Ausführliche Stellungnahme zur Bewertung der epidemiologischen Studie zu Kinderkrebs in der Umgebung von Kernkraftwerken (KiKK-Studie) durch die Strahlenschutzkommission (SSK)

24. Oktober 2008

Vorbemerkung
Der Beschluss, eine neue Studie zu Kinderkrebs in der Umgebung von Kernkraftwerken (die spätere KiKK-Studie) durchzuführen, wurde im Juni 2001 vom BfS nach einem Treffen zwischen BfS, Umweltinstitut München (UIM) und IPPNW in Kassel gefasst. Vorausgegangen waren Studien von Dr.Alfred Körblein, ehemaliger Mitarbeiter im UIM, die signifikant erhöhte Krebsraten bei Kindern um bayerische Kernkraftwerke ergeben hatten und erhebliche Beunruhigung in der betroffenen Bevölkerung auslösten. Die atomkritische Ärzteorganisation IPPNW startete Anfang 2001 eine Unterschriftenkampagne im Internet mit der Forderung, den Ursachen der erhöhten Krebsraten durch weitere epidemiologische Studien nachzugehen. Das Umweltinstitut war in der Folge an der Entwicklung des Studiendesigns beteiligt und auch mit Sitz im externen Expertengremium vertreten. Deshalb ist es uns ein Anliegen, zur Bewertung der Ergebnisse der KiKK-Studie durch die SSK Stellung zu nehmen.

Anmerkungen zum SSK Bericht
Die Beratungsergebnisse der SSK werden im Bericht in sieben Punkten zusammengefasst. Im Folgenden werden wir auf die sieben Punkte einzeln eingehen.

Die KiKK-Studie hat eine höhere Aussagekraft als vorhergehende meist ökologische Studien. Das Studiendesign unterscheidet sich deutlich. Die Anforderungen an eine analytische Studie werden erst durch die KiKK-Studie erfüllt. Bei den beiden vorausgegangenen Studien des Deutschen Kinderkrebsregisters (DKKR) hing das Ergebnis für Leukämien bei Kleinkindern im Nahbereich von kerntechnischen Anlagen von der Größe der Vergleichsgebiete ab. Mit den 5 km-Vergleichsregionen ergab sich für den Zeitraum 1980-95 ein relatives Risiko von 2,9 (p=0,004), jedoch mit den 15 km-Vergleichsregionen ein relatives Risiko von 1,49 (p=0,060).

Die relativierende Aussage der SSK (Bericht S.8), das Ergebnis der KiKK-Studie stelle keine unabhängige Bestätigung der Ergebnisse früherer Studien dar, ist so nicht haltbar. Die Daten waren zum großen Teil andere als in den vorausgegangenen Studien. So umfasste beispielsweise die erste Studie des DKKR 1362 Krebsfälle bei Kindern unter 15 Jahren (1980-95), darunter 607 Fälle (44,6%) an den 5 Standorten von Forschungs- und Versuchsreaktoren, welche in der KiKK-Studie nicht berücksichtigt wurden (Hamm: 93, Jülich: 95, Mülheim Kärlich: 72, Karlsruhe: 146, Kahl 201). Die Anzahl der Kinder unter 5 Jahren an allen 20 Standorten von kerntechnischen Anlagen beträgt 691. Leider enthält die Studie des DKKR keine standortspezifischen Daten für Kleinkinder. Unter der Annahme, dass anteilig ebenso viele Kleinkinder wie Kinder an den 5 ausgeschlossenen Standorten lebten, ergibt sich für die verbleibenden 15 Standorte von Kernkraftwerken, dass dort 691*55,4% = 383 Kleinkinder lebten. Damit sind nur maximal 24% (=383/1592) der Fälle aus der ersten Studie des DKKR in der KiKK-Studie enthalten. Die zufällig im Studiengebiet gezogenen Kontrollen unterscheiden sich von den Kontrollen in den Vergleichsregionen zu 100%. In das Ergebnis für das relative Risiko geht sowohl die Zahl der Fälle wie die der Kontrollen ein.

Im SSK-Bericht unter 2.5 (Bericht S. 7-9) wird einer kürzlich erschienenen Veröffentlichung im Deutschen Ärzteblatt ein ganzes Kapitel gewidmet. Es ist zu vermuten, dass sich die SSK diese Publikation kritiklos zu eigen gemacht hat. Mit der nachgeschobenen Publikation „Leukämien bei unter 5-jährigen in der Umgebung deutscher Kernkraftwerke“ versuchen die Autoren der KiKK-Studie die Ergebnisse ihrer eigenen Studie zu relativieren. Im Ergebnis wird festgestellt, dass sich die Leukämierate im gesamten Studiengebiet nicht von der Rate im Bundesgebiet unterscheidet. Für die 5-km Zone wird ein standardisiertes Inzidenzverhältnis (SIR) von 1,41 berichtet, das nicht signifikant erhöht ist (KI 0,98-1,97). Dass vermutlich ein Gebiet gemeint ist, das alle Gemeinden mit Mittelpunkt in der 5-km Zone umfasst, und das deshalb weit größer ist als der exakt bestimmte 5-km Entfernungsbereich der KiKK-Studie, geht erst aus dem nächsten Satz hervor: „Die Inzidenzen für Gemeinden, deren Ortsmittelpunkt weiter als 5 km vom nächstgelegenen Kernkraftwerk entfernt ist, liegen zwischen 0,85 und 1,00.“ Die Frage sei erlaubt, ob mit dieser Darstellung beabsichtigt ist, die in der KiKK-Studie gefundene hochsignifikante Erhöhung um 119% im 5-km Nahbereich auf nicht signifikante 41% herunterzurechnen. Insgesamt gesehen trägt diese dritte ökologische Studie auf Gemeindeebene nicht zur Erhellung der Ergebnisse der KiKK-Studie bei. Eigenartig ist auch, wenn hier unter Verwendung von Ergebnissen einer weiteren ökologischen Studie die Ergebnisse einer aussagekräftigeren und aufwändigen Fall-Kontroll-Studie in Frage gestellt werden.

In der Umgebung von deutschen Kernkraftwerken gibt es eine Evidenz für eine erhöhte Rate von Leukämie. Dies wurde auch von den externen Gutachtern Darby und Read bestätigt. Was derzeit nicht abschließend bewertet werden kann, sind die Ursachen.

Ergänzend wird noch auf eine neue Studie aus Großbritannien (Präsentation von Bithell auf dem ICNIRP/WHO/BfS Workshop, Risk Factors to Childhood Leukemia, Mai 2008) hingewiesen. Diese zeigt, dass das Risiko im 5 km-Nahbereich von 12 britischen Kernkraftwerken um 66 % höher ist als im Bereich von 5-10 km (p<0,05, einseitig). Genannt wurden Zahlen für beobachtete (O) und erwartete (E) Leukämiefälle in den Zonen von 0-5 km (O=20, E=14,74) und von 0-10 km (O=66, E=70,93).

Die Methodik der KiKK-Studie wurde vor Kenntnis der Daten nach bestem Wissen und nach langen Diskussionen festgelegt. Wenn Schwächen nach Kenntnis der Daten und Vorliegen der Ergebnisse zu erkennen sind, so kann nicht daraus gefolgert werden, dass es vernünftiger gewesen wäre, die Studie so nicht durchzuführen. Gleichzeitig bestätigt die SSK, dass das Design geeignet war, die Abstandsabhängigkeit gemäß Hauptfragestellung zu analysieren. Auch hat sich die SSK den Aussagen der externen Gutachter Darby und Read angeschlossen (Bericht S. 24), die die zentralen Ergebnisse der KiKK-Studie bestätigen.

Das Expertengremium hat zusammen mit dem BfS und dem Auftragnehmer die Frage der Expositionsbestimmung für die KiKK-Studie ausführlich diskutiert. Eine zuverlässige Berechnung der Exposition nach AVV wurde bei der KiKK-Studie, die 16 Einzelstandorte umfasst, als nicht praktikabel angesehen. Als Ersatzgröße (Proxy) für die Exposition wurde gemäß UNSCEAR der reziproke Abstand herangezogen. Aufgabe der KiKK-Studie war es festzustellen, ob es einen negativen Abstandstrend gibt.

Auch hinsichtlich der Erhebung von Einflussfaktoren weist das Studiendesign keine methodische Schwäche auf. Teil 2 der KiKK-Studie diente allein der Untersuchung von Einflussfaktoren, scheiterte aber einerseits an der mangelhaften Bereitschaft der Probanden, sich an der Studie zu beteiligen, was nicht vorauszusehen war. Andererseits war dieser Studienteil mit nur 360 Fällen und 696 Kontrollen so sehr unterpowert, dass er keine belastbaren Aussagen zum möglichen Einfluss von Confoundern zuließ.

Die SSK schränkt ihre Aussagen aufgrund der explorativen Untersuchung der externen Gutachter Darby und Read auf die innere Zone bis maximal 5 km ein. Dort wurden die höchsten zusätzlichen Risiken beobachtet. Die Ergebnisse der KiKK-Studie werden damit auf eine kategorielle Auswertung reduziert. Für die KiKK-Studie wurde vorab zusätzlich zur Prüfung des Abstandstrends (Hauptfragestellung) festgelegt, als Nebenfragestellung zu prüfen, ob das Risiko für Entfernungen kleiner 5 km bzw. 10 km größer ist als für Entfernungen größer 5 km bzw. 10 km. Da beide Fragestellungen im Studiendesign festgelegt wurden, berichtet die KiKK-Studie korrekterweise beide Ergebnisse.

Die Angabe von Attributivrisiken bezogen auf das gesamte Gebiet der Bundesrepublik ist nicht zulässig, da nur eine relativ kleine Umgebung um die Standorte von Kernkraftwerken untersucht wurde. Es ist richtig, dass das Krebsrisiko nur im 5 km-Radius signifikant erhöht ist. Aber ebenso richtig ist, dass die Datenlage nicht erlaubt auszuschließen, dass es auch jenseits von 5 km Zusatzrisiken gibt.

Die SSK bespricht in ihrem Bericht ausführlich den derzeitigen Stand des strahlenbiologischen und –epidemiologischen Wissens, jedoch nicht die möglichen Unsicherheiten und das fehlende Wissen. Auch die Schwierigkeiten der Expositionsbestimmung werden im SSK Bericht nicht diskutiert. Der von der SSK zitierte Faktor 1000 ergibt sich bekanntlich nicht aus Messungen sondern aus einer komplexen Rechnung, die auf Modellen beruht, in die eine Vielzahl von Annahmen eingehen. Dazu gehören z.B. atmosphärische Ausbreitungsrechnungen, bei denen sich unter Verwendung von Quasilangzeitausbreitungsfaktoren im Vergleich zu Langzeitausbreitungsfaktoren wesentlich höhere Bodenkontaminationen ergeben. Nach O. Schumacher gehen Quasilangzeitausbreitungsfaktoren von der (realistischen) Annahme einer Reihe diskontinuierlicher Ableitungen aus, für welche die atmosphärische Ausbreitung anhand des Kurzzeitausbreitungsfaktors berechnet wird [1].

Zu den Unsicherheiten bei der Ausbreitungsrechnung kommen die Unsicherheiten bei Transferfaktoren, Dosisfaktoren, Strahlenwichtungsfaktoren, Organwichtungsfaktoren etc. Alle diese Unsicherheiten gehen multiplikativ in die Rechnung ein (siehe dazu den Bericht der CERRIE Kommission [2]). Konservativ sind lediglich die Annahmen zu den Verzehrmengen; die anderen Parameter stellen Mittelwerte dar. Geboten wäre eine probabilistische Herangehensweise, bei der nicht diskrete Werte sondern Medianwerte und Verteilungsannahmen eingehen. Die Ungenauigkeit der Dosisschätzung könnte insgesamt mehr als eine Größenordnung ausmachen.

Wenn davon auszugehen ist, dass Leukämien bei Kleinkindern überwiegend pränatal induziert werden, dann sollte berücksichtigt werden, dass das empfindlichste Stadium der Schwangerschaft für das heranwachsende Leben das erste Trimester ist, insbesondere die Zeit der Organbildung in der 3-7 Woche [3, Abb.1]. Das in der Literatur [4] genannte relative Risiko von 50/Sv bezieht sich aber auf eine Exposition im letzten Trimester der Schwangerschaft und auf Kinder unter 15 Jahren. Über die gesamte Schwangerschaft ist das Risiko deutlich höher, so dass die Verdopplungsdosis nur wenige mSv betragen dürfte.

Es kommt nicht auf die gesamte Strahlenexposition an, sondern nur auf diejenige, in der sich Fälle und Kontrollen unterscheiden. Es ist nicht anzunehmen, dass die Schwankungen der natürlichen Strahlenexposition zwischen Fällen und Kontrollen unterschiedlich verteilt sind. Die natürliche Strahlenexposition kann deshalb nicht mit dem Risikoanstieg in der Nähe von Kernkraftwerken in Verbindung gebracht werden.

Auch die weiteren von der SSK in Erwägung gezogenen möglichen Ursachen für die gefundenen Leukämieraten genügen nicht der beobachteten Abstandsabhängigkeit. Die Spekulation, dass die Lebensbedingungen in den ländlichen Regionen der auslösenden Faktor seien (Bericht S. 19), erklärt nicht das erhöhte Risiko im Nahbereich der Kernkraftwerke. Außerdem widerspricht dem, dass die Leukämieinzidenz in ländlichen Regionen in Bayern niedriger ist als in städtischen Regionen. Dies ergab eine Regressionsanalyse der Leukämieraten bei Kindern in den bayerischen Landkreisen (1983-98). Die Leukämierate wächst mit zunehmender Bevölkerungsdichte signifikant (p<0,01) um 7,2% ± 2,7% pro 1000 Einw/km2 (siehe Abb.2). Eine erhöhte Leukämierate in dicht besiedelten Gegenden Englands wurde auch in den OSCC Daten gefunden [5].
 
Gemäß UNSCEAR kann die Strahlenexposition als abhängig von der Entfernung angenommen werden. Dies ist ein Hinweis auf mögliche Ursachen. Es ist wegen des momentanen begrenzten strahlenbiologischen Wissens nicht gerechtfertigt, Strahlung grundsätzlich als mögliche Ursache auszuschließen.

Eine weitergehende, interdisziplinäre Erforschung der Entstehung von Leukämien ist sicher richtig. Aber auch weitere explorative Untersuchungen mit den KiKK-Daten wären sinnvoll, z.B. eine getrennte Auswertung nach Standorten von Siedewasser- und Druckwasserreaktoren (aus den jährlichen Berichten der Bundesregierung zur Umweltradioaktivität und Strahlenbelastung geht hervor, dass die Strahlenbelastung um SWR höher ist als um DWR) oder eine Auswertung der Leukämieraten nach Geschlecht getrennt. In vielen Studien zeigt sich ein größeres Strahlenrisiko für Jungen als für Mädchen [6, Abb.3].

Eigene Überlegungen zur Stützung der Strahlenhypothese
Da die Dosisbelastungen für Kleinkinder im Nahbereich der Kernkraftwerke in den Jahresberichten der Bundesregierung zur Strahlenexposition mit einigen µSv/a pro Jahr angegeben werden (u.a. Philippsburg 8 µSv, Gundremmingen 6 µSv, Isar 4 µSv, siehe Bericht für das Jahr 2006, S.17 [7]), könnte - unter Berücksichtigung der Unsicherheiten in der Dosisberechnung - die tatsächliche Dosis eher bei einem Zehntel der natürlichen Hintergrundstrahlung liegen. Das könnte aber die Verdoppelung der Leukämieraten noch nicht erklären.

In der Regel geht man davon aus, dass eine prozentuale Erhöhung der Hintergrundstrahlung eine ebenso große prozentuale Erhöhung des Strahlenrisikos bedeutet. Dies ist aber nur dann richtig, wenn die Dosis-Wirkungsbeziehung (DWB) linear ist. Nun kennt man aber bis heute die Form der DWB für die pränatale Leukämieinduktion bei sehr niedrigen Dosen/Dosisraten nicht. Monatsdaten der Perinatalsterblichkeit aus Westdeutschland, Bayern und Österreich (Abb.4-6), aber auch aus Polen und der Ukraine, zeigen signifikant nichtlineare Abhängigkeiten von der berechneten Cäsiumbelastung der Schwangeren. Während die natürliche Strahlenexposition mit ca. 1 mSv/a (ohne Radonanteil) zeitlich nahezu konstant ist, sind die Emissionen der Kernkraftwerke durch starke zeitliche und örtliche Schwankungen gekennzeichnet. Eine probabilistische Betrachtung ergibt, dass das Risiko überproportional mit der Dosis ansteigt. Dann wird das Risiko durch Emissionsspitzen bestimmt und der Vergleich mit der im wesentlichen zeitlich konstanten natürlichen Hintergrundstrahlung führt zu falschen Schlüssen.

Dieser Gedanke wird in einem Artikel von Körblein im Strahlentelex vom November 2008 genauer dargestellt werden [8] (siehe Anlage). Er könnte unter angemessener Berücksichtigung der Unsicherheiten bei der Dosisberechnung dazu beitragen, die Lücke zwischen epidemiologischer Evidenz und der mittleren Dosis durch die Emissionen der Kernkraftwerke zu schließen.

Alfred Körblein, Karin Wurzbacher

1. O. Schumacher. Zuverlässigkeit der AVV hinsichtlich der Emissionsausbreitungs-Berechnungen und Dosisermittlung. http://strahlentelex.de/_C1_Zuverlaessigkeit_der_AVV_Schumacher_O.pdf
2. CERRIE (2004) Report of the Committee Examining the Radiation Risks of Internal Emitters. www.cerrie.org
3. Gilman EA, Kneale GW, Knox EG, Stewart AM. Pregnancy x-rays and childhood cancers: effects of exposure age and radiation dose. J Radiol Prot 1988,Vol 8 No 1: 3-8
4. Wakeford R. The risk of childhood cancer from intrauterine and preconceptional exposure to ionizing radiation. Environ Health Perspect. 1995 Nov;103(11):1018-25. Review
5. Knox EG, Stewart AM, Gilman EA, Kneale GW. Background radiation and childhood cancers. J Radiol Prot (GB). 1988 (8):9-18
6. Körblein A. Leukämien bei Kindern in der Umgebung von Tschernobyl. Strahlentelex (2008) 508-509: 4-5. http://www.strahlentelex.de/Stx_08_508_S04-06.pdf
7. http://dip21.bundestag.de/dip21/btd/16/068/1606835.pdf
8. Körblein A. Einfluss der Form der Dosis-Wirkungsbeziehung auf das Leukämierisiko. Strahlentelex (2008) 524-25

Abb.1: Risiko für Leukämien nach in-utero Röntgenbestrahlung in verschiedenen Stadien der Schwangerschaft, im Vergleich zum Risiko nach der 13. Schwangerschaftswoche. Die Fehlerbalken kennzeichnen den 95% Vertrauensbereich. Auswertung der Daten aus [3] durch A. Körblein.

 Abb.2: Abhängigkeit der Leukämierate, 1983-98, von der Bevölkerungsdichte in den bayerischen Landkreisen (A. Körblein, unveröffentlicht). Die Fehlerbalken zeigen die einfachen Standardabweichungen.

Abb.3: Abweichungen der Leukämieraten vom langjährigen Trend (standardisierte Residuen) bei Jungen und Mädchen für die zusammengefassten Daten aus der Studienregion (hauptbelastete Regionen um Tschernobyl) und der Vergleichsregion (Belarus ohne Gebiet Gomel). Die gestrichelten Linien kennzeichnen den Bereich von zwei Standardabweichungen. Aus [6].

Abb.4: Zusammenhang zwischen den Monatsdaten der Perinatalsterblichkeit in Westdeutschland und der um 7 Monate verschobenen berechneten Cäsiumbelastung von schwangeren Frauen und Ergebnis einer Regression mit einem linear-quadratischen Modell. Die Fehlerbalken zeigen die einfachen Standardabweichungen.

Abb.5: Zusammenhang zwischen den Monatsdaten der Perinatalsterblichkeit in Bayern und der um 7 Monate verschobenen berechneten Cäsiumbelastung von schwangeren Frauen und Ergebnis einer Regression mit einem Polynom 3.Grades. Die Fehlerbalken zeigen die einfachen Standardabweichungen.

Abb.6: Zusammenhang zwischen den Monatsdaten der Perinatalsterblichkeit in Österreich und der um 7 Monate verschobenen berechneten Cäsiumbelastung von schwangeren Frauen und Ergebnis einer Regression mit einem linear-quadratischen Modell. Die Fehlerbalken zeigen die einfachen Standardabweichungen.