Es wurde ein starker Zusammenhang zwischen Luftverschmutzung und Lungenkrebs bei Nichtrauchern festgestellt.

Onkologen weltweit sind mit einem Phänomen konfrontiert, auf das sie nicht vorbereitet waren. Anti-Raucher-Gesetze zeigen Wirkung, vor allem in Industrieländern: Die Menschen rauchen weniger, und die Zahl der Lungenkrebsfälle unter Rauchern sinkt. Im Gegenzug erkranken immer mehr Menschen an diesem Tumor, ohne jemals geraucht zu haben. Frauen sind häufiger von diesem Tumor betroffen, und weltweit macht er mittlerweile bis zu ein Viertel der Fälle aus. Er ist mittlerweile die fünfttödlichste Krebsart .

Diesen Mittwoch wurde die erste Studie veröffentlicht, die untersucht, ob Luftverschmutzung eine der Hauptursachen für diese Tumore sein könnte. Die Studie zeigt, dass Nichtraucher mit Lungenkrebs Mutationssignaturen und DNA-Schäden aufweisen, die denen von Rauchern sehr ähnlich sind. Die in Nature veröffentlichte Studie zeigt zudem weitere genetische Schäden auf, die mit vorzeitiger Alterung auf zellulärer Ebene in Zusammenhang stehen. Die Ergebnisse zeigen einen starken Zusammenhang zwischen Luftverschmutzung und Lungenkrebs, ohne dass Tabak eine Rolle spielt.

Jedes Jahr sterben mehr als vier Millionen Menschen an Luftverschmutzung. Bis zu jeder Vierte könnte an Lungenkrebs sterben. Die neue Studie konzentrierte sich auf Partikel mit einem Durchmesser von 2,5 Mikrometern, die bei der Verbrennung fossiler Brennstoffe entstehen und tief in die Atemwege und in den Blutkreislauf gelangen können. Laut der Weltgesundheitsorganisation atmen 99 Prozent der Weltbevölkerung Mengen dieser Partikel ein, die die empfohlenen Grenzwerte überschreiten. Allein in der Europäischen Union verursacht diese Art der Verschmutzung jährlich mehr als 200.000 Todesfälle. Eine epidemiologische Studie mit 30.000 Patienten schätzte im Jahr 2023, dass die Lungenkrebsrate bei Nichtrauchern bereits nach drei Jahren verschmutzter Luft sprunghaft ansteigt.

Die neue Studie geht noch einen Schritt weiter und analysiert das vollständige Genom von 871 Nichtrauchern mit Lungenkrebs in 28 Ländern – darunter Spanien – auf vier Kontinenten (Europa, Amerika, Asien und Afrika). Die Studie verglich die genetische Karte dieser Patienten mit den von Satelliten und bodengebundenen Messstationen aufgezeichneten Feinstaubwerten (2,5 Mikrometer) und ermittelte so die durchschnittliche Schadstoffbelastung in jedem Land.

Die Ergebnisse zeigen, dass höhere Schadstoffwerte die Mutationslast erhöhen, insbesondere solche, die das Tumorwachstum fördern. Patienten aus stärker verschmutzten Gebieten weisen fast viermal mehr Mutationssignaturen auf, die mit Tabak in Zusammenhang stehen, und 76 % mehr Signaturen, die mit vorzeitiger Zellalterung in Zusammenhang stehen. Diese Signaturen sind mit der Verkürzung der Telomere verbunden, den Schutzschilden der Chromosomen, die das Genom zusammenfassen.

„Eine Mutationssignatur ist der Abdruck, den ein bestimmter Prozess in unserem Genom hinterlässt“, fasst Pilar Gallego, Biologin am spanischen Nationalen Krebsforschungszentrum ( CNIO ) und Co-Autorin der Studie, zusammen. Jeder Patient könne mehrere dieser Signaturen aufweisen, erklärt die Wissenschaftlerin. In manchen Fällen seien die Signaturen bei Rauchern und Nichtrauchern sehr ähnlich, in anderen spezifisch für Raucher – darunter eine, die bislang noch nicht entdeckt wurde und deren Ursachen unklar sind, fügt sie hinzu.

„Dank dieser Studie sind wir dem Nachweis näher gekommen, dass Umweltverschmutzung Lungenkrebs verursacht, da wir erstmals von epidemiologischen Daten dazu übergehen, die Wirkung von Schadstoffen auf das Genom zu untersuchen“, erklärt Marcos Díaz-Gay, Bioinformatiker am CNIO und Erstautor der Arbeit. Die Studie wurde vom National Cancer Center der Vereinigten Staaten koordiniert und umfasste auch Forschungsgruppen aus Kanada, China, der Türkei und dem Vereinigten Königreich, darunter die Gruppe von Charles Swanton , die für die Arbeit verantwortlich war, die 2023 die erste Studie zur Ursache von Krebs durch Umweltverschmutzung veröffentlichte. Mitverfasser der Arbeit ist auch Ludmil Alexandrov , Bioinformatiker an der University of California in San Diego, der das Konzept der Mutationssignatur prägte und Professor bei Díaz-Gay war, bevor er nach Spanien kam, um seine eigene Gruppe am CNIO zu leiten.

Das spanische Team ist darauf spezialisiert, mithilfe künstlicher Intelligenz das Genom nach möglichen Faktoren zu durchsuchen, die bestimmte Krankheiten erklären. In diesem Jahr entdeckte das Team einen Zusammenhang zwischen einem bakteriellen Toxin bei Kindern und dem Auftreten von Dickdarmkrebs bei immer jüngeren Menschen.

In dieser neuen Studie hat das Team einen weiteren möglichen Risikofaktor für Lungenkrebs bei Nichtrauchern aufgedeckt: den Konsum von Aristolochiasäure . Diese Verbindung ist in Kräutern enthalten, die in der traditionellen chinesischen Medizin weit verbreitet sind. Bisher wurde sie mit Tumoren der Blase, des Darms, des Magens, der Nieren und der Leber in Verbindung gebracht. Die Studie enthüllt eine genetische Signatur, die mit dieser Verbindung assoziiert ist und bei nichtrauchenden Patienten mit Lungenkrebs in Taiwan häufig vorkommt.

Das Team möchte seine Erkenntnisse nun in Bezug auf Lungenkrebs und andere Faktoren wie Marihuanakonsum, E-Zigaretten und die Belastung mit Radon untersuchen, einem mit Granit in Verbindung gebrachten Gas, das ebenfalls das Lungenkrebsrisiko erhöht.

„Dies ist eine beispiellose Studie über Lungenkrebs bei Nichtrauchern“, betont Rosario García-Campelo, Vorstandsmitglied der Spanischen Gesellschaft für Medizinische Onkologie. „Es handelt sich um die größte und vielfältigste Patientengruppe, deren Genomdaten jemals analysiert wurden. Obwohl die Studie nicht zu dem Schluss kommen kann, dass Umweltverschmutzung diese Tumore verursacht, eröffnet sie doch viele Arbeitshypothesen in einem Bereich, der zunehmend Anlass zur Sorge gibt“, fügt sie hinzu.