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Schilddrüsenkrebs bei Kindern in der Umgebung von Tschernobyl


Als der Reaktor in Block 4 des ukrainischen Kernkraftwerks Tschernobyl am 26. April 1986 in Brand geriet, zerstörten Explosionen auch das Reaktorgebäude; dabei wurde radioaktives Material in die Umgebung ausgeworfen. Während der folgenden zehn Tage setzte der Brand des Moderatorgraphits weitere Nuklide frei. Insgesamt gelangten nach offiziellen Verlautbarungen 3 bis 4 Prozent des radioaktiven Inhalts nach außen, kritischen Schätzungen nach ein Vielfaches davon. Das Material verseuchte die nähere Umgebung und kontaminierte als radioaktiver Fallout ein Gebiet von 25000 Quadratkilometern in der Ukraine, Weißrußland und Rußland.

Seit 1990 hat die Häufigkeit des Schilddrüsenkrebses bei Kindern in den besonders betroffenen Gebieten Weißrußlands und der Ukraine deutlich zugenommen. Obwohl noch nicht ganz geklärt ist, wie die freigesetzten radioaktiven Iod-Isotope wirken, genau welchen Strahlungsdosen die Kinder ausgesetzt waren, welchen Anteil dabei länger- und kurzlebige Iod-Isotope hatten und welche Rolle ernährungsbedingter Iodmangel gespielt haben mag, ist es heute mehr als wahrscheinlich, daß ein direkter Zusammenhang mit dem Reaktorunfall besteht. Zu den häufigsten im Fallout vorkommenden Radionukliden gehört nämlich das Iod-Isotop Iod-131. Wie das stabile Isotop mit der Masse 127 wird es in der Schilddrüse stark angereichert, schädigt das Gewebe aber durch Betazerfall (dabei bricht ein Neutron in ein Proton und ein energiereiches Elektron auseinander, welches chemische Bindungen etwa im genetischen Code der Zellen schädigen kann).


Frühere Beobachtungen

Anfang der fünfziger Jahre hatte man erstmals festgestellt, daß ionisierende Strahlen bei Kindern und Jugendlichen Karzinome der Schilddrüse hervorrufen können. Damals behandelte man – ohne Kenntnis dieser Gefahr – gutartige Erkankungen im Kopf- und Halsbereich mit relativ schwacher Röntgenstrahlung; die Dosierung betrug dabei zwischen 0,1 und 1,5 Gray (bei einer Dosis von 1 Gray wird einem Kilogramm gleichmäßig verteilter Materie die Energiemenge ein Joule zugeführt). Als Indikationen kamen etwa die Vergrößerung der Rachenmandeln, eine Schwellung der Thymusdrüse oder Pilzerkrankungen der Kopfhaut (Tinea capitis) in Frage. Jahre später erkrankten aber einige dieser Patienten an bös- und gutartigen Tumoren der Schilddrüse. Einer Studie der Mayo-Klinik in Rochester (Minnesota) zufolge hatten sie ein 15mal größeres Risiko, daß sich gutartige Geschwülste entwickelten, als unbehandelte Gleichaltrige, und sogar ein 80fach höheres für Krebs; es war der höchste Wert, den derartige Untersuchungen damals ermittelten.

Auch Strahlung, die bei Atombombenabwürfen freigesetzt wird (in erster Linie Neutronenstrahlung und die von Radionukliden wie eben Iod-131), kann eine solche Wirkung haben. Während das Risiko für Karzinome der Schilddrüse bei den in Hiroshima und Nagasaki betroffenen Kindern und Jugendlichen etwa um das Vierfache größer war als bei nicht-strahlenbelasteten Gleichaltrigen, war es bei den Bewohnern der Marshall-Inseln im Pazifik infolge der dort durchgeführten amerikanischen Kernwaffen-Versuchsexplosionen rund 30fach erhöht; und gutartige Schilddrüsentumoren waren bei den betroffenen 117 Mar-shallesen ungefähr siebenmal häufiger festzustellen als unter normalen Umständen zu erwarten. Das Risiko prägte sich in verschiedenen Altersgruppen unterschiedlich aus, vor allem das für gutartige Tumoren: Diese traten bei unter 10jährigen rund dreimal häufiger auf als bei 10- bis 18jährigen. Allerdings ist die Zahl der Marshallesen klein und diese Statistik nur bedingt aussagefähig.

Ein Kriterium dafür, ob die Reaktorkatastrophe in Tschernobyl Ursache für die Zunahme von Schilddrüsenkrebs sein kann, ist die Latenzzeit zwischen der Strahleneinwirkung und dem ersten Erscheinen von Symptomen. Während die Nachuntersuchung der jugendlichen Marshallesen eine minimale Zeitspanne von zehn Jahren ergab, lag sie bei den wegen Lymphknotenvergrößerungen bestrahlten amerikanischen Kindern bei nur drei Jahren. Der maximale Zeitraum, bis zu dem noch Karzinome auftreten können, liegt nach heutigen Erkenntnissen bei rund 40 Jahren. Die durchschnittliche Latenzzeit wird mittlerweile mit 10 bis 15 Jahren angegeben.

Der National Council on Radiation Protection and Measurement der USA berechnete aus den Studien zu Hiroshima und Nagasaki 1985 ein jährliche Zahl von durchschnittlich 25 Erkrankungen an Schilddrüsenkrebs unter 100000 Überlebenden pro Gray erhaltener Strahlendosis, wobei Personen unter 18 Jahren ein etwa doppelt so hohes Risiko haben wie Erwachsene. Man nimmt an, daß eine Strahlenexposition der Schilddrüse bei Kindern unter vier Jahren besonders kritisch ist, weil einerseits aufgrund der noch geringen Masse des Organs die Belastung pro Gramm an Gewebe größer und andererseits die Schilddrüse im Wachstumsalter besonders strahlenempfindlich ist.

Tatsächlich sind Erwachsene nach heutigen Erkenntnissen durch die genannten Strahlendosen nicht gefährdet. Dies belegen außer den klinischen Erfahrungen groß angelegte Studien der Mayo-Klinik und des zentralen schwedischen Krebsregisters an erwachsenen Patienten, die mit Iod-131 untersucht oder behandelt worden waren.


Nach der Reaktorkatastrophe

Aufgrund unzureichender Stichproben unter den Kindern der betroffenen Gebiete nahmen Experten weltweit an, der Reaktorunfall von Tschernobyl werde kaum Krebserkrankungen zur Folge haben. Bereits 1991 erreichten aber erste Meldungen aus Weißrußland den Westen, wonach in Gebieten, die etwa 300 Kilometer vom Unglücksort entfernt liegen, Kinder 1990 und 1991 etwa 20mal häufiger Schilddrüsenkarzinome entwickelten als in den Vorjahren. Nach wie vor hielten Experten einen Zusammenhang eher für unwahrscheinlich, weil sie eine Latenzzeit von nur fünf Jahren als zu kurz ansahen. Die genannten Studien zeigen aber, daß Schilddrüsenkarzinome durchaus schon so kurz nach der Exposition gehäuft auftreten können.

Allen bisherigen Erfahrungen entsprechend hätte nach geltender Lehrmeinung zunächst die Zahl der Leukämiefälle ansteigen müssen, denn das Knochenmark ist sehr strahlenempfindlich und bei dieser Krankheit eine durchschnittliche Latenzzeit von nur fünf Jahren durchaus üblich. Jedoch wurde eine statistisch gesicherte Zunahme der Häufigkeit von Leukämien in Weißrußland und der Ukraine bisher nicht beobachtet. Diese Diskrepanz beruht vermutlich darauf, daß die Schilddrüse Iod stark anreichert, so daß in diesem Organ auch bei geringerer Gesamtkontamination extrem hohe Strahlendosen möglich sind. Das Knochenmark unterlag demgegenüber keiner vergleichbaren Belastung.


Die Region um Gomel

Von den Niederschlägen der nach Norden ziehenden radioaktiven Wolke wurde insbesondere die Region um die Stadt Gomel sehr stark verseucht. Dies belegen die von verschiedenen Organisationen durchgeführten Messungen der Bodenverunreinigung mit Cäsium-137, das ebenfalls ein sehr häufiges Nuklid im Fallout ist. Allerdings kann dieses Ergebnis nicht ohne weiteres auf die Belastung durch Iod-131 übertragen werden: Zum einen beträgt die Halbwertszeit des Iod-Isotops nur acht Tage, die des Cäsium-Nuklids 30 Jahre; zum andern wird Iod als Gas, Aerosol und organisch gebunden verfrachtet, Cäsium jedoch nur als Aerosol; beide gelangen also auf unterschiedlichen Wegen zum Boden.

Des weiteren muß geklärt werden, welche Rolle der gerade in der Region um Gomel vorherrschende Iodmangel in der Nahrung bei der Karzinomentstehung spielt, denn dort, wo sich natürliches Iod in der Schilddrüse anreichert, ist für das radioaktive Isotop kein Platz mehr. Man vermutet, daß die Beendigung eines Iod-Prophylaxe-Programms 1985 die Anfälligkeit für diese Krebserkrankung verdoppelt bis verdreifacht hat.

Die Strahlenbelastung der Schilddrüse suchten Mitarbeiter des Moskauer Instituts für Biophysik in den ersten vierzehn Tagen nach der Katastrophe bei einer Vielzahl von Bürgern zu bestimmen, indem sie ein Dosimeter daran hielten. Erst 1991 gab die damalige Regierung Weißrußlands die Ergebnisse dieser Meßkampagne für die Region Gomel bekannt: Bei Kindern und Jugendlichen sei eine mittlere Organdosis von 3,1 Gray festgestellt worden. Dabei hätten 23 Prozent der Kinder mehr als 1 Gray erhalten, davon wiederum 12 Prozent zwischen 1 und 2, 8 Prozent zwischen 2 und 5, 2 Prozent zwischen 5 und 10 und sogar 1 Prozent über 10 Gray. Das Internationale Tschernobyl-Projekt der Internationalen Atomenergiebehörde (IAEA) hatte im Anschluß an die ersten vierzehn Tage Messungen durchgeführt und schätzt die Dosiswerte der kindlichen Schilddrüsen im Mittel auf 0,6 bis 1,9 Gray, wobei Extremwerte bis zu 36 Gray vorgekommen seien. Die IAEA rechnet mit 160000 der Strahlung ausgesetzten Kindern unter 7 Jahren. Die von den beiden Institutionen geschätzten Mittelwerte sind – nach den Maßstäben der Strahlenmeßtechnik – in relativ guter Übereinstimmung miteinander und geben somit ein recht verläßliches Bild.


Aktuelle epidemiologische Daten

Im gesamten Weißrußland betrug die absolute Häufigkeit des Schilddrüsenkrebses bei Kindern und Jugendlichen zwischen 1986 und 1988 2 bis 5 Fälle pro Jahr; in den Jahren 1991 bis 1993 nahm sie aber auf 59 bis 79 Fälle zu, also etwa um das Zwanzigfache (Bild 2). Alle Krankenberichte werden vom Zentrum für Schilddrüsentumoren in Minsk erfaßt und sorgfältig aufbereitet. Etwas mehr als die Hälfte stammen aus der Region um die Stadt Gomel.

Während die relative Häufigkeit (bezogen auf jeweils 100000 Kinder) bei Personen unter 14 Jahren von 1986 bis 1988 0,5 Fälle betrug, erreichte sie 1993 dagegen 3,4, in der Gomel-Region sogar 9,4. Zum Vergleich kann für Deutschland die Statistik des saarländischen Krebsregisters herangezogen werden, die 0,5 Schilddrüsenkarzinome pro 100000 Kindern annimmt.

Die Daten des Minsker Registers lassen sich noch weiter aufschlüsseln: 69 Prozent der erkrankten Kinder waren zum Zeitpunkt des Reaktorunfalls jünger als 6 Jahre; Mädchen sind mit 58 Prozent etwas häufiger betroffen als Jungen. Bei der feingeweblichen Klassifizierung des Krebsgewebes überwiegt mit 94 Prozent der sogenannte papilläre Typ des Schilddrüsenkarzinoms bei weitem, wobei in 42 Prozent der Fälle der Tumor an mehreren Stellen gleichzeitig (multizentrisch) wuchs.

Nach Daten und Befunden von Jewgeni Demidtschik, Direktor des Instituts für kindliche Schilddrüsenkarzinome in Minsk, scheinen diese Tumoren besonders aggressiv zu sein: Die Hälfte von ihnen war zum Zeitpunkt der Diagnosestellung schon über die Schilddrüsenkapsel hinaus in das umgebende Gewebe der Halsweichteile eingewachsen; in 66 Prozent der Fälle lagen Metastasen in den benachbarten Lymphknoten und bei mindestens 31 Prozent der Kinder in weit entfernten Körperregionen vor. Vermutlich war die Häufigkeit von Fernmetastasen sogar höher, weil geeignete Verfahren zu deren Diagnose wie die Szintigraphie mit Iod-131 nur selten zur Verfügung standen.

Auch hier kann ein Vergleich das Ausmaß der Katastrophe illustrieren. Laut den Daten der am Universitätsklinikum Essen in den letzten 20 Jahren behandelten 23 Kinder unter 16 Jahren mit diesem Krebstyp waren 57 Prozent der Karzinome papillär; ein organüberschreitendes Wachstum fand sich bei 39 Prozent, Lymphknotenmetastasen hatten die gleiche Häufigkeit, und Fernmetastasen gab es bei 22 Prozent der Erkrankten. Während sich die unterschiedlichen Häufigkeiten von Lymphknoten- und Fernmetastasen mit dem geringeren Anteil papillärer Karzinome bei den Essener Patienten erklären lassen, findet sich für die hohe Häufigkeit multizentrisch wachsender und organüberschreitender Tumoren in Weißrußland keine andere Erklärung als eine spezifische Strahlenwirkung.

Um sich vor einer Fehlinterpretation solcher Daten durch systematische Fehler zu schützen, muß man auch die Möglichkeit eines sogenannten verification bias in Betracht ziehen, also die einer scheinbaren Steigerung der Fallzahlen etwa infolge verbesserter und häufiger angewendeter diagnostischer Verfahren. Zwar ist die Bevölkerung Weißrußlands in den letzten Jahren wachsamer geworden, und es gibt mittlerweile dank internationaler Unterstützung Programme zur Früherkennung mit Ultraschall, doch dürften dadurch in erster Linie nicht sicht- oder tastbare Tumoren und Lymphknotenmetastasen häufiger entdeckt werden. Deren Anteil beträgt aber lediglich 13 Prozent; den weitaus größten Teil entdeckten Eltern oder Hausärzte als sicht- oder tastbare Knoten ohne diagnostische Hilfsmittel. Das Phänomen der nach Tschernobyl zu beobachtenden Zunahme von Schilddrüsenkrebs bei Kindern ist demnach nicht durch eine höhere Empfindlichkeit der Früherkennung zu erklären.

Das Institut für Endokrinologie in Kiew (Ukraine) meldete zwischenzeitlich ebenfalls auffällig mehr solcher Erkrankungen; insgesamt wurden in den letzten drei Jahren rund 50 Fälle erfaßt. Diese Zunahme ist aber nicht so dramatisch wie in Weißrußland, möglicherweise weil die radioaktive Wolke auf ihrem Weg nach Norden nur kleine Teile der Ukraine überstrich.


Wissenschaftler helfen Tschernobyl-Kindern

In den letzten beiden Jahren haben verschiedene internationale Institutionen wie die Weltgesundheits-Organisation (WHO) und die Europäische Union begonnen, die Früherkennung des kindlichen Schilddrüsenkrebses in den betroffenen Gebieten zu unterstützen; die Therapie ist dabei aber nicht eingeschlossen. Da gerade die medizinische Versorgung der erkrankten Kinder derzeit nicht gewährleistet ist – insbesondere steht dort die Radioiodtherapie nicht zur Verfügung –, startete unsere Klinik im April 1993, wissenschaftlich begleitet von dem Gemeinschaftsausschuß Strahlenforschung (GAST), gemeinsam mit weißrussischen Ärzten und Wissenschaftlern ein entsprechendes Projekt. Der GAST ist eine gemeinsame Organisation von sieben deutschen wissenschaftlichen Fachgesellschaften, die sich mit Strahlenforschung befassen; das Projekt "Wissenschaftler helfen Tscher-nobyl-Kindern" wird vom weißrussischen Gesundheitsministerium und vom deutschen Umweltministerium unterstützt. In seinem Rahmen werden erkrankte Kinder in Deutschland untersucht und behandelt, bis eine Betreuung in Weißrußland möglich ist.

Die Therapie beginnt mit der Operation des Krebsgewebes; diese wird in Minsk durchgeführt. Daran schließt sich eine Strahlentherapie mit radioaktivem Iod in Deutschland an. Auf den ersten Blick erscheint das vielleicht so, als wolle man den Teufel mit dem Beelzebub austreiben. Doch werden dabei hohe, tumorabtötende Dosen von 500 Gray und mehr verabreicht (die krebsverursachende Strahlendosis lag im Mittel bei 1 bis 3 Gray, bei einer solchen Dosis wird die Zelle lediglich geschädigt und kann dann entarten).

Von April 1993 bis August 1994 haben wir in der Klinik für Nuklearmedizin der Universität Essen 58 Kinder aus Weißrußland in meist fortgeschrittenen Stadien der Tumorerkrankung behandelt; dabei wurde insgesamt 127mal eine Radioiodtherapie durchgeführt. Dazu mußte unter anderem in Minsk und in Essen eine Koordinationsstelle aufgebaut werden, in der deutsch und russisch sprechende Ärzte arbeiten. Die Auswahl der Kinder für die Behandlung in Deutschland und die Nachsorge in Weißrußland erfolgt in enger Zusammenarbeit mit dem Minsker Zentrum für Schilddrüsentumoren.

Von den 40 Kindern, die mehrfach bei uns zur Behandlung waren, wurden bisher fünf komplett geheilt (Bild 3). In den anderen 35 Fällen ist die Therapie noch nicht abgeschlossen; die Tumoren sprechen aber darauf an, denn sie wachsen nicht weiter.

Im Rahmen des Projekts bilden wir auch weißrussische Ärzte in dieser Spezialbehandlung aus, damit entsprechende Therapieeinrichtungen möglichst bald vor Ort in Betrieb genommen werden können; die Europäische Union finanziert die erforderlichen Ausstattungen und Geräte. Im Rahmen des GAST-Projekts werden außerdem auch auf bilateraler Ebene strahlenbiologische, -dosimetrische und -ökologische Fragen bearbeitet. Kooperationspartner sind auf weißrussischer Seite das Institut für Strahlenmedizin in Minsk und auf deutscher Seite das Institut für Strahlenschutz des Forschungszentrums für Umwelt und Gesundheit in Neuherberg bei München sowie das Institut für Strahlenbiologie der Universität Essen.


Aus: Spektrum der Wissenschaft 12 / 1994, Seite 117
© Spektrum der Wissenschaft Verlagsgesellschaft mbH
12 / 1994

Dieser Artikel ist enthalten in Spektrum der Wissenschaft 12 / 1994

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