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Grundsatzpapier zur Ableitung von HBM-Werten

Stellungnahme der Kommission Human-Biomonitoring des Umweltbundesamtes

Position paper on the derivation of HBM values

Opinion of the German Human Biomonitoring Commission

  • Bekanntmachungen - Amtliche Mitteilungen
  • Published:
Bundesgesundheitsblatt - Gesundheitsforschung - Gesundheitsschutz Aims and scope

Zusammenfassung

Human-Biomonitoring (HBM) ist ein nützliches Verfahren, um die Exposition der Allgemeinbevölkerung gegenüber chemischen Stoffen zu ermitteln. Zur Bestimmung der potenziellen Gesundheitsrisiken, die mit dem Vorhandensein von chemischen Stoffen in Blut, Urin oder anderen biologischen Medien einhergehen, sind HBM-Beurteilungswerte erforderlich. Seit 1996 erarbeitet die Deutsche HBM-Kommission statistische Referenzwerte und verschiedene toxikologisch begründete Beurteilungswerte (HBM-I- und HBM-II-Werte). Diese Beurteilungswerte basieren auf Expositions-Wirkungs-Daten von Menschen und seit 2007, gemäß dem erweiterten Konzept, auch auf von äußeren Dosen abgeleiteten Richtwerten wie der tolerierbaren täglichen Zufuhrmenge („tolerable daily intakes“, TDI). Der HBM-I-Wert gibt die Konzentration einer Substanz in menschlichem biologischem Material an, unterhalb derer – nach Kenntnis und Auffassung der Kommission und im Hinblick auf die betrachtete Substanz – kein Risiko für eine gesundheitliche Beeinträchtigung und daher keine Handlungsnotwendigkeit zu erwarten ist. Der HBM-II-Wert gibt die Konzentration einer Substanz in menschlichem biologischem Material an, oberhalb derer ein erhöhtes Risiko für eine gesundheitliche Beeinträchtigung vorliegt und daher eine akute Notwendigkeit für Maßnahmen zur Expositionsverminderung sowie für die Bereitstellung medizinischer Beratung besteht. Der HBM-II-Wert sollte daher als Interventions- oder Aktionsniveau angesehen werden. Das Konzept zur Weiterentwicklung von HBM-Werten durch die Deutsche HBM-Kommission beruht auf der toxikologischen Identifikation eines kritischen Effekts („point of departure“, POD) und dem Einsatz von Beurteilungsfaktoren (Assessment-Faktoren, AF) auf der Grundlage von ECHA-Empfehlungen, was vom Konzept her ähnlich ist wie die Biomonitoring-Äquivalente (BE). Es wird die Entwicklung dreier verschiedener Verfahren beschrieben. Letzterer Ansatz führt dazu, dass für eine größere Spannbreite von Chemikalien Beurteilungswerte abgeleitet werden können.

Abstract

Human biomonitoring (HBM) is a useful measure for detecting chemical exposures of the general population. HBM assessment values are required for the assessment of potential health risks associated with the presence of chemicals in blood, urine or other biological matrices. Since 1996, the German HBM Commission has derived statistical reference values and several toxicologically founded assessment values (HBM I and HBM II).The assessment values are based on human exposure–response data, and since 2007, according to the extended concept, also on external dose-derived guidance values such as tolerable daily intakes (TDI). The HBM I value represents the concentration of a substance in human biological material below which—according to the knowledge and judgement of the Commission and with regard to the substance under consideration—no risk for adverse health effects and, consequently, no need for action is expected. The HBM II value represents the concentration of a substance in a human biological material above which an increased risk for adverse health effects exists and, consequently, an acute need for exposure-reduction measures and for the provision of medical advice results. The HBM II value should thus be regarded as an intervention or action level. Further development of HBM values by the German HBM Commission follows the concept of a toxicological point of departure (POD) and use of assessment factors (AFs) based on ECHA recommendations, conceptually similar to biomonitoring equivalents (BE). The development of the three different procedures is described. The latter approach broadens the range of chemicals for which assessment values can be derived.

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Notes

  1. Zu unterscheiden sind Stoffe, für die eine unbedenkliche Aufnahmemenge angegeben werden kann („Stoffe, für die eine Wirkungsschwelle anzunehmen ist“), und Stoffe, bei denen jede Aufnahmemenge theoretisch mit einem zusätzlichen Gesundheitsrisiko verbunden ist („Stoffe, für die keine Wirkungsschwelle anzunehmen ist“).

  2. „Der HBM-I-Wert entspricht der Konzentration eines Stoffes in einem Körpermedium, bei deren Unterschreitung nach dem aktuellen Stand der Bewertung durch die Kommission nicht mit einer gesundheitlichen Beeinträchtigung zu rechnen ist und sich somit kein Handlungsbedarf ergibt. Eine Überschreitung des HBM I-Wertes sollte Anlass sein, den Befund durch weitere Messungen zu kontrollieren, bei Bestätigung der Ursache für die Erhöhung nachzugehen und gegebenenfalls verantwortliche Belastungsquellen, soweit unter Wahrung der Verhältnismäßigkeit sinnvoll, zu mindern oder zu eliminieren.“ [4]

  3. „Der HBM-II-Wert entspricht der Konzentration eines Stoffes in einem Körpermedium, bei deren Überschreitung eine für die Betroffenen als relevant anzusehende gesundheitliche Beeinträchtigung möglich ist. Bei Überschreitung von HBM II-Werten ist eine umweltmedizinische Betreuung (Beratung) der Betroffenen zu veranlassen und, soweit möglich, sind umgehend Maßnahmen zur Minderung der Belastung zu ergreifen.“ [4]

  4. „Aus den Daten experimenteller Studien kann in der Regel entweder die niedrigste Dosis, bei der noch eine adverse Wirkung beobachtet wurde (LOAEL), oder die höchste Dosis, bei der keine adverse Wirkung beobachtet wurde (NOAEL), angegeben werden. Die Höhe von NOAEL oder LOAEL ist u. a. von der Anzahl der Versuchstiere pro Dosis, vom Dosierungsschema, von der Untersuchungstiefe sowie von der Genauigkeit, mit der das Eintreten der Wirkung festgestellt resp. gemessen werden kann, d. h. ganz allgemein vom experimentellen Setting, abhängig. Die dem NOAEL und LOAEL aufgrund der experimentellen Bedingungen (Dosierungsschema, Zahl der Tiere pro Dosis) innewohnende Unsicherheit sollte – wenn möglich – näher charakterisiert werden (z. B. in Form eines Vertrauensbereichs). Liegt eine ausreichende Anzahl von Dosis-Wirkungs-Datenpaaren vor, so wird empfohlen, den Verlauf der Dosis-Wirkungs-Kurve durch Anwendung geeigneter statistischer Modelle und Angabe der entsprechenden Vertrauensbereiche in die Schätzung definierter niedriger Effektdosen nahe der Wirkungsschwelle einzubeziehen (z. B. Benchmark-Verfahren). Dadurch wird die gesamte Datenlage (z. B. Steilheit der Dosis-Wirkungs-Kurve) für die Extrapolation genutzt. Im gegebenen Fall sind das statistische Verfahren und die Randbedingungen des angewandten statistischen Modells darzustellen und zu begründen. Bei schlechter Datenlage wird gelegentlich vom empirischen LOAEL durch Anwendung eines Default-Faktors auf eine – hypothetische – Wirkschwelle extrapoliert. Ein derartiges Verfahren ist in der Regel wissenschaftlich unbefriedigend, da der Default-Faktor sich nicht quantitativ begründen lässt. Sinnvoller ist es, für die Extrapolation die gesamte Datenlage (z. B. Steilheit der Dosis-Wirkungs-Kurve) und probabilistische Verfahren für die Extrapolation zu nutzen. Das Ergebnis lässt sich dann mit seinem Vertrauensbereich angeben. Das angewandte Verfahren ist zu dokumentieren und zu begründen, wenn es von konsentierten standardisierten Verfahren abweicht.“ [13]

  5. Habersche Regel.

  6. Klimisch-Kriterien: 1 = reliable without restrictions, 2 = reliable with restriction, 3 = not reliable, 4 = not assignable.

  7. In den Veröffentlichungen der HBM-K wird der Begriff der gesundheitlichen Beeinträchtigung verwendet. Der hier gewählte Begriff „adverse Wirkung“ [26] ist in der regulatorischen Toxikologie mit Unschärfen definiert und kann schädliche Wirkungen einbinden, denen (noch) kein Krankheitswert zukommt (vgl. [13]). Er bildet regelmäßig die Grundlage von Risikoabschätzungen (NOAEL, LOAEL), auch bereits bei den bestehenden HBM-Werten. Die formale HBM-Definition wurde daher an diese Realitäten angeglichen.

Abbreviations

ADI:

Acceptable Daily Intake

AF:

Assessment-Faktor

AGS:

Ausschuss für Gefahrstoffe

BAT:

Biologischer Arbeitsstoff-Toleranzwert

BE:

Biomonitoring Equivalent

BEDNEL :

Biomonitoring Equivalent (von DNEL abgeleitet)

BEI:

Biological Exposure IndicesTM

BMD:

Benchmark Dose

BMDL:

Benchmark Dose Lower Bound

DNEL:

Derived No Effect Level

ECHA:

European Chemicals Agency

EFSA:

European Food Safety Agency

FUE :

Urinary Excretion Fraction

GerES:

German Environmental Survey

HBM:

Human-Biomonitoring

IUPAC:

International Union for Pure and Applied Chemistry

LOAEL(C):

Lowest Observed Adverse Effect Level (Concentration)

NOAEL(C):

No-Observed Adverse Effect Level (Concentration)

NOEL:

No-Observed Effect Level

PBTK:

Physiologically Based Toxicokinetic

POD:

Point Of Departure

PTWI:

Provisional Tolerable Weekly Intake

RfD:

Reference Dose

TDI:

Tolerable Daily Intake

UF:

Unsicherheitsfaktor, engl. uncertainty factor

Literatur

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  4. Kommission HBM (1996) Konzept der Referenz- und Human-Biomonitoring-Werte (HBM) in der Umweltmedizin. Bundesgesundheitsbl Gesundheitsforsch Gesundheitsschutz 39(6):221–224. http://www.umweltbundesamt.de/gesundheit/publikationen/

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___Anmerkungen_____

Diese Mitteilung wurde von B. Heinzow und W. Heger mit Beiträgen von R. Konietzka, U. Pabel, K. Rauchfuss, M. Schümann erstellt und im Juni 2013 von der Kommission Humanbiomonitoring verabschiedet.

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-. Grundsatzpapier zur Ableitung von HBM-Werten. Bundesgesundheitsbl. 57, 138–147 (2014). https://doi.org/10.1007/s00103-013-1867-2

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