Feuchte-/Schimmelschäden in Innenräumen

Aktueller Stand des Wissens

Zu den in der AWMF-Schimmelpilz-Leitlinie „Medizinisch klinische Diagnostik bei Schimmelpilzexposition in Innenräumen“ (Wiesmüller et al. 2016, s. „Weitere Infos“) ausführlich dargestellten möglichen Gesundheitseffekten durch Schimmel besteht nach Durchsicht der Literatur bis Dezember 2017 international Konsens (siehe z.B. Borchers et al. 2017). In Bezug auf die Mykotoxine wird in der Leitlinie dargestellt, dass die in Innenräumen auftretenden Konzentrationen dieser luftgetragenen, partikulär gebundenen sekundären Stoffwechselprodukte deutlich unterhalb der akuten toxischen Wirkschwellen liegen. Diese Aussage wird u.a. durch die Centers for Disease Control and Prevention (CDC 2015, s. „Weitere Infos”), die Indoor Environment Group of the Lawrence Berkeley National Laboratory, interagency agreement between the U.S. Environmental Protection Agency and the U.S. Department of Energy with funding support from the U.S. Environmental Protection Agency (2017) und die Gesundheitsbehörde von North Carolina (2016, s. „Weitere Infos”) bestätigt.

Bisher gibt es keine überzeugenden epidemiologischen Studien, die einen Zusammenhang zwischen Mykotoxinen im Innenraum und Gesundheitseffekten begründen (Täubel u. Hyvärinen 2015).

Untersuchungen von Aleksic et al. (2017) zeigen zwar, dass Innenraum-relevante Mykotoxine von verschimmelten typischen Baumaterialien in die Luft freigesetzt werden. Sie demonstrieren aber auch, dass die sich ergebenden Raumluftkonzentrationen mit hoher Wahrscheinlichkeit unter den bekannten Wirkschwellen für diese Stoffe bleiben (Carey et al. 2012).

Für die Mykotoxine von Stachybotrys chartarum konnte von Gebauer et al. (2017) belegt werden, dass selbst unter Worst-Case-Bedingungen (u.a. lebenslange Exposition gegenüber einem massiven Stachybotrys-Befall, kumulative Toxizität der makrozyklischen Trichothecene) durch die inhalative Exosition in Wohnräumen keine LOAEL-Werte („lowest observed adverse effect levels“) erreicht werden. Dadurch ist allerdings nicht ausgeschlossen, dass die mit Feuchte-/Schimmelschäden in Zusammenhang stehenden Erkrankungen der oberen Atemwege und Asthma u.a. auch durch Mykotoxine mitverursacht werden (Gebauer et al. 2017).

Auch die von Miller und McMullin (2014) zusammengefassten Studien weisen darauf hin, dass die Toxindosen, die in Gebäuden mit Schimmelschäden auftreten können, bei der Entwicklung von Atemwegserkrankungen eine Rolle spielen können. So spiegeln sich die allgemein anerkannten Zusammenhänge zwischen Feuchte-/Schimmelschäden in Innenräumen und Atemwegserkrankungen (Fisk et al. 2010; Kanchongkittiphon et al. 2015; Mendell u. Kumagai 2016; Mendell et al. 2011; Wiesmüller et al. 2013, 2016; World Health Organization 2009) in den Ergebnissen von Studien wider, bei denen in geeigneten Tiermodellen die biologischen Effekte durch Metabolite und Glucane von Schimmelpilzen, die häufig auf Baumaterialien wachsen, auf die Lunge untersucht wurden.

Zur Erforschung der mit Schimmelexpositionen verbundenen Gesundheitseffekte sind experimentelle Arbeiten wie die von Rosenblum Lichtenstein (2015) hervorzuheben, durch die gezeigt werden konnte, dass chronische Innenraumexpositionen gegenüber Schimmel mit Änderungen der Freisetzung von Zytokinen isolierter PBMC-Zellen, die gegenüber spezifischen Mykotoxinen oder Schimmelpilzsporen exponiert wurden, einhergehen. Die von Øya et al. (2018) durchgeführten Arbeiten an Zellmodellen tragen ebenfalls zur Aufklärung der von Schimmelpilzen hervorgerufenen proinflammatorischen Prozesse bei, zeigen aber gleichzeitig, wie komplex und damit bisher nicht monokausal erklärbar auch in diesen vergleichsweise einfachen Modellen die Zusammenhänge sind.

Nach wie vor gelingt es nicht, die einzelnen Beiträge der verschiedenen Komponenten der Bioaerosole in Innenräumen für die Entstehung von Gesundheitseffekten zu erfassen und gegeneinander abzugrenzen oder gar Dosis-Wirkungs-Beziehungen zu erstellen.

Für weiterführende vertiefende Informationen zu Mykotoxinen und weitere schimmelassoziierte Stoffwechselprodukte sei auf die Publikationen von Fromme et al. (2016), Marin et al. (2013), Viegas et al. (2016) und Wiesmüller et al. (2013) verwiesen.

Grenzen bisheriger Forschungsarbeiten und resultierender Forschungsbedarf

In keiner Studie konnte bisher nachweisen werden, dass die Mykotokinexpositionen bei Feuchte-/Schimmelschäden in Innenräumen mit adversen Gesundheitseffekten für die Innenraumnutzer verbunden sein könnten. Aufgrund der in Innenräumen auch bei starkem Schimmelwachstum niedrigen Mykotoxinkonzentrationen und der Notwendigkeit, sehr viele Personen über lange Zeiträume zu untersuchen und parallel auch ihre äußere Exposition regelmäßig im Beobachtungszeitraum zu erfassen, um eine ausreichende statistische Power zu erlangen, müssten entsprechende epidemiologische Studien sehr aufwändig angelegt werden. Zell- und Tierexperimente auf der anderen Seite haben stets die Schwierigkeit der Übertragbarkeit der Ergebnisse auf den Menschen.

Bei der Erforschung möglicher gesundheitlicher Wirkungen durch Mykotoxine in Innenräumen muss immer die vorhandene komplexe Mischexposition u.a. aus pilzlichen und bakteriellen Zellen, Fragmenten und Stoffwechselprodukten betrachtet werden, die sich bisher nur unzureichend erfassen lässt. Welche einzelnen Bestandteile daraus in welchem Ausmaß für mögliche Gesundheitseffekte in Räumen mit Feuchte-/Schimmelschäden verantwortlich sein können, ist bisher nicht bekannt. Daher lassen sich auch durch einfach aufgebaute Studien keine eindimensionalen Dosis-Wirkungs-Beziehungen ableiten (Centers for Disease Control and Prevention, National Institute for Occupational Safety and Health, Respiratory Health Division 2015; Wiesmüller et al. 2016 [s. „Weitere Infos]); Wiesmüller et al. 2013; WHO 2009).

Dennoch werden aus Studien ohne ausreichende klinische oder epidemiologische Evidenz häufig generelle Hypothesen postuliert, wobei die Ergebnisse einzelner, teilweise auch sehr gut durchgeführter Untersuchungen, die sich aber nur auf einzelne biologische Prozesse, auf bestimmte Versuchstiere oder Zellmodelle oder auf bestimmte Expositionssituationen beziehen, stark verallgemeinert werden.

Das gilt z.B. für experimentelle Arbeiten an Zellkulturen, Drosophila o.Ä., wie sie von Bennett durchgeführt wurden (Bennett 2015; Bennett u. Inamdar 2015), deren klinische Relevanz erst noch erbracht werden muss, wie Bennett und Klich (2003) selbst kritisch angemerkt hatten. Aus Zellkulturversuchen und Untersuchungen mit Drosophila kann ohne Betrachtung der quantitativen Aspekte keine Risikobewertung erfolgen, sondern höchstens eine Hazard-Betrachtung (s. unten). Daher besteht die Notwendigkeit, neue Ergebnisse aus solchen Experimenten und deren Hypothesen durch Forschung weiter zu verfolgen. Dabei ist die Hierarchie der evidenzbasierten Bewertung wie eine Pyramide aufgebaut: Untersuchungen an Zellkulturen, Organismen (z.B. Drosophila, Caenorhabditis elegans), Säugetieren, Kasuistiken, Untersuchungen und epidemiologische Studien bei Expositionen am Arbeitsplatz und an der Spitze an der Allgemeinbevölkerung.

In der Toxikologie ist es grundsätzlich wichtig, zwischen Hazard (Gefahr: Was ein Schimmelpilz oder Schimmelbestandteil prinzipiell bewirken kann, ist eine Gefahr.) und Risk (Risiko: Ob es aber zu einer gesundheitlichen Wirkung kommt, hängt von Exposition und Disposition des betroffenen Menschen ab) zu unterscheiden, was beispielsweise in den oben zitierten Untersuchungen bezüglich der möglichen Wirkungen von Mykotoxinen in Experimenten mit Zellen und Drosophila (Bennett 2015; Bennett u. Inamdar 2015) nicht korrekt getan wurde. Hierbei wurde untersucht, was ein Mykotoxin prinzipiell bewirken kann, also ein Hazard. Ob es aber zur gesundheitlichen Wirkung kommt, hängt von Exposition und Disposition des betroffenen Menschen ab, d.h. Gefahr + Exposition + Disposition = individuelles gesundheitliches Risiko.

Unumstritten ist, dass Mykotoxine irritative, toxische, immunmodulierende und kanzerogene Wirkungen aufweisen. Aussagen zum Risiko erfordern jedoch eine quantitative Betrachtung, wie sie z.B. von Hardin et al. (2009) oder Kelman et al. (2004) vorgenommen wurde.

Die in dem Review der WHO 2009 veröffentlichten, international konsentierten Evidenzen für kausale oder mit feuchten Innenräumen assoziierte Krankheitsbilder sind fortlaufend aktualisiert worden (Borchers et al. 2017; Fisk et al. 2010; Kanchongkittiphon et al. 2015; Mendell u. Kumagai 2016; Mendell et al. 2011). Erkrankungen durch Mykotoxine sind nicht unter den Ergebnissen. Diese Aussage gilt allgemein für Bioaerosole bei Feuchteschäden, wie sie üblicherweise in Wohnräumen beobachtet werden, jedoch nicht für Arbeitsplatzexpositionen, die durch deutlich höhere Konzentrationen gekennzeichnet sein können, und nicht für den Belastungen an Arbeitsplätzen vergleichbare Fälle wie die von Bennet (2015) zitierte Kasuistik mit einem extremen Feuchteschaden. Diese Fälle mit extrem hoher Exposition bedürfen stets einer Einzelfallbetrachtung.

Arbeitsplatzexpositionen sind im Regelfall um ein Vielfaches höher als Expositionen in der nicht-arbeitsplatzbezogenen Umwelt. Daher sind beide nicht miteinander vergleichbar.

Einzelne Kasuistiken von Feuchteschäden mit extremem Schimmelbefall beschreiben Symptome einer Intoxikation. Es ist plausibel, dass hierbei in der Mischexposition Schimmelpilztoxine neben anderen Bestandteilen eine wesentliche Wirkung haben können. Solche Fälle sind mit hohen Expositionen an Arbeitsplätzen zu vergleichen, bei denen die Auslösung von akuten und chronischen Gesundheitseffekten (z.B. ODTS [Organic Dust Toxic Syndrome]) plausibel ist.

Im Sachstandsbericht des Ausschusses für Biologische Arbeitsstoffe (ABAS) zur Bedeutung von Mykotoxinen (2007) wird dazu ausgeführt:

„Mykotoxine sind Stoffwechselprodukte von Schimmelpilzen, die zum Teil ein hohes gesundheitsgefährdendes Potenzial aufweisen können und teilweise sogar als kanzerogen (Kategorie 1 oder Verdacht auf kanzerogene Wirkung beim Menschen, IARC) eingestuft sind. Daneben weisen einzelne Mykotoxine auch mutagene, toxische, fruchtschädigende und immuntoxische Wirkungen auf.“

„Es können sowohl akute als auch chronische Wirkungen auftreten. Das mögliche Wirkungsspektrum von Mykotoxinen ist sehr breit und umfasst im Wesentlichen:

• krebsauslösende Wirkungen u.a. auf die Lunge, die Leber, Nieren und Kehlkopf,
• mutagene Wirkungen,
• toxische Wirkungen, die sich besonders in Organen wie Nieren, Leber und Nervensystem manifestieren,
• fruchtschädigende Wirkungen sowie
• immunsuppressive Wirkungen“

„Kenntnisse zur möglichen Wirkung inhalativ aufgenommener Mykotoxine basieren überwiegend auf In-vitro-Untersuchungen und Tierstudien, deren Übertragbarkeit auf den Menschen kritisch zu hinterfragen ist. Ein weiteres Problem stellt das Fehlen von standardisierten Nachweismethoden dar, welche die Grundlage für die Vergleichbarkeit von Ergebnissen bilden.“

Diese Aussagen spiegeln sich auch in der umfangreichen Reviewarbeit von Marin et al. (2013) zu Mykotoxinen wider.

Ebenso ist es schwierig, aus Untersuchungsergebnissen zu möglichen gesundheitlichen Wirkungen bei oraler Aufnahme von Mykotoxinen auf Gesundheitseffekte über den inhalativen Aufnahmepfad zu schließen (ABAS 2007). Neben den Unterschieden bei Aufnahme, Verteilung und Metabolismus im Körper sind die durch den Verzehr verschimmelter Lebensmittel aufgenommenen Toxinmengen im Allgemeinen deutlich größer als die über den Luftpfad einatembaren Dosen. Es gibt also keine pauschale Einstufung „kanzerogen“ für ein bestimmtes Mykotoxin für unterschiedliche Aufnahmepfade, unterschiedliche Dosen und unterschiedliche Zielorgane. Unabhängig davon zeigt jedoch der Sachstandsbericht des ABAS (2007), dass die täglich inhalativ aufgenommenen Mykotoxinmengen selbst bei ungünstigen Expositionsszenarien an Arbeitsplätzen mit hoher Exposition die von der WHO vorgeschlagenen maximal tolerierbaren täglichen Aufnahmemengen, welche für die orale Aufnahme abgeleitet wurden, nicht erreichen.

Wie oben ausführlich für die Arbeiten von Bennett (2015) sowie Bennett u. Inamdar (2015) dargestellt, gibt es eine Fülle von anderen Arbeiten, die ein Gesundheitsrisiko durch Mykotoxine in Innenräumen postulieren (Brewer et al. 2013; Hope 2013; Morris et al. 2016; Somppi 2017; Tuuminen u. Rinne 2017; Valtonen 2017), jedoch gravierende methodische Mängel aufweisen oder aus den Ergebnissen unangemessene Schlussfolgerungen ziehen (Heinzow u. Heinzow 2017; Mendell 2016; Osterman 2016).

Von Bennett u. Inamdar (2015) werden auch toxische Reaktionen durch die von Schimmelpilzen in niedrigen Konzentrationen freigesetzten flüchtigen organischen Verbindungen (sog. MVOC; Microbial Volatile Organic Compounds) postuliert, obwohl entsprechende Effekte ansonsten allgemein als sehr unwahrscheinlich angesehen werden (Korpi et al. 2009; Wiesmüller et al. 2017). Der von Bennett u. Inamdar (2015) in diesem Zusammenhang geprägte Begriff „Volatoxin“ für MVOC ist nicht zielführend und könnte eher zu Missverständnissen als zu deren Vermeidung führen, impliziert im Sinne des Neusprech (Orwell) bei Laien sogleich die Assoziation mit einer Vergiftung auslösen.

Schlussfolgerungen

Folgende Schlussfolgerungen lassen sich aus dem aktuellen Kenntnisstand zur möglichen gesundheitlichen Relevanz von Mykotoxinen bei Feuchte-/Schimmelschäden in Innenräumen für eine medizinische Bewertung treffen:

1. Gut vorstellbar ist, dass die bei Feuchte-/Schimmelschäden in Innenräumen auftretende Mykotoxinexpositionen zu den im Menschen auftretenden komplexen biologischen Reaktionen beitragen können. Sie haben aber keine Bedeutung für die zum Teil in diesem Zusammenhang zu beobachtenden Gesundheitseffekte. Bisher gibt es keine Studien, die den allgemein anerkannten wissenschaftlichen Maßstäben genügen und die darauf hinweisen, dass allein durch die Mykotoxinexpositionen Erkrankungen verursacht werden können. Daher ist in diesem Kontext Grundlagenforschung zu Mykotoxinen dringend erforderlich. Gerade wegen der im Bereich der Arbeitsmedizin zu beachtenden höheren Belastungen bei Beschäftigten in den Bereichen Recycling, Kompostierung, Pilzzucht und Tierhaltung oder baulicher Schimmelsanierung (siehe u.a. Niculita-Hirzel et al. 2016) bietet es sich an, hier gezielt weiter zu forschen.
2. Eine routinemäßige Bestimmung von Mykotoxinen in der Innenraumluft oder in schimmelbelasteten Baumaterialien (Umweltmonitoring) hat weder eine medizinisch diagnostische Bedeutung noch ist sie für eine Sanierungsentscheidung relevant, da jeder massive Schimmelbefall umgehend zu beseitigen ist – unabhängig davon ob Mykotoxine gebildet wurden oder nicht (Wiesmüller et al. 2017). Da bisher nicht bekannt ist, welche Komponenten der bei Feuchte-/Schimmelschäden vorliegenden komplexen Mischexposition für die in diesem Zusammenhang auftretenden Gesundheitseffekte verantwortlich sind, ist nur eine Bewertung der Gesamtexpositionssituation möglich.
3. Zum jetzigen Zeitpunkt gibt es keine Indikation für eine Bestimmung von Mykotoxinen in biologischen Materialen (Blut oder Urin) (Human-Biomonitoring) in der medizinischen Diagnostik bei Patienten mit einer Schimmelexposition in Innenräumen (Wiesmüller et al. 2017).
4. Bei Feuchteschäden mit hohen Wasseraktivitäten (a_w-Werten  0,9) muss potenziell mit Mykotoxin-Bildung gerechnet werden. Eine gesundheitlich relevante Freisetzung von Mykotoxinen ist bei solchen Schäden vor allem im Laufe der Sanierungsmaßnahmen zu erwarten, wenn der Schaden ausgetrocknet ist und große Mengen an Sporen und Staub mobilisiert werden. Auf die große Bedeutung einer fachkundigen Sanierung unter Beachtung des Arbeitsschutzes wird deshalb noch einmal nachdrücklich hingewiesen (ABAS 2007; Gebauer et al. 2017).
5. Auch bei bestimmten anderen Arbeitsplatzexpositionen, die um ein Vielfaches höher als jede denkbare Innenraumexposition sind und die akute und chronische Gesundheitseffekte (z.B. ODTS – Organic Dust Toxic Syndrome) auslösen können, sind entsprechende Schutzmaßnahmen dringend erforderlich (ABAS 2007).

Interessenkonflikt: Die Autoren geben an, dass keine Interessenkonflikte vorliegen.

Literatur

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