HBM4EU: Europäische Human Biomonitoring Initiative

Ziel des Projektes war die Zusammenführung bereits vorhandener Daten und die Durchführung gemeinsamer Studien, um die Faktengrundlage für die Umwelt- und Chemikalienpolitik der Union zu verbessern. Dadurch sollten unter anderem Wissenslücken adressiert und innovative Ansätze gefördert werden. Die Idee war, einen innovativen Rahmen für das Human Biomonitoring (HBM) in ganz Europa aufzubauen - an der Schnittstelle von Politik und Wissenschaft und auf der Grundlage nationaler Fähigkeiten und Fachkenntnisse. Damit sollten politische Fragen zur Chemikaliensicherheit auf der Grundlage von HBM-Daten evidenzbasiert beantwortet werden, basierend auf den Bedürfnissen der europäischen und nationalen Behörden im Bereich Chemikalien, Umwelt und Gesundheit und mit dem Ziel die Risikobewertung von Chemikalien in Europa zu verbessern.

Die Leitung des Konsortiums mit 120 Partnern aus 30 Ländern hat das Umweltbundesamt (UBA) übernommen. Im Konsortium kam die europäische Human-Biomonitoring Expertise aus 24 EU-Mitgliedstaaten sowie Norwegen, Island, Israel, Großbritannien, Nord Mazedonien und der Schweiz zusammen. HBM4EU hatte den Fokus auf die Bildung eines gesamteuropäischen Netzwerks gelegt. Empirische Daten und Ergebnisse von Studien sollten - und sollen - in die europäische Umwelt- und Gesundheitspolitik einfließen und sie zielgerichtet verbessern. Langfristiges Ziel war ein gemeinsames europäisches Programm zur Überwachung und wissenschaftlichen Bewertung der Exposition von Menschen in Europa gegenüber Chemikalien und deren potenzielle gesundheitliche Auswirkungen sowie eine Verbesserung der entsprechenden rechtlichen Regelungen.

Die Europäische Human Biomonitoring Initiative (HBM4EU) hat während ihrer Laufzeit Wissen generiert und über das sichere Management von Chemikalien informiert, um die menschliche Gesundheit in Europa schützen. Das Human-Biomonitoring wurde eingesetzt, um die Exposition von Menschen gegenüber Chemikalien und die daraus resultierenden gesundheitlichen Auswirkungen besser zu verstehen. Außerdem wurde mit politischen Entscheidungsträgern kommuniziert, um sicherzustellen, dass die Ergebnisse bei der Konzeption neuer Chemikalienpolitiken und bei der Bewertung bereits bestehender Maßnahmen genutzt werden.

Bei Abschluss des Projekts hatte HBM4EU 168 Publikationen veröffentlicht, weitere sind in Arbeit oder wurden bereits veröffentlicht.

Umweltchemikalien werden in einer breiten Palette von Produkten verwendet - einschließlich medizinischer und tierärztlicher Produkte, sowie in der Landwirtschaft und bei der Schädlingsbekämpfung – und bieten zahlreiche Vorteile für die Gesellschaft. Gleichzeitig haben gefährliche Umweltchemikalien Auswirkungen auf die menschliche Gesundheit und die Umwelt, verursachen Kosten für das Gesundheitssystem und führen zu einer verringerten Umweltqualität. Deshalb wollte die Europäische Union mit ihrem 7. Umweltaktionsprogramm bis zum Jahr 2020 den „Schutz der Unionsbürger vor umweltbedingten Belastungen, Gesundheitsrisiken und Risiken für die Lebensqualität“ erreichen sowie eine „Verbesserung der Wissens- und Faktengrundlage für die Umweltpolitik der Union“.

Auf europäischer Ebene fehlen harmonisierte Informationen über die Schadstoffbelastung von Bürgern durch Umweltchemikalien und deren Zusammenwirken mit anderen gleichzeitig auftretenden Umweltbelastungen sowie den Auswirkungen auf die Gesundheit. Dies erschwert eine zuverlässige Risikobewertung und -steuerung von Umweltchemikalien. Jeder von uns ist im Alltag einem komplexen Mix von Chemikalien ausgesetzt - durch Umwelteinflüsse, Produkte, Kosmetika, Lebensmittel, Trinkwasser und am Arbeitsplatz. Für viele Umweltchemikalien sind die gesundheitlichen Auswirkungen, die mit einer lebenslangen Exposition einhergehen, unbekannt. Zudem ist das Wissen über gesundheitliche Auswirkungen von Chemikalienmixturen begrenzt.
Das Human-Biomonitoring (HBM) ermöglicht es, zu messen, inwieweit die Bevölkerung Umweltchemikalien ausgesetzt bzw. durch sie belastet ist. Hierbei werden entweder die Substanzen selbst, ihre Metaboliten oder Marker für gesundheitlichen Auswirkungen in Körperflüssigkeiten oder Gewebe gemessen. Informationen über die menschliche Exposition können dann mit Daten über die Quellen der Umweltchemikalien und epidemiologischen Untersuchungen verknüpft werden.

Zu den wichtigsten Zielen gehörten:

• Harmonisierte Methoden auf EU-Ebene
• Bereitstellen existierender nationaler Daten, Erheben neuer HBM-Daten
• Verknüpfung dieser Daten mit Daten zur äußeren Exposition, Identifikation der Expositionspfade
• Entwicklung neuer Methoden, auch für HBM am Arbeitsplatz
• Kausalzusammenhänge zwischen Belastung und Gesundheit klären
• Fragen der EU-Behörden beantworten und zur Verbesserung der Politikgestaltung / Risikobewertung von Chemikalien beitragen
• Politischen Entscheidungsträgern und der Öffentlichkeit Informationen über Gesundheitsrisiken durch Schadstoffbelastung zur Verfügung stellen
• Aufbau und Verstetigung einer HBM-Infrastruktur in ganz Europa

Um diese Ziele zu erreichen, hat das Konsortium Initiativen zum Human Biomonitoring in 30 Ländern harmonisiert - ausgehend von dem vorhandenen Fachwissen und durch den Aufbau neuer Kapazitäten. In jedem Land wurden sogenannte „National Hubs“ eingerichtet, die die Aktivitäten koordiniert und letztlich eine robuste Human-Biomonitoring-Plattform auf europäischer Ebene geschaffen haben.

Die Initiative hat direkt zur Verbesserung der Gesundheit und des Wohlbefindens für alle Bürger beigetragen, indem sie untersucht hat, wie die Exposition gegenüber Umweltchemikalien die Gesundheit von verschiedenen Gruppen beeinflusst – z. B. Kinder, Schwangere, Föten und Arbeitnehmer. Es wurde ebenfalls untersucht, inwieweit Faktoren wie Verhalten, Lebensstil und sozioökonomischer Status die interne Exposition gegenüber Umweltchemikalien in der EU-Bevölkerung beeinflussen. Dieses Wissen wurde direkt an die Politik weitergegeben, um durch entsprechende Maßnahmen die chemische Belastung zu verringern und die menschliche Gesundheit zu schützen.

HBM4EU hatte eine Laufzeit von fünfeinhalb Jahren - von 2017 bis 2022 - mit dem Ziel der Einführung eines nachhaltigen Programms. Das HBM4EU Konsortium hatte prioritäre Stoffgruppen identifiziert, die im Mittelpunkt der Aktivitäten standen. Im Rahmen des Projekts wurden bestehende HBM-Daten und neu erhobene Daten für die priorisierten Stoffgruppen gesammelt und abgeglichen, geeignete Daten auf der „Information Platform for Chemical Monitoring“ (Informationsplattform zur Überwachung von Chemikalien - IPCHEM) verfügbar gemacht und festgelegt, welche politischen Fragestellungen mit den vorhandenen Daten beantwortet werden können. Auf diese Weise konnte beurteilt werden, inwieweit eine solide Datenbank mit vergleichbaren HBM-Daten aus der EU Antworten auf wichtige politische Fragen geben kann.

Bei der Entwicklung von Prioritäten, hat das Konsortium eine Liste von Stoffgruppen erarbeitet. Dabei wurden sowohl der nationale als auch der EU-spezifische politische Bedarf an Kenntnissen über die chemische Exposition und die gesundheitlichen Folgen berücksichtigt. Stoffe, für die Wissen zur Unterstützung von aktuellen EU-Politiksetzungsmaßnahmen benötigt wird, wurden durch einen engen Dialog mit einem EU-Politikausschuss ermittelt. Die Inputs der nationalen Ebene wurden durch einen Lenkungsausschuss eingebracht, der sich aus nationalen Vertretern zusammensetzte.

Das Set von Kriterien umfasste unter anderem die Fragen, ob ein Stoff für die menschliche Gesundheit von Belang ist, ob es einen Nachweis der Exposition auf Menschen und/oder Umwelt auf EU-Ebene gibt und ob es offene politische Fragen gibt. Auch die finanzielle und technische Durchführbarkeit der Stoffüberwachung war ein Kriterium.

Diese Prioritätensetzung führte zu Gruppierungen von Stoffen, die im Fokus der Aktivitäten standen.

Die Liste der priorisierten Stoffgruppen umfasste:

• Phthalate und Hexamoll® DINCH,
• Bisphenole,
• per- und polyfluorierte Verbindungen,
• Flammschutzmittel,
• Cadmium und Chrom (VI),
• polyzyklische aromatische Kohlenwasserstoffe (PAK),
• Gruppe der Aniline,
• chemische Mixturen,
• neue/unbekannte Stoffe,
• Arsen,
• Acrylamid,
• Aprotische Lösungsmittel,
• Diisocyanate,
• Blei & Bleiverbindungen,
• Quecksilber & organische Quecksilberverbindungen,
• Mykotoxine,
• Pestizide, einschließlich Pyrethroid,
• UV-Filter – Benzophenon.

HBM4EU hat Strategien, Dokumente mit Leitlinien, EU übergreifende HBM-Harmonisierungsmethoden und ein vollständiges analytisches Qualitätssicherungs- und -kontroll-Programm entwickelt, um die Vergleichbarkeit von HBM-Daten und ihre Verwendung für die Politik zu verbessern. Dadurch ist ein europäisches Netzwerk von HBM-Analyselaboren entstanden, das qualifizierte und fachkundige Labore für chemische Analysen, die Entwicklung von Analysemethoden und zur Unterstützung/Implementierung von Qualitätssicherungs-Programmen für die in HBM4EU priorisierten Stoffgruppen umfasst.

Die sogenannten „HBM4EU Aligned Studies“ haben neue, vergleichbare HBM-Daten für Europa generiert und Informationen über die aktuelle interne Exposition der Allgemeinbevölkerung gegenüber ausgewählten prioritären Substanzen sowie über Belastungs-Biomarker bei über 10.000 Bürger:innen (z.B. Expositions-Biomarker für Phthalate, DINCH, Flammschutzmittel, Pestizide, Acrylamid, PFAS, Arsenspezies, UV-Filter, Cadmium, Bisphenole, PAKs und Mykotoxine) gewonnen. Harmonisierte Studien zur Exposition am Arbeitsplatz wurden durchgeführt u.a. für Chrom (VI), andere schädliche Chemikalien, Diisocyanaten und bei der Behandlung von Elektroschrott. Eine gezielte Interventionsstudie zu Quecksilber hat die Auswirkungen von Ernährungsempfehlungen für schwangere Frauen bewertet, die aus Ländern kommen, in denen die Ernährung einen hohen Anteil an Süßwasser- und Meeresprodukten sowie hohe Quecksilberwerte enthält. Letzeres war auch durch eine erfolgreiche Zusammenarbeit zwischen HBM-Experten und Gesundheitsdienstleistern zur Gesundheitsförderung/-vorsorge möglich.

Über die Durchführung von Machbarkeitsstudien konnte HBM4EU sowohl den Nutzen, als auch die Nachteile bzw. Hindernisse bei der Kombination von HBM und Gesundheitserhebungen aufzeigen.

HBM-Metadaten und zusammenfassende Statistiken sind über das HBM-Modul der europäischen „Information Platform for Chemical Monitoring“ (IPCHEM) verfügbar und tragen zur Verwendung von HBM-Daten in politischen Prozessen bei.

Ein neues, interaktives, europäisches HBM-Dashboard wurde entwickelt, um die Visualisierung von HBM-Datensammlungen und zusammenfassenden Statistiken aus HBM4EU, z.B. zu Expositionsniveaus, zeitlichen/räumlichen Trends der Chemikalienexposition von Bürger:innen und Expositionsverteilungen (z.B. nach Geschlecht, Region, Altersgruppe und Bildungsniveau) zu ermöglichen.

Um HBM-Daten im Zusammenhang mit Gesundheitsrisiken zu interpretieren, wurden Richtwerte, sogenannte „HBM-Guidance Values“ (HBM-GVs), für die allgemeine Bevölkerung und ausgewählte Berufsgruppen abgeleitet. Darüber hinaus wurden HBM-basierte Indikatoren entwickelt, um die Verwendung von HBM-Daten zur Bewertung zeitlicher/räumlicher Trends bei der internen Exposition von Bürger:innen zu ermöglichen und, um einen Überblick über potenziell gefährdete Bevölkerungsgruppen zu erhalten.

Um externe und interne Exposition zu verknüpfen und Expositionsmodelle zur Risikobewertung zu verbessern, hat HBM4EU Werte für toxiko-kinetische Schlüsselparameter und spezifische chemisch-biologische Wechselwirkungen ermittelt. Die HBM4EU-Expositionsdatenbank wurde aufgebaut, um notwendige Daten für Expositionsmodelle zur Rekonstruktion der Exposition aus HBM-Daten bereitzustellen und interne Dosen für die priorisierten Chemikaliengruppen abzuschätzen.

Expositions-Biomarker wurden durch Wirkungs-Biomarker als „Proof of Concept“ ergänzt, um die Beweiskraft von Zusammenhängen zwischen Exposition und gesundheitlichen Auswirkungen durch Humanstudien zu erhöhen. Neue Methoden auf Grundlage künstlicher Intelligenz und Systemtoxikologie wurden entwickelt, um mehrere der prioritären Stoffgruppen mit molekularen Initiierungs- und Schlüsselereignissen in schädlichen Wirkungspfaden, sogenannten Adverse Outcome Pathways (AOPs), zu verknüpfen. Vorhandene Daten wurden zusammen mit neuen Messungen analysiert - im Einklang mit den gesundheitlichen Endpunkten und priorisierten Effekt-Biomarkern - um das Wissen über Expositions-Gesundheits-Beziehungen, insbesondere für Per- und Polyfluorierte Alkylverbindungen (PFAS), zu erweitern.

Um Chemikalien zu identifizieren, die Anlass zur Sorge geben, hat HBM4EU die ersten Wirksamkeitsnachweise entwickelt, die folgendes aufzeigen: 1) das Potenzial des Suspect Screenings zur gleichzeitigen Erfassung einer Reihe von Expositionsmarkern in menschlichen Proben, 2) die Möglichkeiten des Non-Target-Screenings von halogenierten Expositionsmarkern zum Auffinden neuer Marker in menschlichen Proben, bei denen es sich um potentiell neu auftretende Stoffe handelt, 3) die Erarbeitung einer bisher in diesem Umfang nicht vorhandenen, aggregierten und QA/QC-konsolidierten EU-Datenbank (CECScreen), in der mehr als 300.000 Expositionsmarker im Zusammenhang mit Chemikalien, die Anlass zur Sorge geben, erfasst sind, und 4) Erstellung von eine MS/MS-Spektral-Referenzbibliothek, um das Konfidenzniveau in die Identität der erkannten Expositionsmarker zu erhöhen.

Um die Gesundheitsrisiken chemischer Mischungen zu identifizieren, wurden verschiedene Fallstudien und ein Entscheidungsbaum zur Behandlung von Mischungseffekten entwickelt. Für die kombinierte Exposition gegenüber mehreren Chemikalien hat HBM4EU aufgezeigt, wie die Netzwerkanalyse bestehender HBM-Daten verwendet werden kann, um reale Mischungen zu identifizieren, d.h. Cluster von gleichzeitig vorkommenden Chemikalien. Eine Netzwerkanalyse bestehender HBM-Datensätze aus 4 verschiedenen Ländern in Europa zeigte, dass kombinierte Expositionen gegenüber mehreren Chemikalien häufig und in allen Bevölkerungsgruppen vorkommen. In der sogenannten SPECIMEn-Studie zu Pestiziden wurden harmonisierte Suspect-Screening-Analysen an Urinproben durchgeführt, die zur Identifizierung von 95 pestizidbezogenen Markern führten, die mit 30 Ausgangsverbindungen in Verbindung stehen, z.B. Acetamiprid, Chlorpropham, Boscalid und Clothianidin.

Für die Verbreitung und Verwendung der Ergebnisse wurde eine breit angelegte Kommunikations- und Disseminationsstrategie formuliert, auf deren Basis die Ergebnisse und Hauptbotschaften konsequent und zielgruppengerecht umgesetzt wurden. Darüber hinaus wurden für die Einspeisung der Ergebnisse in politische Prozesse Strategie- und Kommunikationslinien und stoffspezifische Policy Briefs und Berichte erarbeitet, die die HBM4EU Ergebnisse aufgreifen und so Antworten und Kernbotschaften für politische Entscheidungsträger liefern.

Es wurden weitere prioritäre Stoffe und Stoffgruppen identifiziert und es fand ein Survey statt, der politische Erfordernisse/Aktivitäten für die Risikobewertung von Chemikalien ermittelt hat – beides fließt in die Fortsetzung der Arbeiten in dem Folgeprojekt „Partnerschaft für die Bewertung des Risikos von Chemikalien“ (PARC) ein.

Am Ende entstand eine Vision für ein nachhaltiges HBM-Programm in Europa, basierend auf dem Input der sogenannten National Hubs (NH) von HBM4EU, EU-Agenturen, EU-Generaldirektionen, den Erfahrungen von HBM4EU und einem Konzept, das in der EU-Chemikalienstrategie für Nachhaltigkeit verankert ist.

HBM4EU hat einen neuen Typus eines politikberatungsorientierten Forschungsprojekts etabliert, in dem die Forschungsplanung bereits ab der Planungsphase auf die Beantwortung politikberatungs-relevanter Fragenausgerichtet ist. Durch die Vernetzung von Wissenschaft, nationalen Regulierungs- und Bewertungs-Behörden und EU-Institutionen wird Forschung betrieben, die aktuelle Fragen beantwortet und damit zu einer Verbesserung des Schutzes der menschlichen Gesundheit vor Chemikalien-bedingten Beeinträchtigungen wirkungsvoll beiträgt.

HBM4EU hat ein einmaliges Netzwerk von 30 National Hubs (NH) geschaffen, in dem nationales Fachwissen zum Aufbau einer internationalen, paneuropäischen HBM-Plattform bereitgestellt wird und nationale Kapazitäten durch internationale Vernetzung gestärkt werden.

Analytische Fähigkeiten/Kapazitäten und vergleichbare HBM-Daten auf EU-Ebene wurden generiert und harmonisiert. Die Chemikaliensicherheitsforschung wurde verstärkt, z.B. zu chemischen Mischungen, Chemikalien, die Anlass zur Sorge geben und Zusammenhängen zwischen Exposition und Wirkungen, die auf Gesundheitsrisiken hindeuten. Die erzielten Ergebnisse und die entwickelten innovativen Methoden und Instrumente sind für politische Entscheidungsträger auch langfristig von großer Bedeutung.

Die einzigartige Angleichung nationaler Human Biomonitoring (HBM)-Studien ist eine große Errungenschaft, die zu einer breiten Verfügbarkeit harmonisierter HBM-Daten auf EU-Ebene geführt hat, welche direkt in die Politikentwicklung und -bewertung einfließen können.

Die neuen HBM-Expositionsdaten und deren zielgruppengerechte Verbreitung, verbessern das Verständnis darüber, in welchem Maße EU-Bürger:innen Chemikalien ausgesetzt sind und welche Auswirkungen diese auf den menschlichen Körper haben können. Und die Entwicklung sogenannter HBM Guidance Values, fördert die Anwendung von HBM zur Festlegung sicherer Expositionswerte für Menschen im Rahmen von Risikomanagemententscheidungen.

Darüber hinaus werden die in IPCHEM zur Verfügung gestellten europäischen Expositionsverteilungswerte und HBM-Daten auch langfristig in hohem Maße zur Expositionsbewertung und Risikobewertung beitragen können.

Die HBM4EU-Datenrichtlinie und -strategie für die gemeinsame Nutzung von Daten, das europäische HBM-Dashboard und die Computertools für die Interpretation von HBM-Daten, die in externe Expositionsschätzungen übersetzt werden, um in die Risikobewertung von Chemikalien einzufließen, werden in Zukunft von großem Nutzen sein.

Schlüsselelemente des Vermächtnisses von HBM4EU sind der strukturierte Prozess zur Priorisierung chemischer Stoffgruppen und Forschungsaktivitäten, die von der wissenschaftlichen Gemeinschaft, politischen Entscheidungsträgern und Interessengruppen weithin akzeptiert werden sowie das europäische Netzwerk von Laboren, die am QA/QC-Kontrollsystem beteiligt sind.

Unter HBM4EU wurden bisher 168 Publikationen veröffentlicht und weitere sind in Arbeit. Bei 49 Publikationen hat das UBA aktiv mitgewirkt.

HBM4EU hat 14 „non-technical factsheets“ mit Infografiken, 18 „policy briefs“, 18 „substance reports“ zu den HBM4EU Substanzgruppen, 23 HBM4EU Videos und eine Reihe von „research briefs“ auf seiner Webseite veröffentlicht.

Für die Abschlusskonferenz wurde das so genannte HBM4EU Newspaper entwickelt, das die Hauptergebnisse und Meilensteine herausstellt. Außerdem gab es vor Ort die Storytelling-Ausstellung – ‘We live in a chemical world’, die 1) Besucher in die Lage versetzen sollte, die gewonnen und präsentierten Daten des Projekts zu verstehen, 2) die Daten in Geschichten umsetzen sollte und 3) zeigen sollte, wie die wissenschafts-basierten Daten aus HBM4EU in die Politikgestaltung eingebracht werden können.

In seinen Schlussfolgerungen würdigte der Europäische Rat HBM4EU an der Schnittstelle zwischen Wissenschaft und europäischer Chemikalienpolitik. Er ermutigt zu einem gleichartigen Forschungsprogramm zur Umweltüberwachung und zur Verbesserung von Austausch und Nutzung lokal, regional, national und EU-weit erhobener Überwachungsdaten - sowohl zwischen Ländern als auch zwischen einzelnen Politikbereichen (z.B. Wasser, Chemikalien, Luftqualität, Biomonitoring, Gesundheit usw.) und einschlägigen Einrichtungen. Der Rat wünscht, dass die betreffenden Tätigkeiten im Rahmen des neuen Programms "Horizont Europa" fortgeführt werden können. Insbesondere sollen die Mitgliedstaaten und die Kommission die Entwicklung einer angemessenen Infrastruktur anregen, die ermöglichen soll, dass Daten auffindbar, zugänglich, interoperabel und verwendbar sind.

• Pressemitteilung des Europäischen Rates
• Volltext der Schlussfolgerungen