. Tierarten zeigten keine Auffälligkeiten. 1991; W OOD, 1991a;
So wurde z.B. 10% der Nahrung von Mäusen über 2 a durch Olestra
LAFRANCONI, 1994
substituiert ohne daß Auffälligkeiten auftraten.
Mutagenität
Keine entsprechenden Eigenschaften.
SKARE, 1990
Karzinogenität
Keine entsprechenden Eigenschaften bei der Substitution von 10% der W OOD, 1991a;
Nahrung bei Mäusen über 2 a durch Olestra.
LAFRANCONI, 1994
Reproduktionstoxizität
Keine entsprechenden Eigenschaften.
NOLEN, 1987; DENIN,
1993
Keine entsprechenden Eigenschaften.
ROBERTS, 1989; MILLER,
Potential zur Beeinflus1990b; GOLDMANN, 1997
sung der Resorption von
Pharmazeutika im GI
Verhalten von Olestra
Olestra wurde hierfür auf 177-185 C° für 25-32 h über einen Zeitraum
MILLER, 1990a;
ALLGOOD, 1995;
von 5-7 Tagen erhitzt.
nach kontinuierlichem
W ILLIAMS, 1996
Erhitzen (wie beim
frittieren)
W OOD, 1991b; MATTSON,
Nach IV-Injektion wurden 70% der Substanz von der Leber
Metabolisierung im Falle
aufgenommen und unmetabolisiert über Galle und dann den Stuhlgang 1991; JANDACEK, 1991
der Resorption im G.
Langzeit-Untersuchung (2 abgegeben.
a) bzgl. Akkumulation in
der Leber
Tab. 16
Zusammenstellung der untersuchten Fragestellungen vor
(EIGENRECHERCHEN; BERGHOLZ, 1992; PROCTER & GAMBLE, O.J.).
dem
Inverkehrbringen
von
Olestra
- 109 -
B. EINLEITUNG
Ziel
Toxizitäts
Daten
Methode
Genotoxizität:
- AMES Salmonella Test
- L 5178Y TK +/ Mouse
Lymphoma Cell Mutagenicity
Test
- CHO in vitro-ZytogenetizitätsTest
Teratogenität
Sub-chronische und chronische
Fütterungsstudien (LAFRAMCONI,
1994)
Zwei-Jahres Test zur Best. der
Karzinogenität (LAFRAMCONI, 1994)
NährstoffVerfügbarkeit
(PETERS,
1997a;
1997b)
Effekt auf
wasserlösliche
Nährstoffe
Effekt auf
fettlösliche
Nährstoffe (5)
(DAHER, 1997a;
KOONSVITSKY,
1997; SCHLAGHECK, 1997)
Beschreibung
Bewertung/ Konsequenz
Kein signifikanter Einfluß. FDA kam zu der Überzeugung, das Olestra nicht
genotoxisch ist.
3.2%, 6.4% bzw. 12% der Diät wurden durch Olestra
ersetzt.
4%, 8% und 15% der Diät wurden mit erhitztem (7d,
190°) und nicht erhitztem Olestra für 28 and 91 Tage
substituiert. Jede Gruppe umfaßte 40 Ratten.
140 Ratten, die mit 0%, 1%, 5% und 9% Olestra in ihrer
Diät über 2 a gefüttert wurden (mit Obduktionen nach 12
und 18 Monaten). Diät-Supplementierung mit Vitamin A,
D, E und K.
Tierversuche (Schweine)
Versuche am
(COOPER, 1997b, 1997c; 1997d)
Menschen (3)
(1)
(2)
0,25 0,5 1,1 3,3 5,5 0
8
20
32
0
Kein signifikanter Einfluß. FDA kam zu der Überzeugung, daß Olestra nicht
teratogen ist.
Post-mortem Bestimmungen des Gehirns, der Nebenniere, der Ovarien, der Nieren
und er Leber. Die Organe wurden entnommen, gewogen, das Verhältnis Organ- zu
Körpergewicht sowie das Verhältnis Organ- zu Hirngewicht bestimmt und
histopathologische Untersuchungen durchgeführt. Die Futterverwertung und div.
Blutwerte wurden bestimmt.
FDA kam zu der Auffassung, da keine Olestra bedingten toxischen oder karzinogen
Eigenschaften beobachtet werden konnten.
Folat
(beschränkte Aussagekraft)
(kein relev. Effekt)
-
Vitamin B12
(beschränkte Aussagekraft))
(kein relev. Effekt)
-
Calcium
(beschränkte Aussagekraft)
(kein relev. Effekt)
-
Zink
(beschränkte Aussagekraft)
(kein relev. Effekt)
-
Eisen
(beschränkte Aussagekraft)
(kein relev. Effekt)
-
Vitamin A
(DAHER, 1997c)
Vitamin E
0
- 45 - 57 - 65 - 88 - 88
0
0
0
- 24 - 31 - 53
- 75
0
-6
Vitamin D
0
0
0
-
0
- 23 - 13 - 27 Zusatz von 0,2 µg Vitamin D/ g Olestra.
Vitamin K
0
0
0
0
0
0
0
- 36 - 40 - 47 Zusatz von 0,8 µg Vitamin K/ g Olestra.
Karotenoide
-
-
-
-
-
-
0
- 60 - 60
-71
- 10 - 35
0
- 19 Zusatz von 170 IU Vitamin A/ g Olestra.
- 17 - 20 Zusatz von 2 mg Vitamin E/ g Olestra.
-
Keine Kompensation notwendig.
- 110 -
B. EINLEITUNG
Einfluß von Hitze auf die
Absorption von Olestra (W ILLIAMS,
1996).
Einfluß von geschädigtem GI auf
Absorption von Olestra
Effekte auf Effekte auf die Absorption
die Abfettlöslicher Medikamente.
sorption
von
Effekte auf die Bioverfügbarkeit von
ArzneiMedikamenten.
mitteln
Effekte auf das systemische
Niveau von Steroidhormonen in
Frauen, die Kontrazeptiva
einnahmen.
Effekt auf Oil Loss Studie (7 Gruppen a´ 170
GI-Trakt
Personen, die 34 g Olestra/ d mit
unterschiedlicher Härte über 5
Tage verzehrten).
Kein Einfluß in Ratten, Schweinen und Meerschweinen.
Generelle
Daten
Fäkale Parameter bei Personen,
die Olestra konsumiert haben.
Studien in Patienten mit entzündlichen Erkrankungen des GI (45
Patienten mit 20 Olestra/d).
Symptome in Kleinkindern.
Kein Einfluß in Ratten, Schweinen und Meerschweinen.
Aspirin, Diazepam, Propranolol (Selektion der
Medikament basiert auf den Kriterien: breit genutzt,
Metabolismus in Ratten ähnlich wie in Menschen..
Bioverfügbarkeit wurde bestimmt mit einzelnen Dosen
Von Olestra, Wasser oder einem Triglycerid. Die Daten
über die Serumkonzentration wurden analysiert.
Estradiol und Norethindron (parallel zum Konsum von
20g Olestra/d in 30 Frauen. Die Serumkonzentration von
Progesteron wurde bestimmt.
Die gleichzeitige Applikation von Medikament und Olestra unterschied
sich nicht von der Situation bei der Applikation von Medikament und
Maisöl.
Olestra interferiert nicht mit der Absorption von Medikamenten
Einfluß der Festigkeit von Olestra auf das Phänomen des
„passive oil loss (POL)“.
Bei einer Härte über 45 kPa/s war kein signifikantes Auftreten von POL
zu beobachten. FDA vertrat auch die Auffassung, daß POL keine
Gefahr darstellt.
Auftreten von OIT war ungefähr 10% höher als in der Placebo- Gruppe
wenn die Festigkeit unter 45 kPa/s lag.
Kein konsistenter Trend bei den berichteten GI-Auswirkungen. 27% der
Patienten in der Placebo-Gruppe berichteten von einer steigenden Zahl
an Blähungen im Vergleich zu 35-48% bei der Olestra-Gruppe.
Jedoch kein Unterschied in der Stuhlzusammensetzung (z.B. Wasser
und Elektrolytzusammensetzung).
Einfluß der Festigkeit von Olestra auf das Phänomen des
„oil in toilet (OIT)“.
Einfluß der Festigkeit von Olestra auf gastrointestinale
Symptome.
Dosis-bezogener Anstieg der Zahl der gemeldeten Fällen
von Diarrhoea (4) bei Personen, die Symptome nach dem
Verzehr von Olestra meldeten.
In der Placebo- Gruppe verschlimmerte sich der
Gesundheitszustand bei 4 Patienten. In der OlestraGruppe nur bei 3.
Keine signifikanter Effekt
Die Studie war jedoch zu klein und zu kurz, um einen moderaten
gegenteiligen Effekt zu detektieren.
FDA kam zu der Auffassung, daß die Daten, die bei Erwachsenen
gewonnen wurden, auf Kleinkinder übertragbar sind.
Variationen auf Mikroflora-assoziierte Charakteristika (Konversion von
Cholesterin und Bilirubin, Inaktivierung von Trypsin und Produktion von
kurzkettigen Fettsäuren(SCFA)) waren nicht abweichend von den
Variationen, die bei anderen Veränderungen der Diät bekannt sind.
Effekt von Olestra auf die Atemluft Bestimmung der Feuchtigkeit der Atemluft und des
Methangehalts unter Normalbedingungen und danach
und Charakteristika in
Konsum von hohem Ballaststoffanteil (mit und ohne
Zusammenhang mit der
mikrobiellen Aktivität der Darmflora Olestra. Reduktion der Feuchtigkeit der Atemluft um 20%
in der ballaststoffreichen Olestra-Gruppe.
(EASTWOOD, 1995).
Olestra wurde durch die intestinale Mikroflora nicht metabolisiert.
Potential der intestinalen Mikroflora
zur Olestra Metabolisierung (NUCK,
1994).
Effekt von Olestra auf den
Es wurde nicht erwartet, daß Olestra einen signifikanten Einfluß auf
Gallensäuremetabolismus.
den Gallensäuremetabolismus hat.
Tab. 17
Bei der Risikobewertung von Olestra durch das FDA berücksichtigte Parameter und Schlußfolgerungen (zusammengestellt aus Daten von FDA, 1996).
(1) = [ %-Satz von Olestra im Futter]. Abnahme in %.
(2) = [ g Olestra/ Tag]. Abnahme in %.
(3) = klinische Studien über 8 Wochen mit 88 Personen. 30% der Kalorien wurden durch Fett abgedeckt.
(4) = Effekte, die als ”Diarrhoe” bezeichnet wurden, fielen nicht unter den medizinischen Begriff Diarrhoe, da die Symptome nicht verbunden waren mit einem Wasserverlust
und einer Ungleichgewicht an Elektrolyten. Bei den Probanden wurde lediglich ein dünnerer Stuhl beobachtet. Die Menge an Flüssigkeit im Stuhlbetrug ca. 200 ml, was
the auch unter normalen physiologischen Bedingungen akzeptiert wird.
(5) = Eine Überkompensierung mit Vitamin A, E, D und K im Falle, daß die Testpersonen nur noch Olestra enthaltende Snacks zu sich nehmen würden, würde nicht zu einer
gesundheitlichen Beeinträchtigung führen (FDA, 1996, p. 3144).
-111 -
B. EINLEITUNG
Wie
die
vorherigen
Übersichtstabellen
zeigen,
erstreckten
sich
die
umfangreichen
Studien
zur
Risikoabschätzungen nicht nur auf herkömmliche Fragestellungen wie Genotoxizität, Teratogenität und
Karzinogenität, sondern es wurden auch produktspezifische Risikopotentiale bzw. Fragestellungen untersucht.
Hierzu gehören z.B. der mögliche Einfluß auf die Absorption von Arzneimitteln und der Einfluß auf bestimmte
Bevölkerungsgruppen (Diabetiker, Kinder). Zusammenfassend kann man davon ausgehen, daß Olestra
-
sowohl erhitzt als auch nicht thermisch behandelt im Gastrointestinaltrakt weder absorbiert noch
enzymatisch abgebaut wird;
-
keine Genotoxizität, Toxizität und Karzinogenität aufweist;
-
keinen negativen Einfluß auf die Absorption der meisten Arzneimittel hat;
-
im Vergleich zu konventionell verwendeten Triglyceriden Personen, die Erkrankungen des GI Traktes
aufweisen, nicht stärker belastet;
-
nicht mit der Absorption der meisten Nährstoffe kollidiert, da deren Abbau und Absorption i.d.R. im
wäßrigen Milieu stattfindet;
-
jedoch eine unverdauliche Fettphase ausbildet, in der es zu einer Akkumulation hoch fettlöslicher
Nährstoffe wie Vitamin A, D, E, K und β-Carotin kommt. Da es bei der Verarbeitung von Lebensmitteln
jedoch bekanntermaßen sehr häufig zu einem Verlust oder zu einer erheblichen Reduktion von Nährstoffen
kommt (SALUNKHE, 1987)), wurde dies nicht als ausreichend empfunden, um das Inverkehrbringen von
Olestra zu untersagen;
-
zu einer leicht erhöhten Anzahl von Magen-Darm-Beschwerden führt, wenn mehr als 20g/ Tag verzehrt
werden. Die Symptome sind jedoch i.d.R. leichter Natur und durchaus vergleichbar mit anderen
Zusatzstoffen, wie etwa dem Zuckeraustausstoff Sorbitol (JAIN, 1987);
-
nur zu Beginn der Entwicklungsphase das Phänomen des ”oil loss per rectum” zeigte, als die Festigkeit
-
die Darmentleerungsgeschwindigkeit nicht signifikant beeinträchtigt;
-
keinen negativen Einfluß auf die Aktivität der Darmflora zeigt.
weniger als < 50 kPa/sec betrug;
Trotz der umfangreichen Studien wurde im Rahmen des Genehmigungsverfahrens kritisiert, daß die meisten
Studien durch den Antragsteller PROCTER & GAMBLE durchgeführt bzw. finanziell unterstützt wurden, und daß von
Seiten des FDA keine eigenständigen Untersuchungen vorgenommen wurden (BLACKBURN, 1996). Die Auflage
des FDA gegenüber PROCTER & GAMBLE, den Lebensmitteln Vitamin A, D,E und K zuzugeben, wurde
interessanterweise von den selben Gruppen kritisiert, deren Einsprüche gegen die Zulassung von Olestra als
Fettersatzstoff u.a. auf der Befürchtung eines Vitaminmangels beruhten, und die genau zu diesen Auflagen
geführt haben (BLUME, 1995).
Nach der Zulassung von Olestra als Fettersatzstoff hat die Firma PROCTER & GAMBLE ein post-marketing
surveillance Programm initiiert, da von Seiten des FDA nach 30 Monaten ein erneuter Review-Prozeß durch das
FOOD ADVISORY COMMITTEE (FAC) angekündigt wurde (FDA, 1996; BLACKBURN, 1996), der am 17. 6.1998 auch
eine Bestätigung der Genehmigung zum Inverkehrbringen zur Folge hatte (PROCTER & GAMBLE, 1998). Dabei
wurde im wesentlichen Fragestellungen in bezug auf Beschwerden des Magen-Darm-Traktes nachgegangen, die
sich im Rahmen der dem Inverkehrbringen vorgeschalteten Risikoabschätzung als möglicherweise relevante
Parameter herausgestellt haben. Daß neuartige Lebensmittel nicht nur unvorhergesehene negative, sondern
auch positive Auswirkungen auf den menschlichen Organismus besitzen können, zeigt sich ebenfalls am
-112 -
B. EINLEITUNG
Beispiel Olestra. Snacks, die mit dem Fettersatzstoff Olestra hergestellt wurden, beschleunigen die
Ausscheidung von Dioxinen und PCBs aus dem Körper (MACKENZIE, 1999).
4.5
Erfahrungen mit Monitoring-Systemen aus anderen Bereichen
Ein Langzeitmonitoring mit dem Ziel, die zuvor evaluierte Sicherheit eines Produkt auch bei einer längeren
Anwendung des Produktes zu gewährleisten wird nicht nur im Bereich der Pharmazie und im Bereich der
Lebensmittelzusatzstoffe angewandt, sondern auch in anderen Technikbereichen. Insofern ist die Nutzung von
Erfahrungen aus dem Umgang mit einer Technologie für einen anderen Technikbereich, in diesem Fall der
Nutzung von Erfahrungen aus dem Arzneimittelbereich u.a. für die Herstellung neuartiger Lebensmittel mit Hilfe
gentechnischer Methoden, nicht so ungewöhnlich, wie es auf den ersten Blick erscheinen mag. Es lassen sich
eine Reihe von Parallelen benennen:
(1)
Bei der Entwicklung des HACCP-Systems Anfang der 60er Jahre war nicht bekannt, wie man Gefahren im
Umgang mit Lebensmitteln angemessen analysiert. BAUMANN u.a. haben sich deshalb bei der Entwicklung
an einem bestehenden Analyseprogramm zur Entdeckung von Fehlerquellen für den medizinischen Bereich
orientiert (PIERSON, 1993). Insofern besteht mit dem in dieser Arbeit verfolgten Ansatz eine gewisse
”historische Kontinuität”.
(2)
Es lassen sich durchaus Vergleiche zwischen dem Zulassungs- und Monitoring-Verfahren von Flugzeugen
und Arzneimitteln anstellen (URQUHART, 1998).
(3)
Aus der Erkenntnis, daß ”die Extrapolation aus tiertoxikologischen Daten nur eine vorläufige Bewertung im
Hinblick auf die gesundheitlichen Auswirkungen auf den Verbraucher (ermöglicht)”, (BGVV, 1996a) hat der
Gesetzgeber in der Bundesrepublik im Rahmen der Novellierung des Chemikaliengesetzes 1990 eine
Meldepflicht bei Vergiftungen eingeführt (§ 16 e ChemG). Meldepflichtig gegenüber der DOKUMENTATIONSUND
BEWERTUNGSSTELLE
Vergiftungen
durch
FÜR
VERGIFTUNGEN
chemische
Stoffe
IM BGVV
und
sind dabei u.a. Erkrankungen oder Verdachtsfälle von
Produkte,
die
im
Haushalt
verwendet
werden,
Schädlingsbekämpfungsmittel, Pflanzen- sowie Holzschutzmittel. In den Jahren 1990-1996 sind insgesamt
4810 Meldungen eingegangen. Ähnlich wie im Lebensmittelbereich ist die Bestimmung einer Kausalität bei
chronischer Exposition schwierig, da ”in vielen Fällen die Exposition unklar und die Menge der evtl.
aufgenommenen Stoffe als gering einzuschätzen ist. Das Bild der gesundheitlichen Störung ist i.d.R. wenig
charakteristisch. .. Ein wesentliches Problem ist die Abgrenzung der beobachteten Symptome von spontan
vorkommenden Störungen.” Dennoch können aufgrund der Verteilungshäufigkeit bestimmter Vergiftungen
z.T. Gegenmaßnahmen veranlaßt werden. So sind z.B. 99% aller Vergiftungen mit Lampenölen bei
Kleinkindern zu beobachten. In Folge dessen wurden verschiedene Sicherheitsmaßnahmen vorgeschlagen
und umgesetzt. Da diese Maßnahmen keine grundlegende Änderung der Häufigkeit von bekannt
gewordenen Fällen in Deutschland bewirkt haben, wurde auch ein EU-weites Verbot von parfümierten und
gefärbten Lampenölen diskutiert (BGVV, 1996a).
§ 16e ChemG war auch die rechtliche Grundlage für die Durchführung von Nacherhebungen zur
Einschätzung der subakuten und chronischen Gesundheitsbeeinträchtigung im Nachgang zu einer durch
einen Bedienungsfehler bei der Hoechst AG im Februar 1993 hervorgerufenen Freisetzung von ca. 12 to
eines Gemisches zur Synthese von o-Nitroanisol. Zur Einschätzung der akuten bzw. der subchronischen
Symptomatik wurden ca. 700 Fachärzte verschiedener Fachrichtungen und alle Krankenhäuser im Raum
Frankfurt/ Main angeschrieben. In fast 90% der Rückmeldungen wurden keine auffälligen Veränderungen
-113 -
B. EINLEITUNG
im Gesundheitszustand der behandelten Patienten beobachtet. Bei einer zweiten Erhebung ein Jahr später
erhöhte
sich
die
Zahl
sogar
auf
96%.
Die
weitere
Auswertung
der
Anamesen
und
der
Verlaufsuntersuchungen ergab, daß es sich bei der festgestellten Belastung sowohl um eine
störfallbedingte Kurzzeitbelastung als auch um eine offensichtlich störfallunabhängige Dauerbelastung
handelte (HAHN, 1995). Eine ähnliche Funktion wie die DOKUMENTATIONS-
UND
BEWERTUNGSSTELLE
FÜR
VERGIFTUNGEN in der Bundesrepublik nimmt die NATIONAL POISONS UNIT in London ein (PERHARIC, 1994).
(4)
In Deutschland melden die Hersteller kosmetischer Mittel in Vereinbarung mit den zuständigen
Giftinformationszentralen seit vielen Jahren freiwillig die Zusammensetzung ihrer Produkte, um den
Zentralen im Falle einer Vergiftung ausreichende Informationen zur Behandlung an die Hand zu geben
(IKV, 1997). Diese freiwillige Vereinbarung wurde mittlerweile in Art. 7(3) der EU-Kosmetik-Richtlinie
europaweit festgeschrieben und mit der 25. Änderungsverordnung der Kosmetik-Verordnung in § 5d
implementiert. Zuständige Behörde ist das BGVV.
Monitoring-Programme werden jedoch nicht nur zur Qualitätskontrolle eingesetzt bzw. zur Verifizierung bzw.
Falsifizierung von im Rahmen von Genehmigungsverfahren postulierten Risikoszenarien, sondern z.T. auch zur
Einhaltung bestehender gesetzlicher Vorschriften (z.B. Monitoring-Programm der Lebensmittelüberwachungsämter der Länder bzgl. des Nachweis von Pflanzenschutzmittelrückständen in Lebensmitteln (HAPKE, 1996).
4.6
Risiko-Management: Vergleich der wesentlichen Elemente des AMG und des LMBG
Während nach den Vorschriften des AMG die Herstellung eines Arzneimittels nach § 13 Abs. 1
genehmigungsbedürftig ist, Arzneimittel nur nach behördlicher Zulassung entsprechend § 21ff auf den Markt
gebracht werden dürfen und es verboten ist, bedenkliche Arzneimittel auf den Markt zu bringen (§ 5 Abs. 1),
beschränkt sich der Gesetzgeber im LMBG darauf, zu verbieten, "Lebensmittel ... derart herzustellen oder zu
behandeln, daß ihr Verzehr geeignet ist, die Gesundheit zu schädigen" (§ 8 Abs. 1 LMBG), und vorzuschreiben,
"daß Betriebe, die bestimmte Lebensmittel herstellen, behandeln oder in Verkehr bringen, zugelassen und
registriert sein müssen" und "bestimmte betriebseigene Kontrollen durchzuführen haben" (§ 19a LMBG).
Lebensmittel unterliegen dem Mißbrauchsprinzip, d.h. es besteht die generelle Erlaubnis etwas zu tun und die
Grenze des Erlaubten wird in einer rechtsverbindlichen Norm ausdrücklich definiert. Das Verbotsprinzip des
AMG geht im Gegenteil dazu von dem Grundsatz aus, daß ein bestimmtes Tun oder Unterlassen generell
verboten ist und nur nach einer Genehmigung auf Grundlage einer bestehenden Rechtsnorm möglich ist. Die
Verwendung von Zusatzstoffen unterliegt, ähnlich wie die Herstellung von Arzneimitteln, dem Verbotsprinzip, weil
man davon ausgeht, daß die unbegrenzte Verwendung dieser Stoffe Risiken hinsichtlich ihrer Auswirkung auf
die menschliche Gesundheit birgt (LIPS, 1990; SCHLACKE, 1996).
Wenngleich die gesetzlichen Grundlagen für das Inverkehrbringen von Lebensmitteln und Arzneimitteln bewußt
unterschiedliche Maßnahmen in bezug auf das Inverkehrbringen des Produktes vorsehen, ist doch in beiden das
Schutzprinzip ein wichtiges Element. Es ist allerdings davon auszugehen, daß eine Vielzahl neuartiger
Lebensmittel keine Genehmigung zum Inverkehrbringen erhalten würde, wenn an das Inverkehrbringen von
Lebensmitten der gleiche Maßstab angelegt würde wie im Arzneimittelbereich. So geht die kommentierende
Literatur z.B. davon aus, daß bei möglichen allergischen Reaktionen, die mit der Einnahme eines Arzneimittels
verbunden sein können, die "Gefährlichkeit der Grundkrankheit gegen Art und Schwere der allergischen
B. EINLEITUNG
-114 -
Reaktion sowie die Verfügbarkeit von Mitteln gleicher Indikation und Heilwirkungen ohne oder mit geringerer
allergischer Reaktion gegeneinander abzuwägen ist" (73). Im Lebensmittelbereich ist jedoch i.d.R. davon
auszugehen, daß immer auch solche Lebensmittel zur Verfügung stehen, die ein geringeres allergisches Risiko
beinhalten.
Ein weiterer zentraler Unterschiede in den gesetzlichen Grundlagen für das Inverkehrbringen von Lebensmitteln
und Arzneimitteln ist die Handhabung von post-Marketing Monitoring Systemen. Während im Arzneimittelbereich
diesbezüglich umfassende rechtliche Regelungen bestehen (s. Kap. B-4.3.1.2 und B-4.3.2.2), gilt dies für den
Lebensmittelsektor nicht.
73
ETMER, F. (1995). s.o. Erl. zu § 5 Nr. II-2d-bb.
-115 -
B. EINLEITUNG
5
Nachweis gentechnisch veränderter Organismen und ihrer Produkte in Lebensmitteln
Der Nachweis von Kausalzusammenhängen zwischen auftretenden gesundheitlichen Beeinträchtigungen und
dem Verzehr gentechnisch veränderter Lebensmittel setzt voraus, daß der Konsum der gentechnisch
veränderten Lebensmittel nachgewiesen werden kann. Dies ist aufgrund der bestehenden gesetzlichen
Kennzeichnungsvorschriften
nur
eingeschränkt
möglich,
da
eine
Reihe
von
Ausnahmen
der
Kennzeichnungspflicht, etwa bei Offenware, besteht (EG, 1997).
Aus diesem Grunde ist der direkte Nachweis der gentechnischen Veränderung notwendig. Hierzu wurden in der
vorliegenden Arbeit die folgenden Fragestellungen untersucht:
(a) Ist die gentechnische Veränderung auch nach mehreren Jahren des Anbaus der Pflanzen nachweisbar?
Dies wurde beispielhaft an der stabilen Integration und Expression des Phosphinothricin-Gens in Zuckerrübe
(Beta vulgaris) untersucht, welches eine Resistenz gegenüber dem Herbizid LibertyLink vermittelt. Die
stabile Integration des Phosphinothricin-Gens wurde mit Hilfe der Polymerase-Chain-Reaction (PCR)
nachgewiesen, die stabile Expression mit Hilfe des PAT-ELISA Enzym-Tests.
(b) In welchen Konzentrationen ist der Nachweis von DNA in gentechnisch veränderten Pflanzen noch möglich?
Dies wurde beispielhaft an gentechnisch verwendetem Mais (Zea mais) untersucht, der ebenfalls durch die
Integration und Expression des Phosphinothricin-Gens resistent gegenüber dem Herbizid LibertyLink ist.
Im Rahmen der Beantwortung der Fragestellung wurden zwei Wege beschritten:
(i)
Untersuchung unterschiedlicher Parameter auf die Optimierung der Nachweisgrenze;
(ii)
Nachweis von gentechnisch verändertem Mais, der in verschiedenen Mischungsverhältnissen mit
konventionellem Mais vermischt war.
(c) Inwiefern
beeinflußt
die
Prozessierung
von
Lebensmitteln
den
Nachweis
ihrer
gentechnischen
Veränderung? Dies wurde beispielhaft an gekochtem bzw. mit heißem Fett behandeltem, LibertyLink
resistenten Mais untersucht.
5.1
5.1.1
Material
Charakterisierung der Pflanzen
5.1.1.1 Phosphinothricin-resistente Zuckerrübe (ZR-LL)
Phosphinothricin-resistentes Zuckerrübensaatgut (ZR-LL; Transformante T 120-7), das mit dem Plasmid pOCA/
Ac transformiert war, wurde freundlicherweise durch die Fa. PLANTA GmbH für die Untersuchungen zur
Verfügung gestellt.
-116 -
B. EINLEITUNG
pOCA/Ac
25.6 Kb
Tet
LB
RB
Nos::NPTII::Ocs
piAN7
T35S::Ac::P35S
cos
LB
RB
ClaI
1.9 Kb
Bgl II
Abb. 9
EcoRI
0.88 Kb
SalI
SalI
1.3 Kb
2.7 Kb
EcoRI
PstI
0.343 Kb
HindIII
1.1 Kb
4 Kb
Bgl II
Bgl II
Charakterisierung des Plasmids pOCA/ Ac.
LB
Left Border
RB
Right Border
Nos :: NPT II :: OCS Kanamycinresistenz-Kassette; bestehend aus Nopalinsynthetase-Promotor
(Nos) - Neomycin-phosphotransferase (NPTII = Kanamycinresistenzgen) Octopinsynthetase-Terminator (ocs)
T35S:: AC:: P35S
LL-Resistenz-Kassettte: CaMV 35S-Terminator (T35S) - Phosphinothricinacetyl-transferase (PAT-gen=AC) – CaMV 35S-Promotor (P35S)
cos
cos-site. Region die nötig ist, um das sehr große Plasmid als Cosmid in
Lamda-Phagen zu vermehren.
Das pat-Gen kodiert für das Enzym Phosphinothricinacetyltransferase, welches eine Resistenz gegenüber dem
Wirkungsstoff Phosphinothricin (PPT) vermittelt, der in dem Herbizid LibertyLink verwendet wird.
5.1.1.2 Phosphinothricin-resistenter Mais (MA-LL)
Der Phosphinothricin-resistente Mais (MA-LL, Transformante T 25), der von der Firma AgrEvo zur Verfügung
gestellt wurde, enthält eine synthetische Version des pat-Gens aus Streptomyces viridochromogenes. Es wird
vermutet, daß pat-Enzyme Teil eines natürlichen Verteidigungsmechanismus von Streptomyceten sind. Da das
ursprüngliche pat-Gen aus S. viridochromogenes einen hohen G/C-Anteil enthält, der für Pflanzen untypisch ist,
wurde eine modifizierte Nukleotidsequenz synthetisiert, wobei pflanzentypische Codons benutzt wurden. Die
-117 -
B. EINLEITUNG
Aminosäuresequenz des Enzyms blieb jedoch unverändert. Die Mais-Pflanzen wurden mit dem Plasmid
p35S/AC transformiert, das auf dem pUC-Derivat pDH51 basiert und welches neben dem synthetischen pat-Gen
auch den CaMV 35S-Promotor sowie die CaMV Terminator-Sequenz enthält. Das Plasmid trägt auch ein
Ampicillinresistenz-Gen (ampr) und eine bakterielle ori-Stelle. Der verwendete Promotor ist in Pflanzen nicht
aktiv, so daß es zu keiner Expression in Pflanzen kommt (USDA, o.J.).
5.1.2
Oligonukleotide als Primer für Polymerasekettenreaktion
Für die Untersuchungen wurden die folgenden Oligonukleotide verwendet, wobei die Synthese durch die Firma
MWG-Biotech AG (Ebersberg) erfolgte.
35S-1 (19mer)
5' GCT CCT ACA AAT GCC ATC A 3'
35S-2 (20mer)
5' GAT AGT GGG ATT GTG CGT CA 3'
bar-1 (20mer)
5' GCA GGA ACC GCA GGA GTG GA 3'
bar-2 (20mer)
5' AGC CCG ATG ACA GCG ACC AC 3'
inv-1 (Invertase) (25mer)
5' CCG CTG TAT CAC AAG GGC TGG TAC C 3'
inv-2 (25mer)
5' GGA GCC CGT GTA GAG CAT GAC GAT C 3'
5.1.3
Chemikalien
Agarose
Biozym
Agarose (small DNA)
Biozym
Bromphenolblau
Sigma
dNTP
Stratagene
Ethidiumbromid
Serva
Natriumchlorid
Roth
SDS (Lauryl sulfate)
Sigma
Saccharose
Merck
Titriplex III (EDTA)
Merck
Tris(hydroxymethyl)aminomethan
Roth
-118 -
B. EINLEITUNG
5.1.4
DNA-Längenstandard
Als DNA-Längenstandard für die Agarosegele wurde die Ready-Load - 1Kb DNA Leiter der Fa. Gibco BRL
verwendet.
1 Kb-Leiter
12.216
11.198
10.180
9.162
8.144
7.126
6.108
5.090
4.072
3.054
2.036
1.636
1.018
517
505
396
344
298
220
201
154
135
75
5.1.5
Enzyme
Advantage cDNA Polymerase
Clontech
Advantage 2 Polymerase
Clontech
RNAse A (aus Schweinepankreas)
Boehringer Mannheim
Taq-Polymerase
Pharmazia
5.1.6
Puffer und Lösungen
Ampicillin-Stammlsg.
100 mg/ ml Ampicillin (Na-Salz) in Wasser, sterilfiltriert, Lagerung bei –20°C.
BP-Puffer
60 % (w/v) Saccharose
20 mM EDTA
0,05% (w/v) Bromphenolblau
-119 -
B. EINLEITUNG
LB-Medium (nach Luria-Bertani)
10 g/ l Kasein, enzymatisch hydrolysiert
5g/ l NaCl
5 g/ l Hefe-Extrakt
mit NaOH auf pH 7,5 einstellen
LB-Agar
LB-Medium, 15g/ l Agar
Marker-Puffer
10 mM Tris
5 mM NaCl
10 mM EDTA
0,05% (w/v) Bromphenolblau
5% (w/v) Glycerin
pH 7,5 mit HCl
RNAse A-Puffer
10 mM Tris
14 mM NaCl
pH 7,5 mit HCl/ filtrieren/ autoklavieren
ZR-Extraktionspuffer
0,2 M Tris
0,25 M NaCl
25 mM EDTA
0,5% (w/v) SDS
pH 7,5 mit HCl/ autoklavieren
TE-Puffer
10 mM Tris
1 mM EDTA
pH 8,3 mit HCl
TAE-Puffer
40 mM Tris
1 mM EDTA
pH 8,5 mit Eisessig
5.1.7
•
Komplettsysteme (Kits)
PAT-Assay (Enzyme Linked Immuno Sorbent Assay für die Detektion und quantitative Bestimmung der
Phosphinothricin Acetyltransferase); Fa. Steffens Biotechnische Analysen, Ebringen.
•
NucleoSpin Plant (zur Isolierung genomischer DNA aus Pflanzen); Fa. Macherey & Nagel, Düren.
5.1.8
Geräte
-120 -
B. EINLEITUNG
Homogenisator (RZR 2020) (für Blattmaterial)
Heidolph
Homogenisator (für Maiskörner)
Waring
Tischzentrifuge (5417R)
Eppendorf
Flourimeter (CytoFlow 2350)
Millipore
Fotodokumentationsanlage (GelPrint 2000i)
MWG Biotech
PCR-Gerät (PTC-200 (Peltier Therma Cycler))
M.J. Reserach
Speedvac (Univapo UVC 150 H)
Zirken
5.1.9
Sonstige Materialien
Heizplatte
IKAMAG
Mikrowelle
Siemens
Wasseraufreinigungsanlage (Mill-Q Synthesis A-10) Millipore
5.1.10
Software
MacMolly
Macintosh
RFLP Scan
Scanalytics
-121 -
B. EINLEITUNG
5.2
5.2.1
Methoden
Kultivierung von Agrobacterium tumefaciens
Der verwendete Agrobacterium tumefaciens Stamm EHA 18 AC5 wurde bei 28 °C in LB-Medium unter Zugabe
von 25 mg/ l Kanamycin, 100 mg/ l Rifampicin und 12,5 mg/ Tetracyclin vermehrt. Kulturvolumina bis 10 ml
wurden in Reagenzgläsern bei 180-240 rpm geschüttelt. Einzelkolonien wurden durch Ausstreichen der
Bakteriensuspension auf LB-Nährböden erzeugt.
5.2.2
Anzucht von Zuckerrübenpflanzen
Um die gebeizten Zuckerrüben-Samen zur Keimung zu bringen und später das Blattmaterial für verschiedene
Untersuchungen verwenden zu können, werden die Samen in Torf gelegt, festgepreßt und gleichmäßig mit ca. 5
mm Torf bedeckt, da es sich bei der Zuckerrübe um einen Dunkelkeimer handelt. Das Blattmaterial wird von
Pflanzen im 2-4 Blattstadium, d.h. 1 – 3 Wochen nach der Einpflanzung, verwendet.
5.2.3
Polymerase-Chain-Reaction (PCR)
Die Polymerase-Kettenreaktion ermöglicht die Amplifikation von Nukleinsäuresequenzen, wobei bereits
geringste Mengen an DNA als Ausgangsmaterial ausreichen. Bei dieser Methode werden verschieden
Reaktionszyklen durchlaufen, die jeweils die Denaturierung der zu amplifizierenden DNA, die Anlagerung von
Oligonukleotid-Primern („Annealing“) sowie die Synthese der neuen DNA-Stränge umfassen. Die Neubildung der
komplementären DNA-Stränge wird bei 72° C durch die hitzestabile Taq-Polymerase aus Thermus aquaticus
durchgeführt. Die einzelnen Reaktionstemperaturen und Reaktionszeiten sind Primer-abhängig und können in
einem Thermocycler entsprechend eingestellt werden (W INK, 1994). Als Reaktionsvolumen wurden immer 25 µl
verwendet. Die Konzentration der Primer, des desoxyNukleotid-Mixes (dNTP) und der Matrizen-DNA sind im
einzelnen im jeweiligen Abschnitt im Ergebnisteil aufgeführt. Mit allen Ansätzen wurde eine „Hot-Start“-PCR
durchgeführt, d.h. der gesamte Reaktionsansatz wurde zunächst für 4 min bei 94° C inkubiert.
Die Zahl der Reaktionszyklen betrug 35, soweit nicht anders vermerkt. Das Normalprogramm wurde wie folgt
durchgeführt:
5.2.4
Erste Denaturierungen
94° C/ 4 min
Folgende Denaturierungen
95° C/ 30 sec
Annealing:
(Primer-abhängig)/ 30 sec
Elongation:
72°C/ 2 min
Zahl der Zyklen
35
Lagerungstemp.
4° C/ for ever
Elektrophorese von DNA
-122 -
B. EINLEITUNG
Zur Trennung von Nukleinsäuregemischen wurden 1,5% oder 3% (w/v) Agarosegele (in TAE) der Größe 210 x
200 x 4 mm oder 210 x 120 x 4 mm verwendet. Im Fall des 3%-Gels wurde Small-DNA-Agarose (Fa. Biozym)
verwendet. Zur Färbung der DNA wurde Ethidiumbromid hinzugefügt (0,005% (w/v)). Die DNA-Proben wurden
mit 0,1 Vol. BP-Puffer gemischt. Von diesem Gemisch wurden 9 µl in die Geltaschen pipettiert. Vom Marker
(Ready-Load - 1Kb DNA Ladder, Fa. Gibco BRL) wurden 4 µl verwendet. Als Elektrodenpuffer wurde TAEPuffer verwendet. Die Elektrophorese wurde bei einer konstanten elektrischen Feldstärke von 120 V
durchgeführt. Die DNA wurde dann mit einem UV-Transilluminator (302 nm) sichtbar gemacht. Die
Dokumentation erfolgte mit einer computergesteuerten CCD-Kamera.
5.2.5
Isolierung von Pflanzen-Gesamt-DNA aus Maiskörnern mit Macherey & Nagel -Kit
Zur Isolierung von genomischer DNA aus Maiskörnern wurde der Kit der Fa. Macherey & Nagel verwendet.
Einzelne Maiskörner wurden hierzu in einem selbstgefertigtem Zerkleiner aufgebrochen. Größere Mengen
wurden mit einem Homogenisator (Waring) zerkleinert.
Beweglicher Metallstift
Metallrohr
Maiskorn
Stempel
Abb. 10 Zerkleinerungsmaschine zum Aufbrechen einzelner Mais-Körner.
Pro Korn wurde der zerkleinerte Mais mit 600 µl C1-Puffer sowie 10 µl RNAse A in RNAse-Puffer (10 mg/ ml)
versetzt. Die Proben werden nach dem Mischen für 30 min bei 65°C im Wasserbad inkubiert und anschließend
sedimentiert (20 min, 4°C, 12.000 rpm, Eppendorf-Tischzentrifuge). Der Überstand wurde mit 600 µl C4 und 400
µl Ethanol versetzt und 30 sec auf dem Whirl intensiv miteinander vermischt. Die Probelösung (max. 750 µl)
wurde danach auf die Nucleo Spin-Säulen aufgetragen, die in einem Auffanggefäß standen. Beides wurde für 1
min bei 7.000 rpm zentrifugiert. Die Flüssigkeit im Auffanggefäß wurde verworfen. Danach wurde die Säule in
Einzelschritten durch Zugabe von 500 µl CW-Puffer (1x) und C5-Puffer (2x) gewaschen. In allen Fällen wird für 1
min bei 7000rpm zentrifugiert. Die auf der Säulenmatrix gebundene DNA wurde durch Zugabe von 100 µl
Wasser (bidest.; 65°C) eluiert. Als Ausbeute kann mit 20-40 ng DNA/ µl/ Maiskorn gerechnet werden. Für die
PCR wurden i.d.R. 4 µl ohne eine genauere Konzentrationsbestimmung eingesetzt.
5.2.6
Isolierung von Pflanzen-Gesamt-DNA für PCR-Analysen aus Blättern der Zuckerrübe
B. EINLEITUNG
-123 -
Etwa 0,3 g Blattmaterial (gekühlt auf Eis) wurden in einem 1.5 ml Eppendorfgefäß mit 400 µl ZRExtraktionspuffer versetzt und mit einem Homogenisator (Heidolph) aufgeschlossen. Zelltrümmer und nichtlösliche Bestandteile des Lysats wurden anschließend sedimentiert (1 min, 13.000 rpm, 4° C, EppendorfTischenzentrifuge). Der erhaltene wäßrige Überstand enthielt die Fraktion löslicher Proteine und DNA. Zur
Fällung der DNA wurden 320 µl Isopropanol hinzugeben und vorsichtig gemischt. Nach 2 min Inkubation wurde
erneut sedimentiert (5 min, 13.000 rpm, 4° C, Eppendorf-Tischenzentrifuge), der Überstand abgegossen und das
Sediment im Speed-Vac für 10 min getrocknet. Danach wurde das Sediment und die in ihm enthaltende DNA in
40 µl TE-Puffer gelöst und bei -20° C gelagert. Die DNA wird i.d.R. ohne weitere Konzentrationsbestimmungen
zur PCR verwendet (4 µl).
5.2.7
PAT-ELISA – Test
Die Präparation eines Extraktes löslicher Proteine aus Zuckerrüben-Blattmaterial wurde zum Nachweis des PATEnzyms eingesetzt. Das Enzym Phosphinothricinacetyltransferase (PAT) vermittelt eine Resistenz gegenüber
dem Wirkungsstoff Phosphinothricin (PPT), der in dem Herbizid LibertyLink verwendet wird.
Von jeder zu untersuchenden Zuckerrübenpflanze wurden 0,3 mg Blattmaterial abgenommen und mit jeweils
150 µl des Extraktionspuffers versetzt. Das Blattmaterial wurde mit Hilfe eines Homogenisators (Heidolph)
mechanisch aufgeschlossen. Nach der Sedimentation (10 min, 13.000 rpm, 4°C, Eppendorf-Tischzentrifuge)
befindet sich das PAT-Protein im Überstand.
Als Negativkontrollen wurden Agrobacterium tumefaciens EHA 18AC5 verwendet, welches das Plasmid enthält,
mit dem die Zuckerrüben ursprünglich transformiert wurden. Hierzu wurden die Bakterien direkt von der LB-Platte
abgestrichen, mit 150 µl Extraktionspuffer versetzt und gemischt.
Von den Probenüberständen wurden jeweils 100 µl auf die PAT-ELISA-Platte überführt und für 30 min bei
Raumtemperatur inkubiert. Die Lösung wurde danach vorsichtig ausgeschlagen, getrocknet und 5x mit jeweils
350 µl Waschpuffer gewaschen. Danach wurde 100 µl des Konjugats (eine Peroxidase aus Meerrettich)
hinzugefügt. Die Inkubationszeit betrug 30 Minuten bei Raumtemperatur. Daraufhin wurde die Lösung erneut
vorsichtig ausgeschlagen, getrocknet und 5x mit jeweils 350 µl Waschpuffer gewaschen. Danach erfolgte die
Zugabe von 100 µl des lichtempfindlichen und farblosen Substrats (Inkubation 15 Minuten bei Raumtemperatur).
Die Reaktion wurde durch Zugabe von 100 µl der Stopplösung beendet.
Die Konzentration an PAT wird photometrisch im Fluorometer (CytoFlow 2350, Millipore) bestimmt (650 nm
Wellenlänge). Als Positivproben wurden verschiedene mitgelieferte Konzentrationen des PAT-Enzyms aus dem
Kit verwendet.
5.2.8
DNA-Konzentrationsbestimmung mit Fluorometer
B. EINLEITUNG
-124 -
Die DNA-Lösung (4µl) wurde mit 96 µl TE und 100µl Picco-Green-Lsg vermischt und die Messung direkt danach
im Fluorometer bei 480nm und 520nm vorgenommen. Als Eichlösung wurde verschiedene Mengen von λ-DNA
der Konzentration 2µg/ ml TE verwendet.
5.2.9
DNA-Konzentrationsbestimmung mit Agarosegel und Software „RFLP Scan“
Die Bestimmung von DNA-Konzentrationen bis zu 5 ng ist über eine Färbung mit Ethidiumbromid in einem 1.5%Agarose-Gel möglich. Hierzu wurden 2 µl der DNA-Probe mit dem gleichem Volumen BP-Puffer und der
vierfachen Menge TE-Puffer vermischt und auf das Gel aufgetragen. Als Standard wurde ebenfalls λ-DNA der
Konzentration 2µg/ ml TE verwendet. Die DNA-Konzentration ist proportional zur Intensität der beobachteten
Banden, deren Auswertung mit Hilfe der EDV-Software „RFLP-Scan“ vorgenommen worden ist.
5.3
5.3.1
Ergebnisse
PCR Protokoll zur Optimierung der Primer
Zur Bestimmung der optimalen Primer-Konzentration zum Nachweis des Invertase-Gens (inv) und des CaMV
35S-Promotors (35S) wurde die PCR mit verschiedenen Konzentrationen der entsprechenden Primer (inv1/ inv-2
und 35S-1/ 35S-2) durchgeführt.
Das Gesamtvolumen des Reaktionsansatzes betrug in allen Fällen 25 µl. Die Konzentration an dNTP betrug 50
µM und die verschiedenen Primer-Konzentrationen soweit nicht anders angegeben 0,1 µM, 0,2 µM, 0,4 µM, 0,6
µM, 0,8 µM und 1.0 µM. Die Konzentration der DNA-Lösung wurde vor Verwendung nicht kontrolliert, das
eingesetzte Volumen jedoch konstant gehalten (4 µl). Von der Taq-Polymerase wurden 0,3 µl (5U/ µl) verwendet.
Aufgefüllt wurde mit Wasser (bidest). Die optimale Annealing Temperatur wird mit Hilfe des Macintosh Programm
„MacMolly“ berechnet.
5.3.1.1 Optimierung der Primer inv
Um im Falle eines negativen PCR-Ergebnisses ausschließen zu können, daß aufgrund der DNA-Präparation
keine Verunreinigungen auftraten, die zu einer Inhibierung der PCR führt, wurde der Nachweis des natürlichen,
in Mais vorhandenen Invertase-Gens (inv) (SHANKER, 1995) als potentielle Positivkontrolle durchgeführt. Hierzu
wurde der Einfluß der Primerkonzentration (inv-1/ inv-2) auf die Empfindlichkeit der PCR untersucht (Abb. 11).
-125 -
B. EINLEITUNG
K(-): TE
K (+) Ma (konv.)
K(-): ZR (konv.)
K(-): TE
K (+) Ma (konv.)
K(-): ZR (konv.)
K(-): TE
K (+) Ma (konv.)
K(-): ZR (konv.)
K(-): TE
K (+) Ma (konv.)
K(-): ZR (konv.)
K(-): TE
K (+) Ma (konv.)
Marker
1.0 µM Primer
K(-): ZR (konv.)
0.8 µM Primer
K (+) Ma (konv.)
0.6 µM Primer
K(-): TE
0.4 µM Primer
K(-): ZR (konv.)
0.2 µM Primer
Marker
0.1 µM Primer
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
16
17
18
19
20
220 bp
298 bp
344 bp
396 bp
505 bp
1018 bp
Abb. 11
Einfluß der Primer-Konzentration (inv) auf die Empfindlichkeit der PCR im Falle der inv-Primer.
Es wurde der Einfluß der folgenden Primer-Konzentrationen untersucht: 0,1 µM (Spuren 2–4); 0,2 µM
(Spuren 5–7), 0,4 µM (Spuren 8-10), 0,6 µM (Spuren 11-13), 0,8 µM (Spuren 14-16) und 1,0 µM
(Spuren 17-19).
Als Negativkontrolle wurde genomische Zuckerrüben-DNA (K(-): ZR-konv.) und TE-Puffer (K(-): TE)
verwendet. Die Auftrennung erfolgte auf einem 3%igen Agarosegel (200 ml) (120 V/ 1h). Als Marker
wurde Ready-Load - 1Kb DNA Ladder der Fa. Gibco BRL verwendet. Das erwartete DNA-Fragment
zeigte die Größe von 226 bp.
Die PCR wurde bei konstanter Mais-DNA-Konzentration mit jeweils 0,1 µM, 0.2 µM, 0.4 µM, 0.6 µM, 0,8 µM und
1.0 µM je Primer (inv-1 und inv-2) bei einer Annealing-Temperatur von 55° C durchgeführt. Die Versuche
ergaben, daß unter den gewählten Reaktionsbedingungen das optimale Ergebnis bei einer Verwendung von 0,4
µM je Primer erzielt wird.
5.3.1.2 Optimierung der Primer 35 S
Ein häufig bei transgenen Pflanzen verwendeter Promotor ist der 35S-CaMV Promotor. Dessen Nachweis wurde
beispielhaft anhand Phosphinothricin-resistenter Zuckerrüben (Linie T 120-7) untersucht. Zur Optimierung des
Nachweises wurde die PCR mit zwei verschiedenen Annealing-Temperaturen durchgeführt: 50 °C (s. Abb. 12)
und 55° C (s. Abb. 13).
Bei den verwendeten Primer-Konzentrationen wurde das beste Ergebnis bei einer Annealing-Temperatur von 50
°C bei einer Konzentration von 0.6 µM je Primer (35S-1/ 35S-2) beobachtet. Insgesamt waren bei einer
Annealing-Temperatur von 50° C jedoch keine deutlichen Signale festzustellen. Die Nachweisempfindlichkeit
stieg bei einer Annealing-Temperatur von 55° C deutlich (s. Abb. 13). Die optimale Primer-Konzentration betrug
in diesem Fall 1 µM je Primer.
226 bp
-126 -
B. EINLEITUNG
0.2 µM Primer
0.6 µM Primer
K(-): ZR (konv.)
K(-): TE
K (+) ZR-LL/ T120-7
K(-): ZR (konv.)
K(-): TE
K (+) ZR-LL/ T120-7
K(-): ZR (konv.)
K(-): TE
K (+) ZR-LL/ T120-7
K(-): ZR (konv.)
K(-): TE
K (+) ZR-LL/ T120-7
Marker
1.0 µM Primer
Marker
0.4 µM Primer
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
195 bp
220 bp
298 bp
344 bp
396 bp
505 bp
1018 bp
Abb. 12
Einfluß der Primer-Konzentration auf die Empfindlichkeit der PCR im Falle der 35S-Primer bei
einer Annealing Temperatur von 50° C.
Es wurde der Einfluß der folgenden Primer-Konzentrationen untersucht: 0.2 µM (Spuren 2–4); 0.4 µM
(Spuren 5–7), 0.6 µM (Spuren 8-10) und 1.0 µM (Spuren 11-13). Als Negativkontrolle wurde
genomische Zuckerrüben-DNA (K(-): ZR-konv.) und TE-Puffer (K(-): TE) verwendet. Als Positivkontrolle
wurde genomische DNA aus einer LibertyLink-resistenten, transgenen Zuckerrüben-Transformante
(K(+): ZR-LL (T120-7)) verwendet, die in früheren Versuchen bereits positive Signale zeigte. Die
Auftrennung erfolgte auf einem 3%igen Agarosegel (200 ml) (120 V/ 1h). Als Marker wurde ReadyLoad - 1Kb DNA Ladder verwendet. Das erwartete Fragment zeigte die Größe von 195 bp.
0.2 µM Primer
0.6 µM Primer
K(-): ZR (konv.)
K(-): TE
K (+) ZR-LL/ T120-7
K(-): ZR (konv.)
K(-): TE
K (+) ZR-LL/ T120-7
K(-): ZR (konv.)
K(-): TE
K (+) ZR-LL/ T120-7
K(-): ZR (konv.)
K(-): TE
K (+) ZR-LL/ T120-7
Marker
1.0 µM Primer
Marker
0.4 µM Primer
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
220 bp
298 bp
344 bp
396 bp
505 bp
1018 bp
Abb. 13
195 bp
Einfluß der Primer-Konzentration (35S) auf die Empfindlichkeit der PCR bei einer AnnealingTemperatur von 55° C.
Es wurde der Einfluß der folgenden Primer-Konzentrationen untersucht: 0.2 µM (Spuren 2–4), 0.4 µM
(Spuren 5–7), 0.6 µM (Spuren 8-10) und 1.0 µM (Spuren 11-13). Als Negativkontrolle wurde
genomische Zuckerrüben-DNA (K(-): ZR-konv.) und TE-Puffer (K(-): TE) verwendet. Als Positivkontrolle
wurde genomische DNA aus einer LibertyLink-resistenten, transgenen Zuckerrüben-Transformante
(K(+): ZR-LL (T120-7)) verwendet, die in früheren Versuchen bereits positive Signale zeigte. Die
Auftrennung erfolgte auf einem 3%igen Agarosegel (200 ml) (120 V/ 1h). Als Marker wurde ReadyLoad - 1Kb DNA Ladder verwendet. Das erwartete Fragment zeigte die Größe von 195 bp.
-127 -
B. EINLEITUNG
In einem weiteren Schritt wurde untersucht, ob die optimale Primer-Konzentration bei der Verwendung von MaisDNA von der optimalen Primer-Konzentration bei der Verwendung von DNA aus Zuckerrüben abweicht.
ZR-LL/ T-120-7
MA-LL/ T-25
Marker
11
K(-): TE
10
K(-): MA (konv.)
K(-): MA (konv.)
8
K(-): ZR (konv.)
K(-): ZR (konv.)
7
MA-LL/ T-25
MA-LL/ T-25
6
1.0 µM Primer
ZR-LL/ T-120-7
ZR-LL/ T 120-7
5
MA-LL/ T-25
K(-): TE
4
K(-): ZR (konv.)
K(-): MA (konv.)
3
ZR-LL/ T-120-7
K(-): ZR (konv.)
2
K(-): TE
Marker
1
K(-): TE
0.6 µM Primer
0.4 µM Primer
K(-): MA (konv.)
0.2 µM Primer
15
16
17
18
19
20
21
22
220 bp
298 bp
344 bp
396 bp
505 bp
1018 bp
Abb. 14
9
12
13
14
Einfluß der Primer-Konzentration (35S) auf die Empfindlichkeit der PCR bei der Verwendung
von genomischer DNA aus Mais und Zuckerrübe.
Es wurde der Einfluß der folgenden Primer-Konzentrationen untersucht: 0.2 µM (Spuren 2–6), 0.4 µM
(Spuren 7-11), 0.6 µM (Spuren 12-16) und 1.0 µM (Spuren 17-21). Als Negativkontrolle wurde
genomische Zuckerrüben-DNA (K(-): ZR-konv.), genomische Mais-DNA (K(-): MA-konv.) und TE-Puffer
(K(-): TE) verwendet. Als Edukte wurden verwendet genomische DNA aus Phosphinothricin-resistenter
Zuckerrübe (ZR-LL/ T120-7) und genomische DNA aus Phosphinothricin-resistentem Mais (MA-LLT25). Die Annealing Temperatur betrug 55° C. Die Auftrennung erfolgte auf einem 3%igen Agarosegel
(200 ml) (120 V/ 1h). Als Marker wurde Ready-Load - 1Kb DNA Ladder verwendet. Das erwartete
Fragment zeigte die Größe von 195 bp.
Beim Vergleich zwischen genomischer Mais- und genomischer Zuckerrüben-DNA zeigte sich kein Unterschied
im Optimum der Primer-Konzentration, das in beiden Fällen 0,6 µM/ Primer betrug.
5.3.2
DNA-Nachweis in gentechnisch veränderten Zuckerrüben (LL- T120-7) über mehrere Generationen
Um zu untersuchen, ob die gentechnische Veränderung auch nach mehreren Jahren des Anbaus der
gentechnisch veränderten Pflanze nachweisbar ist, wurde Pflanzenmaterial aus Samen verschiedener
Generation herangezogen (s. Kap. B-5.2.2). Die Samen, die aus der im Jahre 1995 angebauten
Zuckerrübenpflanze (T120-7 / 51531 S) gewonnen wurden (T120-7 / 61022 S), bildeten die Grundlage für die
Gewinnung von Samen der nächsten Generation (T120-7 / 71101 S). Aus dieser wiederum wurden Samen für
die 1998er-Generation (T120-7 / 81015 S) und aus dieser wiederum Samen für die 1999er-Generation
gewonnen (T120-7 / 91016 S). Die DNA-Isolierung wurde mit ca. 3 Wochen alten Blattmaterial entsprechend der
beschriebenen Methode (s. Kap. B-5.2.6) durchgeführt.
-128 -
B. EINLEITUNG
5.3.2.1 PCR
Die Anwesenheit des CaMV 35S-Promotors konnte in allen Pflanzen der verschiedenen Jahrgänge (1995 –
1999) nachgewiesen werden. Die Konzentration des Primers (35 S-1/ 35S-2) betrug 1 µM; die Annealing-
1999
5
6
Marker
1998
4
K (+) ZR-LL/ T-120
1997
3
K(-): TE
1996
1995
Marker
ZR-LL/ T120-7
K(-): ZR (konv.)
Temperatur 55°C entsprechend der zuvor durchgeführten Optimierungsversuche (Kap. C-5.3.1.2).
8
9
10
220 bp
298 bp
344 bp
396 bp
505 bp
1018 bp
1
Abb. 15
5.3.3
2
7
Nachweis des Phosphinothricin-Gens in Zuckerrüben der Transformante T-120-7 über einen
Zeitraum von 5 Jahren.
Es wurden Pflanzen untersucht, die aus Samen der Jahre 1995 bis 1999 herangezogen wurden
(Spuren 2 – 6). Als Negativkontrolle wurde genomische Zuckerrüben-DNA (K(-): ZR-konv.; Spur 7) und
TE-Puffer (K(-): TE; Spur 8) verwendet. Als Positivkontrolle wurde genomische DNA aus einer
LibertyLink-resistenten, transgenen Zuckerrüben-Transformante (K(+): ZR-LL (T120-7)) verwendet, die
in früheren Versuchen bereits positive Signale zeigte (Spur 9). Die Auftrennung erfolgte auf einem
3%igen Agarosegel (90 V/ 1h). Als Marker wurde Ready-Load - 1Kb DNA Ladder der Fa. Gibco BRL
verwendet. Das erwartete DNA-Fragment zeigte eine Größe von 195 bp.
Protein-Nachweis (PAT) in gentechnisch veränderten Zuckerrüben (LL- T120-7) über mehrere
Generationen
Auch wenn der Nachweis der DNA mit Hilfe der PCR für den Nachweis der gentechnischen Veränderung i.d.R.
ausreicht, wurde am Beispiel der Phosphinothricin-resistenten Zuckerrübe der Nachweis der gentechnischen
Veränderung auch auf Protein-Ebene mit Hilfe eines ELISA-Tests durchgeführt. Entsprechend der in Kap. B5.2.7 beschriebenen Methode wurden die Zuckerrüben-Blätter aufgearbeitet und das im Proteinextrakt
enthaltende PAT-Enzym nachgewiesen. Auch in diesem Fall wurden Blattmaterial verwendet, das von Pflanzen
aus dem Jahre 1995-1999 stammte. Als Negativkontrollen wurde Wasser und Agrobacterium tumefaciens EHA
18AC5 verwendet, welches das Plasmid enthält, mit dem die Zuckerrüben ursprünglich transformiert wurden.
Hierzu wurden die Bakterien direkt von der LB-Platte abgestrichen, mit 150 µl Extraktionspuffer versetzt und
gemischt.
-129 -
B. EINLEITUNG
Probe
OD
Probe
OD
Standard 1
0,098
ZR-LL (T 120-7) 1995
1,151
Standard 2
0,089
ZR-LL (T 120-7) 1996
1,075
Standard 3
0,107
ZR-LL (T 120-7) 1997
1,149
Standard 4
0,144
ZR-LL (T 120-7) 1998
1,195
Standard 5
0,206
ZR-LL (T 120-7) 1999
1,072
Standard 6
0,262
Negativkontr. (Wasser)
0,088
Standard 7
0,286
Negativkontr. (Agrobacterium)
0,058
Standard 8
0,504
Positivkontr.
1,127
Tab. 18
Messung der Optischen Dichte (OD) von Proteinextrakt aus Phosphinothricin resistenten ZuckerrübenBlattmaterial (ZR-LL (T 120-7)) verschiedener Jahrgänge (1995-1999).
Alle untersuchten Proben zeigten ein deutliches Signal, so daß die Expression des Phosphinothricin-Gens auch
über mehrere Generationen in den untersuchten Zuckerrüben-Transformanten nachgewiesen werden konnte.
5.3.4
DNA-Nachweis in Mischungen aus konventionellem und gentechnisch verändertem Mais
Neben der beabsichtigten Verwendung und dem Inverkehrbringen gentechnisch veränderter Pflanzen in
Lebensmitteln kommt es aufgrund der Saatgutgewinnungsmethoden, der Art des landwirtschaftlichen Anbaus
und der Art der Weiterverarbeitung von Pflanzen zu Lebensmitteln auch zu unbeabsichtigten Vermischungen
zwischen gentechnisch veränderten und nicht-gentechnisch veränderten Pflanzen. Aus diesem Grunde wurde
untersucht, in welchen Konzentrationen der Nachweis einer solchen unbeabsichtigten Vermischung noch
möglich ist. Hierzu wurde DNA aus verschiedenartigen Mischungen zwischen konventionellem und gentechnisch
verändertem Mais isoliert und mit Hilfe der PCR untersucht. Der gentechnisch veränderte, Phosphinothricinresistente Mais (LL T25) wurde mit konventionellem Mais im Verhältnis 1+9, 1+99 und 1+999 vermischt. Ein
Maiskorn hat ein durchschnittliches Gewicht von 0,3 g.
5.3.4.1 DNA-Isolierung aus Maiskörnern
In einem ersten Arbeitsschritt wurde aus verschiedenen Mischungen zwischen gentechnisch verändertem und
konventionellem Mais DNA isoliert. Hierzu wurde das Verfahren des Macherey & Nagel–Kits (s. Kap. B-5.2.5)
leicht modifiziert.
Die Mischung der Maiskörner wurde mit Hilfe eines Mixers (Fa. Waring – Blendor) zerkleinert. Die abnehmbaren
Schnitzelwerke des Mixers wurden hierfür zuvor autoklaviert. Die Zeit für die Zerkleinerung und Homogenisierung
betrug bei der 1+9 und 1+99-Mischung jeweils 30 sec. Um zu untersuchen, ob eine Abhängigkeit zwischen dem
Zeitraum der Zerkleinerung/ Homogenisierung und der Nachweisempfindlichkeit besteht, wurden bei der 1+999
Mischung Aliquots von ca. 0,6 g (ca. ½ Eppendorfgefäß) nach 30, 60 und 120 sec der Zerkleinerung und
Homogenisierung entnommen.
Zur Isolierung der DNA wurden zwei Wege beschritten:
-130 -
B. EINLEITUNG
(a)
Nach dem Zerkleinern wurden Aliquots des Mais entnommen (ca. ½ Eppendorfgefäß) und mit 1,2 ml
Macherey & Nagel- Kit-Extraktionspuffer versetzt (ohne RNAse A). Nach 20 min Inkubation im Wasserbad
bei 65° C wurden 20 µl RNAse A hinzugegeben und für weitere 10 min inkubiert.
(b)
Die zerkleinerten Mischungen wurden in Ihrer Gesamtheit für die DNA-Isolierung aufgearbeitet. Pro
Maiskorn wurden 600 µl ZR-Extraktionspuffer statt C1-Puffer verwendet (d.h. 6 ml bei der 1+9 Mischung, 60
ml bei der 1+99-Mischung und 600 ml bei der 1+999 Mischung). Die Zerkleinerungsgefäße wurden mit
Teilen des Puffers ausgewaschen, um eine möglichst vollständige Übertragung des Maisschrots zu
gewährleisten. Nach 20 min Inkubation im Wasserbad bei 65° C wurden 600 µl Überstand mit Hilfe einer
Pipette mit abgeschnittener Spitze entnommen und mit 10 µl RNAse A (10mg/ ml) versetzt und für weitere
10 min im Wasserbad bei 65° C inkubiert.
Ziel der unterschiedlichen Aufarbeitung war es, zu untersuchen, ob die Homogenisierung des Pflanzenmaterials
durch den Zerkleinerungsprozeß ausreichend ist (Aliq.) oder ob eine ausreichende Homogenisierung nur durch
eine Verarbeitung des gesamten Pflanzenmaterials für die DNA-Isolierung (Lsg.) möglich ist.
Alle Proben wurden dann entsprechend dem Macherey & Nagel–Kit-Protokoll (s. Kap. B-5.2.5) weiterverarbeitet
(Zentrifugation der Proben für 10 min bei 12.000 rpm; Abnahme des Überstandes (400 µl) und Überführung in
ein neues Eppendorfgefäß; Zugabe von 600 µl C4-Puffer und 400 µl EtOH (abs.); Whirlen der Probe für 30 sec;
Auftragen von 750 µl auf die Säule, Zentrifugation bei 7000 rpm für 1 min; Auftragen des Restes des
Überstandes (300 µl); Zentrifugation; Waschen mit CW-Puffer, Waschen mit C5-Puffer (2x); Auffanggefäß noch
mal leer zentrifugieren, um Ethanolreste zu entfernen und eluieren mit 100 µl65°C warmen Wasser (bidest)).
5.3.4.2 Optimierung der Nachweisgrenze für Mischungen aus gentechnisch verändertem Mais (LL – T25) und
konventionellem Mais
Mit der isolierten DNA wurden PCR-Reaktionen durchgeführt. Als Primer wurden 35S-1 und 35S-2 in einer
Konzentration
von
jeweils
Optimierungsversuche 55 °C.
1
µM
verwendet.
Die
Annealing-Temperatur
betrug
entsprechend
der
-131 -
Marker
1+9 (Aliq.)
1+9 (Lsg.)
1+99 (Aliq.)
1+99 (Lsg.)
1+999 (Aliq. 30 sec)
1+999 (Aliq. 60 sec)
1+999 (Aliq. 120 sec)
1+999 (Lsg.)
K(-): ZR (konv.)
K(-): TE
K(-): Ma (konv.)
K(+): ZR-LL (T120-7)
Marker
B. EINLEITUNG
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
220 bp
298 bp
344 bp
396 bp
505 bp
195 bp
1018 bp
Abb. 16
Einfluß verschiedener Mischungsverhältnisse auf die Empfindlichkeit der PCR zum Nachweis
von Verunreinigungen von konventionellem Mais durch gentechnisch veränderten Mais (MA-LLT25).
Als Mischungsverhältnisse wurden untersucht 1+9 (d.1. 1 Maiskorn von Phosphinothricin-resistenten
Mais (MA-LL-T25) und 9 Maiskörner von konventionellem Mais) (Spur 2 und 3)), wobei nach der
Zerkleinerung der Maiskörner ein Aliquot zur DNA-Isolierung entnommen worden ist (Spur 2) bzw. der
gesamte Mais mit Puffer versetzt wurde, um aus einer Teilmenge des Überstandes DNA zu isolieren
(Spur 3). In gleicher Weise wurde mit den Mischungen im Verhältnis 1+99 und 1+999 verfahren
(Spuren 4/5 bzw. 6-9). Des weiteren wurde der Einfluß der Zeit für die Homogenisierung (30 sec, 60
sec und 120 sec (Spuren 6-8) auf den Grad der Nachweisbarkeit mit Hilfe der PCR untersucht.
Als Negativkontrolle wurde genomische Zuckerrüben-DNA (K(-): ZR-konv.) (Spur 10), TE-Puffer (K(-):
TE) (Spur 11) und genomische Mais-DNA (K(-): Ma-konv.) (Spur 12) verwendet. Als Positivkontrolle
wurde genomische DNA aus einer LibertyLink-resistenten, transgenen Zuckerrüben-Transformante
(K(+): ZR-LL (T120-7) verwendet (Spur 13). Die Auftrennung erfolgte auf einem 3%igen Agarosegel
(120 V/ 1h). Als Marker wurde Ready-Load - 1Kb DNA Ladder der Fa. Gibco BRL verwendet.
Es zeigte sich, daß die Intensität der PCR-Signale identisch war; und zwar sowohl bei Verwendung der DNA, die
aus einem Mais-Aliquot gewonnen wurde, als auch bei der DNA, die gewonnen wurde, indem der gesamte Mais
mit Puffer versetzt wurde, um dann aus einer Teilmenge des Überstandes DNA zu isolieren. Auch die Zeit des
Prozesses
der
Zerkleinerung
und
Homogenisierung
hatte
keinen
wesentlichen
Einfluß
auf
die
Nachweisempfindlichkeit wie an der Menge des Reaktionsproduktes bei den verschiedenen behandelten 1+999Mischungen zu erkennen ist. Unter den beschrieben Reaktionsbedingungen war ein Nachweis einer Mischung
von 1 + 99 (d.h. 1% Vermischung) möglich.
-132 -
B. EINLEITUNG
5.3.4.3 Modifikation der DNA- und Taq-Polymerase-Menge
In den folgenden Versuchen wurden eine Reihe von Parametern modifiziert, um die Nachweisempfindlichkeit der
Reaktion weiter zu erhöhen. Dies umfaßte eine Erhöhung der:
•
DNA-Konzentration (4 µl, 8 µl und 12 µl);
•
Konzentration an Taq-Polymerase (0.3 µl, 0.6 µl, 0.9 µl, 1.2 µl und 1.5 µl);
•
Zyklenzahl (40 statt bisher 35).
Die Primerkonzentration war in allen Fällen mit 1 µM/ Primer (35S-1 und 35S-2) konstant. Die AnnealingTemperatur betrug 55 °C. In einem ersten Ansatz wurde DNA untersucht, die aus einer 1+9- bzw. aus einer
1+99-Mischung aus gentechnisch verändertem und konventionellem Mais isoliert wurde.
220 bp
298 bp
344 bp
396 bp
505 bp
Marker
0.6 Taq
0.9 Taq
1.2 Taq
1.5. Taq (4 µl DNA)
1.5. Taq (8 µl DNA)
1.5. Taq (12 µl DNA)
0.3 Taq
0.6 Taq
0.9 Taq
1.2 Taq
1.5. Taq (4 µl DNA)
1.5. Taq (8 µl DNA)
1.5. Taq (12 µl DNA)
K(-): ZR (konv.)
K(-): Ma (konv.)
K(-): TE
K(+): ZR-LL (T120-7)
K(+): Ma-LL/konv. 1+9
Marker
MA-LL/ konv. 1 + 99 A(60)
0.3 Taq
MA-LL/ konv. 1 + 9 A(60)
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
16
17
18
19
20
21
141bp
195 bp
1018 bp
Abb. 17
Einfluß verschiedener Konzentrationen an Taq-Polymerase und unterschiedlicher DNAKonzentrationen auf die Empfindlichkeit der PCR zum Nachweis von Verunreinigungen von
konventionellem Mais durch gentechnisch veränderten Mais (MA-LL-T25).
Zur PCR wurden 0.3, 0.6, 0.9, 1.2 und 1.5 µl Taq-Polymerase (Fa. Pharmacia) mit 5 U/ µl verwendet.
Die Reaktion wurde mit DNA durchgeführt, die aus einem Aliquot isoliert wurde, welches nach 60 sec
Zerkleinerung und Homogenisierung eines Gemisches aus konventionellem Mais und gentechnisch
verändertem Mais im Verhältnis 1+9 (MA-LL/ konv. 1 + 9 A (60)) bzw. 1+99 (MA-LL/ konv. 1+99 A (60))
abgenommen wurde. Als Negativkontrolle wurde genomische Zuckerrüben-DNA (K(-): ZR-konv.; Spur
16), genomische Mais-DNA (K(-): Ma-konv.; Spur 17) und TE-Puffer (K(-): TE; Spur 18) verwendet. Als
Positivkontrolle wurde genomische DNA aus einer LibertyLink resistenten, transgenen ZuckerrübenTransformante (K(+): ZR-LL T120-7; Spur 19) sowie DNA verwendet, die aus einem Gemisch aus
konventionellem Mais und LibertyLink resistentem, transgenem Mais (MA-LL-T25) im Verhältnis 1:9
gewonnen wurde, welche in früheren Versuchen bereits ein positives Signal zeigte (Spur 20). Die
Auftrennung erfolgte auf einem 3%igen Agarosegel (120 V/ 1h). Als Marker wurde Ready-Load - 1Kb
DNA Ladder der Fa. Gibco BRL verwendet.
Die Effizienz der PCR nimmt entgegen den ursprünglichen Erwartungen bei steigender Konzentration an TaqPolymerase ab. Auch die Verwendung einer höheren DNA-Konzentration führte entgegen den ursprünglichen
Erwartungen nicht zu einem stärkeren Signal. Neben dem erwarteten PCR-Produkt von 195 bp kommt es bei der
Verwendung genomischer Mais-DNA zur Bildung verschiedener Nebenprodukte von ca. 450 und 300 bp, die im
Falle der Zuckerrüben-DNA nicht auftreten, sich aber auf dem 2,5% TAE-Agarosegel aufgrund Ihres
Laufverhaltens leicht unterscheiden lassen. Die Versuche zeigen, daß Verunreinigungen von transgenen in
konventionellen Maiskörnern im Verhältnis 1:10 und 1:100 (d.h. 10 und 1%) nachweisbar sind, und daß die
-133 -
B. EINLEITUNG
Menge an verwendeter DNA im Reaktionsansatz keinen wesentlichen Einfluß auf die Nachweisempfindlichkeit
hat. In einem weiteren Versuch wurde der Einfluß der verschiedenen Konzentrationen an Taq-Polymerase auf
die Nachweisempfindlichkeit bei einem Mischungsverhältnis von 1+999 untersucht. Darüber hinaus sollte
evaluiert werden, ob die Art der Mischung einen Einfluß auf die Nachweisgrenze hat. Hierzu wurde DNA aus
einem 1+9 Gemisch mit bidest. Wasser 1:10 verdünnt und die PCR verglichen mit DNA als Edukt, die aus einem
1+99 Gemisch isoliert wurde.
Marker
0.3 Taq
0.6 Taq
0.9 Taq
1.2 Taq
1.5. Taq (4 µl DNA)
1.5. Taq (8 µl DNA)
1.5. Taq (12 µl DNA)
MA-LL/konv. 1+9
MA-LL/konv. 1+9 (1:10)
MA-LL/konv. 1+99
MA-LL/konv. 1+9 (1:100)
MA-LL/konv. 1+999
MA-LL/konv. 1+9 (1:1.000)
Marker
K(-): ZR (konv.)
K(-): Ma (konv.)
K(-): TE
K(+): ZR-LL (T120-7)
K(+): Ma-LL/konv. 1+9
MA-LL/ konv. 1 + 999 A(60)
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
16
17
18
19
20
141bp
220 bp
298 bp
344 bp
396 bp
505 bp
195 bp
1018 bp
Abb. 18
Einfluß
verschiedener
Konzentration
an
Taq-Polymerase,
unterschiedlicher
DNAKonzentrationen und verschiedener Mischungsarten auf die Empfindlichkeit der PCR zum
Nachweis von Verunreinigungen von konventionellem Mais durch gentechnisch veränderten
Mais (MA-LL-T25) (Mischungsverhältnis 1+999).
Zur PCR wurden 0.3, 0.6, 0.9, 1.2 und 1.5 µl Taq-Polymerase (Fa. Pharmacia) mit 5 U/ µl verwendet
(Spuren 2-8). Die Reaktion wurde mit DNA durchgeführt, die aus einem Aliquot isoliert wurde, welches
nach 60 sec Zerkleinerung und Homogenisierung eines Gemisches aus konventionellem Mais und
gentechnisch verändertem Mais im Verhältnis 1+999 (MA-LL/ konv. 1+999 A (60)) abgenommen
wurde. Als Negativkontrolle wurde genomische Zuckerrüben-DNA (K(-): ZR-konv.; Spur 16),
genomische Mais-DNA (K(-): Ma-konv.; Spur 17) und TE-Puffer (K(-): TE; Spur 18) verwendet. Als
Positivkontrolle wurde genomische DNA aus einer LibertyLink resistenten, transgenen ZuckerrübenTransformante (K(+): ZR-LL (T120-7; Spur 19) sowie DNA verwendet, die aus einem Gemisch aus
konventionellem Mais und LibertyLink resistentem, transgenem Mais (MA-LL-T25) im Verhältnis 1:9
gewonnen wurde (Spur 20).
Die Spuren 10-14 zeigen die Ergebnisse unterschiedlicher Mischungsformen. So wurde die Reaktion
mit DNA isoliert aus MA-LL/konv. (1+99) (Spur 10) verglichen mit einer 1:10 (bidest.)-Verdünnung an
DNA, die aus MA-LL/konv. (1+9) gewonnen wurde. Entsprechend wurde eine 1+100 Verdünnung der
1+9 DNA mit der 1+999 DNA-Mischung verglichen (Spuren 12 und 13). Die Auftrennung erfolgte auf
einem 3%igen Agarosegel (120 V/ 1h). Als Marker wurde Ready-Load - 1Kb DNA Ladder der Fa.
Gibco BRL verwendet.
Wie bereits beim Mischungsverhältnis 1+9 und 1+99 zeigt sich auch hier, daß die Effizienz der PCR bei
steigender Konzentration an Taq-Polymerase abnimmt und die Menge an DNA im Reaktionsansatz keinen
wesentlichen Einfluß auf die Nachweisempfindlichkeit besitzt. Neben dem erwarteten PCR-Produkt von 195 bp
kommt es bei der genomischen Mais-DNA zur Bildung verschiedener Nebenprodukte von ca. 450 und 300 bp.
Der Versuch zeigt, daß Verunreinigungen von transgenen in konventionellen Maiskörnern im Verhältnis 1:1.000
(d.h.
0,1%)
nachweisbar
Nachweisempfindlichkeit.
sind.
Die
Art
der
Mischung
hat
keinen
signifikanten
Einfluß
auf
die
-134 -
B. EINLEITUNG
5.3.4.4 Effizienz unterschiedlicher Polymerasen
Um die Nachweisempfindlichkeit weiter zu steigern, wurde der Einfluß unterschiedlicher Polymerasen auf die
PCR analysiert. Hierfür wurde DNA verwendet, die zuvor aus einem 1+999 Gemisch aus gentechnisch
verändertem und konventionellem Mais isoliert wurde. Bei den verwendeten Polymerasen handelt es sich um:
•
Taq-Polymerase der Fa. Pharmacia;
•
Advantage cDNA Polymerase der Fa. Clontech;
•
Advantage 2 Polymerase der Fa. Clontech.
Bei den Advantage-Polymerasen wurde dNTP der Konzentration 40 mM der Fa. Stratagene verwendet. Bei der
Taq-Polymerase betrug die dNTP-Konzentration 50 mM. Als Puffer (10x) wurde jeweils der im Kit der
Polymerase-Herstellerfirma vorliegende verwendet. Die Primer (35S-1 und 35S-2) lagen jeweils in einer
Konzentration von 1 µM vor. Die Annealing-Temperatur betrug 55 °C.
220 bp
298 bp
344 bp
396 bp
505 bp
K(-): Ma (konv.)
K(-): TE
K(+): GT/ konv. (1+9)
K(-): Ma (konv.)
8
9
10
11
12
13
14
Advantage
Marker
Advantage 2
7
K(+): GT/ konv. (1+9)
Advantage
6
K(+): ZR-LL/ (1:100)
Taq
5
K(-): Ma (konv.)
Advantage 2
Taq
3
MA-GT/ konv.
1+999 (1:100)
K(+): GT/ konv. (1+9)
Advantage
Marker
2
MA-GT/ konv.
1+999 (1:10)
Advantage 2
K(+): ZR-LL/ (1:100)
Advantage 2
4
MA-GT/ konv.
1+999
1
Advantage
Taq
Taq
15
16
17
18
19
20
141bp
195 bp
1018 bp
Abb. 19
Einfluß verschiedener Polymerase auf die Empfindlichkeit der PCR zum Nachweis von
Verunreinigungen von konventionellem Mais durch gentechnisch veränderten Mais (MA-LLT25).
Es wurde die Effizienz der Taq-Polymerase (Fa. Pharmacia) (Spur 2) mit der der AdvantagePolymerase (Fa. Clontech) (Spur 3) und der Advantage 2-Polymerase (Fa. Clontech) (Spur 4)
verglichen. Als Edukt wurde DNA verwendet, die aus einem Gemisch von Maiskörner im Verhältnis
1:999 (MA-LL-T25 : konv. Mais) isoliert wurde. Die gleiche Reaktion wurde mit einer 1:10 (Spuren 5-7)
und einer 1 :100-Verdünnung dieser DNA durchgeführt (Spuren 8-10). Als Negativkontrolle wurde
genomische Mais-DNA (K(-): Ma-konv.) (Spuren 11, 14 und 17) verwendet. Als Positivkontrolle wurde
DNA verwendet, die aus einem Gemisch aus konventionellem Mais und LibertyLink resistentem,
transgenem Mais (MA-LL-T25) im Verhältnis 1:9 (K(+): GT/konv. (1+9)) (Spuren 13, 16 und 19)
gewonnen wurde sowie eine 1:100 Verd. von ZR-LL/ T120-7-DNA (K(+): ZR-LL/(1:100)) (Spuren 15 und
18). Die Ansätze erfolgten mit Taq-Polymerase (Spuren 11-13), Advantage-Polymerase (Spuren 14-16)
und Advantage 2-Polymerase (Spuren 17-19). Die Auftrennung erfolgte auf einem 3%igen Agarosegel
(100 ml) (90V/ 1h). Als Marker wurde Ready-Load - 1Kb DNA Ladder der Fa. Gibco BRL verwendet.
Die Advantage-Polymerase führte im Vergleich zur Taq-Polymerase zu einer größeren unspezifischen Bindung,
was zu einer deutlichen Bildung eines Reaktionsproduktes der Größe von ca. 450 bp Größe führte, ohne daß die
Nachweisgrenze für das gewünschte Fragment (195 bp) wesentlich gesteigert werden konnte. Die
Nebenreaktionen, die bei der Verwendung der Advantage2–Polymerase auftraten, ließen eine deutliche
Unterscheidung zwischen dem erwarteten Fragment von 195 bp und dem Nebenprodukt nicht mehr zu, so daß
diese Polymerase für die hier untersuchte Fragestellung und unter den angegeben Reaktionsbedingungen nicht
verwendet werden kann. Insgesamt betrachtet sind die mit der Taq-Polymerase erzielten Ergebnisse am
eindeutigsten in der Interpretation der Veränderung des untersuchten, LibertyLink -resistenten Mais.
-135 -
B. EINLEITUNG
5.3.5
DNA-Nachweis in verarbeitetem (gekochten und frittierten), gentechnisch veränderten Mais (LL T-27)
mit Hilfe der PCR-Methode
Viele Pflanzen werden nicht roh, sondern verarbeitet verzehrt. Aus diesem Grunde wurde der Einfluß von zwei
für Mais typischen Verarbeitungsmethoden, dem Kochen und die Behandlung mit heißem Fett (Popcorn) auf die
Nachweisempfindlichkeit der PCR untersucht.
5.3.5.1 DNA-Isolierung aus den behandelten Maiskörnern
Vor der Isolierung der DNA wurden die Maiskörner unterschiedlich behandelt:
(a)
Zwei Körner Mais wurden in 50 ml bidest. Wasser für 20 min gekocht. Danach wurden die Körner auf
Fließpapier getrocknet und in einem autoklaviertem Mörser zerkleinert.
(b)
Zwei Körner Mais wurden in 20 ml Speiseöl für 10 min auf 200 ° C erhitzt. Danach wurden die Körner auf
Fließpapier getrocknet und in einem autoklaviertem Mörser zerkleinert.
Die weitere Aufarbeitung wurde entsprechend dem Protokoll von Macherey & Nagel (Kit) vorgenommen (s. Kap.
B-5.2.5). Die Proben wurden zum einen vorschriftsmäßig mit C1-Puffer behandelt; eine zweite Probe im
Vergleich dazu jedoch mit ZR-Extraktionspuffer. Ziel dieser Vorgehensweise war es, zu untersuchen, ob (a) die
Ausbeute an DNA von der Art des Extraktionspuffers beeinflußt wird und (b) die Art des Extraktionspuffers
Einflüsse auf die Qualität der DNA hat, die wiederum die Durchführung der PCR negativ beeinflussen können.
Zur Bestimmung der DNA-Konzentration und auch zur Analyse der Qualität der DNA wurde zunächst eine
Bestimmung mit Hilfe eines Agarosegels durchgeführt. Hierbei zeigte sich (s. Abb. 20), daß DNA, die mit Hilfe
der C1-Lösung aus dem Macherey & Nagel-Kit isoliert wurde, in Form einer Bande auf dem Gel zu beobachten
und von daher weniger stark abgebaut war, als dies bei der Isolierung mit Hilfe des ZR-Extraktionspuffers der
war,
wo
keine
einzelne
DNA-Bande
2
ZR-Puffer
C1-Puffer
ZR-Puffer
Abb. 20
beobachten
Mais-LL-T 25
Mais (konv.)
1
zu
3
C1-Puffer
Fall
4
Laufverhalten genomischer Mais-DNA, die mit (a) der Macherey & Nagel Methode und (b) einer
modifizierten Form der Methode (Verwendung von ZR-Extraktionspuffer statt C1-Puffer) isoliert
wurde.
Spur 1: Mais-DNA isoliert mit ZR-Puffer
Spur 3 Mais-DNA (LL – T25) isoliert mit ZR-Puffer
Spur 2 Mais-DNA isoliert mit C1-Puffer
Spur 4 Mais-DNA (LL – T25) isoliert mit C1-Puffer
war.
-136 -
B. EINLEITUNG
Bei der Verwendung des C1-Puffers liegt die DNA sehr kompakt vor, während dies bei der Verwendung des ZRPuffers nicht der Fall ist. Bei den vergleichenden PCR-Tests zeigt sich jedoch in bezug auf die
Nachweisempfindlichkeit der PCR kein Unterschied bei der Verwendung genomischer Mais-DNA, die unter
Verwendung des C1-Puffers isoliert wurde, und solcher, die alternativ dazu mit Hilfe des ZR-Puffers isoliert
wurde (s. Abb. 21).
5.3.5.2 DNA-Konzentrationsbestimmung mit Fluorometer
Um zu evaluieren, ob die Art der Verarbeitung der Maiskörner (kochen bzw. Behandlung mit heißem Fett) bzw.
die Art des verwendeten Extraktionspuffers Einfluß auf die Ausbeute der DNA-Isolierung hatte, wurde die DNAKonzentration der unterschiedlichen Proben mit einem Fluorometer (s. Kap. B-5.2.8) bestimmt.
Nr.
Probe
Messung pg
Konz. (ng/µl)
1
2
3
4
Mais (konv.) in C1-Puffer
Mais (konv.) in ZR-Extraktions-Puffer
Mais (GVO) in C1-Puffer
Mais (GVO) in ZR-Extraktions-Puffer
107
101
115
117
5
5
6
6
5
6
7
8
Mais (konv.) - gekocht - in C1-Puffer
Mais (konv.) - gekocht - in ZR-Extraktions-Puffer
Mais (GVO) - gekocht - in C1-Puffer
Mais (GVO) - gekocht - in ZR-Extraktions-Puffer
79
72
116
85
4
4
6
4
5
1
0,3
0,1
9
10
Mais (konv.) - Öl - in C1/Ex-Puffer
Mais (GVO) - Öl - in C1/Ex-Puffer
Tab. 19
Konzentrationsbestimmung von DNA-Isolaten, die mit Hilfe unterschiedlicher Extraktionspuffer
aus gekochtem bzw. mit heißem Fett behandeltemn gentechnisch verändertem (LL-T25) und
konventionellem Mais isoliert wurden.
Die Bestimmung der isolierten DNA-Menge mit Hilfe des Fluorometers zeigte keinen signifikanten Einfluß des
verwendeten Extraktionspuffers auf die Ausbeutemenge. Das Kochen führte zu einer ca. 20%igen Reduktion der
Ausbeute. Nach der Behandlung mit heißem Fett konnte keine DNA mehr nachgewiesen werden.
5.3.5.3 PCR
Die unterschiedliche gewonnenen DNA-Proben wurden mit Hilfe der PCR analysiert. Die Menge DNA wurde so
gewählt, daß ca. 80 ng DNA / Ansatz verwendet wurden. Die Annealing-Temperatur betrug 55° C. Die
Primerkonzentration betrug 1 µM.
Die Verwendung eines unterschiedlichen Extraktionspuffers bei der Aufarbeitung (C1-Puffer und alternativ ZRPuffer) zeigte keinen Einfluß auf die Nachweisempfindlichkeit der PCR (Spuren 3/4 und 7/8 in Abb. 21).
Während die DNA nach dem Kochvorgang durchaus noch nachgewiesen werden konnte (Spuren 5/6 und 7/8),
war dies bei den Proben, die aus dem mit heißem Öl behandelten Mais isoliert wurden (Spuren 9/ 10), nicht der
Fall.
-137 -
C1-Puffer
Ex-Puffer
C1-Puffer
Ex-Puffer
C1-Puffer
Ex-Puffer
C1-Puffer
Ex-Puffer
Mais konv. (fritt.)
Mais LL-T25 (fritt.)
K(-): ZR (konv.)
K(-): Ma (konv.)
K(-): TE
K(+): ZR-LL (T120-7)
Marker
B. EINLEITUNG
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
Mais
konv.
Mais
konv.
(gek.)
Mais
LL-T25
Mais
LL-T25
(gek.)
141bp
220 bp
298 bp
344 bp
396 bp
505 bp
195 bp
1018 bp
Abb. 21
5.4
Nachweis der gentechnischen Veränderung bei thermisch behandeltem (gekochtem/ frittiertem)
Mais (LL-T25) unter Verwendung zweier verschiedener DNA-Extraktionspuffer (C1- und ZRPuffer).
Die Spuren 1-8 zeigen die Ergebnisse bei der Verwendung unterschiedlicher Puffer bei der Isolierung
von Mais-DNA aus Maiskörner. Der C1-Puffer wird bei der Isolierung von Mais-DNA nach Macherey &
Nagel verwendet (s. Kap. B-5.2.5), während im zweiten Fall ZR-Puffer verwendet wurde, wie er bei der
DNA-Isolierung von Zuckerrüben-DNA verwendet wird (s. Kap. B-5.2.6). Mais-Körner wurden vor der
DNA-Extraktion gekocht (20 min) (Spuren 7 und 8; Kontrollen in Spur 5 und 6) bzw. in heißem Speiseöl
(5 min) behandelt (Spuren 10; Kontrolle in Spur 9). Im Fall des Frittierens wurde nur C1-Puffer zur
Aufarbeitung verwendet. Als Negativkontrolle wurde genomische Zuckerrüben-DNA (K(-): ZR-konv;
Spur 11), genomische Mais-DNA (K(-): Ma-konv.; Spuren 1,2 und 12) und TE-Puffer (K(-): TE; Spur 13)
verwendet. Als Positivkontrolle wurde genomische DNA aus einer LibertyLink resistenten, transgenen
Zuckerrüben-Transformante (K(+): ZR-LL (T120-7) verwendet, die in früheren Versuchen bereits
positive Signale zeigte (Spur 14). Die Auftrennung erfolgte auf einem 3%igen Agarosegel (200 ml) (120
V/ 1h). Als Marker (Spur 15) wurde Ready-Load - 1Kb DNA Ladder der Fa. Gibco BRL verwendet.
Das DNA-Fragment zeigte die erwartete Größe von 196 bp.
Diskussion
Die Bestimmung der Kausalität zwischen dem Auftreten eines UAW nach dem Verzehr eines Lebensmittels und
dessen gentechnischer Veränderung setzt zuerst den Nachweis der gentechnischen Veränderung des
Lebensmittels voraus, um eine Exposition zu verifizieren (PIRKLE, 1995). Hierfür bestehen prinzipiell zwei
Möglichkeiten: Der direkte Nachweis durch den Nachweis der neu integrierten DNA z.B. mit Hilfe der PCRTechnik oder der indirekte Nachweis durch die Analyse des Genproduktes etwa mit Hilfe von Antikörpern
(KRUSE, 1997).
Derzeit wird in der Literatur der DNA-Nachweis präferiert, auch wenn die Detektion und Quantifizierung einzelner
gentechnischer Veränderungen mittlerweile auch mit Hilfe der Western-Blot-Technik möglich ist (TNO, o.J.). In
seinem gemeinsamen Standpunkt zur Revision der EU-Freisetzungsrichtlinie 90/220/EWG (EG, 1990b) hat der
EU-Ministerrat erstmalig festgehalten, daß der Inverkehrbringer nach Anhang IV Abs. A.7. Informationen zur
Verfügung stellen muß, die eine Identifikation des gentechnisch veränderten Organismus im Lebensmittelbereich
ermöglicht (COUNCIL, 1999).
B. EINLEITUNG
-138 -
Mit Hilfe der PCR-Technologie ist es gelungen, den Nachweis des cryIA(b)-Gens in Mais noch bei einem
Mischungsverhältnis von 1:10.000 zwischen DNA aus transgenem und gentechnisch nicht verändertem Mais zu
führen. Somit ist es möglich, gentechnisch veränderten Mais auch dann noch zu identifizieren, wenn er lediglich
in einem Beimischungsgrad von 0,01% vorliegt (EHLERS, 1997). Dies bestätigen auch die eigenen
Untersuchungen an Phosphinothricin-resistentem Mais (MA-LL / T-25), wenngleich die Empfindlichkeit bei der
Verwendung eines Primers für die PCR-Reaktion, mit dessen Hilfe die Integration des 35S-Promotor
nachgewiesen werden kann, mit dem Nachweis einer Vermischung im Größenrahmen von 0,1% nicht ganz so
empfindlich ist.
Nichtsdestotrotz zeigt die Nachweisempfindlichkeit der PCR-Methode, daß die auch im politischen Raum
geäußerte Forderung nach Einführung von Schwellenwerten sinnvoll ist, um die Kennzeichnung von
gentechnisch veränderten Lebensmitteln, die nach Art. 8 der VO 258/97/EWG an der Unterscheidbarkeit des
Lebensmittels festgemacht ist (EG, 1997), tatsächlich auf solche Lebensmittel zu beschränken, die auch
relevante Mengen von GVOs enthalten (GDCH, 1997). Die im Rahmen der Lebensmittelüberwachung
verwendeten Methoden sind dabei nach § 35a LMBG amtlich zu validieren (SCHULZE, 1996; 1997; BMG, 1996;
ENGELS, 1995). Um auch auf europäischer Ebene ein standardisiertes Nachweisverfahren anwenden zu können,
hat die Europäische Kommission ein entsprechendes Forschungsprojekt unter der Federführung des
BGVV
gefördert (SCHREIBER, 1997).
Die Ergebnisse der im Rahmen dieser Arbeit durchgeführten Untersuchungen lassen die folgenden Aussagen
zu:
(a) Die stabile Integration und Expression des Phosphinothricin-Gens, die beispielhaft an der Zuckerrübe (Beta
vulgaris) mit Hilfe der Polymerase-Chain-Reaction (PCR) und mit Hilfe des PAT-ELISA-Enzym-Tests
untersucht wurde, zeigt, daß es durchaus möglich ist, die gentechnische Veränderung auch nach mehreren
Jahren des Anbaus der Pflanzen nachzuweisen.
(b) Gentechnisch veränderter Mais, der durch die Integration und Expression des Phosphinothricin-Gens
resistent gegenüber dem Herbizid LibertyLink ist, kann mit Hilfe des in dieser Arbeit verwendeten Systems
durchaus in einem Mischungsverhältnis von 1:10.00 (gentechnisch veränderter Mais : konventionellem
Mais), d.h. 0,01% nachgewiesen werden. Als wesentliche Parameter auf die Optimierung der
Nachweisgrenze wurden die Wahl des Primers, die Annealing-Temperatur und die jeweilige Polymerase
identifiziert, während die für die PCR verwendete DNA-Menge und die Verwendung der von uns
untersuchten verschiedenen Extraktionspuffer keinen wesentlichen Einfluß auf die Nachweisempfindlichkeit
der PCR hatten.
(c) Die Prozessierung von Lebensmitteln beeinflußt die Möglichkeit zum Nachweis einer gentechnischen
Veränderung. Hierbei kommt es jedoch auf die Art der Prozessierung an. Während ein Nachweis der
gentechnischen Veränderung bei dem beispielhaft untersuchten Phosphinothricin-resistenten Mais nach
dem Kochen durchaus noch möglich ist, ist dies bei Maiskörnern, die mit heißem Fett behandelt wurden,
nicht mehr der Fall.
-139
C. ERGEBNISS
C.
1
ERGEBNISSE
Bewertung bestehender Risikoabschätzungsmodelle
Integraler Bestandteil eines verantwortlichen Risikomanagement im technisch-innovativen Bereich ist
(1)
die Risiko-Analyse, d.h. welche potentiellen Risiken bestehen nach Ansicht der Verbraucher und wie ist der
Stand der wissenschaftlichen Debatte in bezug auf die einzelnen Risikofaktoren;
(2)
die
Abschätzung
des
möglichen
Schadensumfanges
sowie
der
Eintrittswahrscheinlichkeit
(risk
assessment);
(3)
die Implementierung von Maßnahmen zur Risikominimierung (risk management), d.h. wie kann möglichst
verantwortungsvoll mit verbleibenden Risiken umgegangen werden;
(4)
Akzeptanz des Risikos (risk-benefit analysis).
In den folgenden Kapiteln werden zum einen die Aussagekraft toxikologischer Untersuchungen analysiert, die
Grundlage für die Genehmigung von neuartigen Lebensmitteln, Zusatzstoffen und Arzneimitteln sind, und zum
anderen die Stärken und Schwächen bestehender post-Marketing Monitoring Systeme (pMMS) im Bereich von
Zusatzstoffen, Arzneimitteln und ganzen Lebensmitteln analysiert.
Bei der Beobachtung neuer oder unerwarteter Phänome ist der Nachweis eines Kausalzusammenhanges
zwischen dem Phänomen und seiner Ursache von zentraler Bedeutung für die effektive (74) Ergreifung von
Maßnahmen, die in der Lage sind, die Phänome zu kontrollieren oder einzudämmen. Bei vergleichenden
Untersuchungen besteht jedoch die Gefahr, zeitlich parallel stattfindende Ereignisse miteinander in Korrelation
zu bringen, ohne daß eine solche besteht. Ein einfaches Beispiel mag dies verdeutlichen: Die Abnahme der Zahl
der Störche und die Abnahme der Geburtenrate in Deutschland verlief parallel. Die naheliegende Folgerung, daß
hiermit der Beweis erbracht sei, daß der Storch die Kinder bringt, entbehrt bekanntermaßen jedoch jeglicher
wissenschaftlichen Grundlage (FÖRSTER, 1994; s. zur kritische Betrachtung der Nutzung epidemiologischer
Daten als Grundlage legislativer Aktivitäten in: SADETZKI, 1999).
1.1. Toxikologische Untersuchungen
Die Sicherheit eines Arzneimittels und eines Nahrungsmittelzusatzstoffes kann niemals als absolut bewiesen
gelten. Daher muß das Prädikat ”sicher” als ein sozial zulässiges potentielles Risiko unter bestimmten
bestehenden oder vorgesehenen Bedingungen des Verbrauchs oder der Exposition verstanden werden (WLA,
1980). Gesundheitliche Beeinträchtigungen von Tieren im Rahmen von Fütterungsstudien aber auch im Rahmen
klinischer Untersuchungen beim Menschen nach dem Inverkehrbringen eines Produktes führen aus diesem
Grunde nicht automatisch zum Widerruf einer Genehmigung zum Inverkehrbringen des jeweiligen Wirkstoffes.
So sind z.B. bei einer Reihe von Lebensmittelzusatzstoffen, die bereits 1959 in den USA den GRAS-Status
74
Unter ”effektiv” wird hier die Ergreifung von Maßnahmen verstanden, die in der Lage sind, die beobachteten negativen
Phänome zu verhindern oder einzudämmen. Unter die Begriffsdefinition fallen nicht solche Maßnahmen, die der breiten
Öffentlichkeit zwar das Bild suggerieren ”es wurde etwas getan”, für die Eindämmung des Problems jedoch faktisch
ohne Belang sind.
C. ERGEBNISS
-140
erhalten haben, wie etwa Natriumglutamat (FDA, 1995), gesundheitliche Beeinträchtigungen bei Verbrauchern
beobachtet worden (RAITEN, 1995; W OESNER, 1997), ohne daß deshalb das Inverkehrbringen des Stoffes
untersagt wurde.
Bei Furfural etwa, einem Lebensmittel-Geschmacksstoff, wurde der GRAS-Status 1995 erneut bestätigt, obgleich
bei den erneut durchgeführten 2-Jahres-Fütterungsstudien ein Gallengangepithelkarzinom und eine GallengangDysplasie, d.h. eine Fehlbildung des Gallengangs, bei zwei Tieren aufgetreten ist. Es wurde jedoch aus den
folgenden Gründen davon ausgegangen, daß diese Phänomene keine biologische Signifikanz besitzen (ADAMS,
1997):
-
die Krebserkrankungen waren nur bei männlichen Tieren zu beobachten;
-
sie traten nur bei der hohen Dosis von 60 mg/ kg b.w./ d auf; der errechnete maximale tägliche Verzehr von
als Zusatzstoff verwendeten Furfural liegt dahingegen bei ca. 2 µg/ kg b.w. /d;
-
die tägliche Menge an Furfural aus anderen Lebensmitteln (z.B. Kaffee, Tee) liegt bei etwa 0,3 mg/ kg b.w.
/d und ist damit um den Faktor 100 höher;
-
die Leber sowohl der Kontroll- als auch der Versuchstiere zeigten Abnormitäten und es war nicht klar, ob
das Auftreten der Gallengang-Dysplasie in beiden Gruppen nicht das Resultat der Fütterung mit Maisöl war,
-
die Abwesenheit eines hepatoxischen Effektes in Hamstern, die Furfural entweder oral oder per Inhallation
über einen Zeitraum von einem Jahr und in einer Konzentration von 970-15550 mg/ m3 erhalten haben, ist
mit diesen Daten nicht konsistent.
Solche Abwägungsprozesse wurden auch bei anderen Zusatzstoffen und Enzymen, die im Lebensmittelbereich
Verwendung finden, durchgeführt. So wird z.B. Lipase aus Rhizopus oryzae in Backwaren verwendet, auch wenn
bei Fütterungsstudien eine Erhöhung der Leukozyten und neutrophilen Blutzellen, sowie eine Verdickung der
Mageninnenwand bei den Versuchstieren zu beobachten war (COENEN, 1997). Das letztgenannte Phänomen
konnte auch bei Lipase aus Rhizomucor miehei beobachtet werden (BROADMEADOW , 1994).
Auch wenn davon ausgegangen werden kann, daß aufgrund der umfangreichen Untersuchungen ”Zusatzstoffe
als die sichersten Bestandteile unserer täglichen Nahrung angesehen werden können”, stellt die Extrapolation
der Ergebnisse toxikologischer Untersuchungen ”immer eine Quelle der Unsicherheit dar.” (HOUBEN, 1994).
Saccharin etwa, ein weit verbreiteter Süßstoff, hat bei einer lebenslangen Applikation von 5% Saccharin als
Nahrungsmittelbestandteil in Ratten – nicht jedoch bei Mäusen –zu einem erhöhtem Auftreten von Blasenkrebs
geführt (RENWICK, 1993b).
HOUBEN konnte zeigen, daß die bei Ratten zu einer Reduktion der weißen Blutzellen führenden Eigenschaften
des Wirkstoffes THI (2-Acetyl-4(5)-(1,2,3,4-tetrahydroxy-butyl)-imidazol) in Caramel Colour III, einem
Lebensmittelfarbstoff, zu beobachten ist, wenn ein Vitamin B6-Mangel bei den Versuchstieren vorliegt (HOUBEN,
1994). Caramel Colour (E150) gehört zu den ältesten und am meisten verbreiteten Zusatzstoffen im
Nahrungsmittelbereich und wird u.a. in Backwaren, Sojasaucen, Suppenaromen, Trockensuppen und Bier
verwendet. Caramel Colour III besteht aus einem Gemisch von ca. 100 Substanzen u.a. N-Heterocyclen wie
Imidazol, Pyrazin und Pyridin. Die möglichen gesundheitlichen Beeinträchtigungen sowohl von Caramel Colour
III als auch von THI auf Ratten wurden bereits früher intensiv untersucht (HOUBEN, 1992). Hierbei wurden jedoch
keine signifikanten qualitativen oder quantitativen Unterschiede im Effekt auf das Immunsystem beobachtet, da
kein Vitamin B6-Mangel bei den Versuchstieren vorlag.
-141
C. ERGEBNISS
Toxikologische Auffälligkeiten und pseudoallergische Reaktionen wurden auch bei einer Reihe von anderen
Lebensmittelzusatzstoffen beobachtet, die in den USA zum Teil bereits seit Jahrzehnten auf dem Markt sind,
ohne daß diese deshalb wieder vom Markt genommen werden müssen (HÄBERLE, 1989). Hierzu gehört auch
Tartrazin (FD&C Yellow No. 5), das bereits 1916 zugelassen wurde (BORZELLECA, 1992; STEVENSON, 1986; 1997;
MORALES, 1985; SCF, 1995).
Zusatzstoff
FD&C Blue
No. 1
FD&C Blue
No. 2
FD&C Red
No. 3
FD&C Yellow No. 5
Trivialname
Brilliant Blue FCF
Indigo Carmine
Erythrosine
Tartrazin
LD50
2000 mg/ kg /d
2000 mg/ kg/d
7400 mg/ kg/ d
12.750 mg/ kg/ d
Nebenwirkungen
Ein Verlust des
Körpergewichts um
15% und reduzierte
Überlebensfähigkeit bei
weibl. Ratten, welche
die höchste Dosis (2%)
erhalten haben, wurde
als ”non consistent
compound related
adverse effect”
eingestuft.
Ein Anstieg an Gliomen
(Tumoren des ZNS) bei
männlichen Ratten,
welche die Höchstdosis erhalten haben,
wurde als biologisch
nicht signifikant
eingestuft.
Bakterielles Abbauprodukt ist Sulfanilsäure (p-Aminobenzolsulfonsäure), die eine
geringe Auswirkungen
auf die Verhaltensweise von Ratten zeigt.
ADI
12,5 mg/ kg/ d
17 mg/ kg/ d
Bei männlichen Ratten,
welche die Höchstdosis erhalten (2464
mg/ kg/ d) kam es zu
einer statistisch
signifikanten
Vergrößerung der
Schilddrüse. Ein
Anstieg von z.T.
malignomen Entartungen des Schilddrüsengewebes bei
weibl. Ratten wurde als
biologisch nicht
signifikant eingestuft.
0,1 mg/ kg/ d
NOEL
1072 mg/ kg/ d männl.
Ratten und 7354 mg/
kg/ d männl. Mäuse
1282 mg/ kg/ d männl.
Ratten und 8529 mg/
kg/ d männl. Mäuse
2641 mg/ kg/ d männl.
Ratten und 8103 mg/
kg/ d männl. Mäuse
Karzinogene Wirkung
Wurde nicht
beobachtet
Wurde nicht
beobachtet
251 mg/ kg/ d männl.
Ratten und 4579 mg/
kg/ d männl. Mäuse
und 1824 mg/ kg/ d bei
weibl. Ratten
Wurde nicht
beobachtet
Tab. 20
Ruft bei geringem
Prozentsatz von
Verbrauchern Urtica
(Hautödem) hervor
(DOEGLAS, 1975).
7.5 mg/ kg/ d
Wurde nicht
beobachtet
Auftreten von toxikologischen Phänomen bei in den USA seit langem zugelassenen Lebensmittelzusatzstoffen, die trotz dieser Phänome noch weiter auf dem Markt erhältlich sind (zusammengestellt nach:
BORZELLECA, 1992).
-142
C. ERGEBNISS
1.1.1
Übertragbarkeit von Fütterungsstudien an Tieren
Von entscheidender Bedeutung für die Akzeptanz der Verwendung der o.g. Substanzen ist die Frage nach der
Übertragbarkeit der Daten aus Tierversuchen auf den Menschen sowie die Bewertung der im Rahmen
toxikologischer Untersuchungen aufgetretenen Auffälligkeiten (s. hierzu auch Kap. B-3.1.3. und C-1.1.2.)
Auch wenn Tierversuchen bei der toxikologischen Evaluierung einer Substanz eine große Bedeutung zukommt
(GRIFFIN, 1986), ist aus der Pharmakologie bereits seit längerem bekannt, daß Fütterungsstudien nur eine
begrenzte Aussagefähigkeit in bezug auf die Toxizität einer Substanz für den menschlichen Organismus
besitzen (LIN, 1992a; HUGGETT, 1996; SCHEUPLEIN, 1995; CRABBE, 1999). So zeigten Ergebnisse von
Karzinogenitätsprüfungen an Mäusen und Ratten, daß eine karzinogene Verbindung nur mit 85%iger
Wahrscheinlichkeit in zwei Tierarten positive Ergebnisse zeigt (MÜNZNER, 1982; s.a. MARQUARDT, 1994; HASEMAN,
1993). Es gibt auch eine Reihe von Stoffen, die in Nagern Krebs hervorrufen, ohne daß solche Phänome auch
beim Menschen beobachtet werden konnten (MCCLAIN, 1994; OMENN, 1995; GARIOT, 1983; ASHBY, 1994).
Darüber hinaus ist auch das Phänomen bekannt, daß gleichzeitig karzinogene und ”anti-karzinogene”
Eigenschaften zu beobachten sind. KOCIBA z.B. konnte zeigen, daß bei 2jähriger Applikation von 2,3,7,8Tetrachlordibenzo-p-dioxin (TCDD) eine Steigerung von Tumoren des Gaumens, der Nase und der Zunge
auftrat. Gleichzeitig wurde jedoch auch eine Reduktion von Tumoren des Pankreas und der Hypophyse
beobachtet (zitiert nach MARQUARDT, 1994).
Ein anderes konkretes Beispiel für die eingeschränkte Detektionsfähigkeit von Tierversuchen sind die mit der
Einnahme des β−Adrenorezeptor Blockers Practolol verbundenen und zuvor nicht in Erscheinung getretenen
Symptome wie ernsthafte Dermatitis (entzündliche Hautreaktionen), Keratoconjunctivitis (Erkrankung der
Hornhaut des Auges) und Peritonitis (Bauchfellentzündung) (VENNING, 1983; W ALLANDER, 1993; s.a. Kap. C1.2.1.1). In darauf folgenden Tierversuchen mit verschiedenen Tierspezies (sowohl mit solchen, die Practolol
ähnlich wie der Mensch metabolisieren als auch solchen, die einen anderen Metabolismus besitzen) wurden die
beim Menschen auftretenden Nebenwirkungen nicht beobachtet (REEVES, 1979; ROSENBAUM, 1985). In anderen
Fällen konnte beim Menschen eine um den Faktor 50 größere Sensitivität als bei Tierversuchen nachgewiesen
werden (LASAGNA, 1987).
HEYWOOD konnte anhand von 18 bekannten Fällen zeigen, daß die Nebenwirkungen der Arzneimittel nicht im
vorhinein durch Tierversuche hätten detektiert werden können. Hierzu gehören u.a. Benoxaprofen
(Photosensitivität, Hautausschläge),
Chloramphenicol
(aplastische
Anämie),
Clioquinol
(Neurotoxizität),
Nomifensine (Hämolytische Anämie), Stilbesterol (Vaginalkrebs bei weiblichen Nachkommen) Zimeldine
(Neurotoxizität) (HEYWOOD, 1990; s.a. Kap. C-1.2.1.1).
-143
C. ERGEBNISS
UAW
vorhersehbar
UAW
vorhersehbar
Schläfrigkeit
Übelkeit
Schwindelgefühl
Beruhigung
Trockener Mund
Nervosität
Schmerzen im MagenDarm-Bereich
Kopfschmerzen
Y
N
N
Y
Y
Y
N
erhöhter Blutdruck
Schlaflosigkeit
Müdigkeit
Verstopfung
Ohrgeräusche
Gewichtszunahme
verringerter Blutdruck
Y
Y
N
Y
N
Y
Y
N
Unwohlsein
Schwächegefühl
Verstopfung im
Nasalbereich
Y
Y
Y
Trockenheit im
Nasenrachenraum
Herzschmerzen
Durchfall
Hautausschlag
Tab. 21
UAW
vorhersehbar
Y
Magersucht
Depression
erhöhter Appetit
Zuckungen
Schwitzen
Dermatitis
erhöhter
Energieverbrauch
Gleichgewichtsstörung
Y
Y
Y
Y
Y
Y
Y
N
N
Y
Y
Herzklopfen
verschwommene Sicht
Lethargie
Y
Y
Y
Klinische Nebenwirkungen und ihre Vorhersehbarkeit durch Fütterungsversuche an Tieren (DORATO, 1994).
Auch bei der Meldung der Vergiftungserscheinungen nach dem unbeabsichtigten Verzehr von Chemikalien sind
in Tierversuchen zuvor nicht aufgetretene Schädigungen beobachtet worden. Tiertoxikologische Daten zeigten
z.B. weder für Petroleum noch für Paraffine ein relevantes Gefährdungspotential, weil die Risiken einer
Aspiration, d.h. eines Ansaugen von Gasen oder Flüssigkeiten im Tierversuch keine Berücksichtigung fand. Erst
im Nachhinein wurden Intoxikationen bei Lampenölen z.T. mit Todesfolge bekannt (HAHN, 1995, LITOVITZ, 1988).
Auch bei der durch bestimmte Chargen von L-Tryptophan induzierten Erkrankung EMS sowie bei dem Toxic-OilSyndrome (TOS) sind bisher keine verläßlichen Tiermodelle bekannt (s. Kap. B-3.1.1.).
Auch aus dem Lebensmittelbereich sind Beispiele für die beschränkte Aussagekraft von Fütterungsstudien
bekannt. So besitzen Menschen z.B. gegenüber natürlich vorkommenden Glykoalkaloiden eine größere
Sensibilität
als
Ratten
(RODDICK,
1990;
FRIEDMAN,
1992).
Und
selbst
wenn
zuvor
durchgeführte
Konzentrationsbestimmungen von Toxinen einen unbedenklichen Verzehr des Lebensmittels vermuten lassen,
kann es zu Vergiftungen kommen, da die Expression natürlicher Toxine nicht nur sorten- sondern z.T. auch stark
wetterabhängig ist (ANONYMUS, 1990a). Dies gilt z.B. für den Agglutiningehalt der Bohne Ulex parviflorus
(LALEURIE, 1965). 1978 kam es in einer Schule in England zu einer Massenvergiftung mit Kartoffeln mit einem zu
hohen Solaningehalt (MCMILLAN, 1979).
Die Übertragbarkeit von Daten aus Tierversuchen auf den Menschen ist aus verschiedenen Gründen z.T.
schwierig. Hierzu gehört zum einen die Nichtentdeckung eines Schadens wegen der begrenzten Anzahl von
Tieren bzw. die Nichtentdeckung toxischer Effekte aufgrund unterschiedlicher Stoffwechsel zwischen Mensch
und Tier. Aber auch die niedrigere Stoffwechselrate des Menschen gegenüber Labortieren aufgrund der
unterschiedlichen Körpergröße, die Vielfalt an Reaktionen und Faktoren innerhalb der menschlichen Population,
die
sich
aus
den
Unterschieden
in
Genetik,
Alter,
Ernährungszustand,
Gesundheitszustand,
Umweltbedingungen etc. ergeben und die im Tierversuch i.d.R. nicht zu simulieren sind, spielen eine Rolle.
Auch die möglichen Wechselwirkungen zwischen Zusatzstoffen und anderen, vom Menschen gleichzeitig
aufgenommenen Substanzen lassen sich im vorhinein nur schwer evaluieren (WLA, 1980).
Bisherige Erfahrungen aus dem Bereich der Zusatzstoffe sind darüber hinaus nur begrenzt auf komplexe
Lebensmittel übertragbar, da die herkömmlichen 90-Tage-Fütterungsstudien mit Nagerspezies zur Evaluierung
-144
C. ERGEBNISS
von Einzelstoffen entwickelt wurden (KOMMISSION, 1995a; NOTEBORN, 1995b; SCHAUZU, 1996; ACNFP 1998b;
MACKENZIE, 1999). Die begrenzte Aussagefähigkeit von Fütterungsstudien mit ganzen Lebensmitteln wurde von
der amerikanischen Gesundheitsbehörde u.a. anerkannt (FDA, 1992; 1994c; HUGGETT, 1996b; HATTAN, 1992).
Der W ISSENSCHAFTLICHE LEBENSMITTELAUSSCHUß vertritt die Auffassung, daß ”die Prüfung der Verträglichkeit ...
neuartiger Lebensmittel ... eine wissenschaftliche Herausforderung dar(stellt)”, und daß ”herkömmliche
toxikologische Verwertungsmethoden auf Lebensmittel nicht anwendbar sind, da es bei diesen besondere
Schwierigkeiten gibt, die bei den in-vivo und in-vitro-Analysen von Lebensmittelzusatzstoffen ... nicht auftreten.
... Außerdem sind traditionelle Stoffwechsel - und pharmakokinetische Untersuchungen nicht direkt auf komplexe
chemische Mischungen, wie Lebensmittel, anwendbar.”(KOMMISSION, 1997e). Ähnlich äußerte sich die FAO, die
die
Auffassung
vertrat,
daß
„klassische
toxikologische
Untersuchungen
nur
eine
eingeschränkte
Aussagefähigkeit bei der Sicherheitsbewertung ganzer Lebensmittel besitzen.“ (FAO, 1996).
Die Risikoabschätzung komplexer Stoffgemische, wie etwa Lebensmittel, unterscheidet sich erheblich von
denen einzelner Stoffe, wie z.B. Zusatzstoffe, wie die folgende Übersichtstabelle zeigt:
Chemikalien
In der Regel einfache und chemisch klar aufgebaute
Substanz
Die höchste mögliche Dosierung hat i.d.R. einen Effekt zur
Folge
Die Verabreichung der höchsten Dosis ist einfach
Lebensmittel
Komplexe Mischung verschiedener Substanzen
Beobachtung von Effekten unwahrscheinlich bei der Menge,
die maximal mit der Nahrung verabreicht werden
Die Verabreichung der höchsten Dosis ist schwierig
umzusetzen
Die Dosis, bei der Auswirkungen zu beobachten sind, liegt Die Dosis, bei der Auswirkungen zu beobachten sind, liegt
i.d.R. bei unter 1% der Nahrung
i.d.R. bei über 10% der Nahrung
Akute Effekte sind offensichtlich
Akute Effekte sind schwierig zu generieren
Im allgemeinen Effekte unabhängig vom Ernährungsgrad der Im allgemeinen Effekte abhängig vom Ernährungsgrad der
Person
Person
Der Abbaumechanismus im Körper ist leicht zu verfolgen
Komplexer Metabolismus
Ursachen-Wirkungs-Beziehung ist in der Regel relativ klar
Ursachen-Wirkungs-Beziehung, soweit sie denn überhaupt
beobachtet wird, schwierig nachzuvollziehen
Tab. 22
Unterschiede zwischen der Evaluation der Toxizität von Chemikalien und Lebensmitteln (ACNFP, 1998b;
RODGERS, 1996).
Beobachtete toxische Effekte konnten in den Fällen, in denen das Lebensmittel einen hohen Prozentsatz der
verfütterten Gesamtnahrung ausmachte, auf eine unzureichende Versorgung mit konventionellen Nährstoffen
zurückgeführt werden und waren nicht durch das unerwartete Auftreten von Toxinen bedingt (KOMMISSION, 1997c;
ANONYMUS, 1990d; KIRSCHMANN, 1992; HUGGETT, 1997).
-145
C. ERGEBNISS
Lebensmittel
Zwiebel
Kartoffel
Weizenmehl
Tomate
Bohnen
Chili
Tab. 23
Effekt
Referenz
Ratten und Hunde, die mit bis 35% mit Zwiebeln (Trockenmasse) gefüttert
wurden,zeigten eine Hämolyse der Erythrozyten. Ratten, die über einen
Zeitraum von 90 Tagen mit Zwiebeln gefüttert wurden zeigten eine
Pigmentierung der Milz, der Leber und der Nieren.
Ratten, die gekochte Kartoffeln über einen Zeitraum von 17 Tagen zu sich
genommen haben, entwickelten einen vergrößerten Blinddarm.
Schwellungen des Dickdarms wurden bei Ratten beobachtet, die mit
hohen Konzentrationen an modifizierten Stärken gefüttert wurden.
Verringerte Fruchtbarkeit bei einer Fütterungsstudie, die über mehrere
Generation durchgeführt wurde, bei denen Ratten 35% Mehl in die
Nahrung gegeben wurden. Die Überlebensrate der Ratten war ebenfalls
deutlich reduziert.
Mucosale Nekrosen im Magen von Ratten, die 30mg/kg b.w./ d an
Tomatenpaste über einen Zeitraum von 4 Wochen erhielten.
Ratten, die für 12 Wochen mit Phaeseous vulgaris gefüttert wurden,
entwickelten Lungenemphyseme, d.h. eine irreversible Vergrößerung der
Lunge.
Die Verfütterung einer Lösung mit 10% Chili-Pfeffer an Ratten über einen
Zeitraum von 4 Wochen führte zu Zerstörungen der Mukosa im
Zwölffingerdarm.
WHO, 1970
MATHERS, 1991; ROE,
1989
TINSLEY, 1965
ANONYMUS, 1993
PALACEK, 1969
JANG, 1992
Beispiele von unerwarteten und unerwünschten Reaktionen bei der Verfütterung von ganzen
Lebensmitteln an Tiere (HAMMOND, 1996a).
In eine ähnliche Richtung weisen die von MUNRO zusammengetragenen Daten. Die Verfütterung höherer
Konzentrationen an Polyolen und modifizierter Stärke führte bei Ratten zu einer Beeinträchtigung der
Darmtätigkeit und zu einer Veränderung im Hormonhaushalt, die wiederum Ursache für eine gesundheitliche
Beeinträchtigung der Versuchstiere war (MUNRO, 1996). Die Relevanz solcher Daten für die Gesamtbeurteilung
der gesundheitlichen Verträglichkeit solcher Substanzen für den menschlichen Verzehr ist jedoch mehr als
eingeschränkt, wenn man bedenkt, daß die o.g. Phänome auch bei der Verfütterung von Laktose – einem
Hauptbestandteil der Kuhmilch - auftreten, wie Tab. 24 verdeutlicht.
Substanz
Manitol
Sorbitol
Xylitol
Isomalt
Maltitol
Lactitol
Mod. Stärke
Laktose
Tab. 24
Medulläre Karzinome
(**)
Tumore des Hodens
und der Ovarien
(Leydig Zellen)
Blinddarmvergrößerungen/ Diarrhoe
Nephrokalzinose (*)
+
+
+
+
+
+
+
+
n.b.
+
+
+
+
+
+
+
n.b.
+
+
+
+
+
+
+
Nebenwirkungen, die im Zusammenhang mit der Verfütterung hoher Mengen an modifizierter Stärke an
Ratten beobachtet wurden (n.b. = nicht bestimmt) (* Ablagerung von Kalksalzen in der Niere); (**Anteil des
Tumor-Organgewebes deutlich über 50%) (MUNRO, 1996).
Der Einsatz von Fütterungsstudien zur toxikologischen Bewertung neuartiger, insbesondere gentechnisch
veränderter Lebensmittel wird von Seiten der britischen Genehmigungsbehörde ACNFP nur nach einer
Einzelfallbewertung als sinnvoll angesehen (ACNFP, 1998b). Während in früheren Fällen toxikologische
C. ERGEBNISS
-146
Untersuchungen im Mittelpunkt der Risikobetrachtung standen, sind bei Lebensmitteln, die Makronährstoffe (d.h.
Proteine, Kohlenhydrate und Fette) und Makroadditive wie z.B. Fettersatzstoffe enthalten, ganzheitlichere
Betrachtungen notwendig. Dies umfaßt z.B. Untersuchungen über Veränderungen der gastrointestinalen
Funktionen, wie die Zeit der Darmpassage, eine größere Gasbildung im Darm, eine verringerte Absorption
anderer makronutritiver Stoffe, der Einfluß auf die Absorption mikronutritiver Stoffe wie fett- und wasserlösliche
Vitamine und Mineralstoffe, die Absorptionseigenschaften der Substanz im Gastrointestinalbereich, Fragen im
Zusammenhang mit der Bioakkumulation und der Metabolisierung, oder der Veränderung der Histologie des
Darmes (BORZELLA, 1992b; 1996; HATTAN, 1996; MUNRO, 1996).
1.1.2
Korrelation zwischen toxikologischen Befunden und histologischen Veränderungen
Eines der zentralen Elemente toxikologischer Untersuchung ist die Interpretation der Versuchsergebnisse, d.h.
die Bewertung der z.T. reversiblen klinischen und biochemischen Befunde (WLA, 1980). Insbesondere in der
öffentlichen und medienorientierten Diskussion ist es schwierig, gesundheitliche Beeinträchtigungen von
Versuchstieren, die von Experten als ”biologisch nicht signifikant” bewertet werden, so darzustellen, daß
Verbraucher Vertrauen in die neuen Produkte setzen (siehe z.B. GENDIALOG, 1996). So wurde etwa bei
Fütterungsstudien mit Bt-Toxin-Tomaten eine leicht erhöhte Bildung von Nierensteinen beobachtet. Dieses
Phänomen konnte jedoch auf eine besondere Empfindlichkeit des verwendeten Rattenstammes zurückgeführt
werden und wurde nicht etwas durch das Bt-Toxin verursacht (NOTEBORN, 1995b).
Hilfestellungen bei der Bewertung und Bestimmung der Signifikanz von beobachteten und nicht erwarteten
biologischen Phänomen im Rahmen von Fütterungsexperimenten geben die folgenden Fragen (W ILSON, 1994):
-
Ist das Phänomen bei beiden Geschlechtern zu beobachten?
-
Liegt eine Dosis-Wirkungs-Beziehung vor?
-
War das Phänomen z.T. auch bei den Kontrolltieren zu beobachten, und besteht somit die Möglichkeit der
Einflußnahme durch externe (Fütterung) oder interne (Versuchstierstamm) Faktoren?
-
Ist das Ergebnis reproduzierbar?
-
Wie hoch ist der Abstand zwischen der Konzentration an Wirkstoffen, bei der das Phänomen das erste Mal
aufgetreten ist und der Konzentration an Wirkstoff, die ein Verbraucher - unter der Maßgabe einer
herkömmlichen Ernährung - täglich maximal zu sich nimmt?
-
Wie stark kommt der Verbraucher in anderen Zusammenhängen mit dem selben Stoff in Berührung?
Eine besondere Relevanz bei der Beurteilung toxikologischer Daten besitzen historische Kontrollen (75). Wenn
z.B. die bei Fütterungsstudien erhaltenen Daten innerhalb des Referenzbereichs liegen, kann es durchaus zu
statistisch signifikanten Abweichungen im Verhalten von Kontrollgruppe und exponierten Versuchstieren
kommen, ohne daß dies jedoch eine pathologische Signifikanz besitzt, wie die Abb. 22 verdeutlicht.
75
”Schlußfolgerungen aus Versuchen ... ohne Kenntnis von historischen Kontrollen sind gewagt, oder können sogar völlig
abwegig sein.” (MARQUARDT, 1994).
-147
C. ERGEBNISS
(a)
Abb. 22
(b)
(c)
Statistisch signifikante Unterschiede zwischen (a) Versuchstieren und (b) Kontrolltieren, die jedoch noch
innerhalb der biologischen Varianz/ den historischen Kontrollen (c) liegen (verändert nach MARQUARDT,
1994).
Bei der toxikologischen Evaluierung gentechnisch veränderter Organismen kam es in der Vergangenheit immer
wieder
zu
gesundheitlichen
Beeinträchtigungen
von
Versuchstieren,
die
z.T.
in
der
Öffentlichkeit
Aufmerksamkeit erregten, auf dem Hintergrund der oben genannten Einschränkungen jedoch in den meisten
Fällen durchaus nachvollziehbar sind. Beispiele hierfür sind:
(a)
Bei Fütterungsstudien mit Tomaten, die eine Nematoden-Resistenz aufwiesen, konnten Veränderungen bei
verschiedenen Kontrollparametern detektiert werden, ohne daß diese jedoch mit der Exposition in einem
Kausalzusammenhang stehen (STOEWSAND, 1996). So betrug die Anzahl von weißen Blutkörperchen bei
Tieren mit der Kontrolldiät nach 5 Wochen 9.200 (+/- 700), während bei den Tieren, die mit getrockneten,
transformierten Tomaten (40% des Gesamtnahrung) gefüttert wurden, Werte von 8.000 (+/-600)
beobachtet wurden (d.h. eine Abnahme von 15%). Nach 11 Wochen waren die Werte jedoch in beiden
Gruppen fast identisch (6.000 (+/- 800) und 5.900 (+/- 1.300)). Die Anzahl an roten Blutkörperchen stieg
von 7.400 (+/- 200) (nicht-transformierte) bzw. 7.600 (+/- 200) (transformierte) auf 8.300 (+/- 300) bzw.
9.400 (+/- 300) (+12% bzw. +21%).
(b)
bestrahlte Lebensmittel. Hier gab es mehrere toxikologische Untersuchungen, die zu unerwarteten
Ergebnissen geführt haben, dann jedoch auf die biologische Varianz der Versuchstiere zurückgeführt
werden konnten (s. Kap. B-4.4.5.2).
(c)
Olestra (PROCTER & GAMBLE). Auftreten von Lungenkrebs und anderen Krebsformen bei Mäusen und Ratten
in den durchgeführten 2-Jahres-Fütterungsstudien, die nach Ansicht der Genehmigungsbehörde, dem FDA,
jedoch aus den folgenden Gründen nicht auf den Konsum von Olestra zurückzuführen waren (FDA, 1996):
-
Adenom der Hirnanhangdrüse. Solche Adenome sind als spontane Tumore häufig bei den verwendeten
Fischer-344 Ratten zu finden. Der gefundene Anstieg stellt eine zu erwartende Variation der
allgemeinen Häufigkeit dar.
-
Leukämie. Das FDA kam aus verschiedenen Gründen zu dem Schluß, daß keine direkte Beziehung
zwischen dem Auftreten der Leukämiefälle und der Behandlung mit Olestra besteht. Zu diesen gehören
(a) die mögliche Beziehung wird nicht durch eine Wiederholungsstudie unterstützt, (b) das Auftreten in
-148
C. ERGEBNISS
der Kontrollgruppe ist ungewöhnlich gering im Vergleich zu historischen Gruppen des National
Toxicology Programme (NTP); (c) die beobachtete Leukämie-Erkrankung ist eine in Fischer-344 Ratten
häufig anzutreffende Erkrankung bei älteren Tieren. Aus all diesen Gründen sind die beobachteten
Unterschiede zwischen Versuchstieren und Kontrollgruppe nicht ungewöhnlich, sondern sogar zu
erwarten.
-
Leber-Läsionen. In beiden Studien war bei den Obduktionen der Versuchstiere nach einem Jahr war bei
den Tieren, die mit Olestra behandelt wurden, eine erhöhte Zahl an Läsionen der Leber zu beobachten,
ohne daß es zu einem Anstieg in der Ernsthaftigkeit dieses Phänomens nach zwei Jahren kam.
Pathologen des FDA kamen zu dem Schluß, daß aufgrund der fehlenden Dosis-Wirkungs-Beziehung
und aufgrund der Tatsache, daß solche Läsionen in Fischer 344-Ratten häufiger anzutreffen sind, diese
Beobachtungen im Rahmen der normalen biologischen Varianz anzusiedeln sind.
Unvorhergesehene Phänome bei Mäusen:
-
Lungenkrebs. Dieses Phänomen trat nur in einer der beiden durchgeführten Langzeituntersuchungen
auf. Lungen-Adenome und Karzinome sind häufig bei Swiss CD-1 Mäusen anzutreffen. FDA Pathologen
kamen zu dem Schluß, daß dieses Phänomen nicht im Zusammenhang mit dem Konsum von Olestra
stand. Basierend auf historischen Daten, war die Häufigkeit des Auftretens von Tumoren typisch für
Mäuse diesen Alters und Geschlechtes. Schlußendlich war auch kein Zusammenhang zwischen
Lungenkrebs und dem Konsum von Olestra in anderen Nagerspezies zu beobachten.
(d)
Bt-Mais (Novartis). Abweichungen in der Konzentration natürlich vorkommender, toxikologisch relevanter
Inhaltsstoffe (SCF, 1996) (76).
(e)
Xylanase
(QUEST).
Signifikante
Abweichung
zwischen
Kontroll-
und
Versuchstieren
beim
Nebennierengewicht und im Urinvolumen, die nach Ansicht von Genehmigungsbehörden jedoch nicht auf
die Exposition mit Xylanase zurückzuführen waren (GENDIALOG, 1996, s.a. Kap. C-0.).
(f)
Chymosin (GIST BROCADES). Zur Bestimmung der Pathogenität des Produktionsorganismus Kluyveromyces
lactis
CHY-1,
der
das
Chymosin-Gen
enthielt,
wurde
10
männlichen
und
10
weiblichen
immunosuppressiven Wistar-Ratten verschiedene Mengen an K. lactis injiziert. Bei der anschließenden
Autopsie von zuvor mit 1.2 x 106 CFU/ 0,5 ml K. lactis intravenös behandelten Tieren wurden bei zwei
Ratten, eine weiße Verfärbungen auf der Leber beobachtet. Darüber hinaus wurden im Rahmen der
subchronischen Toxizitätstest ”slight, but significant alteration in absolute dose-related liver weights”
festgestellt (verfüttert wurden bis zu 1.000 mg Chymosin / kg b.w/ Tag) (COENEN, 1993; GIST
BROCADES,
1992a; 1992b), die jedoch angesehen wurden als “eine adaptive Antwort gegenüber dem Chymosin und
weniger als eine pathologische Manifestation”. Diese Beobachtungen haben in der öffentlichen Debatte zu
Kontroversen geführt (DOBBERTHIEN, 1990; BUNDESREGIERUNG, 1991). Von Seiten des ehemaligen
Bundesgesundheitsamtes (BGA, heute
BGVV)
wurde eine gesundheitliche Unbedenklichkeit bescheinigt
(BGA, 1992), da keine anderen histologisch signifikanten Modifikationen zu beobachten waren, und die
76
”Although differences between the concentration of other components of toxicological or nutritional relevance in the GM
plant and the parent plant were statistically significant in some instances, the measured levels were still within the
published reference biological variation of maize.” (SCF, 1996).
-149
C. ERGEBNISS
aufgetretenen Verfärbungen durch die Antragsteller und die Genehmigungsbehörden als biologisch nicht
signifikant eingestuft wurden (BGA, 1991).
Wie schwierig eine öffentliche Diskussion über toxikologische ”Rohdaten” ist, zeigte sich auch daran,
welche Reaktion das Auftreten von vier toten Mäusen bei den o.g. Fütterungsstudien z.B. bei
Bundestagsabgeordneten hervorgerufen hat (DOBBERTHIEN, pers. Mitteilung). Die Todesfälle waren jedoch
lediglich darauf zurückzuführen, daß das gegenüber der Kontrollgruppe intaperitoenal applizierte sterile
Fermentationsmedium, in dem die Hefe-Kulturen normalerweise herangezogen wurden, sich als toxisch für
Ratten herausstellte.
(g)
Riboflavin. Bereits 1977 hat das SCIENTIFIC COMMITTEE ON FOOD der Verwendung von Riboflavin (Vitamin B2)
als Lebensmittelfarbstoff zugestimmt. Bei der erneuten Evaluierung aufgrund der Verwendung eines neuen,
gentechnisch veränderten Produktionsstammes (Bacillus subtillis) wurde bei Fütterungsstudien mit 20, 50
und 200 mg/ kg b.w./ d Riboflavin an Ratten festgestellt, daß bei weiblichen Tieren, an die zuvor 200 mg/ kg
b.w./ d des 98% gereinigten Fermentationsproduktes verfüttert wurden, eine 6%ige Verzögerung des
Wachstums beobachtet werden konnte. Bei haematologischen Parametern bzw. der Urinanalyse wurde
jedoch keine konsistente Dosis-Wirkungs-Beziehungen beobachtet. Weibliche Tiere zeigten darüber
hinaus bei einer Verfütterung von 200 mg Riboflavin / kg b.w./ d einen leichten Ansteig des relativen
Lebergewichtes und bei 50 bzw. 200 mg einen leichten Anstieg des relativen Nierengewichtes. Keine
dieser
Gewichtsveränderungen
korrelierte
mit
histopathologischen
Befunden.
Die
beobachteten
Veränderungen wurden deshalb als ”toxikologisch nicht relevant” eingestuft und einer Verwendung des
Produktes zugestimmt (SCF, 1998d).
Ein post-Marketing Monitoring, wie im Rahmen dieser Arbeit vorgeschlagen, kann nach Ansicht des Autors dazu
beitragen, nicht nur die Korrektheit der Interpretation der Versuchsergebnisse im Rahmen des gesetzlich
vorgeschriebenen Risikoabschätzungsverfahrens zu verifizieren, sondern auch das Vertrauen einer breiteren
Öffentlichkeit in den Wahrheitsgehalt solcher Aussagen und die Expertise der Fachleute zu stärken. (s.a.
HUGGETT, 1997).
-150
C. ERGEBNISS
1.2
Auswertung und Bewertung der bei bestehenden post-Marketing Monitoring Systemen
gesammelten Erfahrungen
1.2.1
Erfahrungen aus dem Bereich der Pharmazie
1.2.1.1 Fallbeispiele
Bestehende Systeme, die nach dem Inverkehrbringen eines Arzneimittels ansetzen (post-marketing surveillance
Systeme) und eine systematische Detektion und Evaluierung von Nebenwirkungen, die im Zusammenhang mit
der regulären Anwendung von Arzneimitteln auftreten (STEPHENS, 1993), haben mit dazu beigetragen, daß eine
Reihe von Nebenwirkungen der Applikation einzelner Pharmazeutika zugeordnet werden konnten. Dies führte
entweder zu einer entsprechenden Änderung der Kennzeichnung des Medikaments oder zu einem Widerruf der
Inverkehrbringungsgenehmigung. Zwischen 1961 und 1994 wurden über 130 Medikamente in verschiedenen
Ländern vom Markt genommen, wobei zwischen 1961 – 1982 im Durchschnitt 2.5 Produkte/ a und von 19821992 7.5 Produkte/ a vom Markt genommen worden sind (SPRIET-POURRA, 1994).
Products withdrawn from 1982 to 1992
13
14
12
10
9
10
8
6
7
6
8
7
6
5
4
4
4
2
1982
Abb. 23
1983
1984
1985
1986
1987
1988
1989
1990
1991 1992
Anzahl von Medikamenten, die in Frankreich, Großbritannien, Deutschland und den USA in den Jahren
1982 bis 1992 vom Markt genommen wurden (SPRIET-POURRA, 1994).
Dabei vergingen z.T. mehrere Jahre zwischen dem Erkennen erster Nebenwirkungen und dem Verbot eines
weiteren Inverkehrbringens, wie die folgende Tab. 25 und Abb. 24 zeigen.
Die Gründe für das aus dem Verkehr ziehen eines Arzneimittels sind unterschiedlicher Natur, wie die untige Tab.
26 zeigt. Aufgrund der Erfahrungen in der letzten Jahren ist nicht davon auszugehen, daß es nicht auch in den
nächsten Jahren zu solchen Rückzugsmaßnahmen kommen wird (SPRIET-POURRA, 1994).
-151
C. ERGEBNISS
Medikament
In Verkehr
gebracht
UAW
Erstes
Auftreten UAW
Verbot des
IVK
Chloramphenicol
Centoxin*
Clioquinol
Diethylstilberol
Feprazone*
Flosequinan*
Halothane
Methysergide
Nomifensine*
Oral contraceptives
Oral contraceptives
Phenacetin
Phenformin
1949
1991
1935
1948
1978
1992
1956
1960
1977
1958
1958
1887
1969
1967
1970
1958
1964
1969
1963
1974
1980
1993
1970
1984
1993
1986
1980
-
Practolol
Remoxipride*
Triazolam*
1970
1991
1977
Aplastische Anämie
Erhöhte Sterblichkeit
Subakute Myelooptische Neuropathie
Vaginalkarzinom
Multi-Organ Toxizität
Erhöhte Sterblichkeit
Gelbsucht
Vermehrung des Bindegewebes im Bauchraum
Haemolyse
Thrombische Embolien
Herzinfarkt
Nierenversagen
Laktatazidose (erhöhte Konzentration von
Milchsäure im Blut)
Oculomucocutaneous Syndrom
Aplastische Anämie
Psychiatrische Erkrankungen
1975
1993
-
1976
1994
1991
Tab. 25
Zeitlicher Zusammenhang zwischen der Identifikation einer UAW und dem Verbot des Inverkehrbringens
(IVK) des Medikaments (zusammengefaßt aus VENNING, 1983a-b; RAWLINS; 1995; W ALTER, 1996). (* in
Großbritannien)
> 50 Jahre
6%
< 2 Jahre
23%
20-50 Jahr
24%
2 - 8 Jahre
27%
8-20 Jahre
20%
Abb. 24
Tab. 26
Dauer zwischen dem ersten Inverkehrbringen von Arzneimitteln und dem vom Markt nehmen aufgrund
unerwünschter Nebenwirkungen (nach Daten aus SPRIET-POURRA, 1994).
Grund für das vom Markt nehmen
Anzahl
%
Einfluß auf Leberfunktion
Einfluß auf Blutbild
Neuropsychiatrische Faktoren
Karzinogenität im Tierversuch
Vielfältige Gründe
Einfluß auf Herz-Kreislauf-System
Einfluß auf Sensitivität gegenüber
Allergenen
Dermatologische Gründe
Einfluß auf Nierenfunktion
Einfluß auf Sehvermögen
Mißbrauch
Experimentelle Toxizität
Bisher unbekannte Interaktionen
Teratogenität
23
15
15
13
11
10
8
17,6
11,5
11,5
9,9
8,4
7,6
6,1
7
7
6
5
5
4
4
5,3
5,3
4,6
3,8
3,8
3,1
3,1
Gründe für das vom Markt nehmen von zuvor zugelassenen Medikamenten (SPRIET-POURRA, 1996).
-152
C. ERGEBNISS
Im
folgenden
soll
auf
einige
Beispiele
näher
eingegangen
werden,
bei
denen
entweder
die
Kennzeichnungsregelungen nach dem Auftreten von UAW modifiziert, oder aber die vom Markt genommen
wurden:
-
Thalidomid. Ein Glutaminsäurederivat unter dem Namen ”Contergan”, das durch die Fa. GRÜNENTHAL in
Deutschland, Großbritannien und anderen Ländern (nicht jedoch in den USA) als leichtes Schlafmittel im
Oktober 1957 in Verkehr gebracht und gegen Ende 1961 wieder vom Markt genommen wurde, nachdem es
zu unerwarteten und schweren Mißbildungen bei Ungeborenen in Form von Phokomelie (77) kam (TAUSING,
1962; JAMES, 1965; GORDON, 1966; LENZ, 1966; KAJII, 1973; SHULL 1984; ASSCHER, 1994; JONES, 1994).
Fast 100% der Frauen, die Thalidomid in der sensiblen Phase, d.h. in dem 21-36sten Tag der
Schwangerschaft zu sich nahmen, brachten erkrankte Kinder zur Welt. In Deutschland wurde zwischen
1949 und 1959 von keinem einzigen Fall von Phokomelie berichtet, während allein 1961 477 Fälle auftraten
(D´ARCHY, 1994). Insgesamt wurden weltweit ca. 12.000 schwere Mißbildungen im Zusammenhang mit der
Applikation von Thalidomid beobachtet (KAITIN, 1988).
Die teratogene Wirkung des Wirkstoffs Thalidomid bezieht sich nur auf das rechtsdrehende S-(-)Enantiomer (BROWN, 1989; ASHBY, 1995). Aus dem medizinischen Bereich ist seit langem bekannt, daß die
physiologische Wirkung eines Medikaments stark abhängig davon sein kann, es ob es sich um eine
Isomeren-reine Substanz handelt oder um ein Racemat (ISLAM, 1997). Hierbei unterscheidet man zwischen
Eutomeren (dem aktiveren Isomer) und Dystomeren (den weniger aktiven Isomeren) (LIEN, 1995). Die
verschiedenartige Wirksamkeit beruht zum einen auf einer unterschiedlichen Pharmakokinetik, d.h. der
Resorption, Verteilung, Metabolisierung und Ausscheidung von Arzneistoffen. So besitzt z.B. das (+)Isomer von 17β-Estradiol eine um den Faktor 80 höhere Affinität zur Rezeptorbindung, als das (-)-Isomer
(TERENIUS, 1968). Ein weiterer Faktor für die Wirksamkeit eines Medikaments ist die unterschiedliche
Pharmakodynamik,
d.h.
dem
Einfluß
von
Arzneistoffen
auf
den
Organismus
(incl.
Dosis/
Wirkungsbeziehungen, Wirkungsmechanismus, Toxikologie). So konnten z.B. BLASCHKE und OCKENFELS
zeigen, daß S(-)-Thalidomid in vivo in (-)-N-Phthaloylglutamin und (-)-N-Phthaloylglutaminsäure
metabolisiert wird. Beide Wirkstoffe sind in Mäusen und Ratten embryotoxisch und teratogen. Dies gilt
jedoch nicht für (+)-N-Phthaloylglutamin und (+)-N-Phthaloylglutaminsäure (BLASCHKE, 1979; OCKENFELS,
1977). Auch die akute orale Toxizität bei einem Racemat aus (+)- und (-)-Thalidomid ist mit einer LD50 <
10g/ kg wesentlich niedriger, als die des (+)-Isomer mit einer LD50 von 0,42 /kg und dem (-)-Isomer mit
einer LD50 von 0,7 g/ kg (FABRO, 1967).
77
Mißbildung, bei der die Hände bzw. Füße direkt an den Schultern bzw. Hüften ansetzen. Hierbei handelt es sich um
eine dysmelitische Erkrankung (Dysmelie: Störung der Extremitätenentwicklung).
-153
C. ERGEBNISS
O
O
N
O
*
O
O
N
N
O
O
*
O
NH 2
OH
(+) N-Phthaloylglutamin
(+) Thalidomid
O
O
N
O
*
O
OH
OH
(+) N-Phthaloylglutaminsäure
Abb. 25
Abbauweg von Thalidomid in Mäusen und Ratten (nach LIEN, 1995).
Der als Conterganskandal bekanntgewordene Fall (78) hat in einer Reihe von Ländern zu einer
Verschärfung der Gesetzgebung im Zusammenhang mit dem Inverkehrbringen von Pharmazeutika geführt.
In Großbritannien wurde 1968 das COMMITTEE
ON
SAFETY
OF
MEDICINES gegründet und in den USA wurde
bereits 1962 das Food, Drug and Cosmetic Act von 1938 durch den HARRIS-KEFAUER-Zusatz dahingehend
ergänzt, daß der Inverkehrbringer verpflichtet ist, dem FDA als der zuständigen Genehmigungsbehörde vor
der Vermarktung umfangreichere Daten aus pre-klinischen, toxikologischen Untersuchungen in Form einer
Investigational New Drug (IND)-Anmeldung beizubringen, die sowohl die Wirksamkeit als auch die
Sicherheit des Medikaments beweisen und Grundlage für die Genehmigung des FDA zur Durchführung
weitergehender klinischer Tests darstellen (Strohm, 1994b; Ziporyn 1985) (79).
Thalidomid ist trotz der o.g. unerwünschten Arzneimittelwirkungen zur Behandlung verschiedener schwerer
Erkrankungen zugelassen (z.B. lepromatöse Lepra (80), Lupus erythematodes (81), Behcet´s Krankheit
(82), Aphten (83) bei HIV Patienten u.a.) (D´ARCHY, 1994; EHNINGER, 1993; BROWER, 1997), was z.T. zu
einer intensiven Debatte in der wissenschaftlichen Literatur geführt hat (z. B. JONES, 1994; JAKEMAN, 1994;
SCHULER, 1995). Unternehmen verlangen z.T. die Erfüllung stringenter Auflagen vor der Verwendung des
Medikaments. Die amerikanische Firma CELGENE hat z.B. ein Präventionsprogramm entwickelt, das die
78
Landgericht Aachen (1970). Beschluß des LG Aachen vom 8.12.1970 - 4 KMs 1/68. In: KLOESE, A. UND CYRAN, W.
(1995). Arzneimittelrecht Kommentar. Anhang E.1. Deutscher Apotheker Verlag, Stuttgart.
79
Die umfangreiche Risikobewertung von Medikamenten führt auch zu zeitlichen Verzögerungen zwischen der
Entwicklung eines Wirkstoffes und seinem Inverkehrbringen. Dieser Sachverhalt hat ebenfalls zu kritischen
Äußerungen geführt. Z.B. MIKULSKI (1996): ”Inaction and delay victimize just as surely as the wrong action. We hear
constantly about the deformities prevents in the early 1960s by the agency’s not approving thalidomide. Rarely,
however, is a word spoken about the cases of spina bifida that could have been averted had the agency not delayed for
years in permitting health claims to be made about the benefits of folic acid.” (MIKULSKI, B. AND KASSEBAUM, N. (1996).
The FDA can work better. Washington Post, July 26, 1996, P. A 27 (nach SERRAT, 1997)).
80
Lepra mit fehlender Gewebereaktion (anergische Form), massiver Infiltration der Haut.
81
Autoimmunerkrankung mit unterschiedlichen Organmanifestationen.
82
Aphtös-ulzeröse Veränderung an Mund- und Genitalschleimhaut.
83
Erosion der Mundschleimhaut.
-154
C. ERGEBNISS
Nutzung von zwei verschiedenen Verhütungsmethoden verlangt sowie einen Schwangerschaftstest vor
Nutzung des Medikaments für verbindlich erklärt (BROWER, 1997).
-
Aspirin
mit
dem
Wirkstoff
Acetylsalicylsäure
findet
Verwendung
als
schmerzstillendes
und
entzündungshemmendes Medikament. Mitte der 80er Jahre konnte ein Zusammenhang zwischen dem
selten auftretenden Reye´s-Syndrom (84) und der Applikation von Aspirin nachgewiesen werden (HURWITZ,
1985; HALL, 1986; 1990; QUILLEN, 1996; SMITH, 1996; VALENCIA, 1997). Das Auftreten des Reye´s-Syndrom
wurde insbesondere bei Kindern beobachtet, die parallel zur Behandlung mit Aspirin eine virale Infektion
(Influenza B und Varicell-Zoster-Virus) aufwiesen (HALL, 1990). Es handelt sich also weniger um eine durch
das Medikament induzierte UAW, als vielmehr um eine zuvor nicht beobachtete Interaktion zwischen
Medikament, viraler Infektion und vermutlich genetischer Disposition des Patienten (MAHEADY, 1989). In den
Jahren 1973/1974 wurde durch das CENTERS FOR DISEASE CONTROL (CDC) in den USA eine Steigerung des
Auftreten des Reye´s-Syndrom beobachtet, wobei ca. 250-550 Fälle/ Jahr gemeldet wurden (SOUMERAI,
1992). Das FDA hat erst nach einer intensiven öffentlichen Debatte (SOUMERAI, 1992) 1986 eine
entsprechende Kennzeichnungsverpflichtung erlassen (85). Die Zahl der Erkrankungen ist bis dahin
aufgrund der starken Medienöffentlichkeit jedoch bereits deutlich zurückgegangen (von 0.9 Erkrankungen/
100.000 Menschen unter 18 Jahren im Jahre 1980 auf 0,2 im Jahre 1986 (SOUMERAI, 1992; SHINDELL,
1993)). Die – vermeintlich - verspätete Reaktion des FDA hat auch in der medizinischen Literatur zu
heftigen Angriffen geführt (86).
-
Benoxaprofen (Oraflex). Ein nichtsteroidales Antiphlogistika (87) (NSAID), welches im April 1982 in den
USA zugelassen und bereits im August 1982 vom Markt genommen wurde, nachdem 61 mit Benoxaprofen
assoziierte Todesfälle in Großbritannien aufgrund akuter Leberschädigung insbesondere bei älteren
Patienten auftraten, die, wie sich später zeigte, den Wirkstoff langsamer metabolisieren als jüngere
Vergleichspatienten (ANONYMUS, 1982; COMMITTEE 1983; FINDLAY, 1982; INMAN, 1984; STEWARD, 1982).
-
Clioquinol. Ein halogeniertes Hydroxichinolin mit antibakteriellen und antifungalen Eigenschaften zur
lokalen Therapie infizierter Hauterkrankungen, welches bereits seit den 30er Jahren in den USA vermarktet
wurde. Erst in den 70er Jahren wurde ein Zusammenhang zwischen der hochdosierten Einnahme von
Clioquinol und der subakuten Myelooptikoneuropathie-Erkrankung (SMON) (88) nachgewiesen (KONO,
1980).
84
Beim Reye´s-Syndrom handelt es sich um eine akute Enzephalopathie (nicht entzündliche Schädigung des Gehirns) in
Kombination mit fettiger Degeneration der Leber, bei Kindern zwischen dem 4. und 9. Lebensjahr mit einer Letalität von
70% bei Ausprägung des Vollbildes, die erstmals 1963 in Australien beschrieben wurde (REYE, 1963; LEVY, 1997).
85
Die Kennzeichnung lautet: ”Children or teenager should not use this medicine for chickenpox or flu syndromes before a
doctor is consulted about Reye´s syndrome, a rare, but serious illness reported to be associated with aspirin” (DAVIS,
1992; SOUMERAI, 1992).
86
”During the 5 years that labelling was under consideration about 1700 deaths due to Reye´s syndrome occurred,
whereas only about 230 would have been expected if labelling had been in place during the same period. These 1470
excess deaths are especially tragic, because they were, typically, healthy children...” (DAVIS, 1992; dagegen SHINDELL,
1993).
87
Entzündungshemmende Medikamente zur Behandlung von Arthritis und Dysmenorrhoe, d.h. schmerzhafter
Menstruation.
88
Sehstörungen/ Erblindung und Polyneuropathie. Hervorgerufen durch eine Schädigung der Spinalganglienzellen und
Vorderhornzellen (vordere oder motorische Wurzeln der Rückenmarksnerven). Degeneration der Hirnstränge und
spinozerebellaren Bahnen.
-155
C. ERGEBNISS
-
Diethylstilberol / Stilbesterol. Stilbenderivat mit östrogener Wirkung, das als Substitut für steroidale
östrogene Kontrazeptiva im Gebrauch war und bei den weiblichen Nachkommen der behandelten Frauen
karzinogen wirkte. Ein Zusammenhang zwischen dem Klarzell-Adenokarzinom (89) der Vagina und des
Gebärmutterhalses und der Einnahme von Diethylstilberol konnte erst nach zwei Jahrzehnten
nachgewiesen werden (HERBST, 1971).
-
Felbamate. Ein krampflösendes Mittel, welches im September 1993 auf den Markt gebracht wurde. Bis zum
Juli 1994 traten 9 Fälle von aplastischer Anämie (90) auf. Bis dahin erhielten ca. 100.000 Patienten
Felbamate, z.T. über einen Zeitraum von mehreren Monaten (MEDW ATCH, 1995).
-
Fluoxetin(e). Ein Serotoninwiederaufnahme-Hemmer (91), der aufgrund der Förderung von Depressionen
zu einer erhöhten Rate an Selbstmorden führte (TEICHER, 1990; BEASLEY, 1991).
-
Human-Insulin. Bei der Umstellung von Insulin, gewonnen aus der Milz von Schweinen, auf Human-Insulin,
gewonnen aus gentechnisch verändertem E.coli bzw. semisynthetischem menschlichen Insulin,
verdoppelte sich in der Schweiz die Zahl von Hypoglykämien, d.h. es kam zu einer Verminderung der
Konzentration von Glukose im Blut, von 19 Fällen im Jahre 1984 auf 44 im Jahr 1987 (JICK, 1990a; 1990b;
EGGER, 1991a; 1991b).
-
Nomifensine (Merital). Ein Antidepressiva, welches in der Bundesrepublik seit 1976 auf dem Markt
erhältlich gewiesen und bis zu seiner Zulassung im Dezember 1984 in den USA an ca. 10 Millionen
Patienten verschrieben worden ist (KINNEY, 1985). In den USA war Nomifensine bis zum Sommer 1985
erhältlich. Nachdem eine Reihe von ernsthaften hämolytischen Anämien (92) auftraten, wurden zunächst
die Kennzeichnungsvorschriften auf dem Beipackzettel geändert (HAYES, 1986, MEDW ATCH, 1996).
Nachdem in Folge auch in Europa mehrere schwere Fälle von hämolytischen Anämien beobachtet wurden,
hat sich der Hersteller dazu entschlossen, das Produkt freiwillig vom Markt zu nehmen (ANONYMUS, 1986;
HAYES, 1986). Am Beispiel von Nomifensine zeigt sich deutlich, daß unerwünschte Arzneimittelwirkungen
auch noch zehn Jahre nach der ersten Vermarktung und nach einem millionenfachen Konsum zu
beobachten sind.
-
Practolol. Ein β-Adreno-Rezeptor-Blocker (93), der 1976 in Großbritannien vom Markt genommen wurde,
nachdem er dort 1970 zugelassen worden ist. In diesem Zeitraum wurden mehrere 100.000 Patienten mit
Practolol behandelt. Im Rahmen der Applikation traten bei mehreren hundert Patienten als unerwünschte
Arzneimittelwirkungen
ernsthafte
Dermatitis
(entzündliche
Hautreaktionen),
Keratoconjunctivitis
89
Vom Epithelgewebe vor allen Dingen exokrinen, d.h. nach außen absondernden Drüsen oder von der Schleimhaut
ausgehendes Karzinom.
90
Durch Verminderung des blutbildenden Knochenmarks hervorgerufene starke Verminderung der Blutzellen.
91
Antidepressiv wirkende Substanz, welche die Aufnahme von Serotonin aus dem synaptischen Spalt der Nervenzellen
im Gehirn hemmt, wodurch es zu einer Erhöhung der bei Depressionen möglicherweise erniedrigten
Serotoninkonzentration kommt. Serotonin ist ein biogenes Amin, welches als Neurotransmitter dient.
92
Auflösung von Erythrozyten infolge der Zerstörung ihrer Zellmembran.
93
Substanzen, die durch Blockade adrenerger Rezeptoren, d.h. zum Sympathikus gehörender Membranstrukturen, die
mit Adrenalin und Noradrenalin interagieren, eine Erregungsübertragung von den sympathischen Nervenendigungen
-156
C. ERGEBNISS
(Erkrankung der Hornhaut des Auges) und Peritonitis (Bauchfellentzündung) auf. Die Symptome wurden in
ihrer Gesamtheit als ”Oculomucocutaneous Syndrom” bezeichnet (ROWLAND, 1972; FELIX, 1974; RAWSON,
1990; VENNING, 1983; W ALLANDER, 1993; W RIGHT, 1975). Ähnlich wie die Contergan-Affäre hat das
Auftreten von UAW im Zusammenhang mit der Applikation von Practolol zu einer verstärkten Anstrengung
bei der Entwicklung von pMMS geführt.
-
Suprofen (Suprol). Ähnlich wie bei Nomifensine dauerte es auch hier mehrere Jahre, bis ein
Zusammenhang
zwischen
der
Applikation
des
Medikaments
und
seiner
unerwünschten
Arzneimittelwirkungen in Form von Schmerzen im Lungenbereich und einem reversiblen, akuten
Nierenversagen detektiert wurde. Suprofen, ein NSAID wurde im Januar 1986 in den USA zugelassen,
nachdem zuvor bereits vier Jahre Erfahrungen mit der Vermarktung in Europa gesammelt wurden. Nach
dem Auftreten von 16 Fällen wurden praktizierende Mediziner durch das FDA angeschrieben (sog. ”Dear
Doctor letter”), worauf weitere 300 Fälle gemeldet wurden. Im Mai 1987 wurde Suprofen weltweit vom Markt
genommen (ROSSI, 1988).
-
Redux / Pondimin. Im September 1997 hat die FDA die beiden Medikamente Redux und das
Vorgängerprodukt Pondimin vom Markt zurückgerufen, nachdem unerwartete kardiovaskuläre (d.h. den
Herzmuskel und die Herzgefäße betreffende) Nebenwirkungen aufgetreten sind. Die unerwünschten
Arzneimittelwirkungen traten nach Einnahme des Nachfolgeproduktes Redux vier mal so häufig auf als bei
der Einnahme von Pondimin. Wenn parallel dazu noch Phentermine, ein Mittel zur Gewichtsabnahme
appliziert wurde, hat sich die Häufigkeit der unerwünschten Arzneimittelwirkungen sogar noch einmal
versechsfacht (BROWER, 1997).
-
Temafloxacin (Omniflox). Breitwand-Antibiotika, welches erstmals im Januar 1992 in den USA angewandt
und dessen Vermarktung auf freiwilliger Basis durch das Unternehmen bereits im Juni 1992 eingestellt
wurde (BLUM, 1994; MEDW ATCH, 1996). Die Patienten, i.d.R. junge Frauen, wurden gegen Infektionen der
Harnwege mit Temafloxacin behandelt (CARSON, 1995). Nach der Medikamentation wurden ca. 100 Fälle
von hämolytischen Anämien und Nierenversagen gefunden, die bei der Hälfte der Patienten eine Dialyse
erforderten. Auch wurden ernsthafte Hypoglykämien (94) beobachtet. Die Ursachen des TemafloxacinSyndroms sind nicht bekannt (Blum, 1994). Vor der Genehmigung des FDA zum Inverkehrbringen wurden
klinische Test an ca. 4000 Patienten durchgeführt, ohne daß die in der darauf folgenden post-monitoring
Phase registrierten unerwünschten Arzneimittelwirkungen auftraten. Die erhöhte Zahl an UAW in Patienten
wurde damit erklärt, daß „diese Patienten kränker waren als jene ohne Behandlung und deshalb
wahrscheinlich mehr Hintergrundbeschwerden berichteten.” (NORRBY, 1991).
-
Terfenadin. Bei der Ko-Medikamentation von Terfenadin, einem Antibiotikum, das z.B. bei Sinusitis
(Nasennebenhöhlenentzündung)
eingesetzt
wird
und
Ketoconazol,
einem
Antibiotikum
gegen
Vulvovaginitis Candidomycetica (95), kam es zum Auftreten von Torsades de Pointes (sog.
Kammeranarchie), einer seltenen, aber lebensbedrohenden Herz-Rhythmus-Störung. Ursache war nicht-
auf die sympathische Effektorzelle hemmen.
94
Verminderung der Glukosekonzentration im Blut.
95
Candidose der Scheide (Infektion mit Pilzen der Gattung Candida).
C. ERGEBNISS
-157
metabolisiertes Terfenadin, das aufgrund einer Inhibierung der Verstoffwechslung durch Ketoconazol
wesentlich länger im Körper verblieb als zuvor beobachtet (MEDW ATCH, 1995). Im Dezember 1997 wurde
Terfenadin nach 12 Jahren vom Markt genommen, weil ein alternatives Medikament mit weniger
unerwünschten Arzneimittelwirkungen erhältlich war (MOORE, 1998).
-
Ticrynafen (Selacryn). Ein Urikosurika/ Diuretika (96).Wurde erstmals im Mai 1979 in den USA
vermarktet, nachdem es bereits 4 Jahre lang in Frankreich bei ca. 1 Mio. Patienten angewandt wurde. Erste
Berichte über Leberschädigungen erschienen 1978 (BOLLI, 1978). Im Mai 1980 wurde das Medikament vom
Markt genommen. Bis dahin lagen 50 Berichte über Schädigung von Lebergewebe vor (CARSON, 1995).
-
Timolol. Ein β-Rezeptorblocker (97), der zur Behandlung des grünen Star eingesetzt wurde. Die
unerwünschten Arzneimittelwirkungen (asthmatische Beschwerden und Herz-Rhytmusstörungen) wurden
im Rahmen der klinischen Prüfung (Phase III) nicht detektiert, da Patienten mit bekannten kardiovaskulären
oder Atemwegserkrankungen von den Untersuchungen aus ethischen Gründen ausgeschlossen wurden
(STROHM, 1994b).
-
Zomepirac (Zomax). Ein NSAID, welches die Zulassung im Oktober 1980 erhielt und im März 1983 vom
Markt genommen wurde, nachdem anaphylaktische Reaktionen auftraten. Der Mechanismus umfaßt keine
Einbeziehung von IgE (LEMKE, 1994) Der erste Report einer UAW erschien 1981 (SAMUEL, 1981). Eine
Analyse der im Rahmen des Spontaneous Reporting Systems der FDA gewonnenen Daten zeigte, daß
10% der bei Arzneimitteln auftretenden anaphylaktischen Reaktionen auf Zomepirac zurückzuführen waren
(CARSON, 1995).
1.2.1.2 Bewertung von post-Marketing Systemen im medizinischen Bereich
In Kapitel B-3.4.3.3 wurden die methodischen Herangehensweisen beschrieben, die zur Detektion von UAW
verwendet werden. Im folgenden werden diese Methoden auf ihre Aussagekraft hin analysiert, insbesondere in
bezug auf den Beweis von Kausalzusammenhänge zwischen dem Auftreten einer UAW und der Exposition mit
dem Medikament.
Die Sammlung und Auswertung von UAW wird durch eine Vielzahl von Faktoren erschwert (MEYBOOM, 1997b;
STEPHANS, 1993). Hierzu gehören insbesondere:
-
das Nicht-Erkennen der UWA durch den Patienten, d.h. die UAW wird aufgrund fehlender Symptome durch
den Patienten selbst nicht erkannt, oder es handelt sich um Faktoren, die der Patient selbst nicht
registrieren kann (wie z.B. Veränderungen der Stimmung, innere Erkrankung wie Krebs);
96
Arzneimittel, welches die Harnsäureausscheidung in der Niere durch Hemmung der Resorption steigert. Diuretika:
Hemmung der renalen Rückresorption vor allen Dingen von Na+ und dadurch bedingt eine erhöhte Ausscheidung von
Na+, Cl-, HCO3- und (indirekt) Wasser, was eine Reduktion des Plasmavolumens bewirkt und Stauungssymptome
verbessert.
97
Arzneimittel, welche die Neurotransmitter Noradrenalin und Adrenalin an den zellulären Betarezeptoren des jeweiligen
Zielorgans kompetitiv hemmen.
-158
C. ERGEBNISS
-
die Häufigkeit und die Ernsthaftigkeit des Auftretens, sowie der zeitliche Zusammenhang zwischen der
Anwendung des Medikaments und dem Auftreten der UAW variiert stark (KARCH, 1976);
-
die Unfähigkeit des Patienten, die UAW gegenüber seinem Arzt zu kommunizieren, weil der Patient das
Ereignis z.B. nicht mit der Applikation des Medikaments verbindet; oder der Patient das Ereignis als UAW
identifiziert, jedoch der Auffassung ist, ”man müsse damit leben”; oder der Patient beendet die Anwendung
des Medikaments aus eigenen Stücken nach dem Auftreten der UAW ohne den Arzt davon zu informieren;
oder aber ein schlecht ausgeprägtes Erinnerungsvermögen des Patienten;
-
die Unfähigkeit des Arztes, ein Ereignis als UAW zu diagnostizieren (z.B. weil keine ausgeprägte
Beziehung zum Patienten besteht; oder UAW nicht als relevante medizinische Ursachen für Erkrankungen
angesehen werden; oder weil der Arzt auch gut charakterisierte UAW aus Unwissenheit nicht erkennt);
-
daß der Arzt zwar erkennt, daß es sich bei dem Ereignis um ein UAW handelt, dies jedoch nicht meldet,
weil er Befürchtungen in bezug auf Rechtsstreitigkeiten sieht; oder er hat Schuldgefühle gegenüber dem
Patienten besitzt, dem er das Medikament verschrieben hat; oder der Arzt ist uninteressiert; oder es
besteht eine zu große zeitliche Belastung mit anderen Dingen).
-
die geringe Auftrittswahrscheinlichkeit der UAW;
-
die relative Anwendungshäufigkeit des Medikaments; oder
-
daß keine offensichtliche Zeit- bzw. Dosis-Wirkungs-Beziehung besteht, obgleich etwa 40% der gegenüber
dem FDA 1987 gemeldeten Fälle sich auf ADR bezogen, die bis zu einem Tag nach der Applikation des
Medikaments auftraten (PERRY, 1988; BAUM, 1994).
Auch die relative Hintergrundfrequenz des auftretenden Phänomens ist von entscheidender Bedeutung für die
Wahrscheinlichkeit der Detektion einer UAW.
Hintergrundhäufigkeit des UAW in
der Kontrollgruppe
Tab. 27
Zusätzliche UAW-Ereignisse aufgrund der Nutzung des Arzneimittels
0,01
0,005
0,001
0,1
15.000
58.000
1.420.000
0,05
8.200
32.000
760.000
0,01
2.400
7.800
170.000
Anzahl von Patienten, die notwendig sind, um ein UAW in Abhängigkeit von dessen Hintergrundhäufigkeit
zu detektieren (nach PRAUS, 1993).
-159
C. ERGEBNISS
1.2.1.2.1
Nachweis von Kausalzusammenhängen
Der sicherlich wesentlichste Faktor bei der Evaluierung der Effektivität verschiedener Monitoring Systeme ist
deren Aussagekraft in bezug auf den Nachweis kausaler Zusammenhänge zwischen der Anwendung eines
Pharmazeutika und dem Auftreten einer UAW. Dies gilt um so mehr, da sowohl bei spontanen Berichten als
auch im Rahmen klinischer Untersuchungen, die beide eine wesentliche Quelle von Informationen über die
Wirkungen von Arzneimitteln darstellen, i.d.R. Adverse Clinical Events (ACE) gemeldet werden (FREEMANTEL,
1997), ohne daß ein Kausalzusammenhang nachgewiesen werden muß (HUGHES, 1995) (98).
Es werden vier Typen von Assoziation und Beziehungen zwischen auftretenden Symptomen und der
Anwendung eines Medikaments unterschieden (STROHM, 1994):
(1)
keine Beziehung;
(2)
auf einer Täuschung beruhende Beziehung, d.h.
a.
eine zufällige Beziehung (unsystematische Variable); bzw.
b.
die Voreingenommenheit (systematische Variabel), z.B. des Interviewers, bei der dieser die der
Untersuchung zu Grunde liegende Arbeitshypothese kennt und innerlich unterstützt. Hierdurch kommt
es leicht zu einer Voreingenommenheit bei der Zuordnung von Fakten;
(3)
indirekte Beziehung. Bei der Untersuchung von mit Lungenkrebs in Zusammenhang stehenden
Risikofaktoren ist z.B. das verstärkte Auftreten von gelben Fingernägeln zu beobachten. Hierbei handelt es
sich jedoch nicht um eine Kausalbeziehung, d.h. die Verfärbung ist nicht durch die Krebserkrankung
hervorgerufen worden, sondern stellt eine durch den Zigarettenrauch bedingte, indirekte Assoziation dar;
(4)
kausale Beziehung.
Bei der Bewertung von Ergebnissen und ihrer Aussagekraft in bezug auf die Qualität der Korrelation zwischen
der UAW und der Applikation eines Medikaments ist zu unterscheiden nach (VENNING, 1983c; HUTCHINSON,
1989):
(1)
dem überzeugenden Beweis, der z.B. auf einer erneuten Reaktion nach Wiederaufnahme der Applikation
des Medikaments beruht, oder auf einer signifikanten Dosis-Wirkungs-Beziehung; experimentelle Daten zur
Pathogenese (d.h. Konsequenzen aus der pharmakologischen Wirkung eines Medikaments) und Beweise
durch enge zeitliche und/ oder räumliche Beziehungen zwischen dem Auftreten der Symptome und der
Applikation des Medikaments; und
(2) der starken Vermutung auf Grundlage der Einzigartigkeit der Nebenwirkung. Zur Beurteilung dieses
Parameters sind Daten über die Häufigkeit des Auftretens eines bestimmten Symptoms bei der NichtNutzung des Medikaments notwendig. Falls es sich um ein sehr selten auftretendes Symptom handelt, ist
der Nachweis einer Korrelation auch nach der Detektion weniger Einzelereignisse möglich.
In ähnlicher Weise hat der CPMP eine sog. ABO-Klassifizierung entwickelt (MEYBOOM, 1997a), wonach:
(1)
in die Kategorie A Berichte fallen, die gute Gründe enthalten und eine ausreichende Dokumentation
vorweisen, so daß ein kausaler Zusammenhang angenommen werden kann, der plausibel, überzeugend
aber nicht notwendigerweise hoch wahrscheinlich erscheint;
98
Bis zu den negativen Erfahrungen mit Practolol im Jahre 1975, war es üblich, im Rahmen klinischer Prüfungen nur
solche Nebenwirkungen aufzuführen, von denen man annahm, daß sie tatsächlich im Zusammenhang mit der
C. ERGEBNISS
(2)
-160
in die Kategorie B Berichte fallen, die ausreichende Informationen enthalten, um die Möglichkeit eines
Kausalzusammenhangs in dem Sinne zu akzeptieren, daß der Zusammenhang nicht unmöglich oder nicht
unwahrscheinlich ist, obgleich er unsicher oder sogar zweifelhaft erscheint, z.B. aufgrund fehlender Daten,
unzureichender Beweise oder der Möglichkeit einer anderen Erklärung;
(3)
in die Kategorie C Berichte fallen, bei denen die Kausalität aus dem einen oder dem anderen Grund nicht
zu bestimmen ist, z.B. wegen fehlender oder sich widersprechender Daten.
Die Wahrscheinlichkeit eines direkten Kausalzusammenhanges steigt mit dem Grad der Eindeutigkeit gegenüber
den folgenden Aussagen (HUGHES, 1997; JOHNSON, 1992, MEYBOOM, 1997b; SOLOWITZ, 1987):
-
es besteht ein zeitlicher Zusammenhang zwischen der Einnahme des Arzneimittels und dem Auftreten der
UAW;
-
es besteht eine Zusammenhang zwischen dem lokalen Auftreten der UAW und der lokalen
Anwendungsstelle des Medikaments am Körper;
-
der Patient reagiert nicht mehr mit negativen Symptomen, nachdem das Medikament nicht mehr appliziert
wird bzw. der Patient zeigt erneut Reaktionen nach Wiederaufnahme der Applikation des Medikaments
(Reproduzierbarkeit der Zusammenhänge);
-
es besteht eine Dosis-Wirkungs-Beziehung, d.h. je höher die Menge des eingenommenen Medikaments
und je länger die Anwendung, desto häufiger treten UAW auf;
-
die postulierten UAW ähneln solchen, die bereits im Zusammenhang mit der Einnahme des Arzneimittels
bekannt sind. Wenn z.B. Heuschnupfen eine bekannte Nebenwirkung des Medikaments darstellt, ist eine
Anaphylaxie (99)nicht überraschend;
-
die Formulierung, mit der das Medikament versehen ist, kann als Ursache der UAW ausgeschlossen
werden (s. hierzu auch UCHEGBU, 1996). Formulierungen werden dem aktiven Wirkstoff beigegeben um die
Handhabbarkeit, die Stabilität oder die biologische Metabolisierung des Medikaments zu erhöhen. I.d.R.
werden inerte Stoffe verwendet; aber es sind auch Überempfindlichkeitsreaktionen gegenüber inerten
Substanzen wie Laktose oder bestimmten Farbstoffen wie Yellow No. 5 und 6 bekannt (HUGHES, 1997; s.a.
Kap. B-4.4.4);
-
bei chemisch ähnlich aufgebauten oder physiologisch ähnlich wirkenden Arzneimitteln sind gleichartige
Reaktionen bereits bekannt;
-
es besteht ein möglicher Zusammenhang zwischen der beobachteten Nebenwirkung und der
physiologischen Wirkung des Arzneimittels (klinische oder biologische Plausibilität);
-
im Rahmen der Phase III der klinischen Prüfung oder bei zuvor durchgeführten Tierversuchen sind ähnliche
-
andere Arzneimittel, die parallel appliziert wurden bzw. Lebensmittel und/ oder Chemikalien, mit denen es
physiologische Reaktionen beobachtet worden;
zuvor zu einem Kontakt gekommen ist, können als Auslöser der UAW ausgeschlossen werden;
-
Erkrankungen, die der UAW entsprechende Symptome besitzen, können ausgeschlossen werden.
Die Auswahl der Kontrollgruppen spielt bei der Analyse eine wesentliche Rolle. Im Fall des Auftretens von
wiederkehrenden, affektiven, d.h. durch Gefühlsäußerungen gekennzeichneten Erkrankungen kann es aus
Applikation des Medikaments standen (SKEGG, 1977).
99
IgE vermittelte Überempfindlichkeitsreaktion vom Soforttyp I (Typ I der Allergien).
-161
C. ERGEBNISS
nachvollziehbaren Gründen keine Placebo-Gruppe geben. In solchen Fällen muß die Gesamtbevölkerung als
Kontrollgruppe herangezogen werden(AHRENS, 1997).
Im Zusammenhang mit der Abschätzung von Kausalitäten spiegelt das Bayes´ Theorem die Beziehung
zwischen der Wahrscheinlichkeit wider, daß ein Arzneimittel ein Phänomen hervorgerufen hat. Die konkrete
Aussagefähigkeit solcher Evaluierungsmechanismen ist jedoch nicht unumstritten (100).
1.2.1.2.2
Under-Reporting
Bei der quantitativen Bewertung des Risikopotentials eines Pharmazeutika ist zu berücksichtigen, daß trotz
vielfältiger Anstrengungen in den letzten Jahrzehnten noch immer eine Vielzahl von UAW den zuständigen
Behörden nicht gemeldet werden (ALVAREZ-REQUEJO, 1998). Untersuchungen in Großbritannien kommen zu dem
Schluß, daß nur zwischen 10 % (RAWLINS, 1994) und 35 % (BELTON, 1995) aller ernsthaften unerwünschten
Arzneimittelwirkungen an die zuständigen Behörden (in diesem Falle das COMMITTEE
ON
SAFETY
OF
MEDICINES
(CSM)) gemeldet werden. Andere Schätzungen aus den USA bzw. auch aus Großbritannien sprechen sogar nur
von 1% (SCOTT, 1987 und FLETCHER, 1991). Diese Zahlen resultieren aus dem Vergleich zwischen
Spontanberichten und einem klinischen Event-Monitoring für eine Gruppe von mehr als 40.000 Patienten
(FLETCHER, 1991).
Untersuchungen in einzelnen Regionen haben z.T. noch wesentlich dramatischere Daten in bezug auf die NichtMeldung von UAW ergeben. So konnte im Rahmen einer durch das FDA finanzierten Befragung von Medizinern
in der Region Rhode Island festgestellt werden, daß 1985 ca. 36.000 UAW auftraten, von denen ca. 2.000
ernsthafter Natur waren. Nach Angaben des FDA wurden im selben Jahr jedoch nur 55 Fälle aus der Region
gemeldet (SCOTT, 1987).
Trotzdem bleibt zu konstatieren, daß sich die Anzahl der Meldungen in den USA nach der Änderung der
gesetzlichen Grundlagen deutlich erhöhte. Die Zahl der Anzeigen stieg von ca. 10.000/a im Jahre 1980 auf ca.
50.000/a in den Jahren 1986 - 1989, nachdem im Food, Drug and Cosmetic Act sowohl 1985 als auch 1987 die
gesetzliche Verpflichtung zur Meldung von ”post-approval ADR-Reports” durch den Hersteller gegenüber dem
FDA festgelegt bzw. konkretisiert wurde (21 CFR 312.32 und 21 CFR 314.80) (FAICH, 1996, STEPHENS, 1993).
100
”...in other words, uncertainty is not reduced, but categorised at best in a semiquantitative way.” (MEYBOOM, 1997a)
-162
C. ERGEBNISS
14 0
Anzahl der
Berichte
(in Tausend)
120
12 0
102
10 0
71
80
72
56
60
37
41
19 84
19 85
52
52
50
19 86
19 87
19 88
40
20
0
Einführung
einer Berichtspflicht
Abb. 26
19 89
19 90
Konkretisierung
der Berichtspflicht
19 91
19 92
19 93
Einführung
von MEDWatch
Anzahl von UAW Reports, die dem FDA in den Jahren 1984-1993 bekannt wurden (nach FAICH, 1996).
Das Meldeverhalten nimmt auch mit dem Grad an Erfahrungen mit dem jeweiligen Medikament ab (MILSTIEN,
1986).
1 0 ,0
800
9 ,0
8 ,0
7 ,0
6 ,0
5 ,0
400
4 ,0
3 ,0
2 ,0
1 ,0
0 ,0
4/82 - 3/83
4/83 - 3/84
4/84 - 3/85
4/85 - 3/86
Jahr der Vermarktung
Abb. 27
Anzahl von UAW Reports (Kurvendiagramm und rechte X-Achse), die dem FDA in den Jahren 1984-1993 im
Zusammenhang mit dem Inverkehrbringen von Piroxicam bekannt wurden, im Vergleich zu den im
gleichen Zeitraum verschriebenen Rezepten (Verkauf in Mio. Einheiten) (Balkendiagramm und linke X-Achse)
(nach SACHS, 1986).
Als wesentliche Faktoren, die zu einem under-reporting beitragen, wurden das nicht zur Verfügung stehen
entsprechender Formulare in der Praxis und die Arbeitsüberlastung der Ärzte benannt. Darüber hinaus werden
C. ERGEBNISS
-163
von Medizinern bevorzugt ernsthafte Symptome gemeldet. Auch deren Meldung ist jedoch von der Dauer
abhängig, die sich das Medikament bereits auf dem Markt befindet (STEPHEN, 1993).
Ein Faktor, der interessanterweise kaum eine Rolle spielt, sind Befürchtung in bezug auf Haftung bzw.
Regreßansprüche durch die Patienten (MILSTIEN, 1986; BELTON, 1995).
Eine Umfrage in den Niederlanden hat ergeben, daß 94% der Patienten eine Weitergabe ihrer Daten
befürworten (DE W IT, 1996) - insofern ist nicht davon auszugehen, daß Ärzte aufgrund von Einsprüchen ihrer
Patienten UAW nicht melden.
Zu den wesentlichen Faktoren, welche die Motivation zur Unterstützung des Berichtswesens erhöhen, gehören
zum einen der generelle Bekanntheitsgrad der Existenz eines solchen Berichtswesens und zum anderen, daß
die teilnehmenden Personen das Gefühl haben, daß ihre Meldungen aufgegriffen werden und Dinge bewegen
(KOCH-W ESER, 1969; BIRIELL, 1997). Die Anzahl der Meldungen hängt auch stark von der Ernsthaftigkeit der
UAW und den Aktivitäten der einzelnen, für das Inverkehrbringen verantwortlichen Firmen ab (BAUM, 1994).
Arbeiten von ANDERSON konnten zeigen, daß eine rein schriftliche Information zur Steigerung des
Meldeverhaltens der Ärzte nicht ausreicht (ANDERSON, 1996).
Wenngleich das Problem des under-reporting allgemein anerkannt ist, wird die generelle größere Akzeptanz von
Spontaneous Reporting Systems (SRS) als wesentlicher Faktor angesehen, der dazu geführt hat, daß
Medikamente wie z.B. Zimelidine, die z.T. in einem Land seit Jahren erhältlich waren, bereits nach wenigen
Monaten vom Markt genommen wurden, wenn sie eine neue Zulassung in einem anderen Land erhalten haben
(HOLLISTER, 1987). Die Zahl an Berichten zu erhöhen hat auch den Hintergrund, daß z.T. eine hohe Zahl an
exponierten Patienten beobachtet werden muß, wenn seltene UAW registriert werden sollen, die auch noch eine
hohe Auftrittswahrscheinlichkeit aufgrund andere Faktoren besitzen.
-164
C. ERGEBNISS
1.2.1.2.3
Bewertung einzelner Methoden
In der folgenden Tabelle werden die wesentlichen Elemente, sowie die Vor- und Nachteile der relevanten postMarketing Monitoring Systeme zusammengefaßt.
Art der Untersuchung
Wesentliche Elemente
Vorteile
Nachteile
Probandenzahl ist nicht groß
genug, um seltene UAW zu
detektieren.
Gruppen-Studien (cohort study),
die prospektiv von der
Behandlung (Exposition) als
Ursache des ADR ausgehen, d.h.
simultan zu dem Auftreten des
untersuchten Phänomens durchgeführt werden oder aber
retrospektiv, d.h. durch Analyse
medizinischer Aufzeichnungen der
Vergangenheit und Interviews
(z.B. VERSPEELT, 1996). Beispiele
sind Intensive Hospital Based
Systems wie das Boston
Collaborative Drug Surveillance
Programme (BCDSP) (CARSON,
1994, JICK, 1996; COSENTINO,
1996), einer 40 Kliniken
umfassenden, multizentrischen
Studie, in der alle Patienten über
ihre Arzneimittelanwendungen in
den letzten Wochen befragt
werden.
Identifikation von Gruppen aus
einer bestimmten Population.
Aussagen über die Häufigkeit des
Auftretens von ACEs möglich.
Beobachtung über einen
bestimmten Zeitraum und
systematische Kontrolle von
Zielvariablen unter zuvor festgelegten Beobachtungsbedingungen zur Kontrolle einer Vermutung.
Vergleichs- bzw. Kontrollgruppe
(d.h. ohne Krankheit) muß nicht
extra identifiziert werden (anders
als bei Fall-Kontroll Studien).
Gewöhnlich Vergleich zwischen
Patienten mit und ohne Exposition
gegenüber dem Medikament,
wobei die Zufallsauswahl der
Patienten so gewählt sein sollte,
daß sich die beiden Gruppen
lediglich in der Frage der
Medikamentation unterscheiden
(ggf. auch zwei kleine Orte, die
geographisch eng beieinander
liegen).
Charakteristika der Gruppe kann
im vorhinein bestimmt werden.
Teuer und zeitintensiv.
Fall-Kontroll-Studie (case-control
study) (SHAPIRO, 1994; EGGER,
1991a; VESSEY, 1984).
Vergleich von Patienten mit einem
bestimmten Symptom oder
Krankheitsbild gegenüber solchen
ohne Erkrankungen in bezug auf
ihre vorhergehende
Medikamentation.
Kann vielfältige Expositionen
untersuchen. Ermöglicht Analyse
seltener Zusammenhänge.
Preisgünstig, da bei der Analyse
seltener Erkrankungen nur kleine
Fallzahlen notwendig sind (*).
Analysiert auch bisher
unbekannte positive Wirkungen
von Medikamenten.
Gut geeignet zur Analyse spät
auftretender UAW.
Setzt Identität von Patienten
voraus, die ein bestimmtes
Symptom zeigen bzw. nicht
zeigen (Problem der Selektion der
Kontrolle).
Sind nicht geeignet zur
Bestimmung von UAW in
Zusammenhang mit der Anwendung selten verwendeter Medikamente, solange das Risiko nicht
erheblich ist.
Fallstudien/ anektodische
Berichte (case reports / anecdotal
reports) (JONES, 1994).
Berichte einzelner Patienten, die
z.B. in der wissenschaftlichen
Literatur veröffentlicht werden.
Preisgünstige und einfache
Methode zur Generierung von
Hypothesen.
Nicht geeignet zum Testen von
Hypothesen.
Keine verläßlichen Aussagen über
Kausalitäten (Ausnahme bei
seltenen und charakteristischen
Ereignissen).
Validierte Fall-Studien (validated
case studies).
Untersuchung von Patienten die
eine bestimmte UAW zeigen.
Eindeutiger Zusammenhang
zwischen Auftreten der UAW und
Medikamentenanwendung.
Kross-sektoriale Studien (crosssectional studies).
Bestimmung von Trends in der
Exposition gegenüber einem
Medikament (**) bei gleichzeitiger
Analyse des Krankheitsstandes.
Untersuchung mehrerer auftretender Symptome möglich.
Setzt Identifikation von Patienten
voraus, die das Medikament
angewandt bzw. nicht angewandt
haben.
Möglicherweise voreingenommene Datenerhebung.
-165
C. ERGEBNISS
Art der Untersuchung
Spontanes Berichtswesen
(spontanous reporting system (s.
Kap. C-1.2.1.2.4.)).
Wesentliche Elemente
Meldung von UAW auf freiwilliger
Basis (z.B. MedWatch, in den
USA (KESSLER, 1993)) oder das
Yellow Card-System in
Großbritannien (W ALLER, 1996).
Vorteile
Große Anzahl von exponierten
Medikamenten.
Auftreten sehr seltener UAW wird
erfaßt.
Analyse der Begleitumstände des
Auftretens von UAW sind möglich
(***).
Nachteile
Auftrittshäufigkeit einer UAW
kann nicht bestimmt werden.
Es ist nicht möglich, zu
bestimmen, ob die UAW häufiger
auftreten als dies spontan der Fall
wäre.
Es können keine UAW detektiert
werden, die Symptome aufweisen,
die natürlicherweise als
krankheitsbedingt angesehen
werden.
Abhängig von Meldungen durch
externe Personen, i.V. m. voreingenommener Datenerhebung
und -interpretation.
Bisher unbekanntes Wirkungsspektrum des Medikaments wird
nicht erfaßt.
Record Linkage System (z.B.
COMPASS) (CARSON, 1989;
1994a; STERGACHIS, 1988).
Epidemiologische Untersuchungen mit Sekundärdateien,
die primär zu anderen Zwecken
gesammelt wurden. Diagnosen
und die daraufhin verschriebenen
Medikamente werden
computergestützt für bestimmte
Bevölkerungsteile oder -gruppen
erfaßt.
Möglichkeit zur Abschätzung der
Häufigkeit des Auftretens eines
vermuteten UAW und zur
Abschätzung der Häufigkeit der
Applikation des Medikaments.
Relativ geringe Kosten, da
”Abfallprodukt” der
Kostenabrechnung.
Umfaßt nicht frei verkäufliche
Arzneimittel (OTC)
Anwendungsbeobachtungen
wie z.B. Prescription Event
Monitoring (PEM) unter der
Verantwortlichkeit der DRUG
SAFETY RESEARCH UNIT in
Großbritannien und der
Zurverfügungstellung von Daten
durch die PRESCRIPTION PRICING
AUTHORITY (PPA), die im Jahr ca.
350 Mio. Rezepte verarbeitet
(ANDREW 1996; COSENTINO, 1996;
EDWARDS, 1994; FREMANTEL,
1997; INMAN, 1986; 1993b; 1994a;
KUBOTA, 1994; RAWSON, 1990).
Das System wurde von FINNEY
entwickelt (FINNEY, 1965) und
erstmals im Kaiser-Permanente
Medical Center in San Francisco
umgesetzt (FRIEDMANN, 1972).
Tab. 28
Versenden von Fragebögen an
Mediziner, die das untersuchte
Medikament verschrieben haben,
mit der Bitte, alle danach
auftretenden medizinisch relevanten Symptome zu melden (z.T.
Gruppen > 10.000). Basiert auf
dem System, wonach in UK von
Ärzten verschriebene Rezepte von
den Apotheken wegen der
Kostenübernahme an die PPA
weitergeleitet werden
(FREEMANTEL, 1997). Bei
Anwendungsbeobachtungen wird
die diagnostische und
therapeutische Vorgehensweise
der beteiligten Ärzte nicht beeinflußt.
Daten werden von Medizinern zur
Verfügung gestellt. Damit größere
Genauigkeit der Daten. Parallel
dazu ist es möglich, Daten über
die Indikation, begleitende
Medikamentation, Dauer der
Behandlung, Effizienz und Gründe
für das Absetzen des
Medikaments zu erheben
(EDWARD, 1994). Ermöglicht den
Vergleich physiologisch ähnlich
wirkender Medikamente in bezug
auf das Auftreten von UAW.
Auftrittswahrscheinlichkeiten
lassen sich aufgrund der Tatsache
berechnen, daß sowohl Daten
über die Zahl der UAW, über die
Zahl an Anwendungen, als auch
Daten über Expositionszeiträume
vorliegen.
Beschränkt auf bestimmte
Bevölkerungsgruppen. Limitierte
Angaben über anderen
Umweltfaktoren, wie Rauchen,
Alkoholgenuß, familiärer Hintergrund. Detektiert lediglich
ernsthafte UAW. Es bestehen
Probleme mit der Validierung der
Daten. Kann Patienten nicht mehr
beobachten, nachdem sie von
dem Unterstützungsprogramm
nicht mehr erfaßt werden.
Sehr aufwendiges Verfahren, das
Mitarbeit der Ärzte erfordert.
Detektiert lediglich Ereignisse, die
mit einer Wahrscheinlichkeit von 1
pro 1000 exponierter Personen
auftreten.
Abschätzung der Häufigkeit
bekannter unerwünschter
Arzneimittelwirkungen ist
problematisch.
Rückmeldung von Ärzten stagniert
aufgrund der Möglichkeit zur
Identifikation sowohl des
Patienten, als auch des Arztes
(INMAN, 1993; FLETCHER, 1993).
Übersicht über Vor- und Nachteile der verschiedenen post-Marketing Monitoring Systeme (pMMS) (erstellt
nach Daten aus EDLAVITCH, 1988; LAWSON, 1994; STEPHENS, 1993; STROHM, 1994; VENNING, 1983; VENULET,
1996; VICTOR, 1991).
*
So wurden z.B. nur 8 Fälle und 40 Kontrollen zum Nachweis der Auswirkungen von Diethylstilbesterol
benötigt (HERBST, 1971).
**
Z.B. Vergleich von Verkaufszahlen oraler Kontrazeptiva mit der Zahl an Todesfällen bedingt durch venöse
Thromboembolie, d.h. dem akuten venösen Gefäßverschluß durch einen verschleppten Thrombus bei jungen
Frauen (MARKUSH, 1969).
*** So konnte z.B. nachgewiesen werden, daß bei einer Applikation von Phenylbutazone und Oxybutazone erst
nach vierwöchigem Gebrauch die Wahrscheinlichkeit des Auftretens allergisch bedingter, toxischer
Granulozytopenie, d.h. der Verminderung von Granulozyten deutlich anstieg (BAUM, 1994; FAICH, 1987).
-166
C. ERGEBNISS
Die
verschiedenen
PMS
besitzen
eine
unterschiedliche
Detektionssensitivität
in
bezug
auf
die
Wahrscheinlichkeit des Auftretens einer UAW. Während auf dem spontaneous reporting beruhende Daten
durchaus in der Lage sind, Informationen in bezug auf UAW zu geben, die in einer Wahrscheinlichkeit von
1/50.000 auftreten, beschränkt sich die Aussagefähigkeit von Case-Control Surveillance i.d.R. auf UAW, die mit
einer Frequenz von 1/10.000 auftreten. Klinische Versuche sind in der Lage, UAW mit einer Auftrittshäufigkeit
von 1/10 – 1/100 zu detektieren (MEYBOOM, 1997b).
1.2.1.2.4
System der spontanen Meldung (Spontanous Reporting)
Auch wenn ein auf spontanen Berichten basierendes Meldesystem nach Ansicht einiger Autoren nur in den
wenigstens Fällen allein zum Nachweis einer direkten Kausalität zwischen der Erkrankung und dem Konsum
eines bestimmten Medikamentes beiträgt (ROSSI, 1983; AURICHE, 1993; TUBERT, 1992; MOORE, 1998), gibt es
doch Richtungshinweise auf mögliche Probleme und deren weitere Eingrenzung (101). Das spontane
Berichtswesen wird von anderen Autoren z.T. als ”Eckstein” der Beobachtung von Medikamenten angesehen;
als ein System, welches in der Lage ist, ”to be particularly sensitive to discover rare events.” (TEN HAAN, 1992).
Ein häufig zitiertes Beispiel in diesem Zusammenhang ist die Analyse der Korrelation zwischen dem Auftreten
des Reye´s-Syndrom und der Applikation von Acetylsalicylsäure (Aspirin). Der endgültige Beweis für diesen
Zusammenhang konnte erst nach einer epidemiologischen Studie erhalten werden. Spontane Berichte gaben
jedoch qualitative Hinweise, die durch pharmakoepidemiologische Untersuchungen bestätigt werden konnten
(z.B. Fall-Kontroll-Studien; s.a. Kap. C-1.2.1.2.3).
Ein auf spontanen Berichten basierendes Meldesystem ist vermutlich das preisgünstigste System, um seltene
unerwünschte Arzneimittelwirkungen zu detektieren, die im Rahmen der klinischen Prüfung nicht aufgetreten
sind. Post-Marketing Systeme wie MedWatch (USA), das Yellow Card System (UK) u.a. wurden auch deshalb
weiterentwickelt, weil die nachträgliche Analysen von in der Literatur veröffentlichten Einzelfällen zeigte, daß ca.
25% der Berichte unvalidiert waren, d.h. daß es sich um Einzelfälle handelte, die in den darauf folgenden Jahren
der Applikation des Medikaments nicht mehr aufgetreten sind (VENNING, 1982). Eine andere Analyse der
medizinischen Literatur konnte nachweisen, daß nur in etwa der Hälfte der Artikel Daten über die
Auftrittshäufigkeit einer UAW angegeben wurden (VENULET, 1982). Auch die Analyse von rein auf Datenbanken
beruhenden Fällen beinhaltet eine eingeschränkte Aussagefähigkeit. Zum einen bedeutet z.B. die
Verschreibung eines Medikaments nicht dessen Anwendung; des weiteren liegen i.d.R. keine Daten über
Begleitumstände vor (SHAPIRO 1989a; 1989b; FAICH, 1989).
Trotz einer Reihe von Erfolgen gibt es Faktoren, die die Aussagefähigkeit des spontanen Berichtswesens
einschränken (MEDW ATCH, 1996). Hierzu gehört:
-
der fehlende Nachweis eines eindeutigen Zusammenhangs zwischen der Anwendung eines Arzneimittels
und den beobachteten Symptomen;
-
daß Angaben über die Häufigkeit des Auftretens von UAW nicht möglich sind. Eine der Gründe hierfür ist
das Nicht-Melden erkannter Nebenreaktionen (under-reporting);
101
”Spontaneous reporting systems fulfil the indispensable function of signal generation. However, they cannot prove
causality and do not permit reliable quantification of the risk.” (SCHÄFER, 1997).
-167
C. ERGEBNISS
-
das Fehlen von Daten über die Zugehörigkeit der Nutzer zu bestimmten Bevölkerungsteilen, sowie Daten
über Nutzungsdauer und -häufigkeit des Medikaments (BEGAUD, 1994);
-
die Abgrenzung zwischen UAW und natürlich auftretenden Erkrankungen (TUBERT, 1992);
-
das Einfließen von vorweg genommenen Beurteilungen und Bewertungen. Während klinische Test unter
strikten und kontrollierten Bedingungen durchgeführt werden, können spontan einfließende Meldungen
durch eine Reihe externer Faktoren beeinflußt werden. Hierzu gehören der Zeitraum, seit dem sich ein
Produkt auf dem Markt befindet, die generelle ”Atmosphäre” für Meldungen gegenüber staatlichen Stellen
und die Medienaufmerksamkeit gegenüber einem bestimmten Wirkstoff. Ähnliche Entwicklungen wurden
auch bei der Meldungen von unerwünschten Nebenreaktionen im Rahmen der Beobachtung von
Zusatzstoffen gemacht. Während z.B. seit 1980 insgesamt mehr als 7.500 Meldungen bezüglich des
Verzehrs von Aspartam und aspartamhaltigen Produkten eingingen, kam es im Jahr 1996 zu lediglich 16
Meldungen - obgleich der Verbrauch an Aspartam nicht ab- sondern zugenommen hat (s.a. Kap. C1.2.2.1).
1.2.1.2.5
Patienten-Selbstbeobachtung (Patient self monitoring)
Arbeiten von MITCHELL konnten zeigen, daß eine auf Verbraucher gestützte Selbstbeobachtung durchaus in der
Lage ist, UAW zu detektieren. Darüber hinaus konnte gezeigt werden, daß Mediziner häufiger ernsthafte UAW
melden, während Verbraucher auch weniger ernsthafte UAW wahrnehmen (MITCHELL, 1994). Patienten sind
i.d.R. auch sehr kompetent in der Beurteilung von externen Faktoren, d.h. sie sind durchaus in der Lage, einen
Kausalzusammenhang zwischen Medikamentenapplikation und UAW herzustellen, bzw. externe Faktoren als
Ursache auszuschließen (SOLOVITZ, 1987). Bei einer Gruppe von Patienten, die sich selbst beobachtete wurde
die selbe Art und Häufigkeit von unerwünschten Arzneimittelwirkungen detektiert, wie bei aktiv betreuten und
interviewten Patienten (FISCHER, 1995).
Das nicht auf der Meldung von UAW durch den behandelnden Arzt, sondern auf der Selbstbeobachtung von
Patienten beruhende spontane Berichtswesen besitzt den systemimmanenten Schwachpunkt, daß verschiedene
das Ergebnis beeinflussende Variablen nicht ausgeschlossen werden können. So focussiert sich das Interview
auf für den Probanden sichtbare bzw. spürbare Symptome ohne eine wissenschaftlich abgesicherte Korrelation
zwischen dem Auftreten des ACE und der Applikation des jeweiligen Medikaments. Krankheiten mit einer langen
Latenzphase und typischen Ausprägungsmerkmalen innerhalb des Körpers wie z.B. Krebs werden ebenfalls
nicht oder nur sehr schwer detektiert. Vorteil der Methode ist der geringe Kostenaufwand (ca. 50$ / Patient bei
einem Monitoring von etwa 5000 Patienten über einen Zeitraum von 12 Monaten) (FISHER, 1992).
1.2.2
Erfahrungen aus dem Bereich der Zusatzstoffe (ARMS).
Die Erfahrungen mit dem Adverse Reaction Monitoring System (ARMS) zeigen (s.a. Kap. B-4.4.4.2), daß seine
Aussagefähigkeit eingeschränkt ist. Zum einen wird kein direkter Kausalzusammenhang zwischen einem
gemeldeten Symptom und dem Verzehr eines bestimmten Lebensmittels bewiesen. Zum anderen kann die
beobachtete Reaktion nach dem Verzehr eines Lebensmittels auch durch andere, zuvor verzehrte Lebensmittel
oder durch eine bereits bestehende Erkrankung hervorgerufen werden.
-168
C. ERGEBNISS
Eine weitere Einschränkung in bezug auf die Aussagekraft der Daten beruht auf einer genau gegenteiligen
Tendenz: fehlender Meldungen aufgrund nicht erkannter Kausalzusammenhänge zwischen dem Konsum des
Lebensmittels und den auftretenden Symptomen (under-ascertainment). Heftige Symptome, die darüber hinaus
auch noch kurz nach dem Verzehr des Lebensmittels auftreten, werden naturgemäß eher gemeldet oder auch
nur in Zusammenhang mit dem Verzehr des Lebensmittels gebracht als Phänomene, die mit einem zeitlichen
Abstand auftreten und zu keinen ernsthaften gesundheitlichen Einschränkungen führen (BRADSTOCK, 1986;
TOLLEFSON, 1988).
Ähnlich wie im Arzneimittelbereich hängt auch bei den Zusatzstoffen die Zahl der gemeldeten Fälle vom Grad
der öffentlichen Debatte und Medienberichterstattung über den jeweiligen Lebensmittelzusatzstoff ab. So stieg
z.B. nach einer entsprechenden medialen Aufmerksamkeit die Zahl derjenigen Personen deutlich an, die
Beschwerden nach dem Verzehr von Aspartam zeigten (BUTCHKO, 1994b; s.a. Kap. C-1.2.2.1). Gleiche
Beobachtungen wurden zu einem späteren Zeitpunkt auch im Zusammenhang mit dem Fettersatzstoff Olestra
gemacht. Die Zahl von Meldungen gegenüber dem CENTERS
FOR
SCIENCE
IN THE
PUBLIC INTEREST (CSPI) hat
deutlich zugenommen, nachdem zuvor entsprechende Anzeigen durch das CSPI in den Medien geschaltet
wurden, in denen auf eine Beschwerdemöglichkeit aufmerksam gemacht wurde (JACOBSEN, 1997).
Aus all diesen Gründen warnt das FDA selbst davor, daß ”reliable risk estimates should not be made from
reported adverse reactions, and reporting rates should never be confused with occurrence rates.” (FAICH, 1986).
Ein ARMS ermöglicht jedoch die Identifikation spezifischer Forschungsfelder, die im Rahmen objektiver
klinischer Studien weiter untersucht werden können (TOLLEFSON, 1989). Auf Grundlage solcher Hinweise, die mit
Hilfe des ARMS gesammelt wurden, kam es z.T. zu Einschränkungen bei der Vermarktung von Zusatzstoffen.
Die Verwendung von Sulfit insbesondere bei der Behandlung von Frischfrüchten wurde z.B. nach dem Auftreten
von 27 Todesfällen 1986 durch das FDA drastisch eingeschränkt (TOLLEFSON, 1988; PAPAZIAN, 1996).
In der folgenden Tabelle werden die Meldungen im Zusammenhang mit den wichtigsten unter Beobachtung
stehenden Lebensmittelzusatzstoffen aufgeführt.
-169
C. ERGEBNISS
Hinweis
Hinweis
1980-86
Ausgewertet
Gruppe A
Gruppe B
Gruppe C
Gruppe D
Zahl
Zahl
%
Zahl
Zahl
Symptome
Lebensmittel
1996
%
%
%
Aspartam
16
7529
4243
1395
33
1151
27
766
18
931
22
Kopfschmerz
(19%);
Gleichgewichts
-beschwerden
(11%)
Diätgetränke
(38%);
Direktverzehr
(22%)
Sulfit
3
1100
750
302
40
130
17
263
35
55
7
Atemnot (17%)
Ausschlag
(4%); Darmbeschwerden
(6%)
Salatbar
(22.8%);
Frischfrüchte
(16.6%)
Glutamat
19
717
-
-
-
-
-
-
-
-
-
Kopfschmerz
(44%);
Erbrechen
(8%).
-
2902
-
-
-
-
-
-
-
-
-
-
Andere
-
Tab. 29
Übersicht über die Anzahl und Art der Beschwerden im Zusammenhang mit dem Verzehr verschiedener,
Zusatzstoffe enthaltender Lebensmittel in den USA zwischen 1980 und 1996 (GRAY 1997 a; 1997b; 1997c,
1997d). Ausgewertet wurden nur diejenigen Protokolle, die ausreichende Informationen bzgl. eines
Zusammenhangs zwischen dem Konsum der Substanz und den auftretenden Symptomen enthielten. Unter dem
Begriff ”Sulfit” wird die Anwendung von Na- und K-sulfit (Na2SO3, K2SO3), Na- und K-bisulfit (NaHSO3, KHSO3), Naund K-metabisulfit (Na2S2O5, K2S2O5) und SO2 zur Reduktion von Oxidationsprozessen in Lebensmitteln
subsumiert (BUSH, 1986; TAYLOR, 1997). Von den 2902 anderen Beschwerden fielen 1783 in den Bereich
Diätnahrung, 204 auf das Produkt Herbalife und nur 2 Beschwerden auf bestrahlte Lebensmittel. Weniger als
jeweils 10 Beschwerden traten im Zusammenhang mit dem Verzehr von Sorbitol, Benzoesäure und Saccharin auf.
1.2.2.1
Das Beispiel Aspartam
Aspartam (L-Aspartyl-L-phenylalanin-methylester) ist wohl einer der bestuntersuchtesten Zusatzstoffe, der im
Rahmen von ARMS auch einem post-Marketing Monitoring unterzogen wird (BUTCHKO, 1994b; STEGINK, 1987).
Die Erstzulassung durch die FDA erfolgte in den USA 1974 (RANDOLPH, 1973; FINE, 1974; FDA, 1974). Diese
Entscheidung wurde 1981 noch einmal bestätigt (HAYES, 1981; HILE, 1981).
Aspartam wird im Körper zu Aspartat, Phenylalanin und Methanol abgebaut. Die Risikoabschätzung
konzentrierte sich aus diesem Grund auf gesundheitliche Beeinträchtigungen, die mit diesen Wirkstoffen
einhergehen können. So ist z.B. bekannt, daß eine erhöhte Konzentration an Methanol zu Erblindung und
Lernschwäche führen kann, daß eine erhöhte Konzentration an Phenylalanin, wie sie z.B. bei Phenylketonuria
(PKU)-Erkrankungen auftritt, zu geistiger Minderentwicklung führt und daß eine erhöhte Konzentration von
Aspartat zu krankhaften Gewebeveränderungen führen kann. Die selbst bei einem unnatürlich hohen Konsum
von Aspartam (200 mg/ kg b.w./ d) auftretenden Blutplasmakonzentrationen der drei o.g. Stoffe lagen jedoch alle
unter den bekannten Schadstoffkonzentrationen (STEGINK, 1987), obgleich Personen, die an Phenylketonuria
leiden, den Verzehr von Aspartam vermeiden sollen (JANSSEN, 1988).
-170
C. ERGEBNISS
O
H 2N
CH
CH 2
C
O
NH
CH
C
OCH
3
CH 2
CO OH
Abb. 28
Strukturformel von Aspartam. Abbauprodukte sind Aspartat, Phenylalanin und Methanol (nach: STEGINK,
1987).
Langzeitstudien haben keine Hinweise auf unvorhergesehene gesundheitliche Beeinträchtigungen gegeben
(HOFFMANN, 1973; FREY, 1973; LEON, 1989). Die gesundheitliche Unbedenklichkeit von Aspartam wurde auch in
verschiedenen Personengruppen getestet. Hierzu gehörten Kinder, Diabetiker, sowie Personen, die heterozygot
Phenylketonurie aufwiesen (STEGINK, 1977; 1980; KNOPP, 1976; STERN, 1976; FILER, 1983).
Basierend auf toxikologischen Untersuchungen wurde ein No-Observed-Effect-Level (NOEL) von 2-4 g/ kg b.w./
d und ein ADI von 40 mg/ kg b.w./ d festgelegt. Bei der ersten Zulassung von Aspartam in den USA 1974 hart die
FDA noch einen ADI von 20 mg/ kg b.w./ d festgelegt (FDA; 1974). Dieser Wert wurde bei der Reevaluierung
durch das FDA im Jahre 1983 dann auf 40 mg/ kg b.w./ d angehoben (FDA, 1984). Die Sicherheit wurde darüber
hinaus in verschiedenen Personenkreisen untersucht. Hierzu gehörten Kinder, Diabetiker und PhenylketonurieKranke (STEGINK, 1977; 1980; KNOPP, 1976; STERN, 1976; FILER, 1983).
Im Rahmen des ARMS Monitoring haben sich Beschwerdeführer entweder direkt an das CENTER
FOR
FOOD
SAFETY AND APPLIED NUTRITION (CFSAN) gewandt oder aber an die Herstellerfirma NUTRASWEET (FORBES, 1996)
und an das ASPARTAME CONSUMER SAFETY NETWORK, welche wiederum die Daten an das CFSAN weitergereicht
haben. Die Zahl der Meldungen lag in den Jahren 1988 bis 1992 relativ konstant bei 300/ Jahr, wie die Abb. 29
zeigt.
-171
C. ERGEBNISS
T re n d s in A sp a r t a m e A n e ct o d a l Me d ic al
Co m p lain t s 1 9 8 2 - 1 9 9 2
800
700
600
500
400
300
200
100
0
1982
Abb. 29
1983
1984
1985
1986
1987
1988
1989
1990
1991
1992
Gemeldete Beschwerden im Zusammenhang mit dem Konsum von Aspartam in den Jahren 1982 – 1992
(nach BUTCHKO, 1994).
Die hierbei gemachten Angaben haben nach Ansicht des FDA keinen direkten und kausalen Zusammenhang
zwischen dem Verzehr von aspartamhaltigen Lebensmitteln und dem Auftreten bestimmter Arten von
Kopfschmerzen oder von Schlaganfällen erkennen lassen (TOLLEFSON, 1989). Von Seiten der CENTERS FOR
DISEASE CONTROL (CDC) wurden 231 Beschwerden im Einzelnen analysiert (BUTCHKO, 1994b; BRADSTOCK, 1986).
Hierbei wurden fünf Klassen von auftretenden Phänomen unterschieden, wobei die Klassifizierung unabhängig
voneinander durch zwei Ärzte vorgenommen worden ist. Ergaben sich hierbei unterschiedliche Auffassungen,
wurden diese im gesamten Projektteam diskutiert. Bei den Gruppen handelte es sich um (BRADSTOCK, 1986):
-
Gruppe A (n= 26). Fälle, in denen die Symptome nach einer erneuten Exposition mit wenigstens zwei
Produkten, die Aspartam enthielten, wieder aufgetreten sind;
-
Gruppe B (n= 29). Fälle, in denen die Symptome nach einer erneuten Exposition mit dem aspartamhaltigen
-
Gruppe C (n= 81). Fälle, in denen die Beschwerdeführer keine Produkte mehr zu sich genommen haben;
-
Gruppe D (n= 63). Fälle, in denen die Symptome nach einer erneuten Exposition nicht erneut aufgetreten
Produkte wieder aufgetreten sind;
sind;
-
Gruppe E (n= 32). Fälle, in denen kein biologisch plausibler Mechanismus postuliert werden konnte. Diese
Fälle wurden von den weiteren Betrachtungen ausgenommen.
Bei den beobachteten Symptomen handelte es sich zu ca. 45% um Kopfschmerzen. Die anderen Symptome
(Schwindelgefühl, Hautausschlag, Magen-Darmschmerzen, Durchfall/ Verstopfung, Seh- und Schlafstörungen,
Ausschlag) verteilten sich auf die verbliebenen 55% der Beschwerden, wobei die meisten der aufgetretenen
Symptome nicht sehr ausgeprägt waren und darüber hinaus generell sehr weit verbreitet sind. Bei dem
produktassoziierten Wiederauftreten von Symptomen konnte nicht ausgeschlossen werden, daß die Symptome
-172
C. ERGEBNISS
nicht auch durch andere, ebenfalls in dem jeweiligen Lebensmittel enthaltene Stoffe verursacht wurden. Hierfür
spricht, daß einzelne Personen das Auftreten eines Symptoms mit dem Konsum eines bestimmten
Lebensmittels in Zusammenhang gebracht haben, obgleich in dem Lebensmittel gar kein Aspartam mehr
vorhanden war. Das Auftreten von Kopfschmerzen bzw. der Beeinflussung der allgemeinen Stimmungslage
wurde in der Gruppe A von 73% der Probanden benannt, in der Gruppe B jedoch nur von 52% und in der Gruppe
D, in denen die Symptome nach einer erneuten Exposition gar nicht erneut aufgetreten sind, wiederum von 60%.
Das CDC kam bei seiner Evaluierung zu dem Schluß, daß „trotz der großen Zahl an Meldungen die Mehrzahl der
am häufigsten berichteten Symptome milder Natur sind und Symptome darstellen, die generell eine große
Verbreitung in der Bevölkerung aufweisen.” (BRADSTOCK, 1986). Bei einer Reihe von Beschwerdeführern konnten
darüber hinaus bereits zuvor bestehende Gesundheitsprobleme als verantwortlich für die Symptome
diagnostiziert werden. Nach Ansicht des CDC können aufgrund der bis dahin vorliegenden Datenlage nur
Placebo-kontrollierte klinische Studien konkrete Kausalzusammenhänge nachweisen. Diese ergaben bei einer
Probandenzahl von n=40 jedoch keinen Hinweis darauf, daß Aspartam selbst bei einem Konsum von 30 mg
Aspartam/ kg b.w./ d (d.h. ca. ca. 2,4. g bei einer erwachsenen Person) zu einer im Vergleich mit dem Konsum
von Placebos höheren Rate an Kopfschmerzen bei Personen führt, die zuvor einen Kausalzusammenhang
vermutet haben SCHIFFMANN, 1987). GARRIGA hatte sogar große Schwierigkeiten, für seine Untersuchungen
genug Probanden zu finden, obgleich er fünf mal in der Washington Post eine Anzeige schaltete. Hieraus schloß
er, daß „falls die Aspartam-Empfindlichkeit wirklich ein allgemeines Problem wäre, wir mit einer deutlich höheren
Zahl an Rückmeldungen auf unsere Anstrengungen hätten rechnen können.“ (GARRIGA, 1991). Von ähnlichen
Schwierigkeiten berichtete auch GEHA, der allergische bzw. hypersensitive Reaktionen im Zusammenhang mit
Aspartam untersuchen wollte, und dem es in vier Jahren nur gelang, 21 Probanden zu finden, obgleich er
mehrere tausend Allergologen angeschrieben hatte. Auch in diesen Fällen konnte keine direkte Korrelation
nachgewiesen werden (GEHA, 1993).
Als wesentlicher Faktor eines postmarket surveillance wurde von Seiten des FDA nicht nur die Beobachtung und
Auswertung von Beschwerden angesehen, sondern auch die Bestimmung des tatsächlichen Konsums von
Aspartam, um zu evaluieren, ob die theoretisch kalkulierte Verzehrmenge von 34 mg/ kg b.w./ d und
Verbraucher im täglichen Konsum eingehalten, bzw. unter- oder überschritten wird und damit auch der ADI-Wert
unter- bzw. überschritten wird (BUTCHKO, 1994; CHENEY, 1996; s.a. GRAHAM, 1992 und über die Rolle von
Datenbanken MEIJERS, 1992). Ein Monitoring in Bezug auf die Verzehrgewohnheiten wurde in Form eines Menu
Census Surveys durchgeführt. Hierbei wurde der Verzehr von ca. 2000 Stoffen in etwa 2000 Haushalten mit ca.
5500 Personen erfaßt. Darüber hinaus werden auch allgemeine Informationen wie Geschlecht, Alter,
Abneigungen
und
Präferenzen
gegenüber
Lebensmitteln,
Mineralsalzpräparaten als Supplement, das Interesse am
Diäten,
Verwendung
Kochen,
gegenüber
von
Vitamin-
und
low-calory-Produkten,
Zuckerersatzstoffen und anderen Substanzen sowie die Beobachtung von Lebensmittelkennzeichnung
aufgezeichnet. Daten in bezug auf den Gesundheitsstatus wurden nicht erhoben. Auch wurden aus Gründen der
Praktikabilität keine konkreten Mengenangaben von den Probanden verlangt. Die durchschnittlich verzehrten
Mengen wurde im National Food Consumption Survey (NFCS) (USDA, 1978; 1989) ermittelt (102). Die so
102
Diese Daten aus den USA sind leider nur bedingt auf die Bundesrepublik übertragbar, da unterschiedliche ethnische
Gruppen, Gruppen aus verschiedenen geographischen Regionen und Personen verschiedenen Alters durchaus auch
unterschiedliche Verzehrgewohnheiten besitzen. So verzehren z.B. Kinder mehr Milch als Erwachsene; Asiaten mehr
Reis als Weiße, Südstaaten-Bewohner mehr Gemüse als Verbraucher aus Kalifornien (LEPARULO-LOFTUS, 1992).
C. ERGEBNISS
-173
ermittelten Verzehrdaten wurden verglichen mit einer detaillierten Liste aller Lebensmittel, die den gewünschten
Stoff – in diesem Falle Aspartam - enthielt (ABRAMS, 1992). Von 1984 bis 1992 betrug der durchschnittliche
Verzehr an Aspartam nach der o.g. Kalkulation zwischen 1.6 – 3.0 mg/ kg b.w./ d (BUTCHKO, 1994b).
1.2.3
Erfahrungen mit dem Fettersatzstoff Olestra und bestrahlten Lebensmitteln
1.2.3.1 Olestra
Eine wesentliche Komponente im Rahmen des post-Marketing Monitoring Programms von Olestra war die
Auswertung von Telefonanrufen von Verbraucher, die Verdauungsprobleme mit dem Konsum von Olestra in
Zusammenhang gebracht haben. Die hierbei gesammelten Daten wurden von einer Expertengruppe bestehend
aus Gastroenterologen und Epidemiologen bewertet und in zusammengefaßter Form an das FDA weitergegeben
(PROCTER & GAMBLE, 1998). Zu Beginn der Untersuchung wurden vom April 1996 bis Januar 1998 Testmärkte in
drei Städten analysiert. In dieser Zeit meldeten sich 1316 Anrufer, von den 18 (=1,3 %) aufgrund der
Ernsthaftigkeit der Symptome auch ihren Arzt zu Hilfe zogen. Eine landesweite Vermarktung von OlestraProdukten fand ab April 1998 statt. Zwischen dem 9. Februar und dem 26. Mai wurden 5.668 Anrufe registriert,
wobei sich die Angaben in ihrer prozentualen Verteilung von denen der Testmarktzeit nicht wesentlich
unterschieden. In dem selben Zeitraum wurden ca. 60 Mio. Produkte verkauft.
Den Berichten folgt ein rechallenge-Test, d.h. ein unter kontrollierten Bedingungen stattfindender, wiederholter
Konsum des Olestra enthaltenden Lebensmittels, um die tatsächliche Korrelation zwischen dem Verzehr von
Olestra-Produkten und den auftretenden Beschwerden nachweisen zu können. Die von ZORICH in DBPCFCStudien erhobenen Daten von Patienten, die sich bei der Telefon-Hotline von PROCTER & GAMBLE zuvor gemeldet
hatten, konnten jedoch keinen Kausalzusammenhang nachweisen, obgleich 40% der an der Studie beteiligten
Personen sich zuvor dahingehend geäußert hatten, daß ”ernsthafte Beschwerden” nach dem Verzehr von
Olestra-Produkten auftraten (ZORICH, 1997)
Die Auswertung der bei der Verbraucherschutzorganisation CSPI eingegangenen Telefonate zeigt, daß die
meisten der Beschwerden sich auf Durchfall und Krämpfe im Unterleib bezogen, wobei die Wortwahl nicht von
den Beschwerdeführern gewählt wurde, sondern durch den Interviewer vorgegeben worden ist (CSPI, 1997b).
Eine unabhängige rechallenge-Studie zur Kontrolle durch einen unabhängigen Mediziner wurde nicht
durchgeführt obgleich nur bei 60% der Befragten die selben Beschwerden bei einem erneuten Konsum von
Olestra auf tauchten (CSPI, 1997a, SILVERGLADE, 1997). Dies stellt nach Ansicht des Autors einen methodischer
Fehler der Untersuchung dar, weil bereits Arbeiten von DROSSMAN zeigen, daß die am häufigsten aufgeführten
unerwünschten Nebenwirkungen (Durchfall und Unterleibsschmerzen allgemein in der Bevölkerung auftretende
Symptome sind (DROSSMAN, 1982). Eine im Auftrag von PROCTER & GAMBLE durchgeführte Befragung (n= 2510)
bestätigte dies noch einmal. 41% der Befragten hatten – unabhängig von dem Konsum von Olestra - im letzten
Monat vor der Befragung eine oder mehrere Verdauungsschwierigkeiten. Dabei handelte es sich in 21,8% der
Fälle um Unterleibsschmerzen, in 15% der Fälle um Blut im Urin/Kot und bei 26,9% der Fälle um leichteren
Stuhlgang. 71 % der Befragten gaben an, daß es sich nur um leichte Symptome gehandelt hat. 19% haben den
Arzt konsultiert und ca. 50% nahmen Medikamente zur Behandlung ein (PROCTER & GAMBLE, 1998).
C. ERGEBNISS
-174
Bei den CSPI-Interviews wurde auch nachgefragt, ob die Beschwerden so ernst waren, daß ein Arzt aufgesucht
wurde (CSPI, 1997b). In 61 von 716 Fällen (= 9%) war dies der Fall. Gefragt wurde auch, ob von Seiten des
CSPI der behandelnde Arzt kontaktiert werden durfte – eine diesbezügliche Auswertung der Antworten wurde
vom CSPI jedoch nicht veröffentlicht. Dies ist besonders deshalb bedauerlich, weil 11% der Befragten angaben,
daß sie bereits früher Probleme im Gastrointestinalbereich hatten. Es wurden auch keine Aussagen darüber
gemacht, ob schwere Nebenwirkungen bevorzugt in diesem Pool der Anrufer auftraten. Aus den Erfahrungen,
die mit dem Monitoring von Olestra gemacht wurden, zeigt sich, daß produktspezifische Telefon-Hotlines, bei
denen sich Patienten melden, die nach dem Verzehr eines bestimmten Produktes bei sich eine gesundheitliche
Beeinträchtigung festgestellt hatten, kaum geeignet sind, einen Kausalzusammenhang zwischen der Exposition
gegenüber einem bestimmten Lebensmittel und dem Auftreten einer gesundheitlichen Beeinträchtigung
nachzuweisen. Für diese Aussage sprechen auch die folgenden Daten:
-
Vergleichsdaten, aus denen ersichtlich wird, ob die gesundheitliche Beeinträchtigung auf das spezifische
Produkt zurückzuführen ist oder auf die Produktgruppe, fehlen in der Regel. So ist etwa auch beim Konsum
konventionell hergestellter Kartoffelchips eine erhöhte Darmtätigkeit zu beobachten; und zwar nicht nur bei
den mit Olestra hergestellten (CHESKIN, 1998). Aus diesem Grunde sollte sich ein pMMS auf
Produktgruppen und nicht auf ein bestimmtes Einzelprodukt beziehen. Auch die Akzeptanz von
Unternehmen, sich an solchen pMMS zu beteiligen, wird bei Produktgruppen oder bei Lebensmitteln
allgemein größer sein als bei Einzelprodukten und den damit möglicherweise verbundenen Imageschäden
für das jeweilige Produkt.
-
Von den ca. 850 Personen, die sich bei der Telefon-Hotline der Verbraucherschutzorganisation CSPI
gemeldet haben, gaben 400 auch ihren Beruf an. Etwas 50 % waren Hausfrauen und Pensionäre – und nur
ein einziger (d.h. 0,25 %) Arzt (CSPI, 1997b). Auch wenn die Zahl an Ärzten in Relation zur Anzahl an
Hausfrauen und Pensionären in der Gesamtbevölkerung deutlich geringer ist, stellt dies nach Ansicht des
Autors keine ausreichende Erklärung für die beobachtete Diskrepanz im Meldeverhalten dar, denn Ärzte
sind aufgrund der vielfältigen Anstrengungen im Bereich der Pharmakovigilanz wesentlich sensibilisierter
gegenüber post-Marketing Monitoring Programmen (wie z.B. MEDW ATCH) – was eigentlich für eine
überdurchschnittliche hohe Beteiligung an Telefon-Hotlines sprechen sollte.
Der Verlauf der Rückmeldungen bei Telefon-Hotlines läßt einen eindeutigen Zusammenhang zwischen der
Häufigkeit der Meldung und zuvor stattgefunden Werbemaßnahmen für die Hotline erkennen. So meldete sich
im Februar 1997 nur eine Person, im März des selben Jahres jedoch 525 Personen, nachdem zuvor in den
regionalen Zeitungen Informationsanzeigen geschaltet wurden (CSPI, 1997b). Auf dem Hintergrund der
beschränkten finanziellen Mitteln von Verbraucherschutzorganisationen wird davon ausgegangen, daß die
Anzahl an tatsächlichen Beschwerden wesentlich höher ist (CSPI, 1997b). Hierfür spricht auch, daß
Marktforschungsanalysen gezeigt haben, daß nur ca. 33% der Verbraucher die gesetzlich vorgeschriebene
Angabe der Telefonnummer auf der Chips-Verpackung registrieren (SILVERGLADE, 1997; ähnlich auch
GREENPEACE, 1998 im Zusammenhang mit gentechnisch veränderten Lebensmitteln).
Da es sich bei den Anzeigen nicht um reine Informationsanzeigen handelte, sondern um solche, die einen
Zusammenhang zwischen dem Konsum von Olestra und gesundheitlichen Beeinträchtigungen bereits
postulierten (JACOBSEN, pers. Mitteilung), war die Versuchung der Verbraucher groß, ein kurzzeitiges Unwohlsein
mit dem Verzehr von Olestra in Verbindung zu bringen, auch wenn die Ursache vielleicht in einem anderen
Bereich lag. Auch dies spricht gegen die Verläßlichkeit von Telefon-Hotlines in bezug auf den Nachweis
konkreter Kausalzusammenhänge.
C. ERGEBNISS
-175
1.2.3.2 Bestrahlte Lebensmittel
Das Fallbeispiel der bestrahlten Lebensmittel ist nicht nur aus toxikologischer und ernährungswissenschaftlicher
Seite interessant für die Bewertung gentechnisch veränderter Lebensmittel, sondern es lassen sich auch viele
Parallelen zu der Art der öffentlichen Diskussion und Auseinandersetzung ziehen. So hat sich z.B. das
Europäische Parlament (EP, 1989a; 1989b: zitiert nach: DIEHL, 1991) in seiner Position gegen die Bestrahlung
von Lebensmitteln auf zwei Berichte des federführenden Ausschusses für Umwelt und Verbraucherfragen
gestützt, in denen es heißt: ”[Bestrahlte Lebensmittel] sind nicht mehr als eine leere Hülle, ohne Vitamine und
ohne Nährwert”. Eine Review-Arbeit von DIEHL, HASSELMANN und KILCAST kommt jedoch zu einem anderen
Schluß: ”Über 40jährige Forschung ... lieferte mehrere hundert Veröffentlichungen, [die zeigen, daß]
Lebensmittel keine signifikanten Verluste im Nährwert aufweisen ... [und] daß die Verluste auf alle Fälle nicht
größer und im allgemeinen sogar geringer sind als bei anderen allgemein akzeptierten Behandlungsmethoden.
Anderslautende Berichte an das Europäische Parlament entbehren jeglicher Grundlage. Wir finden es
beunruhigend, daß das Europäische Parlament solche offensichtlichen Desinformationen wiederholt als
Grundlage seiner Entscheidung akzeptiert.” (DIEHL, 1991; s.a. DIEHL, 1990).
Ähnlich wie in der Gentechnik-Diskussion gab es auch bei bestrahlten Lebensmitteln wissenschaftliche Studien,
die aufgrund ihrer besorgniserregenden Ergebnisse eine große öffentliche Aufmerksamkeit errungen und die
Diskussion maßgeblich mit beeinflußt haben (103). Hierzu gehört insbesondere die Arbeit von BHASKARAM und
SADASIVAN, wonach Polyploidie, d.h. eine Vervielfachung des Chromosomensatzes, in bestrahlten Weizen
aufgetreten ist (BHASKARAM, 1975). Diese Arbeit wurde insbesondere wegen ihrer methodischen Mängel von
anderen Wissenschaftlern zum Teil scharf kritisiert (104) (MAIER, 1993; ACNFP, 1990; ICGFI, 1996; s. als
Review WHO, 1994 und DIEHL, 1990). Dennoch wurde sie von Kritikergruppen immer wieder zitiert und als
Beweis für die Gefährlichkeit der Lebensmittelbestrahlung herangezogen (z.B. PICCIONI, 1988; s. hierzu kritisch
DIEHL, 1990). Ähnlich verfuhr auch das KATALYSE-Institut, das in einer Publikation aus dem Jahr 1990 die
Entscheidung des FDA aus dem Jahre 1969 (!) zitierte, in der das Inverkehrbringen von bestrahlten
Dosenschinken aufgrund einer Untersuchung untersagt wurde, weil Fütterungsstudien an ”Mäusen, Ratten und
Hunden eine Reihe von erheblichen und bedenklichen Ergebnissen erbrachten: sie reichten von erhöhter
Sterblichkeit der Nachkommen ... bis zum Karzinogenitätsverdacht.” (KATALYSE, 1990). Als Quelle wurde lediglich
eine einzige Studie der Osaka Universität zitiert, die jedoch nach Recherchen des Autors nicht in einem
wissenschaftlichen Journal veröffentlicht worden ist (TAKAKASHI, 1981). Die Entscheidung des FDA aus dem Jahr
1986 bzgl. der Genehmigung von bestrahlten Lebensmitteln wurde jedoch nicht zitiert (FDA, 1986).
In einer Arbeit von MONSEN glaubte dieser, Läsionen des Herzmuskels mit dem Verzehr bestrahlter Lebensmittel
in Verbindung bringen zu können (MONSEN, 1960). Bei einer Wiederholung der Studie mit 5000 Mäusen des
103
Die relevantesten Entwicklungen im Bereich der Gentechnik im Jahr 1999 sind dabei die Interpretation von
Fütterungsstudien, die durch PUSZTAI am Rowett-Institute mit Hilfe von Kartoffeln durchgeführt worden sind (EWEN,
1999; KUIPER, 1999; ACNFP, 1999; ROYAL SOCIETY, 1999), sowie die Interpretation des Einflusses von Pollen von BtMaispflanzen auf die Entwicklung der Larven des Monarch-Schmetterling (Danaus plexippus) (USDIN, 1999).
104
Das von der indischen Regierung eingesetzte Expertengremium kam zu dem Schluß, daß die Autoren ”victims of
preconceived notions” seien, und daß ihre Daten ”not only mutually contradictory” sind, sondern auch ”at variance with
well established facts of biology” (zitiert nach: DIEHL, 1990).
C. ERGEBNISS
-176
selben Stammes ließen sich diese Beobachtungen jedoch nicht reproduzieren (THOMPSON, 1965). Aufsehen
erregte auch eine Arbeit von RICHARDSON, in der bei den Versuchsmäusen eine höhere Rate an Erblindung
auftrat als bei den Kontrolltieren. Der Versuch wurde in verschiedenen Variationen insgesamt 16 mal wiederholt
mit insgesamt 12.000 Versuchstieren. Hierbei kam man zu dem Ergebnis, daß es sich bei dem Auftreten der
Phänome in der ersten Studie um ein “zufälliges Auftreten von Blindheit in der Gruppe handelte, die mit den
bestrahlten Lebensmitteln gefüttert wurden.“ (HATTAN, 1996; RICHARDSON, 1960).
Die Akzeptanz bestrahlter Lebensmittel in den USA beträgt nach Untersuchungen von HASHIM bis zu 88%
(HASHIM, 1995). Auch hier zeigen sich Parallelen zur Anwendung der Gentechnik im Lebensmittelbereich, deren
Akzeptanz in den USA wesentlich größer ist als in Europa (s. Kap. B-”Einleitung”). Diese hohe Akzeptanz war in
dem untersuchten Fall auch darauf zurückzuführen, daß in der Kennzeichnung die Produktvorteile deutlich
gemacht wurden (105).
105
Das Hühnerfleisch war gekennzeichnet mit dem Hinweis ”Treated by irradiation to control Salmonella and other
foodborne bacteria”.
-177
C. ERGEBNISS
2
Notwendigkeit
eines
post-Marketing
Monitoring
(pMM) für gentechnisch veränderte
Lebensmittel
Nach der Analyse der potentiellen Risiken, die mit der Anwendung der Gentechnik im Lebensmittelbereich
postuliert werden, nach der Analyse des derzeitigen Wissensstand in bezug auf die Risikoabschätzung und
nach der Analyse der bestehenden gesetzlichen Vorschriften zur Risikoabschätzung und Risikominimierung
sowie den Erfahrungen mit bestehenden post-Marketing Monitoring Systemen (pMMS) sprechen eine Reihe von
Gründen für die Etablierung eines pMMS zur Überwachung des Inverkehrbringens gentechnisch veränderter
Lebensmittel.
Selbst die ausgeklügelsten Protokolle zur Risikoabschätzung vor dem Inverkehrbringen werden nicht verhindern
können, daß in bezug auf die Auswirkungen eines neuartigen Lebensmittels auf die Gesundheit offene Fragen
bestehen bleiben. PMMS, seien sie nun auf bestimmte Testmärkte beschränkt oder parallel zum großflächigen
Inverkehrbringen durchgeführt, können hier eine größere Gewißheit bzgl. der Sicherheit der Produkte für den
Verbraucher
schaffen
(HATTAN,
1996).
Dieser
Auffassung
hat
sich
auch
der
W ISSENSCHAFTLICHE
LEBENSMITTELAUSSCHUß der Europäischen Union angeschlossen, der die Meinung vertritt, daß ”Informationen
über die lang- und kurzfristigen Auswirkungen des Verzehrs neuartiger Lebensmittel benötigt werden. Diese
sollten im Rahmen eines nach dem Inverkehrbringen durchgeführten Überwachungsprogramms gewonnen
werden, bei dem sowohl ernährungswissenschaftliche Aspekte als auch die Unbedenklichkeit des Erzeugnisses
kontrolliert werden.” Zusätzlich sollten diese Effekte auch im Hinblick auf die Ernährungsqualität untersucht
werden (z.B. die langfristigen Auswirkungen von Fettersatzstoffen auf den Umsatz fettlöslicher Vitamine)
(KOMMISSION, 1997e).
Für ein solches Langzeitmonitoring spricht nach Meinung des SCF auch, daß ”die Einbeziehung eines
neuartigen Lebensmittels zu einer erheblichen Änderung des Nahrungsaufnahmemusters führen kann, was sich
wiederum auf den menschlichen Ernährungszustand auswirken kann. Da solche Ergebnisse nicht sicher
vorherzusehen sind, sollte das Inverkehrbringen eines gentechnisch veränderten Lebensmittels mit einem
Überwachungsprogramm einhergehen, das diesen Faktor mitberücksichtigt.” (KOMMISSION, 1997e).
Die
Notwendigkeit
einer
solchen
Langzeitevaluierung
des
Einsatzes
neuartiger
Techniken
im
Lebensmittelbereich kann nicht nur aus dem Vergleich mit der Regulierung anderer Hochtechnologien (z.B. zur
Produktion von Arzneimitteln) abgeleitet, sondern sie kann auch an einfachen Beispielen aus dem
Lebensmittelbereich selbst verdeutlicht werden: In den USA werden heute zum Beispiel ca. 70% der Hartkäse
mit dem aus gentechnisch veränderten Mikroorganismen gewonnenen Enzym Chymosin hergestellt (106). Die
toxikologischen Untersuchungen, die im Rahmen der Zulassung des Enzympräperats ”MaxiRen” durch die
antragstellende Firma GIST
BROCADES
in den Niederlanden und in der Bundesrepublik durchgeführt wurden,
haben in der öffentlichen Debatte zu Kontroversen geführt (DOBBERTHIEN, 1990; DEUTSCHER BUNDESTAG1991b),
weil von Seiten des ehemaligen Bundesgesundheitsamtes (BGA, heute BGVV) eine gesundheitliche
Unbedenklichkeit bescheinigt wurde (BUNDESGESUNDHEITSAMT, 1992), obgleich bei der Autopsie von
Versuchstieren, an denen zuvor Fütterungsexperimente durchgeführt worden sind, Verfärbungen auf der Leber
106
BLL, Christiane Touissant, pers. Mitteilung.
-178
C. ERGEBNISS
eines Tieres festgestellt worden sind (GIST BROCADES, 1992a; 1992b; s.a. Kap. C-1.1.2.). Diese Anomalie wurde,
da keine anderen, histologisch signifikanten Modifikationen zu beobachten waren, durch die Antragsteller und
die Genehmigungsbehörden als biologisch nicht signifikant eingestuft (BGA, 1991). Sollte, entgegen dieser
Einschätzung, dennoch eine biologische Signifikanz bestehen, so gibt es z.Zt. keine Möglichkeit, dies im
Rahmen
eines
Evaluierungsprozesses
zu
detektieren
oder
gar
zu
quantifizieren.
Ähnliche
Auseinandersetzungen in bezug auf die Bewertung toxikologischer Daten gab es auch bei der Bewertung des
Enzyms Xylanase (GENDIALOG, 1996; s.a. Kap. C-0.).
Von Seiten des britischen ADVISORY COMMITTEE ON NOVEL FOODS AND PROCESSES (ACNFP) wurde mittlerweile eine
post-Market Monitoring-Arbeitsgruppe eingerichtet (MAFF, 1998; ACNFP, 1998; 1999d). National Diet and
Nutrition Surveys (NDNS) und Total Diet Surveys (TDS) wurden hierbei als wichtige Hilfsmittel zur Identifikation
von Veränderungen im Konsumverhalten und zur Bestimmung der Belastung mit bestimmten Fremdstoffen
durch die Aufnahme von Lebensmitteln angesehen. Zur Identifikation von gesundheitlichen Veränderungen im
Zusammenhang mit dem Konsum bestimmter Lebensmittel sind sie jedoch wenig aussagekräftig. Die
Arbeitsgruppe vertrat die Auffassung, daß zwei methodische Herangehensweisen möglich wären, um auch
Aussagen in bezug auf die Identifikation von Gesundheitsschäden im Zusammenhang mit dem Konsum
neuartiger Lebensmittel treffen zu können. Hierbei handelt es sich um:
(1)
breit angelegte, epidemiologische Studien mit dem Ziel, die Zunahme bestimmter Krankheitsbilder, z.B. das
Auftreten von Allergien, zu detektieren und
(2)
das Testen von Hypothesen mit Hilfe von Gruppen- oder Fall-Kontroll-Studien, die auf Daten beruhen, die
im Rahmen toxikologischer Untersuchungen der neuartigen Lebensmittel gewonnen wurden (z.B.
Störungen des Gastrointestinaltrakt).
Es wurde bereits darauf hingewiesen, daß zu einem verantwortlichen Risikomanagement im technischinnovativen Bereich auch die Implementierung von Maßnahmen zur Risikominimierung gehört. Hierzu gehört
auch die Verifizierung der Adäquanz der getroffenen Maßnahmen durch ein Kontrollsystem (Monitoring). Art und
Umfang des Monitorings ist von verschiedenen Faktoren abhängig. Dazu gehören sowohl das Risikopotential als
auch der Erfahrungshintergrund im Umgang mit der neuen Technologie, die der Abgleich mit den traditionellen
vergleichbaren Techniken darstellen. Zu berücksichtigen sind auch ”risiko-unabhängige Faktoren” wie die
gesellschaftlichen Erwartungshaltung in bezug auf ein Kontrollsystem sowie die generelle Akzeptanz, welche die
Anwendungsfelder der Technologie besitzen.
Für die Etablierung eines post-Marketing Monitoring Systems auch im Lebensmittelbereich sprechen die
folgende Gründe:
(1)
Im Arzneimittelsektor werden nicht nur Fütterungsstudien an Tieren durchgeführt, sondern die Arzneimittel
werden in der klinischen Phase (Phase III) unter kontrollierten Bedingungen auch an einer großen Zahl von
Patienten getestet. Trotz dieser intensiven und komplexen Untersuchungen im Rahmen
des
Genehmigungsverfahrens kommt es immer wieder vor, daß unerwünschte Arzneimittelwirkungen auftreten
wegen
denen
Arzneimittel
wieder
vom
Markt
genommen
werden
müssen
(USDHEW,
1997,
BUNDESREGIERUNG, 1997; s.a. Kap. C-1.2.1.1). Erfahrungen zeigen, daß unerwartet auftretende
Nebenwirkungen häufiger bei besonders anfälligen Personengruppen vorkommen, wie z.B. bei
-179
C. ERGEBNISS
Schwangeren, Kindern und Alten, die aus ethischen Gründen in die klinischen Prüfungen i.d.R. nicht mit
einbezogen werden (HÖHN, 1998; PAESCHKE, 1997).
Auf diesem Hintergrund hat die amerikanische Gesundheitsbehörde FDA das Adverse Reaction Monitoring
System (ARMS) etabliert (s. a. Kap. B-4.4.4.2). Nach Ansicht der FDA werden ”Zusatzstoffe zwar durch die
FDA reguliert und vor dem Inverkehrbringen einer intensiven Evaluierung unterzogen”, dennoch geht man
nicht davon aus, daß ”solche Maßnahmen geeignet sind, alle möglichen Nebenwirkungen aufzudecken;
dies gilt insbesondere für solche, die sehr selten auftreten oder unerwarteter Natur sind.” (TOLLEFSON,
1988).
(2)
Die im Rahmen der Risikoabschätzung durchgeführten Fütterungsstudien an verschiedenen Tierspezies
umfassen nur eine begrenzte Anzahl von Tieren und nur einen limitierten Zeitraum. Sie können
fehlerbehaftet sein und ihre Übertragbarkeit ist nur eingeschränkt gegeben (s. Kap. C-1.1.1).
(3)
Erfahrungen aus dem Pestizidbereich haben gezeigt, daß einzelne Pestizide selbst in großen Dosen kaum
akute gesundheitliche Schäden hervorrufen, daß ihre Akkumulation bzw. die kontinuierliche geringfügige
Exposition jedoch zu ernsthaften gesundheitlichen Beeinträchtigungen führen kann (LEPARULO-LOFTUS,
1992). Bestehende Monitoring-Programme konzentrieren sich i.d.R. auf die Erhebung von Daten in bezug
auf das Vorkommen von Pestizidresten auf den Lebensmitteln - nicht jedoch auf deren physiologische
Wirkung (BUNDESRAT, 1997).
(4)
In einigen wenigen Fällen wurden auch bereits gesundheitliche Beeinträchtigungen durch Lebensmittel
bekannt, die mit Hilfe von Produkten der konventionellen Züchtung hergestellt worden sind (OECD, 1993b).
Ein Beispiel hierfür ist die Kartoffelsorte ”Lenape”, die in den späten 60er Jahren im Hinblick auf eine
erhöhte Trockenmasse und Resistenz gegen eine Pilzkrankheit gezüchtet worden ist. Erst nach der
Markteinführung stellte sich heraus, daß die verbesserte Schädlingsresistenz auf einen erhöhten Gehalt an
auch für den Menschen toxischen Solanin zurückzuführen war. Mehrere Personen hatten sich Vergiftungen
zugezogen, bevor diese Ursache erkannt und das weitere Inverkehrbringen der Sorte im Februar 1970
durch das USDA untersagt wurde (DOYLE, 1985;
VAN
GELDER, 1991, COHEN, 1998). Auch in Schweden kam
es zum Verbot einer Kartoffelsorte, die durch Kälte induziert einen erhöhten Solanin-Gehalt aufwies (VAN
GELDER, 1988).
Ein anderes Beispiel ist die erhöhte Produktion von natürlichen toxischen Substanzen in Stangensellerie.
Mitte der 80er Jahre kam es - induziert durch konventionelle Züchtung - zu einer um den Faktor 10 höheren
Expression des licht-induzierten Furanocumarins Psoralen, einer natürlichen toxischen Substanz in
Stangensellerie, die im Zusammenhang mit der Ausbildung von Krankheitsresistenzen steht (AMES, 1983;
HANSEN 1995a). Menschen, die mit dieser Sorte direkten Hautkontakt hatten (z.B. Landarbeiter), zeigten
eine erhebliche Sensibilität gegenüber UV-Licht (AMES, 1990b; BELL, 1987; SELIGMANN, 1987). Gerade auch
aus dem Bereich des Arbeitsschutzes ist eine Vielzahl von allergischen Reaktionen gegenüber
Lebensmitteln bekannt (O´NEIL, 1997).
(5)
Erfahrungen im Bereich der Zulassung von Zusatzstoffen zeigen, daß die bestehenden Methoden der
Risikoabschätzung bestimmte systemimmanente Schwachstellen aufweisen. Beispielhaft hierfür kann
genannt werden:
C. ERGEBNISS
(a)
-180
das Auftreten von Synergieeffekten, d.h. das Zusammenwirken verschiedener Faktoren, die im
Rahmen bestehender Genehmigungsverfahren naturgegeben nur unzureichend abgedeckt werden
können. So wurde z.B. gezeigt, daß die bei Ratten zu einer Reduktion der weißen Blutkörperchen
führenden Eigenschaften des Wirkstoffes THI (2-Acetyl-4(5)-(1,2,3,4-tetrahydroxy-butyl)-imidazol) in
Caramel Colour III, einem weit verbreitetem Lebensmittelfarbstoff, vor allen Dingen dann zu
beobachten ist, wenn ein Vitamin B6-Mangel vorliegt (HOUBEN, 1994);
(b)
daß Anfang der 90er Jahre eine Korrelation zwischen der seltenen Krankheit Eosinophilie-Myalgie
Syndrom (EMS) und dem Verzehr bestimmter Chargen der Aminosäure L-Tryptophan beobachtet
werden konnte (s.a. Kap. B-3.1.1). Selbst wenn die Aminosäure nach der Modifikation des
Herstellungsprozesses, der für die die Krankheit hervorrufende Verunreinigung verantwortlich war,
einem neuen Genehmigungsverfahren unterzogen worden wäre, wäre die Erkrankung durch
herkömmliche Tierversuche im Rahmen des Genehmigungsverfahren höchstwahrscheinlich nicht
erkennbar gewesen (SIMAT, 1997b; MOORE, 1997).
Auch innerhalb der FDA wird eine stärkere Einbeziehung von post-Marketing
Monitoring in die
Risikoabschätzung diskutiert (GLINSMANN, 1992; ähnlich auch HATTAN, 1996).
Aber es sind nicht nur rein naturwissenschaftliche Fakten bzw. die in den verschiedenen Produktbereichen
gesammelten Erfahrungen, die für ein Langzeitmonitoring von gentechnisch veränderten Lebensmitteln
sprechen. Genauso wichtig ist auch die Einschätzung, daß für die Gewinnung von Verbraucherakzeptanz
Vertrauen geschaffen werden muß. „Wenn sowohl technische als auch politische Monitoring Systeme etabliert
werden können, die ausreichend sind, um bei den Verbrauchern Vertrauen aufzubauen und zu erhalten, gibt es
keinen Grund anzunehmen, warum nicht auch gentechnisch veränderte Lebensmittel einen Erfolg im Markt
haben sollten. Aber ohne solche Verfahrensweisen – oder nicht einmal die Einsicht ihrer Notwendigkeit –
werden Saatgutunternehmen und ihre Alliierten mit einem wachsenden Widerstand konfrontiert werden.“
(ANONYMUS, 1996c)
-181
C. ERGEBNISS
3
Anforderungen an ein Langzeitmonitoring von gentechnisch veränderten Lebensmitteln
Bei dem Monitoring von möglichen, mit dem Verzehr von gentechnisch veränderten Lebensmitteln in
Zusammenhang stehenden unerwünschten Langzeitwirkungen ist zu unterscheiden zwischen dem (a) preMarketing Risikoabschätzung, (b) dem post-Marketing Monitoring von direkt nach dem Verzehr auftretenden
Symptomen, und (c) der Detektion langfristig auftretender Schäden mit Hilfe eines post-Marketing Monitoring
Systems.
Die im Rahmen der pre-Marketing Risikoabschätzung durchgeführten toxikologischen und z.T. auch klinischen
Studien geben eine Reihe wichtiger Hinweise für die Fokussierung des post-Marketing Monitorings. Klinische
Studien, wie sie z.B. im Falle von Quorn (Kap. B-4.4.5.3) und Olestra (Kap. B-4.4.5.4) durchgeführt worden sind,
zeigen, daß es sinnvoll ist, sich hierbei auf ernährungsphysiologische Fragen (z.B. die Resorption von Vitamine)
oder auf Fragestellungen bzgl. der gesundheitlichen Beeinträchtigungen von Versuchstieren zu konzentrieren,
die bei den zuvor durchgeführten Fütterungsexperimenten beobachtet wurden. Die Relevanz klinischer Studien
ergibt sich aus der eingeschränkten Übertragbarkeit und damit Aussagefähigkeit von Fütterungsversuchen (s.
Kap. C-1.1.).
Von Seiten des Autors wird die Einschätzung, die z.B. auch von GLINSMANN vertreten wird, geteilt, wonach die
zukünftige Bewertung von Lebensmitteln und Lebensmittelzutaten eine verstärkte klinische Prüfung notwendig
macht (107). Auch andere Autoren vertreten die Auffassung, daß klinische Studien in Zukunft verstärkt genutzt
werden, so etwa KIRSCHMANN, demzufolge „die Notwendigkeit für klinische Studien mit dem Auftauchen
neuartiger Lebensmittel immer offensichtlicher wird. Die Durchführung klinischer Studien mit Menschen wird eine
immer wesentlichere Rolle bei der Evaluierung neuartiger Lebensmittel und ihrer Zutaten spielen.“ (KIRSCHMANN,
1992).
Lebensmittel werden in verstärktem Maße nicht mehr nur auf ihren möglichen Gefährdungsgrad analysiert,
sondern auch auf ihre Charakteristika im Zusammenhang mit der Prävention von lebensmittelbedingten
Erkrankungen. Da Tierversuche für solche Untersuchungen häufig keine ausreichend quantifizierbaren
Aussagen erlauben, werden klinische Studien auf dem Hintergrund dieser Fragestellung als adäquates Mittel
angesehen (GLINSMANN, 1992).
Zur Effizienz eines post-Marketing Monitoring Systems ist die Etablierung von zwei Dingen notwendig:
(1)
die Eingrenzung möglicher Probleme auf Basis der wissenschaftlichen Bewertung der Höhe des
Risikopotentials der einzelnen Risikofaktoren;
(2)
die Schaffung organisatorischer Strukturen, die ein Erkennen von Zusammenhängen zwischen dem
Konsum
eines
gentechnisch
veränderten
Lebensmittels
und
möglichen
gesundheitlichen
Beeinträchtigungen ermöglicht.
107
”Clinical testing could become important in a post-marketing mode - to asses the new safety concerns raised by
increased scientific knowledge; to evaluate impacts on changes in food use which alters exposures; and to investigate
subpopulations in which there is preliminary evidence that they have unanticipated adverse effects associated with a
food product use.” (GLINSMANN, 1992).
C. ERGEBNISS
-182
Ein Langzeitmonitoring gentechnisch veränderter Lebensmittel sollte neben den Erfahrungen aus dem
Arzneimittelbereich (s. Kap. C-1.2.1) auch Erfahrungen aus dem Bereich des Inverkehrbringens von
Zusatzstoffen (s. Kap. C-1.2.2) und anderer, neuartiger Lebensmittel mit einbeziehen, wie etwa beim
Fettersatzstoff Olestra (s. Kap. C-1.2.3). Die Nutzung von pMM-Erfahrungen aus dem medizinischen Bereich für
das Monitoring andere Produkte hat auch zu früheren Zeitpunkten bereits stattgefunden. So wurde z.B. im
Oktober 1996 die Detektion unerwünschter Nebenwirkungen nach der Verwendung von Kräuterheilmittel in das
Britische Yellow-Card-System aufgenommen (ANONYMUS, 1996e). Auch in der Bundesrepublik sind für die
Anwendungsbeobachtung von pflanzlichen Wirkstoffen Empfehlungen erarbeitet worden (KRAFT, 1997).
Monitoring-Systeme sind auch in anderen Bereichen bekannt.
Daß die im medizinischen Bereich gesammelten Erfahrungen und Methoden für die Anwendung im
Lebensmittelbereich einer Modifikation bedürfen, zeigt sich z.B. daran, daß Systeme wie Medicaid und die
Saskatchewan Health Database (Kap. B-4.4.3.3.3) für die Erfassung von möglichen negativen gesundheitlichen
Langzeitfolgen, die mit dem Verzehr gentechnisch veränderter Lebensmittel verbunden sein könnten, nicht
geeignet sind, da die hierfür notwendigen Grunddaten nicht zur Verfügung stehen und ohne einen erheblichen
Aufwand auch nicht zu erhalten sind.
Erfahrungen bei der Schaffung organisatorischer Strukturen für ein post-Marketing Monitoring System für NichtArzneimittel bestehen insbesondere im Zusammenhang mit dem Anfang 1985 unter der Verantwortung des
amerikanischen Food and Drug Administration (FDA) etablierten Adverse Reaction Monitoring System (ARMS)
(FDA, 1994b; GRAY, 1997d). Hier wurden Nebenreaktionen im Zusammenhang mit dem Verzehr von
Zusatzstoffen wie Aspartam (GRAY, 1997b), Glutamat (GRAY, 1997a) oder Sulfit (GRAY, 1997c) gesammelt. Auch
wenn nicht immer ein direkter kausaler Zusammenhang zwischen dem Auftreten physiologischen Beschwerden
und dem Konsum des Lebensmittelzusatzstoffes nachgewiesen werden konnte, liefern die im Rahmen des
ARMS gesammelten Daten doch eine Reihe von Hinweisen für spezifische Fragestellungen, die im Rahmen
objektiver klinischer Studien - und d.h. dem DBPCFC-Protokoll unterliegenden Untersuchungen (BOCK, 1988;
METCALFE, 1990) - weiter untersucht werden können (TOLLEFSON, 1989). Mit diesem Vorgehen konnte z.B.
detektiert werden, daß gesundheitliche Beeinträchtigungen beim Verzehr von Monosodium Glutamat (MSG)
insbesondere bei asthmatischen Personen, bei Frauen, die orale Verhütungsmittel zu sich nehmen und bei
solchen Patienten, die eine Vitamin B-6 Unterversorgung haben, auftreten (RAITEN, 1995).
-183
C. ERGEBNISS
3.1
Die
Anforderungsprofil an ein Monitoring-System
vorgeschlagenen
Maßnahmen
zur
Identifizierung
möglicher
unerwünschter
Nebenwirkungen
im
Zusammenhang mit dem Verzehr gentechnisch veränderter Lebensmittel müssen verschiedene potentielle
Fehlerquellen berücksichtigen, die den Nachweis von Kausalzusammenhängen und die Bestimmung der
Relevanz der beobachteten Phänome erschweren. Die Vielzahl der potentiellen Fehlerquellen könnte durchaus
dazu führen, daß die Sinnhaftigkeit eines solchem Monitoring-Systems generell in Frage gestellt wird. Hierbei ist
jedoch zu beachten, daß es sich bei diesen Einschränkungen im Prinzip um die selben limitierenden Faktoren
handelt, die auch beim post-Marketing Monitoring von Pharmazeutika diskutiert werden (MEYBOOM, 1997a).
Insofern besteht bezüglich des Grades an Verläßlichkeit der Aussagen eine Vergleichbarkeit zu bestehenden
und praktizierten Monitoring-Systemen.
Zu den oben angesprochenen limitierenden Parametern gehören:
•
das Phänomen des under-reporting;
•
extrem seltene oder erst nach sehr langen Zeiträumen auftretende unerwünschte Nebenwirkungen;
•
fehlende oder wissenschaftlich nicht exakt zu treffende Kausalzusammenhänge zwischen dem Konsum
eines gentechnisch veränderten Lebensmittels und den registrierten unerwünschten Nebenwirkungen;
•
die fehlerhafte Zuordnung beim Verbraucher zwischen der Einnahme bestimmter Stoffe und dem Auftreten
gesundheitlicher Beschwerden, wie sie bereits aus dem Bereich der Lebensmittelallergien und der LaktoseIntoleranz (SUAREZ, 1996) bekannt ist;
•
die Hypersensibilität von Verbrauchern aufgrund aktueller Medienberichterstattung.
Da praktizierende Ärzte immer wieder um ihre Beteiligung an post-Marketing Studien gebeten werden, ist es
hilfreich, wenn die Untersuchung bestimmten Qualitätskriterien entspricht (MARLEY, 1993). Hierzu gehören:
-
ein überzeugender medizinischer Grund für die Durchführung der Untersuchung;
-
daß die Studie nicht als Werbeaktion gestaltet sein darf (s.a. STEPHENS, 1993 und VANDENBURG, 1994);
-
Erstellung eines vollständiges Studienprotokoll, in dem die Ziele der Untersuchung darzustellen sind;
-
Offenlegung, in welcher Form die Ergebnisse der Arbeit publiziert werden;
-
Nachweis, daß eine ausreichende Anzahl von Patienten in die Untersuchung miteinbezogen wird, und daß
Kontrollgruppen bestehen, um Kausalzusammenhänge nachweisen zu können.
Ein ”ideales” pMM-System sollte die folgenden Charakteristika umfassen (CARSON, 1994, ASHP, 1995):
•
die Fähigkeit, eine große Gruppe von Menschen zu beobachten;
•
die Fähigkeit, eine Kontrollgruppe von nicht exponierten Patienten zu studieren;
•
die Fähigkeit, eine Kontrollgruppe von Patienten zu studieren, die gegenüber einem ähnlichen Arzneimittel
exponiert sind;
Das im folgenden vorgestellte Vorgehen beim post-Marketing Monitoring von gentechnisch veränderten
Lebensmitteln erfüllt diese Anforderungen, ohne deshalb von sich zu beanspruchen, in der Lage zu sein, alle
unerwarteten negativen gesundheitlichen Beeinträchtigungen oder alle positiven Einflüsse zu detektieren. Die
o.g. Schwierigkeiten bei der Detektion unerwünschter Langzeitfolgen, die durch den Verzehr gentechnisch
veränderter Lebensmittel bedingt sind, sowie des Nachweises eines eindeutigen Kausalzusammenhanges (s.a.
Kap. C-1.2.1.2.1) zwischen dem Verzehr eines solchen Lebensmittels und der beobachteten gesundheitlichen
-184
C. ERGEBNISS
Beeinträchtigung, machen deutlich, daß ein post-Marketing Monitoring System nicht auf einer einzigen
Maßnahme allein beruhen kann, sondern daß ein solches System verschiedene, gleichberechtigte Maßnahmen
umfassen muß. Die wesentlichen Elemente des hier vorgeschlagenen post-Marketing Monitoring Systems für
gentechnisch veränderte Lebensmittel sind in Abb. 30 zusammengefaßt und werden im folgenden weiter
präzisiert.
Unternehmensaktivitäten
Aktivitäten von
Interest-Groups
Passive
Selbstbeobachtung
Erfahrungen aus der
pre-Marketing
Risikoabschätzung
Initiierung
aktiver
Selbstbeobachtung
Neutrale Institution
Erfahrungen mit
anderen gentechn.
veränd. Lebensmitteln
Epidemioligische
Daten und
Konsumgewohnheiten
Außenkommunikation der Daten
Abb. 30
MonitoringStudien
Monitoring
einzelner
Bevölkerungs
-gruppen
Event-Klassifizierung und
Evaluierung
Wesentliche Elemente eines post-Marketing Monitoring System (pMMS) von gentechnisch veränderten
Lebensmitteln.
Neutrale Institution
Die Vielzahl der möglichen Datenquellen und die Sensitivität der gewonnenen Daten bzw. der Grad ihrer
-185
C. ERGEBNISS
öffentlichen Diskussion macht es notwendig, daß eine neutrale und möglichst glaubwürdige Institution die
zentrale Funktion der Initiierung eines pMM, der Datensammlung, –bewertung und –kommunikation übernimmt.
Aus
diesem
Grunde
scheiden
sowohl
Unternehmen
als
auch
Interessensgruppen,
wie
z.B.
Verbraucherschutzorganisationen für die alleinige Wahrnehmung dieser Aufgabe aus. Insbesondere die
Erfahrungen mit Olestra (s. Kap. C-1.2.3.1) haben gezeigt, daß Interessensgruppen zwar eine wichtige Rolle
einnehmen, um eine öffentliche Diskussion anzustoßen und auf kritische Punkte in der Risikoabschätzung
hinzuweisen, daß ihre Datensammlung und –evaluierung häufig jedoch nicht strengen wissenschaftlichen
Kriterien unterliegt, sondern durchaus auch von Partikulärinteressen beeinflußt ist.
Aufgabe dieser Institution sollte es nicht nur sein, die bei den verschiedenen Akteuren des MonitoringProgramms gesammelten Erfahrungen zu koordinieren und zu sammeln, sondern auch die direkte
Kommunikation und den Austausch zwischen den verschiedenen Akteuren zu unterstützen, um unterschiedliche
Bewertungen zu diskutieren und ggf. aus dem Weg zu räumen.
Auch wenn die für das Monitoring zentrale Institution als „neutral“ bezeichnet wurde, ist dem Autor bewußt, daß
auch solche Institutionen nicht absolut objektiv und neutral sind. Die jeweils agierenden Personen besitzen wie
in anderen Bereichen auch Eigeninteressen (z.B. wirtschaftliche Interessen, falls es sich nicht um eine nichtstaatliche
Institution
Konkurrenzdenken
handelt;
der
Karrierebestrebungen,
agierenden
Personen
sowie
außerparlamentarisches
Profilierungsbestrebungen
Engagement
zwischen
und
einzelnen
Institutionen). Nichtsdestotrotz ist der Grad an Objektivität und Neutralität zumindest höher einzuschätzen, als im
Falle von Organisationen und Unternehmen mit einem klar definierten Eigeninteresse.
Pre-Marketing Risikoabschätzung
Die im Rahmen des pre-Marketing durchgeführte Risikoabschätzung sollte sich an den folgenden Leitfragen
orientierten:
-
Welche Effekte können unter begründbaren Umständen durch den Verzehr des gentechnisch veränderten
Lebensmittels eintreten? Hierzu gehören z.B. Fragestellungen, wie sie auch häufig im Zusammenhang mit
dem Verzehr gentechnisch veränderter Lebensmittel in der Öffentlichkeit diskutiert werden (d.h. allergenes
Potential; erhöhte Ausbildung von Antibiotikaresistenzen; Bildung unerwarteter toxischer Substanzen
aufgrund pleiotrope Effekte; Anstieg der Konzentration natürlich vorkommender Toxine).
-
Können diese Effekte in Tierversuchen simuliert und detektiert werden?
-
Besitzen
diese
Effekte
eine
physiologische
Relevanz
(z.B.
im
Falle
der
Übertragung
von
Antibiotikaresistenzgenen) ?
-
Wie wird der neuartige Lebensmittelinhaltsstoff im Körper metabolisiert?
-
Welchen Verarbeitungsprozessen ist dieser Lebensmittelinhaltsstoff vor dem Konsum des Lebensmittels
unterworfen?
-
Haben diese Verarbeitungsprozesse Einfluß auf das toxische Potential des Lebensmittelinhaltsstoffes?
-
Besitzt der neuartige Lebensmittelinhaltsstoff chemische oder physikalische Eigenschaften, die Einfluß auf
den Nährwert von Lebensmitteln haben können?
-
Kollidiert die Aufnahme des neuartigen Lebensmittelinhaltsstoff mit bekannten physiologischen Prozessen?
Bei klinischen Untersuchungen, die das Ziel besitzen, den Einfluß der neuartigen Lebensmittelzutat auf den
Nährwertgehalt des Gesamtlebensmittels zu untersuchen, sollten eine Reihe von Faktoren standardisiert bzw.
-186
C. ERGEBNISS
eine Reihe von Parametern regelmäßig untersucht werden. Hierzu gehören die Zeitdauer der Untersuchung, die
verwendete Menge an Lebensmitteln, die Auswahl der Probanden, die Definition der Basis-Diät, das
Urinvolumen, die Blut-Fett-Werte, die Blut-Glukosekonzentration, der Blutdruck, sowie die Leber- und
Nierenfunktionen. Eine solche Standardisierung, wie sie im toxikologischen Bereich seit langem gilt, ist
notwendig, um unterschiedliche Untersuchungen miteinander vergleichen zu können (HERMUS, 1993).
Fragen, die durch eine pre-Marketing Risikoabschätzung nicht hinreichend beantwortet werden können, sind im
Rahmen des pMM weiter zu analysieren.
Erfahrungen mit anderen gentechnisch veränderten Lebensmitteln
Neben den produktspezifischen Fragestellungen und den im Rahmen der pre-Marketing Risikoabschätzung
erhobenen Daten sollten auch Erfahrungen aus der Zulassung und dem Monitoring von anderen gentechnisch
veränderten Lebensmitteln mit in die Betrachtungen einbezogen werden.
Epidemiologische Daten und Konsumgewohnheiten
Hierunter ist die parallele epidemiologische Auswertung der Entwicklung des Krankheitsgeschehens in einer
bestimmten Region und der Vergleich zu der in dieser Region in Verkehr gebrachten Menge eines bestimmten
gentechnisch veränderten Lebensmittels zu verstehen. Solche Verzehrmengen wurden z.B. von KERSTING et al.
bezüglich der Aufnahme von Babynahrung bestimmt (KERSTING, 1998). Korrelation, die auf epidemiologischen
Daten basieren, konnten etwa zwischen dem Konsum bestimmter Fettsäuren und dem Auftreten von Herz- und
Gefäßerkrankungen hergestellt werden (SINGH, 1996).
Erfahrungen im Zusammenhang mit dem Lebensmittelzusatzstoff Aspartam zeigen jedoch auch (s. Kap. B1.2.2.1), daß in manchen Fällen Parallelen zwischen dem Verzehr des Lebensmittels und gesundheitlichen
Beeinträchtigung zwar durchaus zu beobachten sind, ohne daß deshalb jedoch eine Kausalität besteht. Diese
mangelnde
Kausalitätsbeziehung
verhindert
jedoch
nicht,
daß
es
z.T.
zu
einer
erheblichen
Medienberichterstattung und der daraus folgenden Beunruhigung des Endverbrauchers kommt (s.a. Fußnote
110). Bei solch vergleichenden Untersuchungen besteht also die Gefahr, daß zeitlich parallel stattfindende
Ereignisse miteinander in Korrelation gebracht werden, ohne daß eine solche tatsächlich besteht. Ein einfaches
Beispiel mag dies verdeutlichen: Die Abnahme der Zahl der Störche und die Abnahme der Geburtenrate in
Deutschland verlief parallel. Die naheliegende Folgerung, daß hiermit der Beweis erbracht sei, daß der Storch
die Kinder bringe, entbehrt bekanntermaßen jedoch jeglicher wissenschaftlicher Grundlage (FÖRSTER, 1994).
Event-Klassifizierung und Evaluierung
Bei der Sammlung der Daten sollten nicht nur unerwartete negative gesundheitliche Beeinträchtigungen
registriert werden, die mit dem Konsum eines gentechnisch veränderten Lebensmittels in Verbindung gebracht
werden, sondern auch positive Beeinträchtigungen. Diese Daten sollten möglichst in einer systematischen Form
gesammelt werden, wobei die folgenden Parameter zu beachten sind (s.a. Kap. C-3.1.1):
(a)
allg. Gesundheitszustand der Person, welche das Phänomen meldet bzw. bei der sie beobachtet wurde,
sowie ihr früherer Gesundheitszustand (Anamese);
(b)
ob das Phänomen bei der Person bereits zu einem früheren Zeitpunkt aufgetreten ist und in welchem
Zusammenhang;
(c)
ob sich die Intensität von Symptomen aus dieser Zeit nach dem Verzehr des Lebensmittels verstärkt hatte;
-187
C. ERGEBNISS
(d)
ob das Phänomen bei der Person bereits zu einem früheren Zeitpunkt beim Verzehr eines ähnlichen (nichtgentechnisch veränderten) Lebensmittels aufgetreten ist;
(e)
wann das Lebensmittel das erste Mal konsumiert wurde, und wann das Phänomen daraufhin das erste Mal
auftrat,
(f)
Häufigkeit, Dauer und Ernsthaftigkeit, mit der das Phänomen auftrat;
(g)
Vermutung des Betroffenen in bezug auf die Ursache des Phänomens.
Die im Rahmen der unterschiedlichen Untersuchungen gesammelten bzw. gemeldeten Daten sollten ähnlich wie
beim ARMS-System in drei Kategorien klassifiziert und die jeweiligen Einzelfälle durch eine Gruppe von
Personen mit unterschiedlichen Expertisen evaluiert werden (s.a. Kap. C-1.2.2).
-
Gruppe A: Symptome müssen jedesmal dann auftreten, wenn die betroffene Person verschiedene
Lebensmittel konsumiert hat, die die selbe, aus einem gentechnisch veränderten Organismus gewonnene
Lebensmittelzutat enthalten. Zwischen dem Konsum der mit dem Phänomen in Verbindung gebrachten
unterschiedlichen Lebensmittel muß eine von Symptomen freie Zeit auftreten.
-
Gruppe B: Die Symptome müssen jedesmal wieder auftreten, wenn die betroffene Person ein bestimmtes
Lebensmittel zu sich nimmt, in der sich die aus einem gentechnisch veränderten Organismus gewonnene
Lebensmittelzutat befindet, von der vermutet wird, daß sie für die Symptome verantwortlich ist.
-
Gruppe C: Die Symptome treten nicht jedesmal auf, wenn ein Lebensmittel konsumiert wird, das die aus
einem gentechnisch veränderten Organismus gewonnene Lebensmittelzutat enthält von der die betroffene
Person glaubt, daß sie für die Symptome verantwortlich ist. Ebenfalls in diese Gruppe eingeteilt werden
betroffene Personen, die einen Arzt konsultiert haben, der ihnen mitgeteilt hat, daß die Symptome
wahrscheinlich nicht mit dem Konsum der jeweiligen Substanz in Zusammenhang stehen.
Die Sammlung von Daten und Ereignissen aus verschiedenen Zusammenhängen ermöglicht die Detektion eines
erhöhten Auftretens unerklärlicher Fälle. Eine Bewertung von eingegangenen Meldungen von Verbrauchern und
medizinischem Personal im Rahmen eines pMM erfordert eine möglichst stringente Eingrenzung von
Kausalzusammenhängen zwischen
dem
Verzehr
eines
Lebensmittels
und
den
daraus
postulierten
gesundheitlichen Beeinträchtigungen. Dies gilt um so mehr, wenn sich Verbraucher über ein Info-Telefon direkt
mit der Datensammelstelle in Verbindung setzen, da naturgemäß die Krankengeschichte der Anrufer unbekannt
ist (übereinstimmend DITTO, 1997; JACOBSEN, 1997; W HITE, 1997).
Verläßliche Aussagen über einen Kausalzusammenhang lassen sich nur erreichen, wenn man wie im
pharmazeutischen Bereich auch eine Gruppen-Studie durchführt. Ziel hierbei ist es, Parallelen in den Lebensund Verzehrgewohnheiten von erkrankten Personen zu identifizieren. Hierdurch kann bestimmt werden, ob für
das beobachtete Phänomen der Konsum eines Lebensmittels, oder aber ob eine andere Parallele in der
Lebensführung (z.B. Exposition gegenüber einem Gefahrstoff am Arbeitsplatz) verantwortlich war. Ist das
beobachtete Phänomen auf den Verzehr eines Lebensmittels zurückzuführen, ist in einer zweiten Kontrollstudie
zu evaluieren, ob dieses Phänomen spezifisch im Falles des Konsum des gentechnisch veränderten
Lebensmittel auftritt. Wie wichtig eine Vergleichbarkeit der Kontrollen ist, hat sich nicht zuletzt auch noch einmal
aufgrund der aktuellen Auseinandersetzung um die sog. „Lectin-Kartoffeln“ in Gr0ßbritannien gezeigt (EWEN,
1999; KUIPER, 1999; ACNFP, 1999; ROYAL SOCIETY, 1999).
Anders als bei der Verwendung von zwei unterschiedlichen Medikamenten sind bei Lebensmitteln auch
psychologische Momente bei der Beurteilung von Symptomen bzw. bei der Sensitivität im Erkennen und Melden
C. ERGEBNISS
-188
von ACE mitzuberücksichtigen. Aus diesem Grunde ist eine Kontrollgruppe notwendig, die konventionell
hergestellte Lebensmittel (Placebos) konsumiert, von denen der Proband annimmt, daß es sich um
gentechnisch veränderte Lebensmittel handelt. Um das ”Mischen” von konventionellen Lebensmitteln und
gentechnisch veränderten Lebensmitteln beim Verzehr auszuschließen, sollten die Lebensmittel vom
Projektleiter zur Verfügung gestellt werden, da selbst in einem lokal eng begrenzten Testmarkt ein Konsum von
Lebensmitteln unterschiedlicher Herkunft bzw. Verarbeitungsart nicht ausgeschlossen werden kann.
Monitoring einzelner Bevölkerungsgruppen
Bei der Risikoabschätzung ganzer Lebensmittel bzw. von Lebensmittelzutaten, die einen wesentlichen Teil des
Lebensmittels ausmachen, konnte man in der Vergangenheit bereits einige Erfahrungen durch das Monitoring
einzelner Bevölkerungsgruppen sammeln. Hierbei wurden kleine Personengruppen von besonders gefährdeten
Menschen über mehrere Jahre beobachtet, wie z.B. im Falle von an Phenylketonurie erkrankten Personen
(PRINCE, 1997) oder im Falle von Diabetikern, bei denen der Einfluß des Verzehrs von Haferkleie auf den
Glukosegehalt im Blut über einen Zeitraum von 6 Monaten beobachtet wurde (PICK, 1996). Im Falle von
gentechnisch veränderten Lebensmitteln könnte z.B. der Einfluß des Verzehrs auf Allergiker beobachtet werden,
die gegenüber vielen Stoffen allergisch sind (also eine gewisse Sensitivität auch gegenüber neuen Allergenen
vermuten lassen) oder aber gegenüber dem Organismus, aus dem das neuartige Gen isoliert wurde (z.B. der
Paranuß; s.a. Kap. B-4.4.5.1). Zum Monitoring einzelner Bevölkerungsgruppen gehört auch das Monitoring von
Testmärkten, d.h. begrenzten örtlichen Regionen, in denen das gentechnisch veränderte Lebensmittel erstmalig
angeboten wird (wie es z.B. beim Fettersatzstoff Olestra der Fall war).
Monitoring-Studien
Hierzu gehören z.B. Intensive Hospital Based-Systeme wie das Boston Collaborative Drug Surveillance
Programme (BCDSP) (CARSON, 1994, JICK, 1996; COSENTINO, 1996), einer 40 Kliniken umfassenden,
multizentrischen Studie, in der alle Patienten über ihre Arzneimittelanwendungen in den letzten Wochen befragt
werden. Da in einem Krankenhaus i.d.R. der Einkauf und die Verarbeitung von Lebensmitteln einem besonderen
Qualitätsstandard unterliegt, wäre es mit einer solchen Studie möglich, den Einfluß der Verwendung bestimmter
gentechnisch veränderter Lebensmittel zu beobachten. Auch wenn die Zahl der untersuchten Personen
beschränkt ist, hat ein solches System den Vorteil der Evaluierung der gewonnenen medizinischen Daten. Eine
größere Zahl an beobachteten Personen ließ sich durch eine Vernetzung einzelner Kliniken erreichen, wie es
z.B. im Falle des Drug Surveillance Networks für den pharmazeutischen Bereich umgesetzt wurde (GRASELA,
1989).
Aktivitäten von Interessensgruppen
Interessensgruppen, und hierzu gehören insbesondere Verbraucherschutzorganisationen, besitzen im
Gegensatz zu stattlichen Institutionen und Unternehmen ein wesentlich größeres Vertrauen bei dem
Endverbraucher (KOMMISSION, 1997k). Gleichzeitig verstehen sich solche Institutionen als Vertreter von
Verbraucherinteressen. Aus diesem Grunde ist davon auszugehen, daß auch in Zukunft einzelne Institutionen
von sich aus ein Monitoring neuartiger Lebensmittel initiieren, wie dies etwa beim Fettersatzstoff Olestra der Fall
war (s. Kap.C-1.2.3.1). Sowohl bei einigen Unternehmen (PROCTER & GAMBLE FOODS, 1997), als auch bei
Verbraucherverbänden und -forschungseinrichtungen (CSPI, 1997a; 1997b) bestehen bereits sogenannte "Toll-
C. ERGEBNISS
-189
free Nummern”, bei denen sich Verbraucher direkt und kostenlos telefonisch melden können, wenn beim
Verzehr eines Lebensmittels negative Auswirkungen beobachtet worden sind.
Unternehmensaktivitäten
Ähnlich wie im pharmazeutischen Sektor bzw. wie bei den anderen untersuchten Fällen (Aspartam, Olestra,
Quorn und dem Babykostbereich) sollten Unternehmen auf ihren Verpackungen auf eine Telefon-Hotline
aufmerksam machen, die es dem Verbraucher ermöglicht, im Falle einer unerwarteten körperlichen Reaktionen
(was sowohl positive als auch negative Ereignisse mit einschließt) nach dem Verzehr des Lebensmittels diese
zu melden. Die Firmen sollten die Daten nach dem selben Schema sammeln und bewerten, wie dies auch die
neutrale Behörde selber, bzw. in diesem Bereich aktive Interessensgruppen tun und die Daten dann der
neutralen Institution zur Verfügung stellen (s.a. Kap. C-3.1.1).
Passive Selbstbeobachtung
Die Meldung spontan auftretender körperlicher Beeinträchtigungen (spontaneous reporting) hat sich seit vielen
Jahren im pharmazeutischen Bereich bewährt und kann auch für das post-Marketing Monitoring gentechnisch
veränderter Lebensmittel genutzt werden. Genau wie im Falle des Yellow-Card-System, der Meldung gegenüber
dem BfArM oder dem US-amerikanischen MedWatch (Kap. B-4.4.3.3.1 und C-1.2.1.2.4) besteht sowohl für den
die betroffene Person behandelnden Arzt als auch für die Person selbst die Möglichkeit, körperliche
Beeinträchtigungen gegenüber (a) der Herstellerfirma oder (b) einer zentralen Behörde zu melden. Dort müssen
die Daten evaluiert werden um ggf. über weitere Aktivitäten (wie z.B. eine Gruppen-Studie) zu entscheiden.
Initiierung aktiver Selbstbeobachtung
Die Erfahrungen im pharmazeutischen Bereich, wonach einzelne Verbraucher dafür gewonnen werden,
körperliche Beeinträchtigungen nach dem Konsum eines Arzneimittels zu melden (aktive Selbstbeobachtung) (s.
Kap. B-4.4.3.3.2 und Kap. C-1.2.1.2.5) sind auch auf das post-Marketing Monitoring gentechnisch veränderter
Lebensmittel anwendbar. Auch in diesem Fall sind die Daten in einer zentralen Institution zu evaluieren, um ggf.
über weitere Aktivitäten (wie z.B. eine Gruppen-Studie) zu entscheiden.
C. ERGEBNISS
-190
Kommunikation der Daten
Unter dieser Oberbegriff wird (a) sowohl die Kommunikation der Endergebnisse nach der Evaluierung der Daten
an eine größere Öffentlichkeit verstanden, als auch (b) die Information der Öffentlichkeit und der
Fachöffentlichkeit darüber, daß ein post-Marketing Monitoring System überhaupt besteht, als auch (c) die
Kommunikation der Daten innerhalb eines Netzwerkes innerhalb der Europäischen Union oder sogar in
Zusammenarbeit mit anderen Staaten außerhalb der EU, wie etwa den USA, wie es auch im Falle der
Arzneimittel üblich ist.
Wie wichtig entsprechende Werbemaßnahmen für ein Monitoring-System sind, hat sich am Beispiel MedWatch
gezeigt, bei dem intensive Marketingbemühungen in der Tat zu einer höheren Meldefrequenz von UAW im
pharmazeutischen Bereich geführt haben (Kap. B-4.4.3.3.1). Wichtig ist jedoch nicht nur die Tatsache der
Bekanntmachung eines solchen Monitoring-Systems und seiner verschiedene Elemente, sondern auch die Form
der Bekanntmachung. Erfahrungen sowohl im pharmazeutischen Bereich als auch im Falle des Monitorings von
Olestra haben gezeigt, daß die Zahl der gemeldeten Beschwerden stark von Anzeigenkampagnen und der Form
der Anzeigen, d.h. ihrer medialen Zuspitzung abhängig sind (Kap. C-1.2.3.1). Die Kommunikation der Daten und
ihrer Bewertungen ist aus zwei Gründen wichtig:
(a) diejenigen Personen, insbesondere aus dem medizinischen Bereich, die der unabhängigen Behörde Daten
zur Verfügung stellen, sollten über die Ergebnisse unterrichtet werden, um die Motivation für die weitere
Beteiligung an Meldesystem aufrecht zu erhalten. Wie notwendig dies ist, hat sich im pharmazeutischen
Bereich gezeigt (KOCH-W ESER, 1969; BIRIELL, 1997);
(b)
wie die öffentliche Diskussion über BSE, Dioxine in Lebensmitteln und den Einsatz der Gentechnik im
Lebensmittelbereich zeigt, besteht bei den Verbrauchern eine große Verunsicherung und ein großes
Mißtrauen gegenüber den bisherigen Informationsträgern. Diese Verunsicherung wird durch die Art und
Weise der öffentlichen Debatte weiter gefördert (TAVERNE, 1999; FISKEN, 1999). Aus diesem Grunde sind
die durch eine neutrale Institution evaluierten Daten zu veröffentlichen, um eine an wissenschaftlichen
Daten orientierte öffentliche Diskussion zu ermöglichen.
3.1.1
Datenerhebung
Bei der Befragung der Person, die eine unvorhergesehene Beeinträchtigung oder ein unvorhergesehenes
positives Phänomen nach dem Konsum eines gentechnisch veränderten Lebensmittels meldet, sind
verschiedene Parameter zu erfassen. Der im folgenden entwickelte Fragebogen hat Anregungen von
verschiedenen in der Literatur bereits beschrieben Fragebögen aufgenommen. Hierzu gehören der im Rahmen
von MedWatch verwendete Bogen (CURRAN, 1990 und FISCHER, 1995 S. 362 ff), das FDA Formblatt-1639
(JOHNSON, 1993b) sowie andere Fragebögen (FREEMANTEL, 1997; ICH, 1997; LOHMANN, 1998; VICTOR, 1991;
STEPHENS, 1993). Wesentliche im Zusammenhang mit dem Konsum von Lebensmitteln genannte Beschwerden
faßt Tab. 30 zusammen.
-191
C. ERGEBNISS
Welche der im folgenden aufgezählten Symptome haben Sie in den letzten drei Monaten verspürt?
nie
manchmal
häufig
fast
immer
leicht
mittel
schwer
Symptome der Atemwege
Hustenreiz
Bronchitis
Niesreiz
verstärkte Nasenschleimbildung,
Schwellung des Kehlkopfes,
Halsschmerzen
Beschwerden im Gastrointestinalbereich
Unterleibsschmerzen
Übelkeit
Erbrechen
Durchfall
Blut im Stuhlgang
Krämpfe
Blähungen
Sonstige Beschwerden
Juckreiz der Haut
Augenreizung
Konzentrationsstörungen
Zunehmende Vergeßlichkeit
Einschlafstörungen
Erhöhtes Schlafbedürfnis
Reizbarkeit
Gelenk- und Knochenschmerzen
Schwindel
Kopfschmerzen
Tab. 30
Typische Symptome, die im Zusammenhang mit dem Konsum von Lebensmitteln genannt werden
(verändert nach BOCK, 1988).
FoodWatch
KENN-NUMMER FÜR INTERNE NUTZUNG:
-192
C. ERGEBNISS
A. Patienten-Informationen (Anamese)
Geb.Datum
Geschlech
w
m
Gewicht (kg)
PLZ
Alter
Negative Beeinträchtigung
Gebürtige
Nationalität
Art der Beeinträchtigung
Wohnort
Besondere AnameseBefunde
JA NEIN
Beruf
welche
Chronische
Erkrankung
Positive Beeinträchtigung
lebensbedrohend
Initialien
Kofaktoren
B. Beeinträchtigung (Event)
JA NEIN
Krankenhausaufenthalt notwendig
ernst
gering
Dauer der Beeinträchtigung
welche
Beobachtetes Phänomen
Alkohol
JA NEIN
Raucher
Sport
schwanger
Allergien
gegen
Tag des Ereignis
Tag diese Berichtes
Tag des Verzehrs des LM
Relevante Labordaten
Zeit des Konsums des LM vor
Beobachtung des Phänomens
Paralle- Medikamentation
(Art, Dosis, Dauer)
JA NEIN
Phänomen hörte nach
Ende des Konsums auf
Phänomen trat nach
erneutem Konsum wieder auf
Phänomen ist bereits zu
einem früheren Zeitpunkt
aufgetreten
Phänomen hat sich nach
Konsum des LM verstärkt
Phänomen ist bereits zu
einem früheren Zeitpunkt
nach Verzehr eines ähnlichen
LM aufgetreten
Phänomen wurde stärker
bei einer größeren
Aufnahmemenge
Allgem. Gesundheitszustand
Vermutung des Betroffenen
über Ursache des
Phänomens
C. Betroffenes Lebensmittel
Art des LM
E. Meldende Person
Name, Adresse, Tel., Fax, e-mail
Produktname
Herstellerfirma
Batch-Nummer
Verfallsdatum
Im medizinischen
Bereich tätig
Menge und
Häufigkeit der
Aufnahme
Bericht ging auch an:
Händler
Hersteller
Andere, zur selben Zeit
eingenommene LM
JA NEIN
Falls Sie Ihre Identität gegenüber
dem Hersteller NICHT als
vertraulich ansehen wollen, bitte
markieren Sie dies hier
Bitte schicken Sie dieses Formblatt an die auf der Rückseite angegebene Adresse oder benutzen Sie die folgende Internet-Adresse zur Eingabe
http:/www./FoodWatch.org
der Daten
C. ERGEBNISS
-193
Formblatt im Rahmen eines Telefoninterviews
- Zusätzliche Angaben -
War die gentechnische Veränderung
des LM gekennzeichnet?
Ist die Art der gentechnischen
Veränderung durch ein Analyselabor
identifiziert worden?
mittel
Falls sich der Betroffenen selber meldet:
Haben Sie einen Arzt aufgesucht? Welche
Vermutung bzgl. der Ursache hat dieser geäußert?
schwer
Um welche Art der
gentechnischen Veränderung handelt es sich
leicht
............
Fast immer
Hautausschlag
............
häufig
NEIN
nie
JA
manchmal
Symptome die auf Grund des pre-Marketing Risikoabschätzung
erwartet werden könnten
C. ERGEBNISS
3.2
-194
Anmelde- und Genehmigungsverfahren sowie die Kennzeichnung als Unterstützung eines postMarketing Monitorings
Grundlegende Voraussetzung eines Langzeitmonitoring ist das Wissen um die Tatsache und die Art und Weise
der gentechnischen Veränderung, die an dem Lebensmittel bzw. an den Lebensmittelbestandteilen
vorgenommen worden sind. In diesem Zusammenhang wird von verschiedenen Seiten die angestrebte
Anpassung der Rechtsvorschriften sowohl innerhalb der Europäischen Union (FoEE, 1997), als auch den USA
kritisiert, da Tendenzen zu beobachten sind, bestimmte Organismen ganz aus dem Geltungsbereich gesetzlicher
Regelungen herauszunehmen (FDA, 1992; KOMMISSION, 1997a). Es wird befürchtet, ”daß ohne ein
Genehmigungs- und Anmeldesystem vor der Markteinführung (die Behörden) erhebliche Schwierigkeiten haben
werden, die Quelle eines (später auftauchenden) Problems zu identifizieren.” (EDF, 1992).
Auf dem Hintergrund der Kontrolle ist auch die Frage des Umfangs der Kennzeichnung von Lebensmitteln von
Bedeutung. Die Analyse von Kausalzusammenhängen wird durch eine präzise und umfassende Kennzeichnung
erheblich erleichtert. Selbst Verbraucherverbände vertreten die Auffassung, daß es nicht zu vertreten wäre, etwa
die Übertragung von Genen aus Erdbeeren auf andere Organismen zu untersagen, nur weil ein kleiner Teil der
Bevölkerung auf den Konsum von Erdbeeren mit allergischen Reaktionen reagiert (CONSUMER INTERNATIONAL,
1996). Für diejenigen jedoch, die diese Sensibilität besitzen, ist eine Kennzeichnung wichtig um sich vor einer
Exposition zu schützen. Eine ähnliche Bestimmung besteht in den USA im Zusammenhang mit der
Kennzeichnung der Verwendung von Sulfit in Lebensmitteln. Wenngleich auch nur ein kleiner Teil der
Bevölkerung allergisch auf diese Substanz reagiert, gibt es entsprechende Kennzeichnungsvorschriften. Eine
Kennzeichnung allein garantiert für die jeweils betroffenen Bevölkerungsgruppen keinen absoluten Schutz, da
entsprechende Hinweise häufig nicht beachtet werden.
-195
C. ERGEBNISS
4.
Fallbeispiele für die Risikoabschätzungen von gentechnisch veränderten Lebensmitteln
4.1
Xylanase, die mit Hilfe eines gentechnisch veränderten Mikroorganismus (Aspergillus niger
awamori ) gewonnen wurde
Xylanasen hydrolisieren pflanzlicher Polysaccharide wie Xylane (Polymere aus D-Xylose) und Pentosanen,
(Polymere aus Pentosen wie z.B. Ribose oder Desoxyribose). Xylanasen, die von einer Vielzahl von Pilzen
(Saprophyten und Mycorrhiza) synthetisiert werden, spielen in der Natur eine wesentliche Rolle bei der
Mineralisierung von abgestorbenem Pflanzenmaterial.
Im Lebensmittelbereich werden verschiedene Enzyme eingesetzt (s. zur Übersicht SPROESSLER, 1993; GOLUBEV,
1993), wobei Xylanase in der Backwarenindustrie in einer Konzentration von ca. 0,0005 g/ kg Brotteig verwendet
wird, um schwankende Mehlqualitäten in bezug auf mehleigene Enzyme auszugleichen. Die Zugabe von
Xylanase führt zu trockeneren Teigen mit reduzierten Klebeeigenschaften und einem größeren Brotvolumen
nach dem Backen. Das Enzym wird beim eigentlichen Backvorgang bei 90 - 100 ° C inaktiviert. Die fertigen
Gebäcke zeichnen sich durch ein größeres Backvolumen und einer lockere Krume aus (MAAT, 1992). Xylanasen
werden auch in anderen industriellen Bereichen eingesetzt (COUGHLAN, 1993), was z.T. eine hohe Stabilität
gegenüber alkalischen Bedingungen und hohen Temperaturen voraussetzt (z.B. bei der Papierherstellung).
Eigenschaften, die z.T. mit Hilfe des protein engineering erreicht werden (HARRIS, 1994; 1997).
Die Isolierung von Xylanase war bis vor wenigen Jahren auf nicht gentechnisch veränderte Organismen
beschränkt (SHERIEF, 1989). Die Fa. QUEST hat mittlerweile bereits in mehreren EU-Staaten Genehmigungen zur
Produktion von endo-1,4-β-D-Xylanase aus einem gentechnisch veränderten Aspergillus niger awamori erhalten.
Hierbei wurde das Xylanase-Gen mehrfach chromosomal integriert und eine Steigerung der Ausbeute um den
r
Faktor 10 erreicht. Als Markergene wurden das Ampicillin-Resistenzgen (amp -Gen) und das Acetamidase-Gen
(amdS) verwendet (GENDIALOG, 1996; HESSING, 1994).
(n)
4
O
3
2
endo-1,4-β-Xylanase
1
4
O
3
2
Abb. 31
1
Wirkungsweise der endo-1,4-β
β -D-Xylanase (nach BIELEY, 1992 und ATKINS, 1992; s.a. COUGHLAN, 1992).
-196
C. ERGEBNISS
Teil des Genehmigungsverfahrens waren auch umfangreiche toxikologische Untersuchungen. Bei der Bewertung
der im Rahmen der Sicherheitsbewertung des Enzyms durch die Fa. QUEST erhoben Daten durch das ÖkoInstitut im Rahmen des sog. Gendialogs (s. hierzu KATZEK, 1998; MOSCHKE, 1997) kam das Institut zu der
Auffassung, daß ”auf der Grundlage der vorliegenden Studie keine Risikofaktoren angemessen angegeben
werden können,” bzw. daß ”auf der Grundlage der vorgelegten Untersuchungsergebnisse von einem Einsatz der
Xylanase-Präparation in der Nahrungsmittelherstellung nur abgeraten werden kann”. (BUNKE, 1997).
Ausschlaggebend für diese Bewertung waren verschiedene, statistisch signifikante Abweichungen bei den
Fütterungsexperimenten zwischen Kontroll- und Versuchstieren. Als statistisch signifikante Abweichungen
wurden durch das Öko-Institut benannt (GENDIALOG, 1996; BUNKE, 1997):
-
die 3%ige Abnahme der Prothrombinzeit in der Gruppe mit der höchsten Dosierung (0,285% Xylanase) und
um 2% in den unteren Dosis-Gruppen (0,0285 bzw. 0,00285%) bei weiblichen Ratten;
-
die 10%ige Abnahme der Plasma-Pseudocholinesterase-Aktivität bei den Männchen der höchsten DosisGruppe (0,285% Xylanase) und die Abnahme um 12% bei den weiblichen Tieren;
-
Reduktion im 4-Stunden-Urin in der 12. Woche um 49% (Männchen) bzw. 59% (Weibchen) in der höchsten
Dosis-Gruppe;
-
eine Zunahme des Absolutgewichtes der Nebenniere um 17% und des relativen Gewichtes um 20% bei
den Männchen der höchsten Dosis-Gruppe bzw. um 15% bei den weiblichen Tieren.
Bei der Bewertung der Einzeldaten wurden nicht nur, wie bei toxikologischen Untersuchungen üblich, die
Mittelwerte herangezogen, sondern auch die Maximal- bzw. Minimalwerte, um sich an den ”natürlich
vorkommenden, empfindlichen Individuen zu orientieren”. Bei dieser Vorgehensweise war schon bei niedrigster
Dosierung eine Veränderung der Maximalwerte der Nebennierengewichte zu beobachten, wie die untige Tabelle
zeigt.
Männl.
Minimum
Maximum
Mittelwert
l
Minimum
Maximum
Mittelwert
Tab. 31
Kontrolle
absolut
52,2 mg
81,8 mg
64,2 mg
relativ (%)
83
132
103
Kontrolle
absolut
relativ (%)
37,3
87
85,6
249
66,6
194
0,00285% Xylanase
absolut
46,3
86,7
64,9
relativ (%)
77
135
104
0,00285% Xylanase
absolut
relativ (%)
56,1
172
93,1
261
73,1
211
0,0285% Xylanase
absolut
44,4
89,7
68,3
relativ (%)
59
146
105
0,0285% Xylanase
absolut
relativ (%)
52,3
139
96,8
296
71,5
206
0,285% Xylanase
absolut
53,6
91,3
75,1
relativ (%)
188
170
124
0,285% Xylanase
absolut
relativ (%)
59,6
174
99,8
319
76,7
224
Veränderungen im Gewicht der Nebennieren von Ratten nach dem Verzehr von Xylanase (Angabe der
absoluten Gewichte in Milligramm und der relativen Gewichte in Milligramm/ 100 g Körpergewicht) (BUNKE, 1997).
Die Bewertung des Öko-Institutes relativiert sich jedoch erheblich, wenn man die große Schwankungsbreite
allein innerhalb einer Konzentrationsgruppe und zwischen männlichen und weiblichen Tieren betrachtet. Auch
ELIAS widersprach der Interpretation des Öko-Institutes mit der Begründung, daß ”die statistische Signifikanz der
Abweichung eines Parameters einer Testgruppe im Vergleich zur Kontrollgruppe allein betrachtet nie
gleichbedeutend mit biologischer Relevanz ist und auch rein zufallsbedingt sein kann.” (GENDIALOG, 1996).
C. ERGEBNISS
-197
Das Absinken der Prothrombinzeit wurde von Seiten des Unternehmens als nicht signifikant eingestuft und es
wurde auf die fehlende klare Dosis-Wirkungs-Beziehung hingewiesen (11,66 sec bei einer Konzentration von
0,00285% Xylanase, 11,25 sec bei 0,0285%, 11,36 sec bei 0,285% und 11,40 sec bei der Kontrolle). Die
Verringerung des Harnvolumens in der letzten Versuchswoche bei männlichen und weiblichen Tieren der
höchsten Dosis-Gruppe wurde mit der zu diesem Zeitpunkt einhergehenden erheblichen Reduktion der
Trinkwasseraufnahme erklärt. Auch die histopathologischen Untersuchungen der Niere zeigten keine auffälligen
Veränderungen. Als Ursache für das Vorkommen von Leukozyten und Erythrozyten im Harn wurde auf eine
mögliche Harnweginfektion verwiesen, die bei der Labortierhaltung häufiger vorkommt. Die erhöhten
Nebennierengewichte zeigen sich im Vergleich zu historischen Kontrollen als durchaus im Rahmen der
biologischen Varianz liegend. Selbst wenn die beobachteten Phänome auf den Verzehr von Xylanase
zurückzuführen sind, sei dies nach Ansicht des Unternehmens unter dem Aspekt des Gesundheitsschutz nicht
relevant, weil der Sinn von toxikologischen Untersuchungen gerade darin besteht, einen No-Effect-Level (NEL)
(in diesem Fall 0,0285%) zu bestimmen (MOCH, 1997). Die von einem Menschen durchschnittlich mit Brot- und
Backwaren verzehrte Xylanase-Menge liegt um einen Faktor von ca. 1200 unter dem Wert, bei dem im
Tierversuch erstmals phänotypische Anomalien aufgetreten sind. Dieser Bewertung konnten sich einige der
Verbraucherverbände anschließen (DEUTSCHER HAUSFRAUENBUND bzw. VERBRAUCHERINITIATIVE). Andere, wie der
BUND, schlossen sich der Interpretation des Öko-Institutes an (GENDIALOG, 1996).
Im Rahmen eines pMMS müßte verstärkt die Prothrombinzeit, sowie die Plasma-Pseudocholinesterase-Aktivität
beobachtet werden
4.2. Modifizierte ω-3 Fettsäurezusammensetzung eines gentechnisch veränderten Rapses
Es besteht Übereinstimmung darüber, daß Ernährungsgewohnheiten einen wichtigen Einfluß auf die Entstehung
von Krebs, insbesondere Krebserkrankungen des Magens, des Darms, der Mundhöhle, der Speiseröhre, des
Kehlkopfs und der Bauchspeicheldrüse haben. Als Risikofaktoren werden dabei u.a. ein zu hoher Fettkonsum
sowie ein zu geringer Verzehr von Früchten und Gemüsen genannt (CHAN, 1990; AMES, 1983; 1987; BECKER,
1997; BORLAK, 1994; BARTRAM, 1997; BIESALSKI, 1995).
Aus klinischen Untersuchungen ist bekannt, daß der Verzehr von Fischöl und die in ihm enthaltenden ω-3
Fettsäuren anti-karzinogene Eigenschaften haben und zu einer reduzierten Darmkrebsmortalität führt (REDDY,
1992). Dies wird u.a. auf eine Supression der Synthese von Prostaglandin E2 (PGE2) zurückgeführt (SIMOPOULOS,
1997). Prostaglandine zeigen hemmende Eigenschaften auf die Proliferation und Aktivität von T-Lymphozyten
und Makrophagen, was wiederum negative Auswirkungen auf die Abwehr von Tumorzellen nach sich zieht
(BARTRAM, 1997). ω-3 Fettsäuren wie Linolsäure (∆9,12–Octadecadiensäure; C18H32O2) reduzieren darüber hinaus
den Cholesteringehalt im Blutplasma und beeinflussen die Funktion von Zellen, die bei der Artherothrombose
involviert sind (SIMOPOULOS, 1997).
Der tägliche Konsum von trans-Fettsäuren, wie sie z.B. in Margarine vorkommen, beträgt ca. 8-15 g/ d. TransFettsäuren führen, im Vergleich zu cis-Fettsäuren, zu einem stärkeren Anstieg von Cholesterin, Lipoprotein A
und Low Density Lipoprotein Cholesterin (LDL-C) und zu einer im Vergleich stärkeren Reduktion von High
Density Lipoprotein Cholesterin (HDL-C). Damit führen trans-Fettsäuren im Vergleich zu cis-Fettsäuren zu einem
-198
C. ERGEBNISS
Blutbild, das die Gefahr einer Erkrankung der Herzkranzgefäße eher erhöht (KHOSLA, 1996; ASCN, 1996;
ALLISON, 1995). Die Rolle von trans-Fettsäuren bei Erkrankungen der Herzkranzgefäße konnte insbesondere in
Indien gezeigt werden (SINGH, 1996). Trans-Fettsäuren reduzieren auch die Syntheserate von Arachidonsäure
(∆5,8,11,14–Eicosatetransäure; C20H32O2),die wichtig für das Zellwachstum von Kindern ist (DECSI, 1995). Darüber
hinaus konnte eine Korrelation zwischen dem Verzehr von trans-Fettsäuren und dem Auftreten von Asthma,
Heuschnupfen und Hautekzemen nachgewiesen werden (W EILAND, 1999).
H
H
H
O
O
C
C
(a)
Abb. 32
H
OH
OH
(b)
Struktur von cis - und trans-Fettsäuren (cis/trans-Isomerie) am Beispiel der Octadecansäure; C18H34O2 (a)
Elaidinsäure (9t-18:1) und (b) Ölsäure (9c-18:1).
Das Verhältnis zwischen gesättigten und ungesättigten Fettsäuren, das durch die Aktivität des Enzyms StearoylACP(Acyl Carrier Protein) Desaturase determiniert wird (KNUTZON, 1992), beeinflußt die Disposition zu
Erkrankungen der Herzkranzgefäße. Die AMERICAN HEART ASSOCIATION empfiehlt für die tägliche Deckung des
Energiebedarfs einen Anteil von maximal 30% Fett, wobei sich dieser idealerweise zu jeweils 1/3 in gesättigte,
ungesättigte und mehrfach ungesättigte Fettsäuren aufteilen soll (HEYDEN, 1994).
Arbeiten von REDDY et al. haben zum Ziel, den Gehalt der mehrfach ungesättigten Fettsäure γ-Linolensäure
(∆9,12,15–Octadecatriensäure; C18H30O2) mit Hilfe gentechnischer Methoden zu erhöhen. Man erhofft sich hierbei
eine Reduktion an Hypercholesterinämie-Erkrankungen(REDDY, 1997).
Veränderungen der Fettsäurezusammensetzung von Pflanzen werden aber nicht nur aus gesundheitlichen
Gründen angestrebt. So sind z.B. eine Vielzahl ökonomisch relevanter Pflanzenspezies wie Reis, Mais und Soja
sensitiv gegenüber einer Exposition von Temperaturen zwischen 0-15° C. Die Anwesenheit einer im
Fettsäuremolekül
polarer
Lipide
zentral
positionierten
cis-Doppelbindung
führt
zu
einer
deutlichen
Desensibilisierung gegenüber diesen Außentemperaturen, wie Arbeiten an transgenem Tabak zeigen, in dem
eine ∆9-Desaturase aus Cyanobakterien exprimiert wurde, welche die Ausbildung einer cis-Doppelbindung an
der Position ∆9 von gesättigten Fettsäuren in Membranlipiden katalysiert (ISHIZAKI-NISHIZAWA, 1996; s.a.
GRAYBURN 1992). Angestrebt wird auch, mittelkettige, gesättigte Fettsäuren wie Laurat (12:0), die derzeit aus
Kokusnußöl gewonnen werden, in größerer Mengen aus in Europa heimischen Pflanzen zu synthetisieren.
VOELKER et al. ist es gelungen, daß für diese Synthese notwendige Protein BTE aus dem kalifornischen
Lorbeerbaum (Umbellularia californica) in Arabidopsis thaliana zu klonieren und zur Expression zu bringen
(VÖLKEL, 1992; s.a. DÖRMANN, 1993).
Da ω-3 Fettsäuren in Fischöl bereits seit langem verzehrt werden, wurden durch die Herstellerfirma CALGENE
keine Fütterungsexperimente mit transgenem Raps (Brassica napus) an Tieren durchgeführt (pers. Mitteilung).
C. ERGEBNISS
-199
Im Rahmen eines pMM wäre zu klären, ob die mit dem Konsum der modifizierten Fettsäuren erwarteten
positiven Einflüsse auf die Gesundheit in der Tat nachzuweisen sind.
4.3.
Gentechnisch veränderte Tomaten
Das Marktvolumen für Tomaten (Lycopersicon esculentum) beträgt in den USA etwa 3,5 Mrd. $ (ARMSTRONG,
1993). Am bekanntesten sind derzeit zwei Arten von gentechnischen Veränderungen:
-
eine insektenresistente Sorte und
-
die sogenannte FLAVR-SAVR-Tomate.
Auf die Risikoabschätzung dieser beiden Pflanzen soll im folgenden deshalb näher eingegangen werden.
4.3.1.
Bt-Toxin Tomate
Ein häufig angewandter Ansatz zur Etablierung einer Insektenresistenz bei Pflanzen ist die Integration des
cryIA(b) Gens aus Bacillus thuringiensis (Bt), dessen Expression in den Pflanzen zu einem spezifisch
insektentoxischen Protein führt, welches wiederum an einen spezifischen Rezeptor an den Epithelzellen des
Dünndarms von Insektenlarven bindet und dort zur Zelllyse führt (GILL, 1987; HOFMANN, 1988; KNOWLES, 1986).
Bei der Risikoabschätzung transgener Tomaten mit dem cryIA(b) Gen waren die folgenden Ausgangsfragen
maßgebend für die toxikologischen Untersuchungen (GOLDBURG, 1990; NOTEBORN, 1994; 1995a; 1995b; KUIPER,
1996):
(1)
Tritt in Säugetieren die selbe enzymatische Aktivität des cryIA(b) Proteins auf wie in Insekten? Es ist
bekannt, daß die Insekten-toxische Wirkung des cryIA(b) Proteins von Bacillus thuringiensis auf seiner
Bindung an spezifische Rezeptormoleküle in den Epithelzellen des Darms beruht (GILL, 1987; HOFMANN,
1988; KNOWLES, 1986). Mit Hilfe von in vitro- und in vivo-Bindungsexperimenten an Nagetieren,
Rhesusaffen und Menschen konnte gezeigt werden, daß entsprechende Rezeptoren dort nicht vorkommen
(GILL, 1987; KUIPER, 1996). Die Expressionshöhe des cryIA(b)-Proteins variierte in den Tomaten zwischen
7.5 und 25.4 ng/ mg Protein. Das Niveau des Neomycin Phosphotransferase II Proteins (npt II wurde als
Markergen verwendet) war um den Faktor 5-10 höher. Für die o.g. Fütterungsstudien wurde das Protein
zuvor in E.coli überexprimiert und aufgereinigt, so daß die verfütterte Menge etwa dem Konsum von 2.000
kg Tomaten entsprach. Potentielle hämolytische Effekte an menschlichen roten Blutzellen konnten
ausgeschlossen werden.
(2)
Sind andere systemische Nebenreaktionen in Säugetieren zu beobachten und ist es ggf. möglich einen ”no
effect level” zu bestimmen?
Zur Analyse dieser Fragestellung wurden 30 Tage Fütterungsstudien durchgeführt. Bei histologischen
Untersuchungen an Lymphknoten, Milz und Peyer-Plaques (typischen Lympholikel im Krummdarm, einem
Teil des Dünndarms) wurden keine Anzeichen immunotoxischer Effekte gefunden. Auch konnten keine IgEAntikörper in den gefütterten Versuchstieren nachgewiesen werden. Selbst bei einer Verfütterung von 5g
Protein/ kg Körpergewicht konnte keine Steigerung der Mortalität bei Mäusen festgestellt werden (SCF,
1996).
-200
C. ERGEBNISS
(3)
Werden durch die nicht-gezielte Integration neuer DNA Stoffwechselwege gestört, die zu einer veränderten
Nährstoffzusammensetzung oder der Konzentration natürlicher Toxine in der Tomate führen?
Zur Beantwortung dieser Frage wurden quantitative Analysen wichtiger Nährstoffe und 90 TageFütterungsstudien mit Ratten durchgeführt, deren Nahrung 10% lyophilisierte Tomaten enthielt. Auch bei
diesen Untersuchungen wurden keine signifikanten Abweichungen gefunden. Der Gesamtprotein-, Fettund Kohlenhydratgehalt, der Vitamin C, Ca2+-, Na+-, K+-, Mg2+-, Fe3+-, Phosphat- und Chlorid-Gehalt zeigte
keine signifikanten Unterschiede zu nicht-transformierten Tomaten (KUIPER, 1996; NOTEBORN, 1994).
Aus den bisher vorliegenden Daten ergeben sich keine spezifischen Fragestellungen, die im Rahmen eines pMM
zu untersuchen wären.
4.3.2.
FLAVR SAVR -Tomate
Bereits seit vielen Jahren sind Züchter bestrebt, den Reifungsprozeß von Tomaten zu verzögern. Die bisher
bekannten Mutanten Nr (Never ripe) und rin (ripening inhibitor) besitzen in der konventionellen Züchtung jedoch
kaum eine Rolle, weil die aus ihnen gewonnenen Sorten keine ausreichende Rotfärbung besitzen (KRAMER,
1990). Durch Integration eines anti-sense Polygalacturonase(PG)-Gens war es möglich, eine Verzögerung des
Reifeprozesses bei Tomaten zu erwirken (KRAMER, 1990; SMITH, 1988, SHEEHY, 1988; OELLER, 1991).
Polygalacturonase (poly (1,4-α-D-Galacturonid)-glycanhydrolase)) ist für den Abbau von Pectin, einem
Bestandteil der Zellwand, verantwortlich. Pectin ist anerkannt als GRAS-Substanz, die auch als Geliermittel z.B.
in Marmeladen oder als Stabilisator z.B. in Backwaren und Eiskrem eingesetzt wird (FDA, 1994c).
Das mit Hilfe von DNS-Rekombinationstechniken eingeführte anti-sense PG-Gen stand unter der Kontrolle des
35S-Promotores und wurde durch die linke und rechte Bordersequenz aus Agrobacterium tumefaciens begrenzt.
Die gentechnisch so veränderte Tomate, die aufgrund der verzögerten Reifung sowohl eine verlängerte
Haltbarkeit als auch eine erhöhte Pilzresistenz aufwies, wurde unter dem Namen FLAVR SAVR -Tomate
vermarktet (POOLE, 1993; SCHAUZU, 1997).
r
Als Markergen wurde eine Kanamycin- bzw. Neomycin-Resistenz integriert. Das kan -Gen (synonym: npt II),
welches originär vom Transposon Tn5 aus E. coli isoliert wurde, kodiert für das Protein Aminogycosid-3´phosphotransferase II (APH(3´)II) (auch Kanamycin-phosphotransferase II oder Neomycin-phosphotransferase
(npt II) genannt), welches den Transfer einer Phosphat-Gruppe von Adenosintriphosphat (ATP) auf die
Hydroxylgruppe von aminoglykosidischen Antibiotika wie Neomycin, Kanamycin, Paramomycin, Gentamicin A
und B katalysiert (FDA, 1998).
Die Herstellerfirma CALGENE beantragte 1986 mehrere Freilandversuche mit den so veränderten Tomaten, die
dann auch 1989 und 1990 in verschiedenen Bundesstaaten der USA durchgeführt worden sind (REDENBAUGH,
1994). Die Prüfung, ob die gentechnisch veränderte Pflanze ein Unkraut darstellt, wurde durch APHIS (ANIMAL
AND PLANT HEALTH INSPECTION SERVICE)
geprüft. Hierzu gehörte auch ein zweitägiges öffentliches Expertenhearing
r
(USDA, 1992). Parallel dazu beantragte CALGENE am 26.11.1990 beim FDA die Prüfung, ob das kan -Gen als
Selektionsmarker eingesetzt werden kann (CALGENE, 1992). Im Januar 1993 änderte CALGENE seinen Antrag auf
Bewertung in einen Genehmigungsantrag zur Zulassung des Proteins APH(3´)II als Zusatzstoff. Eine solche
Zulassung als Zusatzstoff wurde 1994 erteilt (FDA, 1994b; s.a. FUCHS, 1993; FLAVELL, 1992).
-201
C. ERGEBNISS
Die Risikoabschätzung des FDA konzentrierte sich dabei auf die Quelle, Identität, Funktion und Stabilität des
integrierten genetischen Materials sowie auf analytische Studien über die Zusammensetzung der transgenen
Tomate und auf die Sicherheit des APH(3´)II-Proteins. Da weder die Charakteristika der Tomatenpflanze noch
die Art der Veränderung nach Ansicht des FDA Sicherheitsprobleme aufgeworfen hätten, die nicht auch mit rein
analytischen Methoden hätten beantwortet werden können, hat das FDA zunächst vorgeschlagen, zur
Risikoabschätzung auf Fütterungsstudien mit Tieren zu verzichten. Da CALGENE jedoch entsprechende Daten zur
Verfügung gestellt hatte, wurden diese auch in die Sicherheitsbetrachtung miteinbezogen (FDA, 1994c).
Die FDA hatte hierbei verschiedenen Studien evaluiert, die zum Ziel hatten, nachzuweisen, ob der Konsum von
APH(3')II als Bestandteil von frischen Tomaten oral appliziertes Kanamycin inaktiviert (CALGENE, 1992; NAP,
1992; FUCHS, 1993a; 1993b; FDA, 1998; EMLAY, 1994; REDENBAUGH, 1995a). Hierbei wurden Testsysteme
eingesetzt,
welche
die
Situation
des
Gastrointestinalsystem
in
vivo
simulierten.
In
verschiedenen
Untersuchungen wurden auch andere Lebensmittel, etwa fettarme Milch hinzugefügt, um zu untersuchen, ob
zusätzliche Lebensmittel den proteolytischen Abbau von APH(3')II hemmen. Das FDA kam bei der Analyse
dieser Studien zu der Auffassung, daß unter normalen Bedingungen APH(3')II im Gastrointestinalbereich
abgebaut wird, bevor es zu einer Metabolisierung von Kanamycin oder Neomycin kommen kann. Insofern
besteht keine Gefahr, daß es durch den Konsum von Tomaten, die APH(3')II enthalten, zu negativen
Interaktionen mit einer Kanamycin- bzw. Neomycintherapie kommen kann. Zur gleichen Auffassung kam auch
das britische ACNFP bei der Prüfung des Antrages der Fa. ZENECA auf Genehmigung zum Inverkehrbringen von
Tomatenmark aus gentechnisch veränderten Tomaten (ACNFP, 1995; 1996; 1998; POOLE, 1996). Im Rahmen
des FDA-Genehmigungsverfahrens wurden auch Studien evaluiert, die außergewöhnliche gastrointestinale
Bedingungen simulierten, wie sie etwa bei der Parallelbehandlung mit Medikamenten auftreten, die zu einer
Reduktion der Magensäurekonzentration führen. Diese Untersuchungen zeigten, daß APH(3')II in einer
neutralisierten Magenflüssigkeit (pH 7) nicht inaktiviert wird. Die FDA vertrat jedoch die Auffassung, daß selbst
unter diesen Umständen keine Gefährdung für die Wirksamkeit der Antibiotikatherapie besteht, da die
Konzentration von ATP, welches zur Metabolisierung von Kanamycin und Neomycin notwendig ist, im Magen
nicht hoch genug ist. Hierbei wurden auch Literaturdaten herangezogen, die Aufschluß über die Konzentration
von ATP in frischem Obst und Gemüsen geben. Selbst unter der Annahme, daß ATP aus Obst und Gemüse
nicht durch im Intestinaltrakt vorkommende Phosphatasen abgebaut würde, ist davon auszugehen, daß maximal
1.5% des Antibiotikums abgebaut würde und somit keine negativen Auswirkungen auf die Therapie zu erwarten
wären. Gestützt wurden diese Analysen durch in vitro-Studien, in denen Tomatenextrakt mit APH(3')II über einen
Zeitraum von 4 Stunden mit Kanamycin inkubiert wurde. Auch in diesem Fall konnte keine wesentliche
Inaktivierung von Kanamycin festgestellt werden (MARYANSKI, 1995). Zusätzlich leben im Darm etwa 1012
kanamycinresistente Bakterien, so daß die Wahrscheinlichkeit einer ”natürlichen Inaktivierung” um ein Vielfaches
größer ist (GASSEN, 1995b).
Auch die Frage des möglichen Gentransfers auf Darmbakterien wurde in in vitro-Studien evaluiert. Nach einer
Exposition mit Magen- und Darmflüssigkeit für jeweils 10 min konnten nur 0.1 % der DNA als Fragmente größer
r
1 kb nachgewiesen werden. Das kan -Gen weist eine Größe von ca. 1 kb auf und stände somit einer
erfolgreichen Transformation in Darmbakterien nicht zur Verfügung.
Auch die Bestimmung des Nährstoffgehaltes der Tomatenpflanzen zeigte keine signifikanten Veränderungen
gegenüber Kontrollpflanzen, wie die folgende Tabelle verdeutlicht.
-202
C. ERGEBNISS
Inhaltsstoff
Bekannte Variation
Transgene Pflanze
Kontrollpflanze
Protein
Vitamin A
Thiamin
Riboflavin
Vitamin B6
0.85 g
192-1667 IU
16-80 µg
20-78 µg
50-150 µg
8.4-59 mg
0.3 - 0.85 mg
4.0 - 21 mg
5.2 - 20.4 mg
7.7 - 53 mg
1.2 - 32.7 mg
0.75 - 1.14 g
330 – 1600 IU
38 – 72 µg
24 – 36 µg
86 – 150 µg
15.3. - 29.2 mg
0.43 - 0.7 mg
9 – 13 mg
7 – 12 mg
25 – 37 mg
2 – 5 mg
0.53 - 1.05 g
420 – 2200 IU
39 – 64 µg
24 – 36 µg
10 – 140 µg
12.3 29.2 mg
0.43 - 0.76 mg
10 - 12 mg
9 -13 mg
29 - 38 mg
2 - 3 mg
Vitamin C
Niacin
Calcium
Magnesium
Phosphor
Natrium
Tab. 32
Vergleich des Nährstoffgehaltes zwischen konventionellen Tomaten und der FLAVR SAVR -Tomate
(REDENBAUGH, 1995b).
Der Gehalt an Vitamin A und Vitamin C wurde über einen Haltbarkeitszeitraum von 25 Tagen untersucht und
unterschied sich nicht von den Kontrolltomaten und den in der Literatur angegebenen Werten (SCHAUZU, 1997;
FDA, 1994c). Auch die Bestimmung des Gehaltes des natürlichen Glycoalkaloids Tomatin ergab keine
signifikanten Unterschiede (0-8.79 mg / 100 g Tomate bei grünen, transgenen Tomaten im Vergleich zu 0 - 6.48
mg/ 100 g bei konventionellen Pflanzen bzw. 0 - 1.09 mg zu 0 - 2.31 mg bei ausgereiften Früchten (REDENBAUGH,
1995b)). Die Reduktion des Tomatinwertes während der Reifung ist ein natürlicher Vorgang. Im Rahmen der
toxikologischen Untersuchungen wurden insgesamt drei Fütterungsstudien durchgeführt, wobei in zwei von drei
Untersuchungen Magenläsionen bei den Versuchstieren gefunden wurden.
Anzahl der Ratten mit
Magenläsionen
Charakteristika der Versuchsgruppe
Sex
Studie 1
Studie 2
Studie 3
Wasser
m
w
m
w
m
w
m
w
m
w
m
w
m
w
m
w (1)
w (2)
0
0
0
0
1
0
-
0
0
0
0
1
1
1
7
-
4
1
3
2
1
0
0
1
0
0
2
Nicht-transgene Kontrolltomaten
FLAVR SAVR -Tomaten - frisch (Linie 501-1001-15)
Nicht-transgene Kontrolltomaten (eingefroren)
Nicht-transgene Kontrolltomaten (lyophilisiert)
FLAVR SAVR -Tomaten (eingefroren) (Linie CR3-613)
FLAVR SAVR- Tomaten (eingefroren) (Linie CR3-623)
FLAVR SAVR -Tomaten (lyophilisiert) (Linie CR3-623)
Tab. 33
Ergebnisse unterschiedlicher Fütterungsstudien mit FLAVR SAVR
 -Tomaten.
In jeder Gruppe wurden 20 Versuchstiere eingesetzt. w(1) bzw. w(2) bezieht sich auf die Verfütterung von
Tomaten, die in unterschiedlichen Regionen herangezogen und dann an weibliche Versuchstiere verfüttert wurden
(FDA, 1994c). Die Zahlen beziehen sich auf die Anzahl von Tieren, bei denen Magenläsionen beobachtet wurden
(nähere Erläuterungen im Text).
-203
C. ERGEBNISS
Eine Gruppe unabhängiger Pathologen, durch die alle Proben noch einmal histologisch untersucht wurden, hat
die Stärke der Magenläsionen jedoch als geringfügig eingestuft, und keinen Unterschied in der Morphologie und
dem Umfang von Magenläsionen bei Ratten festgestellt, die mit transgenen bzw. mit konventionellen Tomaten
gefüttert wurden. Auch das in Studie 2 beobachtete geschlechtsspezifische Auftreten von Läsionen, welches aus
der Wirkungsweise der Polygalacturonase nicht erklärbar ist, weist darauf hin, daß es sich um nichtbehandlungsabhängige physiologische Veränderungen bei den Versuchstieren handelt. Darüber hinaus konnte
keine Dosis-Wirkungs-Abhängigkeit festgestellt werden, nach dem die Menge an verfütterten Tomaten
verdoppelt wurde. Die Gewebeveränderungen waren nur von kurzer Dauer und würden in kurzer Zeit wieder
vollständig ausheilen. Die Morphologie der Läsionen in Studie 3 waren in der mit Wasser gefütterten
Kontrollgruppe die selben wie bei der mit Tomaten gefütterten Gruppe. Darüber hinaus konnten Läsionen auch
in der Kontrollgruppe festgestellt werden, die mit nicht-transgenen Tomaten gefüttert worden sind. In historischen
Kontrollgruppen der Versuchstiere zeigten sich ähnliche Symptome sowohl in dem Labor, das diese
Untersuchungen durchgeführt hatte, als auch in anderen Laboratorien. CALGENE und die Gruppe der
beauftragten Pathologen kamen zu dem Schluß, daß ”the gastric erosions observed were incidental and not test
article related.” Nach Ansicht des FDA kann über die Ursache der Symptome keine Aussage getroffen werden.
Da aber die Symptome in transgenen Tomaten nicht ernsthafter sind als die in nicht-transgenen, bestehen
gegen das Inverkehrbringen der FLAVR SAVR-Tomate nach Ansicht der FDA keine Bedenken (FDA, 1994c;
REDENBAUGH, 1994).
Ein anderer Ansatz zur Verlängerung der Haltbarkeit von Tomaten besteht in der Überexpression der 1Aminocyclopropan-1-essigsäure-Deaminase
(ACCd)-Gens
aus
dem
Bodenbakterium
Pseudomonas
chloproaphis (REED, 1996). Das ACCd Enzym katalysiert die Konversion von 1-Aminocyclopropan-1-essigsäure
(ACC) zu α-Ketobutyrat und Ammonium. Die Metabolisierung von ACC führt zu einer Reduktion der
Ethylenbildung und damit zu einer Verzögerung des Reifungsprozesses. ACCd wird im Umfang von ca. 0,0020,004%
des
Frischfruchtgewichtes
synthetisiert.
Aus
diesem
Grunde
wurden
die
toxikologischen
Untersuchungen mit aus E.coli isolierten ACCd durchgeführt, wobei zuvor die Identität zwischen ACCd aus E.
coli und aus Tomate evaluiert wurde. Hierbei wurde die Aminosäurezusammensetzung, die Amino-terminale
Sequenz, das Molekulargewicht, sowie die Immunogenität mit Hilfe von Western Blot Analysen bestimmt. Auch
wenn Pflanzenproteine i.d.R. nur dann glykolisiert werden, wenn es sich um sekretorische Proteine handelt,
wurde untersucht, ob das in Tomate exprimierte ACCd Protein – genauso wie das in E. coli exprimierte – nicht
glykosiliert ist (FINN, 1996). Neben der Evaluierung der Degradationsgeschwindigkeit in Simulated Gastric Fluids
(SGF) und Simulated Intestinal Fluid (SIF) wurden auch Fütterungsstudien mit 0, 11, 111 und 602 mg Enzym/ kg
b.w./ d an 20 Mäusen zur Bestimmung des toxikologischen Potentials durchgeführt, wobei die Höchstdosis etwa
der 5.000fachen Menge entspricht, die als maximale tägliche Zuführmenge zu erwarten ist (REED, 1996). Auch in
diesen Versuchen wurden bei der post-mortem Untersuchung einige Auffälligkeiten entdeckt, die jedoch zufällig
verteilt in allen Gruppen auftauchten und bei dem verwendeten Mäusestamm häufig zu finden sind. Die
Phänome wurden deshalb als nicht mit der Exposition gegenüber dem Enzym ACCd in Zusammenhang stehend
bewertet.
Die bisher vorliegenden Daten weisen darauf hin, daß im Rahmen eines pMM insbesondere die Korrelation
zwischen dem Auftreten von Magenbeschwerden und dem Verzehr von Produkten, die Bestandteile aus FLAVR
SAVR-Tomaten enthalten, zu untersuchen wäre.
-204
C. ERGEBNISS
4.4.
Glyphosat tolerante Sojabohne
Im September 1994 hat die Fa. MONSANTO beim britischen ACNFP die Genehmigung zum Inverkehrbringen
herbizidresistenter Sojapflanzen in Europa beantragt (MONSANTO, 1994; ACNFP, 1995). Das Herbizid Glyphosat,
das nicht zuletzt auch aufgrund seiner größeren Umweltverträglichkeit eingesetzt wird (MÄRLÄNDER, 1998;
MONSANTO, 1998; W EVERS, 1998), bindet an und blockiert spezifisch die Aktivität der 5-Enolpyruvylshikimat-3phosphat Synthase (EPSPS), einem Enzym des Syntheseweges aromatischer Aminosäuren wie Tryptophan,
Phenylalanin und Tyrosin. EPSPS kommt in Pilzen, Bakterien und allen Pflanzen vor, nicht jedoch bei Tieren, die
ihren Bedarf an aromatischen Aminosäuren durch die Aufnahme pflanzlicher Nahrung abdecken. Die
Glyphosattoleranz bei gentechnisch veränderten Sojabohnen (Glycine max.) beruht auf der Integration des
EPSPS aus Agrobacterium spp. strain CP4 (HARRISON, 1996).
O
O
HO
C
CH
2
NH
2
P
OH
HO
OH
Glyphosat
Abb. 33
CH
O
O
C
CH
2
NH
CH
2
P
CH
-+
O NH
OH
Isopropylaminglyphosat
3
3
CH
CH
3
Strukturformeln von Glyphosat und seinem Isopropylaminsalz (nach SMITH, 1992).
Es wurden Fütterungsversuche mit ganzen Pflanzen an Ratten, Hühnern, Katzenfisch und Milchkühen
durchgeführt, wobei Glyphosat-tolerante Sojabohnen und im Vergleich konventionelle Sojabohnen an die Tiere
verfüttert wurden. Danach wurde das Wachstum, der Nahrungsumsatz sowie der Fettansatz miteinander
verglichen. Bei den vorgenommenen Untersuchungen ergaben sich keine relevanten Unterschiede (MONSANTO,
1994; HAMMOND, 1996).
Darüber hinaus wurde die Zusammensetzung zwischen transgenen Sojapflanzen und der Ursprungssorte
untersucht. Hierbei wurden verglichen die quantitative Aminosäurezusammensetzung, die Aktivität an TrypsinInhibitoren und Urease, die Zusammensetzung der Isoflavone Genistein, Coumesterol und Biochanin, die Menge
an Lectinen, Raffinose, Kohlenhydraten und Gesamtprotein. In keinem Fall konnten signifikante Unterschiede
festgestellt werden (PADGETTE, 1996; MONSANTO, 1994).
Zur Bestimmung der akuten oralen Toxizität wurde eine höhere Konzentration des gereinigten Proteins an
Mäuse verfüttert (bis zu 400 mg/ kg b.w.) (HARRISON, 1996; FUCHS, 1994). Hierzu wurde das CP4-EPSPS Protein
in E. coli überexprimiert und danach aufgereinigt. Um die Gleichartigkeit zwischen dem in Bakterien und dem in
der Sojabohne exprimierten Enzym zu verifizieren, wurde sowohl das Molekulargewicht als auch die Aminoterminale Aminosäuresequenz als auch die Spezifität gegenüber Antikörpern bestimmt. Darüber hinaus wurde
die
Abwesenheit
der
Glykosilierung
untersucht,
sowie
das
Abbauverhalten
in
simulierten
Gastrointestinalflüssigkeiten. Bei den Fütterungsstudien konnte keine Veränderung des Körpergewichts der
Mäuse festgestellt werden. Bei der Autopsie weiblicher Versuchstiere, die zur Bestimmung der akuten oralen
Toxizität mit bis zu 400 mg/ kg b.w. CP4-EPSPS Protein gefüttert wurden, konnten einige pathologische
Auffälligkeiten beobachtet werden (Hornhauttrübung sowie krankhafte Gewebsveränderungen in der Niere und
der Hirnanhangdrüse), die jedoch zufällig verteilt in allen Gruppen auftraten und in dem verwendeten
C. ERGEBNISS
-205
Mäusestamm häufiger zu beobachten sind. Keine der beobachteten Phänomene wurden als zusammenhängend
mit der Behandlung angesehen (HARRISON, 1996).
Die Prüfung der allergenen Eigenschaften der CP4-EPSPS ergab (GASSEN, 1995b; FUCHS, 1995; 1996;
ASTWOOD, 1996), daß
-
das Protein im Magen-Darm-Trakt schnell proteolytisch abgebaut wird (Halbwertszeit im Magen: 15 sec;
Halbwertszeit im Darm: 10 min);
-
bei Datenbankvergleichen zwischen der Aminosäuresequenz von CP4-EPSPS und 121 bekannten
Allergien keine signifikante Homologie festgestellt werden konnte;
-
CP4-EPSPS eine hohe strukturelle und funktionale Identität zu anderen in natürlichen Nahrungsmitteln
vorkommenden EPSP-Synthasen zeigt, die bisher nicht als Allergene in Erscheinung getreten sind und
-
die CP4-EPSPS-Konzentration in Sojabohnen nur etwa 0,8% des Gesamtproteingehaltes entspricht.
Allergieauslösende Proteine z.B. in der Milch treten i.d.R. in höheren Konzentrationen auf.
Arbeiten von BURKS konnten zeigen, daß sich der Gehalt an bekannten Allergenen in transgenen Linien nicht von
dem Gehalt an Allergenen in den Ursprungslinien der Pflanzen unterscheidet (BURKS, 1995).
Die bisher vorliegenden Daten weisen darauf hin, daß im Rahmen eines pMM insbesondere die Korrelation
zwischen dem Auftreten von Hornhauttrübung, sowie krankhafte Gewebsveränderungen in der Niere und der
Hirnanhangdrüse und dem Verzehr von Produkten, die Bestandteile aus Glyphosat-toleranten gentechnisch
veränderten Sojabohnen enthalten, zu untersuchen wäre.
D.
DISKUSSION
D.
- 206 -
DISKUSSION
Der Einsatz der Gentechnik im Landwirtschaft- und Lebensmittelbereich hat in den letzten Jahren eine immer
wichtigere Rolle eingenommen. In diesem Zeitraum wurden eine Vielzahl von Genehmigungen zum
Inverkehrbringen gentechnisch veränderter Organismen erteilt, die 1999 auf ca. 70 Mio. ha weltweit angebaut
wurden (JAMES, 1998; 1999; s.a. Kap. B-2). Parallel dazu kam es zu einer intensiven öffentlichen Diskussion über
die möglichen Risikopotentiale, die mit dem Einsatz dieser neuen Technologie verbunden sein könnten. Hierbei
wurden sowohl Fragen im Zusammenhang mit möglichen negativen Auswirkungen auf Ökosysteme diskutiert,
als auch Fragen in Bezug auf die mögliche Gefährdung der Gesundheit von Verbrauchern. Die mittlerweile in
allen Industrienationen existierenden gesetzlichen Rahmenbedingungen, die eine Risikoabschätzung vor dem
Inverkehrbringen gentechnisch veränderter Lebensmittel garantieren, werden von unterschiedlichen Personen
und Personengruppen nicht als ausreichend empfunden, um auch mögliche langfristige Risiken, die mit dem
Verzehr dieser Produkte postuliert werden, zu berücksichtigen.
Ziel dieser Arbeit war es deshalb, erstmalig Erfahrungen aus dem Bereich des post-Marketing Monitorings von
Arzneimitteln und Zusatzstoffen und einigen ausgewählten neuartigen Lebensmitteln (z.B. Olestra) zu
analysieren, und diese Erfahrungen als Grundlage für die Entwicklung eines Systems für das post-Marketing
Monitoring von gentechnisch veränderten Lebensmitteln zu nutzen. Dieses System soll die Evaluierung
potentieller langfristiger gesundheitlicher Schädigungen ermöglichen, die mit dem Verzehr solcher Lebensmittel
möglicherweise verbunden sein könnten.
In der Literatur wird die Auffassung vertreten, daß es unrealistisch ist, zu erwarten, daß es jemals Arzneimittel
geben wird, die nicht auch bei irgendeinem Individuum Nebenwirkungen hervorrufen werden (VENULET, 1996;
ähnlich auch TILSON, 1988 und STORM, 1994 (p. 654)). Genauso unrealistisch ist es, zu erwarten, daß der
Verzehr von Lebensmitteln nicht auch bei einzelnen Individuen zu spezifischen unerwünschten Nebenwirkungen
führt. Wenn gentechnisch veränderte Lebensmittel gegenüber konventionellen Lebensmitteln keine Sonderrolle
einnehmen sollen, gilt die von VENULET u.a. geäußerte Auffassung logischerweise nicht nur für konventionell
hergestellte Lebensmittel, sondern auch für gentechnisch veränderte.
Entscheidend für die Beurteilung, ob gentechnisch veränderte Lebensmittel in Verkehr gebracht werden sollen,
ist deshalb die Beantwortung der folgenden Fragen:
(1)
Wie häufig treten Nebenwirkungen auf (sowohl bei einzelnen Individuen als auch unter epidemiologischen
Gesichtspunkten)?
(2)
(3)
Wie ernsthaft sind diese Nebenwirkungen?
Sind diese Nebenwirkungen spezifisch für gentechnisch veränderte Lebensmittel, oder treten ähnliche oder
gleiche Reaktionen auch auf bei der Verwendung konventionell erzeugter Lebensmittel auf?
Die Beantwortung dieser grundlegenden Fragen ist nur mit Hilfe eines post-Marketing Monitoring Systems
(pMMS) möglich, das sowohl gentechnisch veränderte Lebensmittel als auch konventionelle Lebensmittel
umfaßt.
Die Effizienz und Aussagefähigkeit eines solchen Systems hängt entscheiden davon ab, ob die folgenden
Fragen beantwortet werden können:
D.
DISKUSSION
(1)
Kann das Lebensmittel die unerwünschten Reaktionen hervorgerufen haben?
(2)
Hat das Lebensmittel die unerwünschten Reaktionen hervorgerufen?
1.
- 207 -
Risiken, die mit dem Einsatz der Gentechnik im Lebensmittelbereich verbunden werden
Die im Rahmen dieser Arbeit durchgeführten Experimente, Literaturanalysen und Interviews zeigen, daß die
Anwendung der Gentechnik von Seiten der Umwelt- und Verbraucherverbände häufig nicht als eine Fortführung
bestehender Züchtungstechniken angesehen wird, sondern als eine Methode, die Lebensmittel in einer Art und
Weise verändert, wie es mit den bisherigen konventionellen Methoden nicht der Fall gewesen ist. Diese
Unterschiede werden dabei als so signifikant angesehen, daß die Gentechnik Ursache für Probleme sein könnte,
die bisher in neuen Pflanzensorten nicht aufgetreten sind (CONSUMER UNION, 1992; kritisch hierzu
VAN DEN
DAELE,
1996).
Die Auswertung der Literatur zeigt, daß mit dem Einsatz der Gentechnik in der Lebensmittelherstellung und verarbeitung die folgenden Risiken postuliert werden:
(1) Bildung neuartiger, toxischer Begleitstoffe;
(2) Erhöhte Expression immanenter Toxine;
(3) Ansteigen allergischer Reaktionen;
(4) Übertragung von Antibiotikaresistenzen;
(5) Reduzierte Synthese wichtiger Nährstoffe/ Auftreten von Mangelerkrankungen;
(6) Veränderte Bioverfügbarkeit der Nährstoffe.
Um offene Fragestellungen zu identifizieren, die im Rahmen eines post-Marketing Monitoring Systems eine
besondere Aufmerksamkeit verlangen, wurde der Stand der wissenschaftlichen Diskussion zu den o.g.
Risikoszenarien kritisch analysiert.
Wenngleich auch die erhöhte Expression immanenter Toxine und das Auftreten pleiotroper Effekte durch den
gentechnischen Eingriff nicht ausgeschlossen werden können, sind die bestehenden Methoden der
Risikoabschätzung, die im Rahmen des gesetzlich vorgeschriebenen Genehmigungsverfahrens gentechnisch
veränderter Lebensmittel zur Anwendung kommen, durchaus in der Lage, solche phänotypischen Modifikationen
des Organismus zu detektieren und solche, soweit sie denn auftreten, mit Abweichungen zu vergleichen, die im
Rahmen der normalen biologischen Variabilität auftreten und mit denen ausreichende Erfahrungen in Bezug auf
die möglichen gesundheitlichen Auswirkungen bestehen.
Neben den langfristigen Gesundheitsschäden durch die Akkumulation geringfügiger Mengen toxischer
Substanzen sind es vor allen Dingen mögliche allergische Reaktionen von gentechnisch veränderten
Lebensmitteln, die als potentielles Risiko in der öffentlichen Debatte eine Rolle spielen. Das Thema
Lebensmittelallergien ist jedoch nicht erst mit dem Einsatz der Gentechnik zu einem öffentlichen Thema
geworden, wie Arbeiten von SLOAN und POWERS zeigen, die bereits Mitte der 80er Jahre eine deutliche
Sensibilität gegenüber diesem Thema in den USA beobachten konnten (SLOAN, 1986). In der Literatur wird
mittlerweile anerkannt, daß mit den bekannten wissenschaftlichen Methoden eine Vorhersage darüber, ob ein
neuartiges Protein ein hohes oder geringes allergenes Potential besitzt, nicht wirklich exakt möglich ist, sondern
D.
DISKUSSION
- 208 -
daß nur Näherungsmethoden verwendet werden können (DFG, 1995; FDA, 1992; GENDIALOG, 1996). Um das
potentielle Risiko beim Umgang bzw. beim Verzehr neuartiger Proteine zu minimieren, werden jedoch eine
Vielzahl von Faktoren untersucht (METCALFE, 1996; FUCHS, 1996b; LEHRER, 1997; MARYWOOD, 1996), so daß man
nach dem derzeitigen Wissensstand davon ausgehen kann, daß durch die Einführung gentechnisch veränderter
Lebensmittel kein im Vergleich zu konventionellen Lebensmitteln höheres Risiko für Allergiker auftritt.
Die in den letzten Jahren verstärkt bei pathogenen Mikroorganismen auftretenden Resistenzen führten zu der
Befürchtung, daß der Einsatz von Antibiotika-Resistenzmarkern bei gentechnisch veränderten Pflanzen dieses
Problem in Zukunft weiter verschärfen wird. Die Wahrscheinlichkeit, daß es zur Ausbildung von
Antibiotikaresistenzen durch die Verwendung von Antibiotika-Resistenzmarkern kommt, wird aus den folgenden
Gründen jedoch als sehr gering angesehen (SCHLÜTER, 1995):
-
DNA in Pflanzen wird normalerweise durch Verarbeitungsprozesse bei der Herstellung von Lebensmitteln
denaturiert (z.B. beim Kochen). Beim Verzehr von Rohprodukten kommt es größtenteils zu einem Abbau
der DNA im Intestinaltrakt durch DNAsen;
-
ob die Ausbringung von GVOs mit Antibiotika-Resistenzmarkern und der postulierte horizontale Gentransfer
zu einer Zunahme von Antibiotika-Resistenzgenen in der Umwelt führt, hängt stark von der im Zielhabitat
schon vorhandenen Menge an entsprechenden Genen ab (HEIDENREICH, 1998).
-
bei der Risikobetrachtung ist auch zu berücksichtigen, ob es sich bei dem Antibiotika um eines handelt, das
in der Humanapplikation relevant ist.
Aus all diesen Gründen ist nach Ansicht von BRANDT ”bei der Verwendung von Neomycin-phosphotransferase II,
Ampicillin oder Kanamycin als Markergen in transgenen Pflanzen nicht davon auszugehen, daß sich diese
Antibiotikaresistenzen weiter ausbreiten und damit ein zusätzliches Gefährdungspotential für Mensch oder Tier
darstellen.” (BRANDT, 1999; ähnlich auch SCHAUZU, 1999). Selbst wenn es in geringem Maße zu einer der
postulierten Genübertragungen kommen sollte, führt dies nicht zu einer relevanten Erhöhung des bereits
bestehenden Resistenzreservoires.
Auch die reduzierte Synthese wichtiger Nährstoffe und damit das mögliche Auftreten von Mangelerkrankungen
sowie die Bioverfügbarkeit von Nährstoffen wird im Rahmen der gesetzlichen Risikoabschätzung vor dem
Inverkehrbringen eines neuartigen, gentechnisch veränderten Lebensmittels geprüft.
2.
2.1.
Bestehende rechtliche Rahmenbedingungen als Grundlage eines post-Marketing Monitorings
Im Lebensmittelbereich
Aufgrund der durch die Wissenschaft zu Beginn selbst initiierten öffentlichen Diskussion über die mit dem
Einsatz der Gentechnik möglicherweise verbundenen Risiken wurde der Einsatz gentechnischer Methoden im
geschlossenen System (Labor, Produktionsanlage) und die Freisetzung bzw. später auch das Inverkehrbringen
von gentechnisch veränderten Organismen bereits zu einem relativ frühen Zeitpunkt gesetzlich geregelt (NIH,
1976, OECD, 1986, EG, 1990a, 1990b).
Im Rahmen dieser gesetzlich vorgeschriebenen Risikoabschätzung ging es darum, mit Hilfe eines „step-by-step“Verfahrens die möglichen negativen Auswirkungen des gentechnisch veränderten Organismus auf Mensch und
D.
DISKUSSION
- 209 -
Umwelt vor dessen großflächiger Ausbringung bzw. vor dessen massenhaftem Verzehr in Form von
Lebensmitteln zu bestimmen.
Da in der bisherigen Anbaupraxis keine Anhaltspunkte auftraten, die wie etwa im medizinischen Bereich in den
50er, 60er und 70erJahren mit Chloramphenicol, Thalidomid und Practolol darauf hinweisen, daß im Rahmen der
pre-Marketing Risikoabschätzung bestimmte Gefahrenpotentiale nicht ausreichend erfaßt wurden, spielte die
Frage des post-Marketing Monitoring zu Beginn der Diskussion nur eine untergeordnete Rolle. Dies hat sich
mittlerweile – aufgrund der Intensität der öffentlichen Diskussion und nicht aufgrund neuer wissenschaftlicher
Sachverhalte – grundlegend geändert. Mittlerweile wird z.B. das ökologische Langzeitmonitoring von Seiten der
deutschen Bundesregierung als zentrales Element der Revision der Richtlinie 90/220/EWG über die
beabsichtigte Freisetzung von GVOs angesehen (CATENHUSEN, pers. Mitteilung, 87.1.2000), während die NovelFood-Verordnung (EG, 1997), die die gesetzliche Grundlage zum Inverkehrbringen gentechnisch veränderter
Lebensmittel darstellt, bisher in bezug auf das post-Marketing Monitoring von solchen Lebensmitteln keine
Aussage trifft. Lediglich in den Ausführungsbestimmungen wurde die Frage des post-Marketing Monitoring
prinzipiell angesprochen, ohne jedoch konkrete Anforderungen an ein solches Monitoring zu stellen (KOMMISSION,
1997e).
Anforderungen an das post-Marketing Monitoring von Lebensmittelbestandteilen wurden in den USA erstmals im
Rahmen der Zulassung des Lebensmittelzusatzstoffes Aspartam und des – ebenfalls nicht gentechnisch
hergestellten - Fettersatzstoff Olestra formuliert. So wurde etwa die Zulassung von Olestra zeitlich ganz bewußt
befristet, um Erfahrungen, die nach dem Inverkehrbringen gesammelt wurden, erneut bewerten und eine
Genehmigung zum Inverkehrbringen ggf. widerrufen zu können.
2.2.
Im Arzneimittelbereich
Anders als im Lebensmittelbereich wurde nach verschiedenen negativen Erfahrungen mit in Verkehr gebrachten
Arzneimitteln – und hierzu gehörten insbesondere die Erfahrungen in den 50er, 60er und 70erJahren mit
Chloramphenicol, Thalidomid und Practolol – bereits sehr früh Methoden entwickelt und gesetzliche Grundlagen
etabliert, die ein post-Marketing Monitoring oder auch ein post marketing surveillance von Arzneimitteln
ermöglichen.
Im Rahmen dieser gesetzlichen Grundlagen wurden klare Verantwortlichkeiten für den Inverkehrbringer und die
Behörden auf den verschiedenen Ebenen (national und EU) festgelegt. Die Meldung von beobachteten
Unbeabsichtigten Arzneimittelwirkungen (UAW), und damit die Generierung von Grunddaten blieb jedoch eine
freiwillige Angelegenheit des jeweiligen behandelnden Arztes. Aus diesem Grunde ist die Zahl der gemeldeten
UAW deutlich geringer als die tatsächlich auftretenden. Diesem Phänomen des „under reporting“ wird durch
intensive Werbemaßnahmen entgegenzutreten versucht.
Die im Rahmen dieser Arbeit durchgeführte Analyse der unterschiedlichen Methoden des post-Marketing
Monitorings, die im Arzneimittelbereich angewandt werden, zeigt, daß eine Vielzahl von Erfahrungen, die im
Bereich des post-Marketing Monitorings von Arzneimitteln gesammelt wurden, auf die Entwicklung eines
ähnlichen Monitoring Systems für gentechnisch veränderte Lebensmittel übertragbar sind.
D.
3.
DISKUSSION
- 210 -
Analyse bestehender Risikoabschätzungsmethoden
Ziel der durchgeführten Analyse der bestehenden Risikoabschätzungsmethoden im Bereich der Zulassung von
Lebensmittelzusatzstoffen und Arzneimitteln war es, Schwachstellen zu identifizieren, auf die im Rahmen eines
post-Marketing Monitorings besondere Aufmerksamkeit gelegt werden kann.
Wesentliche Elemente der Risikoabschätzung von gentechnisch veränderten Lebensmitteln sind die Anwendung
des Prinzips der substantiellen Äquivalenz, das „step-by-step“-Verfahren und Fütterungsstudien mit Tieren.
Insbesondere die Übertragbarkeit der Ergebnisse von Fütterungsstudien und die generelle Aussagekraft solcher
Studien bei der Verwendung ganzer Lebensmittel hat dazu geführt, daß innerhalb der Toxikologenschaft bereits
seit längerem eine Diskussion über
die
Adäquanz von
in
vivo-Fütterungsstudien
an
Tieren
zur
Risikoabschätzung (risk assessment) selbst von einzelnen Chemikalien geführt wird. In einem KonsensusDokument des INTERNATIONAL LIFE SCIENCE INSTITUTE (ILSI) heißt es hierzu: “Es ist wichtig zu hinterfragen, ob die
derzeit genutzten Tierversuche wirklich in der Lage sind, die Auswirkungen einer Chemikalie in bezug auf ihre
möglichen negativen Auswirkungen auf den Menschen verläßlich zu bestimmen. Verbesserungen durch in vitround in vivo-Tests sind von steigender Bedeutung ... nicht nur aufgrund der großen Zahl zweifelhafter Ergebnisse
... sondern auch weil auf Seiten der Lebensmittelindustrie eine Hinwendung zu natürlichen, in Lebensmitteln
vorkommenden Stoffen und neuartigen Lebensmitteln besteht.” (HUGGETT, 1996).
Sowohl im Bereich der Pharmazie als auch bei der Vermarktung von Lebensmittelzusatzstoffen und einigen,
nicht gentechnisch veränderten, aber dennoch neuartigen Lebensmitteln (z.B. Olestra, Quorn) bestehen
mittlerweile Erfahrungen bei der Detektion von unerwünschten Nebenwirkungen beim Verzehr eines
Lebensmittels. Die Gesamtheit der in diesen Bereichen gemachten Erfahrungen zeigt, daß die Etablierung eines
pMMS, das in der Lage ist, unerwünschte Reaktionen im Zusammenhang mit dem Konsum von gentechnisch
veränderten Lebensmitteln zu detektieren, möglich ist.
4.
Nachweis gentechnisch veränderter Organismen und ihrer Produkte in Lebensmitteln
Die Entwicklung von Nachweismethoden für die gentechnische Veränderung von Lebensmitteln ist allein schon
deshalb notwendig, weil die bestehenden Kennzeichnungsvorschriften nicht alle Fälle erfassen.
Die im Rahmen dieser Arbeit durchgeführten PCR- und ELISA-Methoden zum Nachweis der gentechnischen
Veränderung von Lebensmitteln zeigen, daß die Nachweisempfindlichkeit stark abhängig ist von der Art der
Verarbeitung des Lebensmittels. So konnte z.B. die gentechnische Veränderung von Phosphinothricinresistentem Mais nach dem Kochen des Mais noch nachgewiesen werden. Eine Behandlung mit heißem Fett hat
jedoch die DNA vollständig abgebaut, so daß die gentechnische Veränderung nicht mehr nachweisbar war.
Gerade die Abhängigkeit der Nachweismethoden vom Verarbeitungszustand des Lebensmittels und von der
Abwesenheit von möglichen, die Nachweisreaktion inhibierenden Substanzen zeigt jedoch auch, daß ein postMarketing Monitoring gentechnisch veränderter Lebensmittel nur dann wirklich sinnvoll durchgeführt werden
kann, wenn eine Kennzeichnung der Lebensmittel gewährleistet ist.
D.
5.
DISKUSSION
- 211 -
Fallstudien
Im Rahmen dieser Arbeit wurde beispielhaft die Risikoabschätzung von vier gentechnisch veränderten
Lebensmitteln untersucht. Dabei handelte es sich im Einzelnen um:
(1) die Verwendung des aus gentechnisch verändertem Aspergillus niger awamori gewonnenen Enzyms
Xylanase, das in der Brotherstellung genutzt wird,
(2) gentechnisch veränderte Tomaten, wie die FLAVR SAVR -Tomate,
(3) Öle aus gentechnisch verändertem Raps mit einer modifizierten Fettsäurezusammensetzung,
(4) Soja, die gegenüber dem Herbizid RoundUp Ready resistent ist.
Dabei zeigte sich, daß bei den im Vorfeld der Risikoabschätzung durchgeführten Fütterungsstudien immer
wieder gesundheitliche Beeinträchtigungen der Versuchstiere zu beobachten waren. Auch wenn die im Rahmen
dieser Arbeit durchgeführte Analyse der vorgenommenen Risikoabschätzung keinen Hinweis darauf ergeben
hat,
daß
die
Bewertung
der
Fütterungsstudien
durch
die
jeweiligen
Unternehmen
und
die
Genehmigungsbehörden sowie die Einschätzung, daß das Produkt ohne Gefahr für Mensch und Umwelt in
Verkehr gebracht werden können, revisionsbedürftig sind, geben die Fütterungsstudien zumindest Hinweise auf
Faktoren, die im Rahmen eines post-Marketing Monitorings verstärkt beobachtet werden sollten. Dies umfaßt
zum Beispiel mögliche Veränderungen physiologischer Parameter wie die Prothrombinzeit, sowie die PlasmaPseudocholinesterase-Aktivität bei Produkten, die mit gentechnisch hergestellter Xylanase bearbeitet wurden,
oder die Korrelation zwischen dem Auftreten von Magenbeschwerden und dem Verzehr von Produkten, die
Bestandteile aus FLAVR SAVR-Tomaten enthalten. Ein post-Marketing Monitoring ist aber auch dazu in der
Lage, zur Verifizierung angenommener positiver Eigenschaften des gentechnisch veränderten Lebensmittels
beizutragen, wie z.B. im Falle des Raps mit modifiziertem Fettsäuremuster.
6.
Model zum post-Marketing Monitoring von gentechnisch veränderten Lebensmitteln
Lebensmittel unterscheiden sich von Arzneimitteln u.a. dadurch, daß sie täglich, in großen Mengen und in
größerer Diversität verzehrt werden, d.h. Arzneimittel werden im Vergleich zu Lebensmitteln i.d.R. in einer
begrenzten Zahl appliziert, die Medikamentation geschieht bewußt und sie ist zeitlich begrenzt.
Im Lebensmittelbereich besteht – außer bei akuten Lebensmittelvergiftungen – darüber hinaus kein in dem Maße
ausgeprägtes Problembewußtsein, daß eine momentane Erkrankung mit dem Verzehr eines bestimmten
Lebensmittels in Zusammenhang zu bringen ist. Und trotz des Wissen um die große Zahl ernährungsbedingter
Erkrankungen gibt es auch kein dem Arzneimittelbereich vergleichbares rechtliches Regelsystem in bezug auf
ein post-Marketing Monitoring.
All diese Gründe stützen die These, daß ein post-Marketing Monitoring System nicht auf einer einzigen
Maßnahme allein beruhen kann, sondern daß ein solches System verschiedene, gleichberechtigte Maßnahmen
umfassen muß. Nur so ist es möglich, einen möglichst objektiven, d.h. nicht von Eigen- oder Partikulärinteressen
geleiteten, Nachweis eines Kausalzusammenhanges zwischen dem Verzehr eines gentechnisch veränderten
Lebensmittels und den beobachteten gesundheitlichen Einschränkungen zu ermöglichen. Der Nachweis eines
D.
DISKUSSION
- 212 -
solchen Kausalzusammenhanges wurde als zentrales Problem für die wissenschaftliche Aussagefähigkeit eines
post-Marketing Monitoring System identifiziert.
Das im Rahmen dieser Arbeit entwickelte Model umfaßt die folgenden, sich gegenseitig ergänzenden Elemente:
(1)
Aufbau einer möglichst europäischen, neutralen Institution, die das pMM initiiert und die aus den
verschiedenen Quellen stammenden Daten evaluiert und die Ergebnisse dieser Evaluierung auch
kommuniziert. Für den Aufbau einer zentralen Institution sprechen zum einen die Vielzahl der einzelnen
Bestandteile eines post-Marketing Monitoring Systems und zum anderen die Erfahrungen, die im Rahmen
der stark durch nationale Interessen geprägten Zulassung zum Inverkehrbringen gentechnisch
veränderter Organismen auf Grundlage der EU-Richtlinie 90/220/EWG (EG, 1990b) gemacht wurden und
die Grundlage für den Vorschlag einer zentralen europäischen Genehmigungsbehörde ähnlich der USamerikanischen FDA bildeten (GENERALSEKRETARIAT, 1999; s. kritisch hierzu ROTH-BEHRENDT, 1999).
Sowohl die das gentechnisch veränderte Lebensmittel in Verkehr bringenden Unternehmen als auch
Interessensgruppen, wie z.B. Verbraucherschutzorganisationen, sind aufgrund der Erfahrungen, die
insbesondere im Falle von Olestra (s. Kap. C-1.2.3.1) und Aspartam (Kap. C-1.2.2.1) gesammelt wurden
für die alleinige Wahrnehmung dieser Aufgabe nicht geeignet. Wie Auseinandersetzungen in anderen
Fällen zeigen (z.B. zwischen dem UMWELTBUNDESAMT (UBA) und der BIOLOGISCHEN BUNDESANSTALT (BBA)
(KRIENER, 1999)) sind auch Behörden keine Institutionen, die nicht auch Partikulär- und Eigeninteressen
vertreten. Dennoch erscheint eine neutrale Behörde besser geeignet zur Koordination der post-Marketing
Monitoring
Maßnahmen
und
der
Auswertung
der
dabei
gewonnenen
Daten
als
originäre
Interessengruppen wie Verbände oder Unternehmen.
(2)
Pre-Marketing Risikoabschätzung. Im Rahmen des pre-Marketing wird eine Risikoabschätzung
durchgeführt, die sich an verschiedenen zentralen Leitfragen orientiert. Fragen, die durch eine preMarketing Risikoabschätzung nicht hinreichend beantwortet werden können, sind im Rahmen des pMMS
weiter zu analysieren. Darüber hinaus geben Voruntersuchungen, wie z.B. Fütterungsstudien zur
Bestimmung des toxikologischen Potentials, wichtige Hinweise auf Fragestellungen, die im Rahmen des
pMM weiter untersucht werden können.
(3)
Erfahrungen mit anderen gentechnisch veränderten Lebensmitteln. Erfahrungen aus der Zulassung
und dem Monitoring von anderen gentechnisch veränderten Lebensmitteln können Hinweise geben, die
im Rahmen eines post-Marketing Monitorings zu beobachten sind und deren Relevanz bei der reinen
Analyse der rein produktspezifischen Fragestellungen und der Analyse von im Rahmen der pre-Marketing
Risikoabschätzung erhobenen Daten nicht in dem Maße deutlich geworden wären.
(4)
Epidemiologische Daten und Konsumgewohnheiten. Das Wissen um die Häufigkeit des Konsums
eines bestimmten, zu untersuchenden, gentechnisch veränderten Lebensmittels in Verbindung mit
generellen
epidemiologischen
Verbreitungs-
und
Entwicklungsmustern
von
gesundheitlichen
Einschränkungen kann Fragestellungen generieren, die im Rahmen weiterer Gruppen-Studien untersucht
werden sollten, um konkrete Kausalzusammenhänge nachweisen zu können. Erfahrungen mit Aspartam
(s. Kap. B-1.2.2.1) zeigen jedoch, daß der Nachweis von Kausalzusammenhängen aufgrund des
Vergleichs epidemiologischer Daten und den Häufigkeit des Konsums des jeweiligen Lebensmittels nicht
D.
DISKUSSION
- 213 -
immer unproblematisch sind, weil in manchen Fällen Parallelen zwischen dem Verzehr des Lebensmittels
und einer gesundheitlichen Beeinträchtigung zwar durchaus zu beobachten sind, ohne daß deshalb
jedoch eine Kausalität besteht.
(5)
Event-Klassifizierung und Evaluierung. Die bisherigen post-Marketing Monitoring Studien haben sich
vor allen Dingen auf negative gesundheitliche Auswirkungen konzentriert. Bei der Sammlung von Daten
im Rahmen eines post-Marketing Monitoring von gentechnisch veränderten Lebensmitteln sollten jedoch
nicht nur unerwartete negative gesundheitliche Beeinträchtigungen registriert werden, die mit dem
Konsum des gentechnisch veränderten Lebensmittels in Verbindung gebracht werden, sondern auch
positive Beeinträchtigungen. Die im Rahmen der unterschiedlichen Untersuchungen gesammelten bzw.
gemeldeten Daten sollten ähnlich wie beim ARMS-System oder bei MedWatch klassifiziert und die
jeweiligen Einzelfälle durch eine Gruppe von Personen mit unterschiedlichen Expertisen evaluiert werden
(s.a. Kap. C-1.2.2).
Verläßliche Aussagen über einen Kausalzusammenhang lassen sich jedoch nur erreichen, wenn man,
wie im pharmazeutischen Bereich auch, zur Erhärtung eines Anfangsverdachtes Gruppen-Studien
durchführt. Ziel solcher Gruppen-Studien ist es, Parallelen in den Lebens- und Verzehrgewohnheiten von
erkrankten Personen zu identifizieren. Hierdurch kann bestimmt werden, ob für das beobachtete
Phänomen der Konsum eines Lebensmittels, oder aber ob eine andere Parallele in der Lebensführung
(z.B. Exposition gegenüber einem Gefahrstoff am Arbeitsplatz) verantwortlich war. Ist das beobachtete
Phänomen auf den Verzehr eines Lebensmittels zurückzuführen, ist in einer zweiten Kontrollstudie zu
evaluieren, ob dieses Phänomen spezifisch im Falles des Konsum des gentechnisch veränderten
Lebensmittel auftritt oder auch bei einem vergleichbaren konventionell hergestellten Lebensmittel. Anders
als bei Medikamenten sind bei Lebensmitteln auch psychologische Momente bei der Beurteilung von
Symptomen bzw. bei der Sensitivität im Erkennen und Melden von unerwarteten Phänomen
mitzuberücksichtigen. Aus diesem Grunde ist eine Kontrollgruppe notwendig, die konventionell
hergestellte Lebensmittel (Placebos) konsumiert, von denen der Proband annimmt, daß es sich um
gentechnisch veränderte Lebensmittel handelt. Um das ”Mischen” von konventionellen Lebensmitteln und
gentechnisch veränderten Lebensmitteln beim Verzehr auszuschließen, sollten die Lebensmittel vom
Projektleiter zur Verfügung gestellt werden, da selbst in einem lokal eng begrenzten Testmarkt ein
Konsum von Lebensmitteln unterschiedlicher Herkunft bzw. Verarbeitungsart nicht ausgeschlossen
werden kann.
(6)
Monitoring einzelner Bevölkerungsgruppen. Bei der Risikoabschätzung ganzer Lebensmittel bzw. von
Lebensmittelzutaten, die einen wesentlichen Teil des Lebensmittels ausmachen, konnte man in der
Vergangenheit bereits einige Erfahrungen durch das Monitoring einzelner Bevölkerungsgruppen
sammeln. Hierbei wurden kleine Personengruppen von besonders gefährdeten Menschen über mehrere
Jahre beobachtet. Im Falle von gentechnisch veränderten Lebensmitteln könnte z.B. der Einfluß des
Verzehrs auf Allergiker beobachtet werden, die gegenüber vielen Stoffen allergisch sind (also eine
gewisse Sensitivität auch gegenüber neuen Allergenen vermuten lassen) oder aber gegenüber dem
Organismus, aus dem das neuartige Gen isoliert wurde. Zum Monitoring einzelner Bevölkerungsgruppen
gehört auch das Monitoring von Testmärkten, d.h. begrenzten örtlichen Regionen, in denen das
gentechnisch veränderte Lebensmittel erstmalig angeboten wird (wie es z.B. beim Fettersatzstoff Olestra
D.
DISKUSSION
- 214 -
der Fall war).
(7)
Monitoring-Studien wie das Boston Collaborative Drug Surveillance Programme (BCDSP) (CARSON,
1994, JICK, 1996; COSENTINO, 1996). Wie oben bereits ausgeführt, ist der Nachweis eines
Kausalzusammenhanges von zentraler Bedeutung für die wissenschaftliche Aussagefähigkeit eines postMarketing Monitoring Systems. Der Nachweis von Kausalzusammenhängen hängt u.a. auch von der
Intensität der Beobachtung und der Qualifikation des Beobachten zusammen. Da in einem Krankenhaus
i.d.R. der Einkauf und die Verarbeitung von Lebensmitteln einem besonderen Qualitätsstandard
unterliegt, wäre es mit einer solchen Studie möglich, den Einfluß der Verwendung bestimmter
gentechnisch veränderter Lebensmittel unter klinischen Bedingungen zu beobachten.
(8)
Aktivitäten von Interessensgruppen. Aufgrund der gemachten Erfahrungen in der Vergangenheit ist
damit zu rechnen, daß Interessensgruppen wie Verbraucherschutzorganisationen auch in Zukunft von
sich aus ein Monitoring neuartiger Lebensmittel initiieren, wie dies etwa beim Fettersatzstoff Olestra der
Fall war. Die Erfahrungen zeigen jedoch auch, daß sowohl die Art der Datengenerierung als auch die
Interpretation der dabei gewonnenen Daten nicht immer streng wissenschaftlichen Kriterien unterliegt (s.
Kap.C-1.2.3.1). Dennoch werden die Ergebnisse einer neutralen Institution nur dann eine breite
gesellschaftliche Akzeptanz erfahren, wenn auch die Daten und Fragestellungen von Interessensgruppen
in die Evaluierung des gentechnisch veränderten Lebensmittels mit einfließen.
(9)
Unternehmensaktivitäten. Der Inverkehrbringer eines gentechnisch veränderten Lebensmittels hat ein
großes Eigeninteresse daran, daß mit dem Konsum seines Produktes keine gesundheitlichen
Beeinträchtigungen einhergehen. Darüber hinaus verfügt er i.d.R. über das umfassendste Wissen
bezüglich seines Produktes und er verfügt – entweder direkt oder indirekt über den Handel – über
entsprechende Kundenkontakte. Ähnlich wie im pharmazeutischen Sektor bzw. wie bei den anderen
Fällen, die im Rahmen dieser Arbeit untersuchten wurden (Olestra, Aspartam, Quorn) können
Unternehmen auf ihren Verkaufsverpackungen auf eine Telefon-Hotline aufmerksam machen, die es dem
Verbraucher ermöglicht, sich im Falle einer unerwarteten körperlichen Reaktionen nach dem Verzehr des
Lebensmittels bei dieser Telefonnummer zu melden. Um eine Vergleichbarkeit der Daten zu ermöglichen,
sollte ein einheitlicher Meldebogen verwendet werden.
(10)
Passive Selbstbeobachtung. Die Meldung spontan auftretender körperlicher Beeinträchtigungen hat
sich seit vielen Jahren im pharmazeutischen Bereich bewährt (z.B. MedWatch in den USA, Yellow Card in
Großbritannien und das Meldesystem gegenüber dem BfArM in der Bundesrepublik). Ein solches System
kann auch für das post-Marketing Monitoring gentechnisch veränderter Lebensmittel genutzt werden.
Genauso wie im Arzneimittelbereich ist der Nachweis eines Kausalzusammenhanges allein durch dieses
System jedoch i.d.R. nicht möglich.
(11)
Initiierung aktiver Selbstbeobachtung Die Erfahrungen im pharmazeutischen Bereich, wonach einzelne
Verbraucher dafür gewonnen werden, körperliche Beeinträchtigungen nach dem Konsum eines
Arzneimittels zu melden (aktive Selbstbeobachtung) (s. Kap. B-4.4.3.3.2 und Kap. C-1.2.1.2.5) sind auch
auf das post-Marketing Monitoring gentechnisch veränderter Lebensmittel anwendbar. Auch in diesem
Fall sind die Daten in einer zentralen Institution zu evaluieren, um ggf. über weitere Aktivitäten (wie z.B.
D.
DISKUSSION
- 215 -
die Durchführung einer Gruppen-Studie) zu entscheiden. Hierbei ist auch der Einsatz des Internets
möglich, der es dem Patienten ermöglicht, die Daten selbst und direkt in den Fragebogen einzugeben.
(12)
Kommunikation der Daten. Der Bekanntheitsgrades eines Monitoring-Systems hat wesentlichen Einfluß
auf die Bereitschaft von Medizinern, unbekannte Phänomene zu melden, wie die Erfahrungen mit
MedWatch belegen (Kap. B-4.4.3.3.1). Die Kontinuität des Bekanntmachung der Existenz eines solchen
Systems ist auch wesentlich, um eine möglichst gleichmäßige Zahl an Meldungen zu erhalten und somit
dem Eindruck vorzubeugen, daß eine steigende Zahl von Meldungen aufgrund einer erhöhten
Medienerstattung im Einzelfall auf dem besonderen Gefährdungspotential des betroffenen Produktes
beruht (s. z.B. Kap. C-1.2.3.1). Die Kommunikation der Ergebnisse ist auch aus Gründen der Motivation
für Mediziner wichtig, die sich an einem solchen Monitoring System beteiligen. Wenn es zu keinem
ausreichenden Feedback kommt, wird das Interesse an einer weiteren Beteiligung am pMMS sinken.
Auch wenn die Aussagefähigkeit des hier entwickelten post-Marketing Monitoring Systems für gentechnisch
veränderte Lebensmittel eingeschränkt ist, spricht dies nicht notwendigerweise gegen die Etablierung eines
solchen Systems. Hierfür spricht zum einen, daß pMMS auch in anderen Bereichen gewissen Einschränkungen
unterworfen sind, ohne daß ihre Existenzberechtigung deshalb grundlegend in Frage gestellt wird. Unter dem
Gesichtspunkt der qualitativen und quantitativen Aussagefähigkeit besteht also keine andersartige Qualität. Es
ist nicht einzusehen, warum Unzulänglichkeiten von Detektionssystem in anderen Bereichen akzeptiert werden nicht jedoch bei der Anwendung der Gentechnik im Lebensmittelbereich. Des weiteren sind Maßnahmen zur
Risikovorsorge häufig umstritten, und werden dennoch aufgrund der besonderen gesellschaftlichen Umstände –
etwa einer mangelnden Akzeptanz – ergriffen. Als Beispiel sei hier auf die grundlegenden gesetzlichen
Reformen nach dem Conterganskandal verwiesen. Viele der damals eingeführten Verschärfungen, insbesondere
im Bereich der toxikologischen Untersuchungen, wurden von Seiten der Wissenschaft kritisiert, weil die in
Langzeitfütterungsversuchen bei Tieren gewonnenen Daten auf den Menschen nicht vollständig übertragbar
seien (DUKES, 1990). Dennoch wurden die Maßnahmen ergriffen, um das in der Bevölkerung zerstörte Vertrauen
in die Arzneimittelzulassung und –überwachung wieder herzustellen.
7.
Fazit und Ausblick
Im Rahmen dieser Arbeit wurden erstmalig Erfahrungen aus dem Bereich des post-Marketing Monitorings von
Arzneimitteln, Zusatzstoffen und einigen ausgewählten neuartigen Lebensmitteln analysiert, um als Grundlage
zur Entwicklung eines Systems für das post-Marketing Monitoring von gentechnisch veränderten Lebensmitteln
herangezogen zu werden. Das so entwickelte Model ermöglicht die Evaluierung potentieller langfristiger
gesundheitlicher Schädigungen, die mit dem Verzehr solcher Lebensmittel möglicherweise verbunden sein
können.
Im Rahmen dieser Arbeit konnte gezeigt werden, daß:
•
die Forderungen insbesondere aus dem politischen Raum nach der Etablierung eines post-Marketing
Monitoring System (pMMS) für gentechnisch veränderte Lebensmittel bestehen und aufgrund der
D.
DISKUSSION
- 216 -
Zuspitzung der öffentlichen Diskussion über die Anwendung der Gentechnik im Lebensmittelbereich eher
stärker werden;
•
sich die Erfahrungen aus dem Langzeitmonitoring in verschiedenen anderen Bereichen, die im Rahmen
dieser Arbeit analysiert wurden, auf das Monitoring gentechnisch veränderter Lebensmittel übertragen
lassen;
•
der derzeit bestehende Rechtsrahmen eine pMMS für Lebensmittel nicht vorsieht;
•
für den Nachweis von Kausalzusammenhängen sowohl eine ausreichende Kennzeichnung des
gentechnisch veränderten Lebensmittels notwendig ist, als auch die Bereitstellung entsprechender
Analysetechniken, die es ermöglichen, im Falle einer Nicht-Kennzeichnung (z.B. im Falle von Offenware)
den Nachweis der gentechnischen Veränderung zu erbringen;
•
die Erfahrungen mit anderen pMMS zeigen, daß die Glaubwürdigkeit des Systems für die breite
Öffentlichkeit und seine wissenschaftliche Aussagefähigkeit nur dann gewährleistet ist, wenn vor seiner
Implementierung ein breiter Konsens zwischen den verschiedenen gesellschaftlichen Akteuren (Behörden,
Wissenschaft, Unternehmen, Nicht-Regierungsorganisationen) über das System und seine Implementierung
besteht;
•
wenn ein pMM etabliert wird, dies nur dann Sinn macht, wenn ein Vergleich zwischen dem gentechnisch
veränderten Lebensmittel und seinem nicht-gentechnisch veränderten Pendant besteht. Um die Neutralität
der im Rahmen eines solchen Systems erhobenen Daten und ihrer Interpretation zu gewährleisten, sollten
die Daten zum einen durch eine möglichst nicht interessensgebundene Institution erhoben, zumindest aber
bewertet werden, und zum anderen auch positive Effekte, die im Zusammenhang mit dem Konsum des
gentechnisch veränderten Lebensmittel in Zusammenhang stehen, erfaßt werden;
•
aufgrund der Komplexität der Anforderungen, die an die Durchführung eines pMMS gestellt werden, das
zum Ziel hat, potentielle negative Auswirkungen zu detektieren, die im Zusammenhang mit dem Konsum
gentechnisch veränderter Lebensmittel stehen, und aufgrund der mit der Durchführung des pMM
verbundenen Kosten ist aus wissenschaftlicher Sicht zu hinterfragen, ob die mit der Anwendung der
Technologie postulierten Risiken einen solchen Prozeß rechtfertigen, der erhebliche volkswirtschaftliche
Kosten verursacht. Nach Auffassung der Autoren spricht der derzeitige wissenschaftliche Kenntnisstand
über die in der Öffentlichkeit diskutierten Risikoszenarien (Allergien, Antibiotikaresistenz) und die
gleichzeitige Rigidität der gesetzlichen Genehmigungsverfahren (Novel-Food-Verordnung, FreisetzungsRichtlinie, saatgutrechtliche Bestimmungen) nicht für die Bindung größerer volkswirtschaftlicher Kapazitäten.
Hiervon unberührt bleibt jedoch die Frage, ob die Durchführung eines solchen post-Marketing Monitoring
Systems unter dem Aspekt der Vertrauensbildung gegenüber den Verbrauchern nicht einen Beitrag dazu
leisten kann, eine gesellschaftliche Situation zu erlangen, in dem die Vermarktung gentechnischer
Lebensmittel in anderem Maße möglich ist, als dies heute der Fall ist.
Biotechnologie und Gentechnik werden sich in Europa nur dann entwickeln, wenn die Verbraucher ihnen
vertrauen können (STABENOW , 1996). Die zur Zeit vorherrschende Ablehnung vieler Verbraucher gegenüber der
D.
DISKUSSION
- 217 -
Anwendung der Gentechnik im Lebensmittelbereich basiert auf verschiedenen Faktoren - wobei einer die Frage
der gesundheitlichen (Un)verträglichkeit ist. Insofern kann die Anwendung des in dieser Arbeit entwickelten
Systems zur Evaluierung potentieller Langzeitschäden durch den Einsatz gentechnischer Methoden in der
Nahrungsmittelherstellung und -verarbeitung einen Beitrag leisten, um den Befürchtungen von Verbraucherinnen
und Verbrauchern entgegenzuwirken. Dieser Beitrag ist jedoch zu relativieren, wenn es bei der öffentlichen
Auseinandersetzung um die Gentechnik – die nach Ansicht mancher Autoren nur eine Stellvertreterdiskussion
darstellt (z.B.
VAN DEN
DAELE, 1998) – gar nicht vorrangig um Fragen der Sicherheit der Produkte geht, sondern
eher um generelle Fragen, z.B. über die ”richtige” zukünftige Landwirtschaftspolitik (MAYER, 1996).
Im Rahmen der Erstellung dieser Arbeit hat sich immer wieder gezeigt, daß eines der schwierigsten Probleme im
Zusammenhang mit der Akzeptanz der Gentechnik die Nachvollziehbarkeit und insbesondere Bewertung
einzelner wissenschaftlicher Veröffentlichungen durch ein breite Öffentlichkeit ist. Als Beispiel sei hier nur auf die
CARET-Studie
verweisen,
wonach
der
Verzehr
von
β-Carotin-
und
Vitamin
A-Supplementen
die
Wahrscheinlichkeit für Lungenkrebs erhöht (s. Kap. C-4.1.3). Es stellt sich die Frage, wie ein unbedarfter
Verbraucher auf solche Ergebnisse reagieren soll. Soll er auf den Verzehr von Karotten verzichten, die einen
hohen Anteil an β-Carotin und Vitamin A aufweisen? Oder soll er sein Vertrauen in die Verläßlichkeit
wissenschaftlicher Studien verlieren? Die Daten weisen zum einen darauf hin, daß Supplemente von
physiologisch
positiv
wirksamen
Lebensmittelbestandteilen
nicht
notwendigerweise
in
jedem
Fall
gesundheitsfördernd sind. Es zeigt sich aber auch, daß einzelne wissenschaftliche Veröffentlichungen nicht in
jedem Fall ein Beweis für ein konkretes Gefährdungspotential im konkreten Einzelfall sind. Wenn sich diese
Erkenntnis durchsetzt - so die Meinung des Autors - wird sich die breite Öffentlichkeit auch gegenüber anderen
Veröffentlichungen eher reserviert verhalten, die auf den ersten Blick schockierend und überraschend wirken,
von Seiten der meisten Wissenschaftler jedoch eher skeptisch in bezug auf ihre Aussagekraft betrachtet werden.
Wie sehr gerade neue Medien wie das Internet eine neue Qualität der öffentlichen Debatte hervorrufen, kann am
Beispiel von Arbeiten gezeigt werden, die einen Zusammenhang zwischen dem Verzehr des Zusatzstoffes
Aspartam und Gehirnkrebs diskutieren (OLNEY, 1996 und (108). Die im Internet erhältlichen Daten werden von
verschiedenen Quellen als ”disorganised, hysterical, poorly substantiated .... rabidly inaccurate and scandalously
misinformative” bezeichnet (109). „The aspartam-haters have wandered far afield from the proven facts.” (110).
108
Siehe z.B. die Internet-Seite des ASPARTAM CONSUMER SAFETY NETWORK (http:/web2.airmail.net/marystod) auf der der
Verzehr von Aspartam mit Gehirntumoren, Alzheimer, Mißgeburten, dem Golf-Krieg-Syndrom und Multiple Sklerose in
Verbindung gebracht wurde; oder http://www.aspartamekills.com auf der der Vorstandsvorsitzende von Monsanto,
Robert Shapiro mit Adolf Hitler verglichen wurde.
109
EMERY, D. (1999). http://urbanlegends.miningo.com/library/blasp.htm?pid=2733&cob=home (8.2.1999) und ANONYMUS
(1999). A Web of Deceit. Time Online (2.2.1999) (http://www.monsanto.co.uk/news/99/february99/
2299_TIMEOnline.html). Gegenäußerungen sind zu finden unter: www.nutrasweet.com/html/lib_rumors.html
D.
DISKUSSION
- 218 -
Der hier vorgelegte Vorschlag zu einem Monitoring-System für gentechnisch produzierte Lebensmittel baut auf
den Forderungen der EU-Kommission auf. Dem nachfolgend angeführten Kommentar von der für Umweltschutz
in der Europäischen Kommission ehemals zuständigen Kommissarin, Ritt BJERREGAARD kann nur zugestimmt
werden, die sich bei der Vorlage des Vorschlages für eine revidierte Freisetzungsrichtlinie 90/220/EWG
dahingehend äußerte, daß "this is an important breakthrough in Commission thinking in this very sensitive area.
The rules on GMOs are strengthened ..... With this important piece of legislation the Commission has
demonstrated that it pays careful attention to public concern and public debate. ... This (proposal) will further
confirm for the consumers that all Community institutions see eye to eye when it comes to consumer protection
and protection of human health and the environment. I finally hope that the biotech industry - which potentially
have huge growth prospects - will regard these new rules as a clarification and as a basis for building long-term
confidence and potential trust with the public." (KOMMISSION, 1997h).
Die Einschätzung von Risikopotentialen steigt mit dem Wissen über die verursachenden Faktoren . Ein System
zur
Evaluierung
potentieller
Langzeitschäden
durch
den
Einsatz
gentechnischer
Methoden
in
der
Nahrungsmittelherstellung und –verarbeitung kann einen wesentlichen Beitrag dazu leisten, die in der
öffentlichen Diskussion postulierten Langzeitrisiken im Zusammenhang mit diesen Lebensmitteln besser
einschätzen zu können.
110
Gerade die Debatte um den Nachweis eines möglichen Kausalzusammenhangs zwischen dem Konsum von Aspartam
und dem Auftreten von Gehirntumoren zeigt das Verwischen der Grenzen zwischen wissenschaftlicher und politischer
Debatte. Denn OLNEY hat bereits 1974, nach der ersten Erteilung einer Genehmigung zum Inverkehrbringen von
Aspartam durch die FDA (RANDOLPH, 1973; GARDNER, 1974; FINE, 1974) die These vertreten, daß der o.g.
Zusammenhang zwischen dem Verzehr von Aspartam und dem Auftreten von Gehirnkrebs mit den bis dahin
durchgeführten Untersuchungen zumindest nicht widerlegbar war. Nachdem verschiedene Untersuchungen in Folge
durchgeführt worden sind, hat das FDA im Jahr 1981 erneut eine positive Entscheidung bzgl. des Inverkehrbringens
von Aspartam getroffen (FDA, 1981; HILE, 1981; HAYES 1981). 15 Jahre später führt eine Publikation des selben
Wissenschaftlers zu einem erneuten Aufleben der Diskussion – obgleich die von OLNEY zuvor publizierten Daten von
vier anderen Labors nicht reproduziert werden konnten (STEGINK, 1987).
Interessant in diesem Zusammenhang sind auch die Schwierigkeiten, von denen GARRIGA und GEHA berichten, die
versucht haben für ihre klinischen Studien zur Aspartamunverträglichkeit Probanden zu finden, obgleich der eine fünf
mal in der Washington Post eine Anzeige schaltete (GARRIGA, 1991) und der andere mehrere tausend Allergologen
angeschrieben hatte (GEHA, 1993).
111
Zur Verdeutlichung dieser Aussage sei auf ein Beispiel von W ILSON und CROUCH verwiesen, wonach die
Wahrscheinlichkeit innerhalb einer Lebensspanne an Krebs zu erkranken mit 25% postuliert wird. Wenn jedoch eine
Person nach einem schweren Autounfall im Sterben liegt, reduziert sich die Wahrscheinlichkeit an Krebs zu sterben
gegen Null. ”Thus estimates of risks ... will change as knowledge improves.” (W ILSON, 1987).
E.
E
ABKÜRZUNGSVERZEICHNIS
ABKÜRZUNGSVERZEICHNIS
a.
AAI
a.a.O.
ABA
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ACNFP
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ADM&E
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APH(3´)II
APHIS
ARMS
ASHP
ATBC-Studie
AVV
BAnz
BAP
BCDSP
BDR
BEP
BfArM
BGBl
BGVV
BLL
BMFT
BMG
BMJ
BMJFFG
BMU
BPI
BRIDGE
BSE
Bt
BVE
b.w.
CaMV
CAP
CARET-Studie
CBF
CCDS
CCP
CCRO
CCSI
CDC
CFR
CFSAN
CHO-Zellen
ChemG
CIAA
CIOMOS
CMS
CMS
COMPASS
COSTART
Jahr
American Academy of Immunology
am alten Ort
Abscisin Acid
Association of the British Pharmaceutical Industry
Amtsblatt der Europäischen Gemeinschaften
Advisory Committee on Novel Foods and Processes (UK)
Acceptable Daily Intake
Absorption, distribution, metabolism & excretion (tests)
Adverse Clinical Event
Adverse Drug Reaction
Adverse Drug Reactions On-line Information Tracking
Arbeitsgemeinschaft der Verbraucherverbände, Bonn
Association of Microbial Food Enzyme Producers, Brüssel
Arzneimittelgesetz
Aminoglycosid-3´-phosphotransferase II
Animal and Plant Health Inspection Service, Washington, D.C. (USA)
Adverse Reaction Monitoring System
American Society of Health-System Pharmacists
Alpha-Tocopherol Beta-Carotene-Studie
Allgemeine Verwaltungsvorschrift
Bundesanzeiger
Biotechnology Action Programme
Boston Collaborative Drug Surveillance Programme
Beneficial Drug Reactions
Biotechnology Engineering Programme
Bundesinstitut für Arzneimittel und Medizinprodukte, Berlin
Bundesgesetzblatt
Bundesinstitut für gesundheitlichen Verbraucherschutz und Veterinärmedizin, Berlin
Bund für Lebensmittelkunde und Lebensmittelrecht, Bonn
Bundesministerium für Forschung und Technologie, Bonn
Bundesministerium für Gesundheit, Bonn
British Medical Journal
Bundesminister für Jugend, Familie, Frauen und Gesundheit, Bonn
Bundesministerium für Umwelt, Naturschutz und Reaktorsicherheit, Bonn
Bundesverband der Pharmazeutischen Industrie, Frankfurt
Biotechnology Research for Innovation, Development and Growth in Europe
Bovine Spongiform Encephalopathy
Bacillus thuringiensis
Bundesvereinigung der Deutschen Ernährungsindustrie, Bonn
body weight
Cauliflower Mosaic Virus
Centrally Authorised Products
Beta-Carotene and Retional Efficacy Trial-Studie
Consumer & Biotechnology Foundation, Den Haag
Company Core Data Sheet
Critical Control Point
Coordination Commission Risk Assessment Research, Die Niederlande
Company Core Safety Information
Centers for Disease Control and Prevention
Code of Federal Regulations
Centers for Food Safety and Applied Nutrition, FDA, Washington, D.C. (USA)
Chinese Hamster Ovary - Zellen
Chemikaliengesetz
Konföderation der Europäischen Lebensmittelindustrie, Brüssel
Council for International Organizations of Medical Sciences, Genf
Concerned Member State
Crisis Management System
Computerized On-Line Medical Pharmaceutical Analysis and Surveillance System
Coding Symbols for a Thesaurus of Adverse Reaction Terms
- 219 -
E.
ABKÜRZUNGSVERZEICHNIS
COT
CPMP
CSM
CSPI
d.
DBPCFC
DFG
DG
DGAI
DGE
DHEW
DHHS
DICP
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DPE
DRI
DSRU
EAACI
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ECLAIR
E. coli
EDF
EG
ELISA
EMEA
EMS
EP
EPA
EPAR
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FAC
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FDA
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Freisetzungs-RL
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GCP
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GeN
GenTG
GI
ggf.
GMP
GRAS
GUS
GVM
GVL
GVO
H-2
HAA
HACCP
HDL
HLA
IAAS
IAA
- 220 -
Committee on the Toxicity of Chemicals in Food, Consumer Products and the Environment
(UK)
Committee for Proprietary Medicinal Products, Brüssel (Europäischer
Arzneispezialitätenausschuß)
Committee on Safety of Medicines (UK)
Centers for Science in the Public Interest, Washington, D.C. (USA)
day
Double-Blind, Placebo-Controlled Food Challenge
Deutsche Forschungsgemeinschaft, Bonn
Directorate General (of the European Commission)
Deutsche Gesellschaft für Allergie und Immunitätsforschung
Deutsche Gesellschaft für Ernährung, Frankfurt
Department of Health, Education and Welfare, Washington, D.C. (USA)
Department of Health and Human Services, Washington, D.C. (USA)
Drug Intelligence and Clinical Pharmacy
Desoxyribonukleinsäure
Division of Pharmacovigilance and Epidemiology, FDA, Washington, D.C. (USA)
Dietary References Intake
Drug Safety Research Unit, Southampton (UK)
European Academy of Allergy and Clinical Immunology
1,1´-Ethyliden-bis(L-tryptophan)
Environmental Chemicals Data and Information Network
European Collaborative Linkage of Agriculture and Industry through Research
Escherichia coli
Environmental Defence Fund, Washington, D.C. (USA)
Europäische Gemeinschaften
Enzyme-Linked Immunosorbent Assay
European Agency for the Evaluation of Medical Products, London
Eosinophilie-Myalgie Syndrom
Europäisches Parlament
Environmental Protection Agency (USA)
European Public Assessment Report
Erläuterung
Europäische Union
Europäische Wirtschaftsgemeinschaft
Food Advisory Committee (UK)
Food and Agriculture Organisation, Rom
Food and Drug Administration, Washington, D.C. (USA)
Friedrich Ebert Stiftung, Bonn
folgende
Food Linked Agro-Industrial Research
Friends of the Earth Europe, Brüssel
Federal Register
Richtlinie des Rates vom 23. April 1990 über die absichtliche Freisetzung genetisch
veränderter Organismen in die Umwelt (90/220/EWG).
United States General Accounting Office, Washington, D.C. (USA)
Good Clinical Practice
Gesellschaft Deutscher Chemiker, Frankfurt / Main
Gen-ethisches Netzwerk, Berlin
Gentechnikgesetz
Gastrointestinaltrakt
gegebenenfalls
Good Manufacturing Practice
Generally Recognized As Safe
β-Glucuronidase
gentechnisch veränderter Mikroorganismus
gentechnisch veränderte Lebensmittel
gentechnisch veränderter Organismus
Histocompatibility gene 2
Heterozyklische aromatische Amine
Hazard Analysis Critical Control Point
High Density Lipoprotein
Human Leukocyte Antigen (= human MHC)
International Agronulocytosis and Aplastic Anaemia Study
Indol-3-Acetic Acid (Indol-3-Essigsäure)
E.
ABKÜRZUNGSVERZEICHNIS
IARC
IBD
ICD
ICGFI
ICH
i.d.F.
i.d.R.
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IND
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JAMA
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MMIS
MMWR
MPG
MPK
MRP
MSG
MURL
NABC
NACMCF
NADPH
NAS
NCE
NDNS
NFV
NIH
NL
npt II
NOAEL
NOEL
NRC
NSAID
NW
OAS
OECD
OJ
OTC
PAK
PCR
PEI
PEM
pers.
PflSchG
PG
PHATOX
PMA
pMMS
PMS
PNAS
PPA
- 221 -
International Agency for Research on Cancer
International Birth Date
International Classification of Diseases
International Consultative Group on Food Irradiation
International Conference on Harmonisation of Technical Requirements for Registration of
Pharmaceuticals for Human Use
in der Fassung
in der Regel
International Food Biotechnology Council
Immunglobulin E
Investigational New Drug
International Study of Asthma and Allergies in Childhood
intravenös
in Verbindung mit
Journal of the American Medical Association
Joint Expert Committee on Food Additives (der WHO).
Käseverordnung
Letale Dosis
Low Density Lipoprotein
Lebensmittel- und Bedarfsgegenständegesetz
Lebensmittel-Kennzeichnungs-Verordnung
month
Marketing Authorisation Holder (=Inverkehrbringer)
Medicines Control Agency, UK
Methylglyoxal
Major Histocompatibility Complex
Medicaid Management Information System
Morbidity and Mortality Weekly Report
Max-Planck-Gesellschaft, Bonn
Milligramm pro Kilogramm Körpergewicht
Mutual Recognition Procedure
Monosodium Glutamat
Ministerium für Umwelt, Raumordnung und Landwirtschaft des Landes NRW, Düsseldorf
National Agricultural Biotechnology Council (USA)
National Advisory Committee on Microbiological Criteria for Foods
Nicotinamidadenindinucleotidphosphat
National Academy of Science (USA)
New Chemical Entities
National Diet and Nutrition Surveys
Novel Food Verordnung
National Institut of Health (USA)
Neuartige Lebensmittel und Lebensmittelzutaten
Neomycin Phosphotransferase II
No Observed Adverse Effect Level
No Observed Effect Level
National Research Council (USA)
Nonsteroidal Anti-Inflammatory Drug
Nebenwirkung
Oral Allergy Syndrome
Organisation for Economic Co-Operation and Development
Official Journal of the European Communities
Over the counter
Polyzyklische aromatische Kohlenwasserstoffe
Polymerase Chain Reaction
Paul-Ehrlich-Institut, Langen
Prescription Event Monitoring
persönlich(e)
Pflanzenschutzgesetz
Polygalacturonase
Pharmacological and Toxicological Data Center
Pharmaceutical Manufacturers Association
post-Marketing Monitoring Systems
Postmarketing Surveillance
Proceedings of the National Academy Sciences
Prescription Pricing Authority, UK
E.
ABKÜRZUNGSVERZEICHNIS
PSUR
RASFF
RAST
RDA
RIA
RL
RMS
Rn.
s.o.
SAFEST
SAMM
SCAN
SCF
SCP
SCOGS
SCP
SDS-PAGE
SGF
SIF
SLA
SMON
SOP
SPC
SRS
TAB
TCR
TDS
UAW
USDA
USDHEW
VCI
VI
VO
WHO
WHOART
WLA
WW
z.Zt.
ZZulV
Periodic Safety Update Report
Rapid Alert System for Foodstuff
Radio-Allergo-Sorbent-Test
Recommended Dietary Allowance
Radioimmunoassay
Richtlinie
Reference Member State
Randnummer
siehe oben
Safety Assessment of Food by Equivalence and Similarity Targeting
Safety Assessment of Marketed Medicines
Scientific Committee for Animal Nutrition, Brüssel
Scientific Committee for Food, Brüssel
Single Cell Protein
Select Committee on GRAS Substances of the Federation of American Societies for
Experimental Biology
Scientific Committee for Pesticides
Sodium Dodecyl Sulphate - Polyacrylamide Gel Electrophoresis
Simulated Gastric Fluid
Simulated Intestinal Fluid
Ständiger Lebensmittelausschuß (= Standing Committee for Food)
Subacute Myelo-Optic Neoropathy
Standard Operating Procedure
Summary of Product Characteristics
Spontaneous Reporting System
Büro für Technikfolgenabschätzung des Deutschen Bundestages, Bonn
T-Zellrezeptor
Total Diet Surveys
Unerwünschte Arzneimittelwirkung
United States Department of Agriculture, Washington, D.C. (USA)
United States Department of Health, Education and Welfare
Verband der chemischen Industrie, Frankfurt/ Main
Verbraucherinitiative, Bonn
Verordnung
World Health Organisation, Genf
WHO Adverse Reaction Terminology
Wissenschaftlicher Lebensmittelausschuß
Wechselwirkung
zur Zeit
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