Biobanken für die humanmedizinische Forschung und Anwendung. Endbericht zum TA-Projekt

Biobanken sind wissenschaftlich angelegte Sammlungen von Proben menschlicher Körpersubstanzen (Gewebe, Zellen, Blut u.a.m.) sowie von DNA, die für die biomedizinische Forschung eingerichtet und verwendet werden. Mit den Proben werden oftmals Daten aufbewahrt, die Informationen über den Spender (familiäre bzw. demografische Daten, lebensstilbezogene Informationen, Krankheitstyp und Krankheitsverläufe, genetische Daten) enthalten. Mit Biobanken verbinden sich weitreichende Hoffnungen vor allem in Bezug auf wissenschaftliche Erkenntnisse in der Forschung sowie Fortschritte bei Diagnose und Therapie. Gegenstand und Ziel der Untersuchung Im Fokus der Öffentlichkeit stehen vor allem solche Biobankprojekte, die sehr umfassend angelegt sind, d.h. besonders viele Daten und Proben von besonders vielen Probanden bzw. Spendern sammeln, deren Initiatoren den genetischen Aspekt herausstellen und/oder besonders weitreichende (neue) medizinische Nutzungsmöglichkeiten als Ziel formulieren. Solche Biobanken sollen primär der Forschung an den weitverbreiteten Volkskrankheiten dienen. Das TAB-Projekt konzentriert sich auf diesen Typus von Biobanken, versucht aber gleichzeitig die Vielfalt von Biobanken zu erfassen und mit Blick auf die wissenschaftliche Bedeutung und den möglichen medizinischen Nutzen zu behandeln. Mit der Entwicklung, dem Aufbau und dem Betrieb von Biobanken ist eine Vielzahl von Fragen verbunden, welche vor allem die Erhebung, Speicherung, Nutzung und Weitergabe von Proben und Daten betreffen. Die mögliche besondere wissenschaftliche und medizinische Bedeutung, aber auch die mit der Nutzung von Biobanken verbundenen vielfältigen rechtsethischen und -politischen Aspekte, waren Anlass für den Ausschuss für Bildung, Forschung und Technikfolgenabschätzung, das TAB mit einer Untersuchung dieses Themas zu beauftragen. INHALT ZUSAMMENFASSUNG 5 I. EINLEITUNG 25 1. Thematischer Hintergrund 25 2. Beauftragung des TAB 28 3. Leitende Fragestellungen und Berichtsstruktur 29 4. Zusammenarbeit mit Gutachtern 31 II. KATEGORIEN, BESTAND UND SYSTEMATIK VON BIOBANKEN 33 1. Kategorien 34 1.1 Arbeitsprozesse und Organisationsformen 34 1.2 Entstehungszusammenhänge 37 1.3 Trägerschaft und Finanzierung 39 2. Biobanken in Deutschland 40 2.1 Biobanken im Kontext der Kompetenznetze der Medizin 41 2.2 Biobanken im Kontext weiterer BMBF-Förderprojekte 49 2.3 Biobanken an Universitäten 53 2.4 Andere öffentliche (Forschungs-)Einrichtungen 55 2.5 Stiftungen und (gemeinnützige) Gesellschaften 60 2.6 Biobanken in kommerziellen Unternehmen 65 3. Internationale Beispiele 68 3.1 Vernetzungsinitiativen und Dachorganisationen 69 3.2 Europäische Projekte – Kurzübersicht 71 3.3 Nationale Biobanken – Kurzübersicht 72 3.4 Nationales Genom- und Biobankprojekt Estland 75 3.5 Das Nationale Biobankprojekt Island 82 3.6 Die UK Biobank 88 III. ZUR WISSENSCHAFTLICHEN UND FORSCHUNGSPOLITISCHEN BEDEUTUNG VON BIOBANKEN 97 1. Krankheitsbezogene Biobanken 98 1.1 Öffentlich geförderte Biobanken 99 1.2 Nichtakademische kommerzielle Biobanken 100 1.3 Erfassung der wissenschaftlichen Bedeutung von Biobanken 101 2. Populationsbezogene Biobanken 102 2.1 Begriffsbestimmung: Epidemiologie 102 2.2 Biobanken als epidemiologische Forschungsressource 103 2.3 Genetische Epidemiologie multifaktorieller Krankheiten 105 2.4 Erwartete Ergebnisse genetisch-epidemiologischer Forschung mit Biobanken 106 2.5 Zwischenfazit und Folgerungen für das Design von Biobanken 108 2.6 Molekulare Epidemiologie – ein erfolgversprechender Ansatz? 109 2.7 Zur (grundsätzlichen) Kritik an der Einrichtung von Biobanken 110 3. Zur forschungsstrategischen Rolle von Biobanken 113 3.1 Strategische Bedeutung biomedizinischer Forschung 113 3.2 Strukturen und Ziele des Nationalen Genomforschungsnetzes 115 3.3 Biobanken im Kontext der deutschen Förderpolitik 116 4. Resümee 118 IV. RECHTSPOLITISCHE UND RECHTSETHISCHE ASPEKTE 121 1. Rechtliche Rahmenbedingungen für Biobanken 124 1.1 Trägerschaft und Rechtsformen von Biobanken 124 1.2 Zentrale Anforderungen an Biobanken 126 2. Eigentums- und Nutzungsrechte an Proben 130 2.1 Körpermaterial als Eigentum 131 2.2 Das Eigentum an Biomaterial in einer Biobank 132 2.3 Nutzungsrechte an Proben 133 2.4 Weitergabe von Eigentums- und Nutzungsrechten 136 2.5 Probenvernichtung 138 2.6 Verfahren bei Insolvenz einer Biobank 140 2.7 Zentrale Resultate 141 3. Rahmenbedingungen und Tragweite der Einwilligung zur Nutzung von Proben und Daten 142 3.1 Gesetzliche Rahmenbedingungen 142 3.2 Informed Consent 143 3.3 Blankoeinwilligung 147 3.4 Nutzung von Altproben 148 3.5 Proben von nichteinwilligungsfähigen Personen 150 3.6 Widerruf der Einwilligung, Löschung von Daten 151 3.7 Zentrale Resultate 153 4. Datenschutz 155 4.1 Methodische Grundlagen 157 4.2 Datenschutzkonzept für Biobanken 163 4.3 Persönlichkeitsrechte und Datenschutz 168 4.4 Zentrale Resultate 173 5. Gemeinwohlorientierung 173 5.1 Benefit Sharing und Access Sharing 173 5.2 Treuhandschaft 175 V. RESÜMEE UND AUSBLICK 181 1. Biobanken im Spannungsfeld von Forschungsund Gesundheitspolitik 181 2. Privacy und Policy 184 3. Handlungsoptionen 192 LITERATUR 199 1. In Auftrag gegebene Gutachten 199 2. Weitere Literatur 199 ANHANG 207 1. Tabellenverzeichnis 207 2 Abbildungsverzeichnis 207 3. Abkürzungsverzeichnis 207 4. Glossar 209 5. Richtlinienentwurf zu Biobanken in der Schweiz 22

Leitfaden zum Datenschutz in medizinischen Forschungsprojekten

Das Vertrauen von Patienten und Probanden ist eine unverzichtbare Voraussetzung für den Erfolg medizinischer Forschungsprojekte, die ohne die Erhebung, langfristige Speicherung und Analyse von klinischen Daten und Proben nicht durchgeführt werden können. Medizinische Forschung arbeitet heute überwiegend vernetzt in zunehmend größeren Forschungsverbünden. Entsprechend nimmt auch die Bedeutung von Datenschutz und Datensicherheit immer weiter zu. Die TMF hat bereits 2003 erstmals generische Datenschutzkonzepte für medizinische Forschungsverbünde veröffentlicht. Auf dieser Basis konnten zahlreiche Forschungsprojekte ihre Datenschutzkonzepte schneller erarbeiten und abstimmen. Die dabei gewonnenen Erfahrungen sind in die grundlegende Überarbeitung der generischen Konzepte eingeflossen. So trägt das neue Konzept der Vielschichtigkeit medizinischer Forschungsprozesse durch einen modularen Aufbau Rechnung und wurde zudem in einen umfassenden Leitfaden eingebettet

Individualisierte Medizin und Gesundheitssystem. Zukunftsreport

Für eine wachsende Einbindung von Patientinnen und Patienten in die Gesundheitsversorgung besteht bereits heute medizinischer Bedarf, der sich zukünftig wahrscheinlich verstärken wird. Technikvisionen deuten darauf hin, dass aus der Zusammenführung dieses Trends mit Erkenntnissen der Lebenswissenschaften in etwa zwanzig Jahren eine »individualisierte Gesundheitsversorgung« entstehen könnte: Medizinischen Leistungen, die spezifischer als bisher an das Individuum angepasst werden können, wird ein Potenzial zugeschrieben, sodass anspruchsvollere Qualitäts- und Kostenziele in der Gesundheitsversorgung erreichbar wären. Eine solche individualisierte Medizin könnte alle Stufen der Leistungserbringung – von der Prävention über (Früh-)Diagnostik bis zu Therapie und Nachsorgemonitoring – durchdringen. Sie stützt sich auf so unterschiedliche wissenschaftlich-technische Entwicklungen wie Genomanalysen, Nanomedizin, autologe Zelltherapien, molekulares Imaging, Nutrigenomik oder die Ermittlung patientenspezifischer Proteinexpressionsmuster. Gegenstand und Ziel der Untersuchung Der Ausschuss für Bildung, Forschung und Technikfolgenabschätzung hat einen Zukunftsreport zur noch ganz überwiegend im Stadium der Forschung und Entwicklung befindlichen Thematik in Auftrag gegeben. Bereits in der Frühphase der forschungs- und gesundheitspolitischen Diskussion über die Zukunftsoption sollte analysiert werden, - welche Entwicklungslinien in den Lebenswissenschaften zu einer individualisierten Medizin beitragen können, - wie der aktuelle Stand von Wissenschaft und Technik und die möglichen künftigen Entwicklungen einzuschätzen sind, - welche Implikationen sich für die Technikentwicklung und die Einbettung dieser Techniken in das zukünftige Gesundheitssystem ergeben, wenn sie einen Beitrag zu einer individualisierten Medizin leisten sollen und - welche Implikationen sich aus einer individualisierten Medizin für die medizinische Versorgung, für Unternehmen und Krankenversicherung ergeben könnten. INHALT ZUSAMMENFASSUNG 7 I. EINLEITUNG 35 II. TREIBER, VISIONEN UND POTENZIALE 39 1. Treiber medizinischer Bedarf 39 2. Treiber in Wissenschaft und technologischer Entwicklung 42 3. Treiber Patientenorientierung 43 4. Visionen 46 5. Potenziale 48 III. WISSENSCHAFTLICH-TECHNISCHE ENTWICKLUNGSLINIEN IN DER INDIVIDUALISIERTEN MEDIZIN 49 1. Individuell angefertigte therapeutische Interventionen 49 1.1 Individuell mittels »Rapid Prototyping« gefertigte Prothesen und Implantate 49 1.2 Individuell hergestellte Pharmazeutika und Nahrungskomponenten 51 1.3 Autologe Zelltherapien 52 1.4 Fazit 69 2. Biomarkerbasierte individualisierte Medizin 71 2.1 Definition und Arten von Biomarkern 72 2.2 Technologieplattformen zur Messung von Biomarkern 74 3. Roadmaps 106 3.1 Roadmap »Biomarkerbasierte individualisierte Medizin« 106 3.2 Roadmap »Individuell angefertigte therapeutische Interventionen« 123 4. Individualisierungskonzepte 129 4.1 Individualisierung durch biomarkerbasierte Stratifizierung (Gruppierung) 130 4.2 Individualisierung durch genombasierte Informationen über gesundheitsbezogene Merkmale 132 4.3 Individualisierung durch Ermittlung individueller Erkrankungsrisiken 133 4.4 Individualisierung durch differenzielle Interventionsangebote 135 4.5 Individualisierung durch therapeutische Unikate 136 IV. INDIVIDUALISIERTE MEDIZIN AM BEISPIEL DIABETES 137 1. Ziel der Fallstudie und Auswahl der Krankheit Diabetes mellitus 137 2. Grunddaten zu Diabetes mellitus 140 3. Risikoermittlung 141 4. Prävention 145 5. Früherkennung – Diagnose 151 6. Therapie 154 7. Monitoring 166 8. Infrastrukturelle Maßnahmen 168 9. Fazit 171 V. ARZNEIMITTELTHERAPIE VON KINDERN UND ÄLTEREN MENSCHEN 173 1. Ursachen, Kategorien und Mechanismen 173 2. Häufigkeit von Arzneimittelnebenwirkungen 176 3. Verringerung des Risikos 177 3.1 Organisatorische Einbettung 177 3.2 Software zur Detektierung von Arzneimittelwechselwirkungen 178 3.3 Spezifische Darreichungsformen von Medikamenten 179 3.4 Pharmakogenetik 179 4. Fazit 180 VI. ZELLTHERAPIEN MIT NABELSCHNURBLUT 181 1. Ziel der Fallstudie 181 2. Aktuelle und mögliche künftige Nutzung von Zelltherapien auf der Basis von Nabelschnurblutstammzellen 181 3. Kontroversen 182 4. Gründe und Treiber für die Einlagerung von Nabelschnurblut 184 4.1 Informationsbasis für eine informierte Wahlentscheidung 185 4.2 Motive Schwangerer für eine Inanspruchnahme der privaten Einlagerung 185 4.3 Motive Schwangerer für eine Nabelschnurblutspende 186 5. Fazit 187 VII. IMPLIKATIONEN EINER BIOMARKERBASIERTEN INDIVIDUALISIERTEN MEDIZIN FÜR FORSCHUNG UND MEDIZINISCHE VERSORGUNG 189 1. Überführung von Forschungserkenntnissen in die klinische Anwendung 189 1.1 Mögliche Wirkungen des Einsatzes unzureichend validierter Tests in der medizinischen Versorgung 190 1.2 Vorgehensweisen zur Bewertung von neuen Testverfahren 193 1.3 Forschungsagenda für die Bewertung von neuen Testverfahren 196 1.4 Maßnahmen 202 1.5 Regulatorische Maßnahmen 210 1.6 Fazit 213 2. Individualisierte Medizin in der Gesundheitsversorgung 215 2.1 Zeithorizont und Herausforderungen 215 2.2 Nutzungsverhalten durch medizinisches Personal 216 2.3 Versorgung durch Haus- und Fachärzte 217 2.4 Erforderliche Kompetenzen bei medizinischem Personal 219 2.5 Leistungserbringer und Kooperationsstrukturen 222 2.6 Exkurs: Pränataldiagnostik 224 2.7 Fazit 228 3. Beiträge einer individualisierten biomarkerbasierten Medizin zur Prävention 229 3.1 Gesundheitspolitische Bedeutung von Prävention und Früherkennung 229 3.2 Beiträge genetischen Wissens zur Epidemiologie- und »Public-Health«-Forschung 231 3.3 Potenziale der individualisierten Medizin zur Verbesserung der Prävention 233 3.4 Anforderungen an Screening- und Präventionsmaßnahmen 234 3.5 Identifizierung von Risikogruppen und Risikopersonen 235 3.6 Erhöhte Wirksamkeit durch individuell maßgeschneiderte Interventionen? 237 3.7 Risiken und nichtintendierte Wirkungen 239 3.8 Fazit 240 4. Kompetenzen, Präferenzen und Verhalten von Patientinnen und Patienten bei der Nutzung der individualisierten Medizin 242 4.1 Erforderliche Kompetenzen zur Nutzung der individualisierten Medizin durch Patientinnen und Patienten 242 4.2 Charakterisierung von Aspekten der Gesundheitskompetenz in der Bevölkerung 244 4.3 Unterstützung bei der Krankheitsbewältigung als individualisierte Medizin 247 4.4 Fazit 248 4.5 Präferenzen und Nutzungsverhalten bei genombasierten Suszeptibilitätstests 249 4.6 Forschungsfragen 253 4.7 Bislang durchgeführte empirische Studien 254 4.8 Empirische Ergebnisse 259 4.9 Fazit 261 VIII. IMPLIKATIONEN FÜR DIE GESUNDHEITSWIRTSCHAFT 263 1. Ökonomie der individualisierten Arzneimitteltherapie 263 2. Diagnostika als Gatekeeper für die Einführung neuer Therapeutika 269 3. Dynamik der Akteure 270 4. Fazit 273 IX. IMPLIKATIONEN FÜR DIE KRANKENVERSICHERUNG 275 1. Einleitung 275 2. Individualisierte Medizin und gesetzliche Krankenversicherung 276 2.1 Prinzipien der gesetzlichen Krankenversicherung 276 2.2 Aufnahme von Leistungen der individualisierten Medizin in den Leistungskatalog der gesetzlichen Krankenversicherung 277 2.3 Optionen zur (begrenzten) Integration von Leistungen in das Angebot von gesetzlichen Krankenkassen 279 2.4 Auswirkungen auf die Gesundheitsausgaben zulasten der gesetzlichen Krankenversicherung 280 2.5 Patienteninformation 284 3. Individualisierte Medizin und private Krankenversicherung 285 3.1 Individualisierte Medizin im Leistungsumfang privater Krankenversicherungen 286 3.2 Potenziale und Implikationen prädiktiver Tests für die private Krankenversicherung 287 4. Selbstzahler 290 5. Fazit 291 X. SCHLUSSFOLGERUNGEN UND HANDLUNGSOPTIONEN 295 1. Schaffung der Wissens- und Technologiebasis für eine biomarkerbasierte individualisierte Medizin 295 2. Überführung in die klinische Anwendung 297 3. Patientenpräferenzen und -verhalten 300 4. Prävention 301 5. Information und Aufklärung 302 6. Genetische und prädiktive Gesundheitsinformationen 304 7. Akzentverschiebungen im gesellschaftlichen Diskurs 305 LITERATUR 307 ANHANG 343 1. Tabellenverzeichnis 343 2. Abbildungsverzeichnis 34

Neue Arzneimittel gegen vernachlässigte armutsassoziierte Krankheiten. Endbericht zum TA-Projekt »Medikamente für Afrika«

Für etliche Krankheiten, die fast nur in armen Ländern auftreten, werden kaum Arzneimittel entwickelt. Zu global auftretenden Krankheiten werden zwar Medikamente entwickelt, diese sind für arme Länder jedoch meist zu teuer, da die Produktentwicklung über den Verkauf zu Monopolpreisen (re)finanziert wird. Seit Jahren wird diskutiert, wie die diesbezügliche Produktentwicklung nachhaltig befördert werden kann, inwiefern Marktmechanismen ergänzt oder gar ersetzt werden sollten. Bei der genaueren Betrachtung und Hinterfragung einzelner Positionen eröffnet sich zumeist ein hochkomplexer Sachverhalt mit lokalen, nationalen un globalen Akteursgruppen und vielfältigen Ursachen- und Wirkungsverflechtungen. Der Bericht bietet eine umfassende Darstellung diverser Initiativen öffentlicher, gemeinnütziger und privater Akteure der Forschung und Produktentwicklung sowie politischer Möglichkeiten zur Förderung des Engagements. Bei der Betrachtung der Folgedimensionen werden Praxisrelevanz und Reichweite einzelner Steuerungselemente sowie die Möglichkeiten zum Wissenstransfer und Kapazitätsaufbau in den Ländern des globalen Südens berücksichtigt. Die deutsche Politik signalisiert seit einigen Jahren Bereitschaft, sich stärker zu engagieren. Der Bericht bietet eine substanzielle Informationsbasis für die Befassung mit unterschiedlichen Möglichkeiten zur Stärkung der Produktentwicklung zu armutsassoziierten Krankheiten und der besseren Ausrichtung des medizinisch-technischen Innovationssystems auf eben diese. Inhalt Zusammenfassung 9 I. Einleitung 33 1. Hintergrund 33 2. Beauftragung, Zielsetzung und Vorgehensweise 34 3. Kooperation mit Gutachtern 36 4. Herausforderungen bei der Berichtserstellung und Aufbau des Berichts 38 II. Gesundheit und Krankheiten in Entwicklungsländern – Definitionen und globaler Problemaufriss 43 1. Gesundheit: Definition, Menschenrecht, Ungleichheit 44 1.1 Gesundheit als Menschenrecht 45 1.2 Erfassung von Gesundheitszuständen und -ungleichheiten 47 2. Krankheiten: Einschränkung der Gesundheit 49 2.1 Klassifikationen und Gruppierungen 49 2.2 Indikatoren zu Verbreitung und Schwere von Krankheiten 55 3. Epidemiologischer Istzustand 58 3.1 Globale Datensätze 58 3.2 Befunde 61 4. Forschungsbedarf und Finanzierungslücken 67 4.1 Medizinischer FuE-Bedarf 68 4.2 Globaler Istzustand Forschung und Finanzierung 73 4.3 Schätzungen zum Finanzbedarf 80 5. Fazit 82 III. Fallbeispiel Malaria 85 1. Krankheitsverlauf Malaria – Wissen aus der Grundlagenforschung 86 2. Ansatzpunkte zur Bekämpfung 88 2.1 Prävention 89 2.2 Diagnostik 100 2.3 Therapie 103 3. Operationelle Prozesse und Versorgung 108 4. Globale Marktsegmente 109 5. Fazit 111 IV. Das medizinisch-technische Innovationssystem 115 1. Normative Einordnung der Produktgruppen 116 2. Die Forschungs- und Entwicklungsphasen des Innovationsprozesses 117 2.1 Grundlagenforschung 119 2.2 Nachweis des Mechanismus 122 2.3 Nachweis des Konzepts 128 2.4 Nachweis der Wirksamkeit 138 2.5 Integration neuer Produkte in die Versorgung 149 3. Fazit und Schlussfolgerungen 158 V. FuE-Finanzierung mit geistigem Eigentumsschutz: die nationale und internationale Situation 167 1. FuE-Finanzierung in kommerzialisierten, regulierten Gesundheitsmärkten 169 1.1 Relevante Schutzrechte am geistigen Eigentum 170 1.2 Grundprinzipien, Geschäftsstrategien und Marktdynamiken 177 1.3 Vernachlässigte Marktbereiche und gesundheitsbzw. wirtschaftspolitische Maßnahmen zur Gegensteuerung in Industrieländern 180 1.4 Pro-und-Kontra-Debatte zum geistigen Eigentumsschutz 185 2. Internationale Vereinbarungen zum Schutz des geistigen Eigentums – Verstärker des Dilemmas? 186 2.1 Aktivitäten unter dem Dach der WIPO 187 2.2 Aktivitäten unter dem Dach der WTO 192 2.3 Europäische Freihandelsabkommen 204 3. Initiativen zur gemeinsamen Nutzung von Patenten sowie Open-Source-Ansätze 209 3.1 Sozialverträgliche Lizenzen 209 3.2 Patentpools 210 3.3 Medikamentenentwicklung durch Open Source oder Crowdsourcing? 214 4. Fazit und Schlussfolgerungen 216 VI. Staatliche Maßnahmen zur Unterstützung von FuE zu vernachlässigten Krankheiten 223 1. Nationale FuE-Förderinstrumente in Deutschland 224 1.1 Institutionelle FuE-Förderung 224 1.2 Projektförderung 226 1.3 Personelle Förderung 227 1.4 Wirtschaftsförderung 228 1.5 Förderung von Institutionen in Entwicklungs- und Schwellenländern 230 1.6 Zusammenfassende Bewertung hinsichtlich PRND-FuE 232 2. Europäische FuE-Förderinstrumente 235 2.1 Forschungsrahmenprogramme 236 2.2 European and Developing Countries Clinical Trials Partnership 239 2.3 Zusammenfassende Bewertung hinsichtlich PRND-FuE 244 3. Produktentwicklungspartnerschaften 245 4. Maßnahmen der USA und Großbritanniens 252 4.1 USA 252 4.2 Großbritannien 256 4.3 Zusammenfassender Ländervergleich 259 5. Weitere Ideen und Initiativen zur FuE-Finanzierung 260 5.1 Prämierungen von Forschungsergebnissen und Ideen 260 5.2 Fonds zur Finanzierung von FuE im Gesundheitsbereich 263 6. WHO: Analysen unterschiedlicher Instrumente 270 7. Fazit und Schlussfolgerungen 273 VII. Momentaufnahme der deutschen Produktentwicklung zu vernachlässigten armutsassoziierten Krankheiten 279 1. Methodisches Vorgehen 281 2. FuE-Akteure, Förderung und Kooperationen 283 2.1 Die deutsche FuE-Akteurslandschaft 283 2.2 Nutzung öffentlicher Förderinstrumente 290 2.3 PDP: Kooperationspartner auch für die Industrie 296 2.4 Beteiligung südlicher Partner 298 3. Stärken deutscher FuE-Akteure nach Indikationsgebiet und Produktarten 299 3.1 HIV/Aids 301 3.2 Tuberkulose 303 3.3 Malaria 303 3.4 Protozoenkrankheiten (außer Malaria) 305 3.5 Helminthosen 306 3.6 Denguefieber, Lepra, Buruli-Ulkus sowie nichtspezifizierte vernachlässigte Krankheiten 306 3.7 Aktivitäten nach Produktart 308 4. Fazit und Schlussfolgerungen 311 VIII. Resümee und Handlungsfelder 315 Anhang 345 1. Vernachlässigte armutsassoziierte Krankheiten 345 2. EU-Handelsabkommen mit Entwicklungs- und Schwellenländern (Stand Ende 2014) 369 3. Produktentwicklungspartnerschaften 370 4. Deutsche FuE-Einrichtungen mit PRND-Aktivitäten (2010 bis 2013) 382 5. Deutsche Beteiligung an EDCTP-Projekten 386 6. Abbildungen 391 7. Kästen 392 8. Tabellen 393 9. Abkürzungen/Kurzglossar 39

Analyse epigenetischer Mechanismen in der Wirkung von Umweltfaktoren auf die menschliche Gesundheit basierend auf modernen Forschungsergebnissen

Die DNA-Sequenzen der Menschen sind zu 99,9 % identisch. Man versucht nun, Polymorphismen zu identifizieren, um in den sich unterscheidenden 0,1 % genetische Dispositionen für – meist polygenetische – Volkskrankheiten zu finden. Mendelisch vererbte Störungen treten im Allgemeinen von Geburt an oder in der frühen Kindheit auf. Ein Großteil umweltbedingter Faktoren sind Lifestyle-Faktoren wie Rauchen, Alkohol, Fettleibigkeit, Bewegungsmangel und Sonnenlichtexposition. Weitere Faktoren sind Infektionen, berufs- und umweltbedingte Karzinogenexposition und mit Stress verbundene sozioökonomische Veränderungen. Um eine Ursachenkette zu bilden, bedarf es der Kenntnis sowohl direkter als auch indirekter Einflüsse. Ein Konzept zur Erfassung komplexer, indirekter Umwelteinflüsse ist das Millennium Assessment, welches die Verbindung von Ökosystem und dessen Diversität und Gesundheit und Wohlstand beschreibt. Das multidisziplinäre „Environmental Genome Project“ will die genetischen Grundlagen individueller Reaktionen auf Schadstoffe untersuchen und dadurch Umweltrisiken besser erkennen. Entwicklungen auf dem Gebiet der molekularen Genetik führten zu einer Genetisierung des Krankheitsverständnisses. Anfang der 90-er Jahre wurde der Begriff der „geneticization“ beschrieben als „die stets wachsende Tendenz, Menschen aufgrund der Genetik voneinander zu unterscheiden und die meisten Krankheiten, Verhaltensweisen und physiologische Variationen zur Gänze oder zum Teil in ihrem Ursprung als genetisch zu definieren“ [Lippman, 1991]. Neue Forschungsrichtungen und –projekte zeigen die Bedeutung der Genetik für Entwicklungen auf dem Gebiet der Medizin. Im HapMap Projekt etwa werden bestimmte Genomtypen bzw. –fragmente, sog. Haplotypen, untersucht, um genetische Ähnlichkeiten und Unterschiede beim Menschen zu identifizieren. Diese Informationen werden es den Forschern erlauben, mit Krankheiten oder Arzneimittelreaktionen assoziierte Gene zu finden [International HapMap Project, 2008]. Viele Erkrankungen können heute molekular diagnostiziert werden. Genetische Tests werden zur Prophylaxe oder Therapie sowie zur Lebens- und Familienplanung eingesetzt. Problematisch sind dabei der mögliche Missbrauch dieser Tests – sei es im Arbeitsrecht oder bei Versicherungen [Richter, 2002] – sowie die limitierte Aussagekraft von Gentests, denn die meisten Krankheiten sind polygenetischen Ursprungs und die Ausprägung des Phänotyps wird oft erst durch Umweltfaktoren bestimmt. Dennoch werden immer häufiger Polymorphismen- Tests für häufige Volkskrankheiten angeboten. Diese können auf dem Gebiet der Pharmakogenetik, das die individuellen genetischen Grundlagen von Arzneimittelreaktionen erforscht, genutzt werden. Infolge der Betonung erblicher Anlagen wird die Verantwortung für Erkrankungsrisiken immer mehr dem Individuum zugeschrieben, während Gesellschaft und Politik entlastet werden. Dagegen meinten laut einer SchülerInnen-Umfrage 60 %, dass Schadstoffe die Gesundheit mehr gefährden als genetische Anlagen, was auch einer 2005 erhobenen Eurobarometerumfrage entspricht. Die Öffentlichkeit tut sich schwer, die Risiken ererbter, umweltbedingter und lebensstilabhängiger Faktoren abzuschätzen. Die Begriffe „genetisch“ und „molekular“ werden oft gleichgesetzt und Umwelteinflüssen gegenübergestellt. Aber genetische wie umweltinduzierte Risiken disponieren über molekulare Mechanismen. Auch muss zwischen „erblich“ und „genetisch“ unterschieden werden. Gene spielen bei jeder Krankheit eine Rolle, dennoch kann die erbliche Erkrankungskomponente weniger entscheidend sein als spontane Erkrankungsursachen. Viele Interaktionen zwischen genetischen Faktoren und Umwelteinflüssen, die zur Entstehung von Krankheiten beitragen, sind über die Epigenetik beschreibbar. Diese kann definiert werden als stabile und vererbliche Veränderung der Genexpression, welche nicht auf Veränderung der DNA-Sequenz zurückzuführen ist, und umfasst Wechselbeziehungen zwischen Genen, Genen und Genprodukten (Proteinen) und zwischen diesen allen und Umweltsignalen. Der Engpass bei der Weitergabe von Information von einer Generation an die nächste liegt darin, dass eine einzelne Zelle in einen vollständigen Organismus vergrößert werden muss. A priori Instruktionen (genetische Programme) allein reichen nicht aus, allen Aufgaben, die sich dem Menschen im Laufe seines Lebens stellen, nachzukommen. Auch andere nicht-genomische Informationsquellen werden genützt, denn Kontext kann mehr an Information verpacken. Diese Komplexität fußt auf der Regulation der Genexpression. Riedl spricht von einer rekursiven Kausalität, die Einfluss nimmt auf die Adaptierung an die Umwelt. Sie wird von Regulatorgenen und –systemen, die zu einem epigenetischen System der Genwechselwirkungen gehören, gesteuert. Entscheidend ist, dass auch die Phäne auf die Gene wirken [Riedl, 2003]. Durch neue epigentische Analysemethoden wie Methylierungs- und Chromatinstrukturanalysen konnte nachgewiesen werden, dass nicht nur die von den Eltern ererbte DNA-Sequenz, sondern auch der epigenetische Status der DNA den Phänotyp der Nachkommen bestimmt. Eine epidemiologische Studie zeigte, dass die Ernährung das Risiko der Nachkommen für kardiovaskuläre Erkrankungen und Diabetes beeinflusst. Bei Ratten induzierten endokrine Disruptoren Nachkommen mit männlicher Infertilität, was auf nahezu alle Männchen der darauf folgenden Generationen übertragen wurde und mit veränderten DNA-Methylierungsmustern in der Keimbahn korrelierte. Rattenjunge, die nicht richtig umsorgt wurden, produzierten im Erwachsenenalter mehr Stresshormone, deren Freisetzung durch Glucocorticoid- Rezeptoren kontrolliert wird. Der zugrunde liegende Mechanismus war ein Methylierungsverlust in dem Teil des Glucocorticoid-Rezeptorgens, das dessen Expression kontrolliert. Diverse Fallstudien, die der weiteren Veranschaulichung erblicher und umweltrelevanter Einflüsse dienen, präsentieren das Ergebnis der Literaturrecherche. BRCA1 ist als Brustkrebsgen bekannt. Nicht-familiäre Brust- und Eierstockkrebserkrankungen – mehr als 95 % der Fälle – haben jedoch nichts mit BRCA1-Mutationen zu tun. Frauen mit einem hohen Spiegel an polychlorierten Biphenylen (PCB) haben kein erhöhtes Brustkrebsrisiko. Dennoch ist das Brustkrebsrisiko bei Frauen, die sowohl einen hohen PCB-Spiegel als auch eine Variante des Aktivierungsgens CYP1A1 aufweisen, erhöht. Frauen, die in Gegenden mit höherem oder niedrigerem Brustkrebsrisiko migrieren, nehmen das Brustkrebsrisiko von Frauen, die bereits am Wohnort leben, an. Lebensstil und Umwelt scheinen eine wichtige Rolle zu spielen. Um die Einstellung zum Thema Umwelt, Gesundheit und Genetik zu erheben, wurde mithilfe eines Fragebogens eine Umfrage unter 538 SchülerInnen durchgeführt. Aus dem Umfrageergebnis geht hervor, dass die Bedeutung der genetischen Konstitution als Krankheitsursache oftmals überschätzt wird. 30 % der SchülerInnen meinten, dass die meisten Krankheiten genetischen Ursprungs sind, und 53 % hielten eine vorwiegend genetische Veranlagung für Krebs für richtig. Dies entspricht der Erfahrung, dass allgemeine Schätzungen den Anteil der genetischen Disposition für Krebs zwischen 50 – 70 % ansetzen. Wissenschaftliche Schätzungen liegen derzeit bei ca. 5 % für Brustkrebs. Knapp die Hälfte ist der Meinung, dass es zurzeit schon sinnvoll ist, sich Gentests für Krankheitsanfälligkeiten zu unterziehen. 53 % waren unentschieden, was erkennen lässt, dass es an Orientierungshilfen mangelt. Dass eine Krankheit zwar nicht erblich, aber dennoch genetisch bedingt sein kann, bestätigten 63 %. Mehr als die Hälfte der SchülerInnen weiß demnach, dass Krankheiten auch ohne erbliche Ursache durch Änderungen in der DNA hervorgerufen werden. Dies bedeutet, dass Faktoren aus der Umwelt krank machen können, da diese genauso über molekulare Mechanismen verfügen wie erbliche Faktoren. Obwohl über 60 % der SchülerInnen es für richtig hielten, dass Schadstoffe die Gesundheit mehr gefährden als genetische Anlagen, meinten nur 17 %, dass die Umwelt- und Sozialpolitik, in Zukunft die meisten unserer gesundheitlichen Probleme lösen wird. Dass die genetische Forschung in Zukunft die meisten unserer gesundheitlichen Probleme lösen wird, meinten hingegen 41 %, was eine ziemlich klare Tendenz erkennen lässt. Diese Erfahrungen zeigen, dass genetischen Krankheitsursachen hohe Bedeutung zukommt. Es ist aber wichtig, dass auch die Wirkung von Lifestyle- und Umweltfaktoren verstanden werden. Grundlage einer Darwinistischen Medizin ist die Kodierung von Eigenschaften durch Gene. Aber auch die Umwelt eines Elternteils hat Einfluss auf dessen Nachkommen, indem epigenetische Signale vererbbar sind. Diese Auffassung von Krankheit kann als Neo- Lamarck’sche Medizin bezeichnet werden und hätte enorme Auswirkungen auf Public Health und Umweltpolitik. Haben Giftstoffe einmal die epigenetischen Signale eines Individuums nachteilig verändert, wird dieser Schaden an zukünftige Generationen weitergegeben, auch wenn diese selbst diesem Giftstoff nicht mehr ausgesetzt sind. Der Schwerpunkt würde sich von der Behandlung auf die Vermeidung von Krankheiten verlagern.99.9% of the DNA sequences of man are identical. Now the aim is to identify polymorphisms to locate genetic dispositions in the differing 0.1% for – mostly polygenetic – common diseases. Mendelian disorders usually develop perinatally or early in childhood. The majority of environmental factors are lifestyle-factors such as smoking, alcohol, obesity, inactivity and exposure to sunlight. Further factors include infections, work-related and environmental exposure to carcinogens and socioeconomic changes associated with stress. To search for the causes one needs to be aware of direct as well as indirect influences. A concept for the comprehension of complex indirect environmental influences is the Millennium Assessment describing the connection of the ecosystem, its diversity and health and prosperity. The multidisciplinary “Environmental Genome Project” intends to study the genetic basis of individual reactions to noxious substances and to identify environmental risks more precisely in future. Advances made in the area of molecular genetics lead to the geneticization of disease perception. In the early 90s the term “geneticization” has been described as “the ever growing tendency to distinguish people one from another on the basis of genetics; to define most disorders, behaviors, and physiological variations as wholly or in part genetic in origin”. New areas of research and research projects show the significance of genetics for medical developments. In the HapMap project, for instance, specific genotypes respectively – fragments, so-called haplotypes, are being studied to identify genetic similarities and differences in individuals. Using this information researchers will be able to find genes involved in disease and responses to therapeutic drugs [International HapMap Project, 2008]. Today many diseases can be diagnosed molecularly. Genetic tests are used for prophylaxis and therapy as well as for life- and family planning. At the same time the improper use of these tests – referring to employment law or insurances [Richter, 2002] – as well as the limited validity of genetic tests are problematic because the majority of diseases is of polygenetic origin and in many cases the expression of the phenotype is determined by environmental factors. Nevertheless more and more frequently polymorphism tests for common diseases are on offer. These can be of use in the fields of pharmacogenetics that explore the individual genetic background of drug responses. Due to the emphasis on heritable dispositions the responsibility for disease risks is more and more ascribed to the individual whereas the responsibility of society and politics is reduced. However, according to a survey among students 60% thought that noxious substances are more dangerous to health than genetic disposition. This result was also found in a Eurobarometer survey conducted in 2005. The public has difficulties to assess the risks of inherited, environmental and lifestyle-dependent factors. The term “genetic” is often put on a level with “molecular” and is opposed to environmental influences. But genetic as well as environmental risks dispose of molecular mechanisms. The terms “heritable” and “genetic” have to be distinguished alike. Genes play a role with every disease. Nonetheless the heritable disease component may be less crucial than spontaneous causes of disease. Many interactions between genetic factors and environmental influences underlying the development of diseases can be described via epigenetics. Epigenetics can be defined as a stable and heritable change in gene expression which cannot be reduced to modification in the DNA sequence and includes interrelations between genes, genes and gene products (proteins) and between all these and environmental signals. The bottleneck referring the intergenerational transmission of information is due to the fact that a single cell must be amplified into an entire organism. A priori instructions (genetic programs) alone are insufficient to meet all tasks a human is facing during his life span. Also other non-genomic sources of information are used since context can package more information. This complexity is based on the regulation of gene expression. Riedl speaks of a recursive causality that influences the adaptation to the environment. It is controlled by regulator genes and systems belonging to an epigenetic system of gene interactions. The essential point is that phenes affect genes as well [Riedl, 2003]. New epigenetic analysis methods such as methylation and chromatin structure analysis provided evidence that not only the DNA sequence inherited from the parents but also the epigenetic status of the DNA determines the phenotype of the offspring. An epidemiological study showed that nutrition influences the descendants’ risk for cardiovascular disease and diabetes. In rats endocrine disruptors induced offspring with male infertility which was transmitted to nearly all males of the following generations and which correlated with modified DNA methylation patterns in the germ line. Rats that were not properly nurtured produced as adults more stress hormones. The release of stress hormones is controlled by glucocorticoid receptors. The mechanism behind this was a loss of methylation in the part of the glucocorticoid receptor gene that controls its expression. For further illustration of heritable and environmental influences various case studies present the findings of the literature research. BRCA1 is known as breast cancer gene. Non-familiar breast and ovarian cancer – more than 95% of cases – had nothing to do with BRCA1 mutations. Women with a high level of polychlorinated biphenyls (PCB) had no increased breast cancer risk. Nevertheless the breast cancer risk is increased with women who have a high level of PCB as well as a variation of the CYP1A1 activation gene. Women who migrate in areas with high or low breast cancer risk adopt the breast cancer risk of women who already live in the area. Lifestyle and environment seem to play an important role. To analyse the attitude on environment, health and genetics a survey has been made among 538 students using a questionnaire. From this it follows that the significance of the genetic constitution as a cause of disease is often overestimated. 30% of the students thought that most diseases are of genetic origin and 53% considered a mainly genetic disposition for cancer to be right. This is consistent with the experience that general estimates for the genetic disposition for cancer lie between 50-70%. Scientific estimates are about 5% for breast cancer at the moment. Nearly half of the students believe that it currently makes sense to undergo genetic tests for disease susceptibilities. 53% were undecided which suggests that there is a lack of orientation. 63% confirmed that even if a disease cannot be heritable, it can still be genetic. It follows that more than half of the students know that even if there is no heritable cause diseases can be generated through DNA changes. This means that since environmental factors dispose of molecular mechanisms just as heritable factors do environmental factors are able to make us ill. Though more than 60% of the students thought it to be right that noxious substances put health more at a risk than a genetic disposition, only 17% thought that environmental and social policy could solve most of our health problems in the future. By contrast 41% believed that genetic research would solve most of our health problems indicating a rather clear tendency. These experiences show that genetic causes for disease are of high significance. But it is also necessary that the effects of lifestyle and environmental factors are well understood. Basis for a Darwinian medicine is the coding of properties through genes. However, a parent’s environment can also affect its descendants through heritable epigenetic signals. This perception of disease can also be termed as Neo-Lamarckian medicine and would have enormous consequences for public health and environmental policy. Once toxic substances have changed an individual’s epigenetic signals, this harm will be transmitted to future generations even if they are no longer exposed to these toxic substances. The emphasis would shift from cure to prevention of diseases

Ubiquitäres Computing. Das »Internet der Dinge« - Grundlagen, Anwendungen, Folgen

Ubiquitäres Computing - die komplexe elektronische Vernetzung von Dingen, die kommunizieren - gilt weltweit als ein erfolgversprechender Innovationspfad. Intensive FuE-Aktivitäten und politische Strategien gelten dem Ziel, praxistaugliche Technologien und Anwendungen zu befördern. Wo stehen wir augenblicklich auf dem Weg zum »Internet der Dinge«? Welche praktischen Projekte zeigen bereits jetzt das Potenzial auf, das mit der Umsetzung der Grundidee des Ubiquitären Computings ausgeschöpft werden kann? Welche technischen, rechtlichen und gesellschaftlichen Herausforderungen müssen dazu bewältigt werden - und worin kann der Beitrag der Politik bestehen? Die Autoren analysieren im Lichte dieser Fragen den Status quo und die Perspektiven des Ubiquitären Computings und illustrieren ihre Befunde an Beispielen u.a. aus Handel, Logistik und Gesundheitswesen. die faszinierende »Heinzelmännchentechnologie« des Ubiquitären Computings muss allerdings von den Beteiligten in Wirtschaft, Gesellschaft und Politik noch umfassend fit gemacht werden, sollen ihre Anwendungen tatsächlich wirtschaftlich attraktiv, sozial verträglich sowie hilfreich bei der Bewältigung gesellschaftlicher Probleme werden