Wissenschaftler haben in bahnbrechenden Forschungsarbeiten aufgedeckt, wie Luftverschmutzung Lungenkrebs verursacht, die versprechen, unser Verständnis der Krankheit neu zu schreiben.
Die Ergebnisse skizzieren, wie in Autoabgasen enthaltene Feinstaub ruhende Mutationen in Lungenzellen „erwecken“ und sie in einen krebsartigen Zustand versetzen kann. Die Arbeit hilft zu erklären, warum so viele Nichtraucher an Lungenkrebs erkranken, und ist ein „Weckruf“ über die schädlichen Auswirkungen der Umweltverschmutzung auf die menschliche Gesundheit.
„Das Lungenkrebsrisiko durch Luftverschmutzung ist geringer als durch Rauchen, aber wir haben keine Kontrolle darüber, was wir alle atmen“, sagte Prof. Charles Swanton vom Francis Crick Institute, der die Ergebnisse auf der Konferenz der European Society for Medical Oncology in präsentierte Paris am Samstag.
„Weltweit sind mehr Menschen unsicherer Luftverschmutzung ausgesetzt als giftigen Chemikalien im Zigarettenrauch, und diese neuen Daten verbinden die Bedeutung der Klimagesundheit mit der Verbesserung der menschlichen Gesundheit.“
Rauchen ist nach wie vor die häufigste Ursache für Lungenkrebs, aber die Luftverschmutzung im Freien verursacht in Großbritannien etwa einen von zehn Fällen, und schätzungsweise 6.000 Menschen, die noch nie geraucht haben, sterben jedes Jahr an Lungenkrebs. Weltweit wurden etwa 300.000 Todesfälle durch Lungenkrebs im Jahr 2019 auf die Exposition gegenüber Feinstaub, bekannt als PM2,5, zurückgeführt, der in der Luftverschmutzung enthalten ist.
Die biologische Grundlage dafür, wie Luftverschmutzung Krebs verursacht, blieb jedoch unklar. Im Gegensatz zu Rauchen oder Sonneneinstrahlung, die direkt DNA-Mutationen im Zusammenhang mit Lungen- und Hautkrebs verursachen, verursacht Luftverschmutzung keinen Krebs, indem sie solche genetischen Veränderungen auslöst.
Stattdessen neigen Nichtraucher-Lungenkrebspatienten dazu, Mutationen zu tragen, die auch in gesundem Lungengewebe zu sehen sind – kleine Fehler, die wir lebenslang in unserer DNA anhäufen und die normalerweise harmlos bleiben.
„Diese Patienten bekommen eindeutig Krebs, ohne Mutationen zu haben, also muss noch etwas anderes passieren“, sagte Swanton, der auch Chefarzt von Cancer Research UK ist. „Luftverschmutzung wird mit Lungenkrebs in Verbindung gebracht, aber die Menschen haben sie weitgehend ignoriert, weil die Mechanismen dahinter unklar waren.“
Die neueste Arbeit enthüllt diesen Mechanismus durch eine Reihe sorgfältiger Experimente, die zeigen, dass Zellen, die ruhende Mutationen tragen, krebsartig werden können, wenn sie PM2,5-Partikeln ausgesetzt werden. Der Schadstoff entspricht dem Zündfunken eines Gaskochfeldes.
In Laborstudien zeigte Swantons Team, dass Mäuse, die manipuliert worden waren, um Mutationen in einem Gen namens EGFR zu tragen, das mit Lungenkrebs in Verbindung gebracht wird, weitaus wahrscheinlicher an Krebs erkranken, wenn sie den Schadstoffpartikeln ausgesetzt werden. Sie zeigten auch, dass das Risiko durch ein Entzündungsprotein namens Interleukin-1 beta (IL1B) vermittelt wird, das als Teil der körpereigenen Immunantwort auf PM2.5-Exposition freigesetzt wird. Als den Mäusen Medikamente verabreicht wurden, um das Protein zu blockieren, waren sie weniger anfällig für die Schadstoffe.
Die Arbeit erklärt ein früherer Zufallsbefund in einer klinischen Studie mit einem von Novartis hergestellten Medikament gegen Herzkrankheiten wurde festgestellt, dass Personen, die das Medikament – einen IL1B-Hemmer – einnahmen, eine deutliche Verringerung der Inzidenz von Lungenkrebs hatten. Dies könnte den Weg für eine neue Welle krebsvorbeugender Medikamente ebnen, sagte Swanton.
Das Team analysierte auch Proben von gesundem Lungengewebe, die bei Patientenbiopsien entnommen wurden, und stellte fest, dass die EGFR-Mutation in einer von fünf der normalen Lungenproben gefunden wurde. Dies deutet darauf hin, dass wir alle ruhende Mutationen in unseren Zellen tragen, die das Potenzial haben, sich in Krebs zu verwandeln – und eine chronische Exposition gegenüber Luftverschmutzung erhöht die Wahrscheinlichkeit, dass dies geschieht.
„Es ist ein Weckruf für die Auswirkungen der Umweltverschmutzung auf die menschliche Gesundheit“, sagte Swanton. „Man kann die Klimagesundheit nicht ignorieren. Wenn Sie sich mit der menschlichen Gesundheit befassen wollen, müssen Sie sich zuerst mit der Klimagesundheit befassen.“
Rosamund Kissi-Debrah, deren Tod der neunjährigen Tochter Ella im Jahr 2013 von einem Gerichtsmediziner illegaler Luftverschmutzung zugeschrieben wurde, sagte, es gebe weiterhin einen „Mangel an vernetztem Denken“ über Umweltverschmutzung und Gesundheit. „Sie können so viel Geld in den NHS pumpen, wie Sie wollen, aber wenn Sie die Luft nicht aufräumen, werden immer mehr Menschen krank“, sagte sie. „Meine Sorge in Bezug auf die globale Gesundheit ist, dass wir jedes Jahr die Zahlen herausgeben – Luftverschmutzung verursacht neun Millionen vorzeitige Todesfälle – aber niemand wird zur Rechenschaft gezogen.“
Prof. Tony Mok von der Chinese University of Hong Kong, der nicht an der Forschung beteiligt war, sagte: „Wir wissen seit langem um den Zusammenhang zwischen Umweltverschmutzung und Lungenkrebs, und wir haben jetzt eine mögliche Erklärung dafür. Da der Verbrauch fossiler Brennstoffe mit Umweltverschmutzung und CO2-Emissionen einhergeht, haben wir einen starken Auftrag, diese Probleme anzugehen – sowohl aus ökologischen als auch aus gesundheitlichen Gründen.“
Prof. Allan Balmain, ein Krebsgenetiker an der University of California in San Francisco, sagte, die Ergebnisse hätten auch Auswirkungen auf unser Verständnis, wie Rauchen Krebs verursacht. „Sowohl Luftverschmutzung als auch Zigarettenrauch enthalten viele fördernde Substanzen. Dies ist seit den frühen 1960er Jahren bekannt, wurde aber im Wesentlichen ignoriert, da sich alle auf Mutationen konzentrierten“, sagte er. „Die Tabakunternehmen sagen jetzt, dass Raucher auf Dampfen umsteigen sollten, da dies die Exposition gegenüber Mutagenen verringert und daher das Krebsrisiko verschwinden wird. Das ist nicht wahr, da unsere Zellen sowieso Mutationen bekommen, und es gibt Hinweise darauf, dass Dampfen Lungenkrankheiten hervorrufen und Entzündungen ähnlich wie Promotoren verursachen kann.“