IPPNW-Forum 176 / 2023

Zur transgenerationalen Vererbbarkeit strahlenverursachter Mutationen beim Menschen

Stellungnahme des IPPNW-Arbeitskreises Atomenergie

Strahleninduzierte Schäden an der DNA-DoppelhelixOb strahlungsverursachte Mutationen bzw. die durch sie verursachten Krankheiten transgenerational vererbbar seien, wie wir es als IPPNW bisher vertreten haben, ist nun erneut Gegenstand der Diskussion geworden. In einer in „Science“ publizierten Studie von Yeager et al. (2021) schlossen die Autor*innen aus ihren Ergebnissen, dass Kinder von Eltern, die einer niedrigen Strahlungsdosis ausgesetzt waren, keine vermehrten, ererbten Mutationen zeigen – es also keine relevante transgenerationale Vererbbarkeit von strahleninduzierten Mutationen gäbe. In dieser Veröffentlichung wurde das Genom von Kindern von durch den Atomunfall in Tschernobyl verstrahlten Eltern mit einer neuen Technik („whole genome short-read sequencing“) untersucht. Es wurden sogenannte De-novo-Mutationen (DNM) bei 130 Kindern aus 105 Mutter-Vater-Paaren mittels Sequenzierung des gesamten Genoms detektiert.

Nach der Studienveröffentlichung kritisierte der Berliner „Tagesspiegel“ daraufhin explizit die Position der IPPNW als „Mutmaßung und voreiligen Schluss“ und rückte damit unsere Veröffentlichungen in die Nähe von unwissenschaftlicher Angstmacherei und Fake-News. Der Arbeitskreis Atomenergie der IPPNW hat sich seit 2021 nun vielfältig mit dieser wissenschaftlichen Fragestellung beschäftigt. Dieser Text stellt eine Zusammenfassung unserer Diskussionen dar und soll eine fundierte Antwort vorbereiten.

Stand der Forschung


Es ist breit wissenschaftlich anerkannt, dass ionisierende Strahlung zu Mutationen in der Keimbahn führen kann – zahlreiche Tierversuche haben dies, bei unterschiedlicher Bestrahlungsdosis, aufgezeigt. Selbst die Internationale Strahlenschutzkommission (IRCP), die wir als IPPNW mehrfach als interessensgeleitete, der Atomlobby nahestehende Institution demaskiert haben, erwartet deshalb prinzipiell eine mögliche transgenerationale Weitergabe durch Strahlung erworbener Mutationen auch beim Menschen.
Es sind aber etwa fünf verschiedene zelluläre Reparatur- und Exit-Mechanismen beim Menschen bekannt, welche die eingetretenen Strahlenschädigungen in einem hohen Maße korrigieren können. Darüber hinaus ist ein gewisser Grad der Genomschädigung nicht mehr mit dem Leben vereinbar und führt früh in der embryonalen Entwicklung zum oft unbemerkten Abgang.  

Überwiegend betreffen die nicht reparierten und damit vererbbaren Mutationen die männliche Spermatogenese, deren strahlungsempfindlichste Stadien bei einem Zeitraum von neun Wochen vor der Empfängnis liegen. Deutlich weniger empfindlich für Mutationen ist die Oogenese, hier ist das strahlenempfindliche Stadium für die Zeit kurz vor der Konzeption beschrieben.

Das Mutationsrisiko wird seitens der IRCP mit einem Wert von 0,2 %/Sievert als sehr gering betrachtet – diese Risikobewertung wird von zahlreichen Autor*innen, auf die sich die IPPNW fachlich bezieht, als Unterschätzung kritisiert. Gleichwohl hat sich ein epidemiologischer Nachweis beim Menschen mit statistisch signifikanter Güte und allgemeiner wissenschaftlicher Anerkennung bisher nicht finden lassen (Report of the United Nations Scientific Committee on the Effects of Atomic Radiation, 2010). Die neuen technologischen Möglichkeiten der Genomanalyse, wie von Yeager angewandt, können prinzipiell die Diskussion versachlichen helfen und einen neuen „state of the art“ und damit einen Erkenntnisgewinn ermöglichen.

Kritik an der Arbeit von Yeager et al.

Die von Yeager et al. verwendete molekulargenetische Methodik („Whole genome short-read sequencing“) ist für die Fragestellung nicht optimal, da es die zu erwartenden, strahleninduzierten molekularen Läsionen (strukturelle Aberrationen > 100bp) allenfalls suboptimal detektieren kann.

Als IPPNW Deutschland haben wir wiederholt und prominent über die Krankheitsfolgen ionisierender Strahlung (Tschernobyl-Report, Fukushima-Report) publiziert, in einem weiten klinischen Feld von Krebs- und Herz-Kreislauf-Erkrankungen über Fehlbildungen, Säuglingssterblichkeit oder Totgeburten. Da nur zwei der Väter dieser Studie in der strahlensensiblen Phase der Spermatogenese exponiert waren, geht die Auswahl der Stichprobe an der Fragestellung der Arbeit vorbei. Zudem wurde die Stichprobe nicht nach epidemiologischen Kriterien erhoben und ist deshalb vermutlich mit Bias behaftet.

Berücksichtigt man das von der ICRP angenommene genetische Strahlenrisiko, würde dies zu 0,09 zusätzlichen Fällen bei den Vätern und 0,005 Fällen bei den Müttern der Studie führen. Selbst wenn man von einer erheblichen Unterschätzung der Auswirkungen durch die ICRP ausgeht, gab es in der Studie aufgrund der niedrigen Fallzahlen nahezu keine statistische Chance, eine Mutationshäufung zu erkennen. Damit leidet deren statistische Power* deutlich, die Autor*innen vermieden eine entsprechende Analyse und Diskussion in ihrer Arbeit. Auch schlussfolgerten sie aus dem ausgebliebenen Nachweis des vermuteten Effektes dessen Nichtexistenz, was wissenschaftlich nicht korrekt ist.

Zusammenfassung

Die neu von Yeager et. al. angewandte Methode der vergleichenden Sequenzierung des gesamten Genoms in menschlichen Leukozyten von Eltern und deren Kindern hätte zur Fragestellung der strahleninduzierten Mutationen beim Menschen einen Erkenntnisgewinn bringen sollen. Die verschiedenen methodischen Mängel der Arbeit sind aber so groß, dass eine Aussage in beide Richtungen (es gibt keine relevante transgenerative Weitergabe bzw. es gibt eine relevante transgenerative Weitergabe) aufgrund der erhaltenen Daten nicht erfolgen kann.

Als IPPNW schlagen wir deshalb eine Studie mit einer besser angepassten Methodik („whole genome short and longread sequencing“ mit Bestimmung der Zahl spezifischer, strahleninduzierter Aberrationen [z.B. double strand breaks] ) bei einer genügend großen Elterngruppe (getrennt nach Vätern und Müttern) mit einer zeitlich und dosismäßig eindeutig dokumentierten Strahleneinwirkung sowie deren Kindern vor – unter der Voraussetzung, dass die Kindergeneration selber keiner zusätzlichen Strahlung ausgesetzt war. Als Untersuchungsgruppe kommen z.B. Arbeiter*innen in europäischen AKWs mit einer zusätzlich erhaltenen, nachgewiesenen jährlichen Dosis von > 1 mSV/Jahr in Frage (vergleiche INWORKS-Studie).
* Die "statistische Power" oder Teststärke bezeichnet die Wahrscheinlichkeit, mit der ein tatsächlich existenter Effekt auch entdeckt wird.

Quellen:

Yeager et al.:
Lack of transgenerational effects of ionizing radiation exposure from the Chernobyl accident (2021)
https://www.science.org/doi/10.1126/science.abg2365

UNSCEAR-Report:
Summary of low-dose radiation effects on health (2010)
https://www.unscear.org/unscear/en/publications/2010.html

IPPNW Deutschland:
30 Jahre Leben mit Tschernobyl - 5 Jahre Leben mit Fukushima
Gesundheitliche Folgen der Atomkatastrophen von Tschernobyl und Fukushima (2016)
https://www.ippnw.de/commonFiles/pdfs/Atomenergie/IPPNW_Report_T30_F5_Folgen_web.pdf

Leuraud et al.:
INWORKS – Ionising radiation and risk of death from leukaemia and lymphoma in radiation-monitored workers: an international cohort study (2015)
https://www.thelancet.com/journals/lanhae/article/PIIS2352-3026(15)00094-0/fulltext

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Ansprechpartner*in

Angela Wolff

Angela Wolff
Referentin Atomausstieg, Energiewende und Klima
wolff [at] ippnw.de

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Titelfoto: Stephi Rosen
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