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ECo epi - Zusammenhang zwischen Vegetation (Greenness), Luft- und Umweltverschmutzung und Krebshäufigkeiten; eine semiquantitative ökologische Expositionsstudie

 

Projektkennung VfD_ECo_epi_16_003770
Laufzeit von 08/2016 bis 08/2017
Status des Projekts laufend

 

Projektbeschreibung

Fragestellung(en) Gibt es Unterschiede in der Krebs-Prävalenz und Inzidenz zwischen unterschiedlich exponierten Regionen in Sachsen?
Besteht eine Erhöhung oder Zunahme der Erkrankungs-häufigkeiten in besonders belasteten Gegenden (erhöhte Umweltbelastungen, Luftverschmutzung) innerhalb Sachsens?
Sind bestimmte Altersgruppen von der Zunahme der Erkrankungshäufigkeiten besonders betroffen und andere weniger?
Hintergrund / Ziele Hintergrund:

Im Jahr 2013 verstarben in Deutschland 893.825 Personen laut Statistischem Bundesamt Wiesbaden (Destatis). Rund ein Viertel davon gehen auf Krebserkrankungen zurück. Gerade im mittleren Alter stellt Krebs die häufigste Todesursache in Deutschland dar. Auch weltweit zählen Krebserkrankungen, nach Erkrankungen des Kreislaufsystems, der Lunge und des Darmes zu den häufigsten Todesursachen.

Die Ursachen für eine Krebsentwicklung sind zahlreich und neben genetischen Prädispositionen, Rauchen, beruflicher Exposition mit Chemikalien, Virusinfektionen, Ernährung, Medikamenten / Hormonen und UV-Exposition, treten auch Umweltschadstoffe, wie Feinstaub und Pestizide, im letzten Vierteljahrhundert immer stärker in den Vordergrund der Diskussion. So konnten jüngst publizierte Ergebnisse der europaweiten multizentrischen Kohorten-Studie im Rahmen von ESCAPE belegen, dass Feinstaub und auch Stickoxide mit erhöhten Risiken für die Sterblichkeit speziell für Lungenkrebs assoziiert sind. Diese neuen wissenschaftlichen Erkenntnisse sind auch auf eine Verbesserung und Verfeinerung der Möglichkeiten der Expositionsschätzung mit sogenannten „land use“ Regressionsmodellen (LUR) sowie der statistischen Modellierung zurückzuführen. Während Assoziationen zwischen Luftschadstoffen und bestimmten Krebsentitäten mittlerweile gut belegt sind, ist die Rolle der Expositionen mit Pestiziden weiter in der Diskussion. Ob Vegetation („Greenness“) einen protektiven Effekt auf die Krebsentstehung ausübt, ist weitestgehend unklar, wenngleich spekulative Hinweise publiziert wurden.
Der Zusammenhang zwischen verschiedenen Umweltexpositionen einschließlich möglicher protektiver Effekte der Exposition mit „Greenness“ und Krebshäufigkeiten soll mittels einer semi-quantitativen Expositionsstudie untersucht werden. Dabei werden individuelle Erkrankungsdaten basierend auf GKV-Routinedaten sächsischer Versicherter mit aggregierten Umweltdaten des Staatsministeriums für Umwelt und Landwirtschaft Sachsen, mit satelliten-abhängigen Messungen der Vegetation, Daten zur Landnutzung sowie INKAR-Sozialdaten verknüpft (semiquantitative ökologische Expositionsstudie). GKV-Routinedaten, die im Rahmen der medizinischen Versorgung von gesetzlich Versicherten mit Wohnsitz in Sachsen routinemäßig im Behandlungsprozess erhoben werden, bilden die Grundlage der Outcomeermittlung. Die Daten stehen für knapp 2 Mio. AOK PLUS Versicherte aus Sachsen für die Jahre 2005 bis 2014 faktisch anonymisiert für versorgungsepidemiologische Analysen am Lehrstuhl Sozialmedizin und Versorgungsforschung der TU Dresden zur Verfügung.

Ziele:

Die primären Studienziele sind:

• Die Beschreibung und Darstellung der Häufigkeiten von verschiedenen Krebsentitäten (Prävalenzen und Inzidenzen) in den jeweiligen Altersklassen (10 Jahres Gruppen) in Abhängigkeit von soziodemographischen und umweltbezogenen regionalen Faktoren.

• Untersuchung des Zusammenhanges zwischen der Vegetation („Greenness“), erhöhten Umweltbelastungen (Luft-verschmutzung) sowie Pestizidbelastung in der Wohnumgebung und Krebshäufigkeiten bei den Versicherten der AOK PLUS mit Wohnsitz in Sachsen im Zeitraum 2005-2014.
Methodik Statistische Analysen werden mit Hilfe der Programme ArcGIS, GME, Stata, R und KNIME durchgeführt.

Auf Basis der sächsischen Postleitzahlen (PLZ) im AOK-Versichertenkollektiv erfolgt die Modellierung der Umweltparameter:

• „Greenness“ wird über den normalisierten differenzierten Vegetationsindex (NDVI) ermittelt. Dieser kann über Bilddaten des MODIS (MODerate-resolution Imaging Spectroradiometer) Satelliten bezogen werden (http://daacmodis.ornl.gov/cgi-bin/MODIS/GLBVIZ_1_Glb/modis_subset_order_global_col5.pl). Der NDVI ist ein häufig verwendeter Indikator für grüne Vegetation. Er wurde entwickelt um den Reflexionsgrad der Erdoberfläche zu analysieren. Der Algorithmus des NDVIs basiert auf Messungen in zwei Frequenzbändern, im Bereich des nahinfraroten Lichtes (NIR) und im sichtbaren Wellenlängenbereich (ROT). Die Bilddaten des MODIS Satelliten liegen in einer Auflösung von bis zu 250 Meter vor und sind von atmosphärischen Effekten, wie kleinen Zirruswolken, Aerosolen und Gasen, bereinigt, was die Messgenauigkeit erhöht. Basierend auf den MODIS Daten wird der NDVI wie folgt berechnet: NDVI = NIR – ROT / NIR + ROT; daraus kann ein mittlerer NDVI-Wert für jeden Postleitzahlenbezirk errechnet werden. Dieser dient als Proxy für die Exposition mit „Greenness“ der Personen an ihrem Wohnort.

• Langzeit-Luftverschmutzungsdaten werden mittels „land-use regression models“ (LUR) abgeschätzt und für die jeweiligen Regionen in Sachsen berechnet. Diese aggregierten Daten dienen dann als Grundlage für die Assoziationsstudie zwischen Krebshäufigkeiten und Umweltbelastungen.

• Jährliche NO2 und PM10 Schätzwerte für das Jahr 2007 stammen von frei verfügbaren Karten von Westeuropa mit einer Auflösung von bis zu 100 Metern (http://www.sahsu.org/content/data-download). Diese Karten wurden mittels LUR Modellen generiert und basieren auf einem Netzwerk von mehr als 1500 EuroAirnet Messstationen. Das Modell beinhaltet zahlreiche Prädiktorvariablen wie Landnutzung, Bevölkerungsdichte, Straßennetz, Höhenlage, Entfernung zum Meer, sowie NO2 und PM2.5 Daten von Satelliten. Die durchschnittliche Luftbelastung für jeden Postleitzahlenbezirk wird ähnlich dem NDVI berechnet und jedem Studienteilnehmer nach dessen Wohnort zugewiesen.

• In einem weiteren Schritt könnte auch der Pestizideintrag in das Modell mit einbezogen werden. Der Anteil an landwirtschaftlich genutzter Fläche je PLZG könnte als Proxy für die Exposition mit Pestiziden an ihrem Wohnort dienen. Daten hierzu finden sich im „Corine Land Cover“-Datensatz von 2006 der European Environment Agency (http://www.eea.europa.eu/data-and-maps/data/clc-2006-vector-data-version-3).

Anschließend werden die auf PLZ-Ebene aggregierten Umweltdaten mit den Routinedaten der AOK-PLUS verknüpft.

Bei der Studie handelt es sich um eine semiquantitative ökologische Expositionsstudie

• Zunächst ist eine Auswertung aggregierter Umweltdaten und Krebshäufigkeiten auf PLZ-Ebene vorgesehen. Hierbei wird die Prävalenz sowie die altersstandardisierte Inzidenz für Krebserkrankungen auf PLZ-Ebene in Abhängigkeit kumulierter Langzeit-Umweltdaten untersucht.

• Neben der Querschnittsanalyse können zudem Effekte prospektiv untersucht werden. Hierzu werden Assoziationen zwischen den kumulierten Umweltdaten der ersten fünf Jahre des Beobachtungszeitraums mit den Inzidenzdaten der folgenden 5 Jahre verglichen.

• Des Weiteren wird in Abhängigkeit der aggregierten Umweltdaten das Krebsrisiko auf Versichertenebene untersucht.

Mögliche Confounder, wie z.B. Rauchen, BMI, etc. können wegen mangelnder Informationen nicht direkt in die Analysen miteinbezogen werden. Die Stärke dieses möglichen Confoundings unterscheidet sich zwischen den Tumorentitäten und wird bei der Interpretation der Ergebnisse beachtet. In der Analyse werden daher jene Krebsentitäten berücksichtigt, welche vergleichsweise gering von diesen Confoundern beeinflusst werden wie z.B. Brustkrebs, Hoden- und Prostatakrebs.
Datenbasis Sekundärdaten
   Krankenhäuser  (Stichprobengröße: k.A.)
   Krankenkassen - GKV  (Stichprobengröße: k.A.)
Studiendesign Querschnittstudie
Längsschnittstudie
Ökologische Studie
Untersuchte Geschlechter weiblich und männlich
Untersuchte Altersgruppen von 0 bis 99 Jahre
Ergebnisse --

Forschende und kooperierende Einrichtungen

Projektverantwortliche

Förderung

Veröffentlichungen

Schlagwörter

 

Stand: 29.07.2016