Geburtshilfe Frauenheilkd 2004; 64(7): 681-689
DOI: 10.1055/s-2003-43567
Übersicht

Georg Thieme Verlag KG Stuttgart · New York

Bedeutung persistenter Organochlorverbindungen in der Pathogenese des Mammakarzinoms

Persistent Organochlorine Compounds and their Role for the Carcinogenesis of Breast CancerM. Bauer1 , F. Hilpert1 , I. Meinhold-Heerlein1 , W. Jonat1
  • 1Klinik für Gynäkologie und Geburtshilfe, Universitätsklinikum Schleswig-Holstein, Campus Kiel
Further Information

Publication History

Eingang Manuskript: 13. Juni 2003 Eingang revidiertes Manuskript: 11. September 2003

Akzeptiert: 22. September 2003

Publication Date:
07 July 2004 (online)

Zusammenfassung

Seit vielen Jahren wird die Bedeutung persistenter Organochlorverbindungen in der Brustkrebsgenese kontrovers diskutiert. Diese Substanzen, die in der Vergangenheit intensiv als Biozide oder technische Hilfsstoffe genutzt und in die Umwelt eingebracht wurden, zeichnen sich durch eine hohe Lipophilie aus, so dass sie in der Nahrungskette akkumulieren und teils jahrzehntelang im menschlichen Körper persistieren. Der Verdacht, dass die chlororganischen Verbindungen an der Entstehung maligner Erkrankungen, insbesondere des Mammakarzinoms, beteiligt sein könnten, begründet sich in ihren komplexen toxikologischen Eigenschaften. Vor allem das Potenzial, in östrogenrezeptorvermittelte und andere endokrine Reaktionen einzugreifen, lässt an eine mögliche Assoziation mit der Brustkrebserkrankung denken. Aber auch die Induktion mikrosomaler Enzymsysteme mit konsekutiver Entstehung genotoxischer Metaboliten sowie die Aktivierung des HER2-Protoonkogen-Produktproteins, der c-Neu-Tyrosinkinase, könnten einen möglichen Pathomechanismus darstellen. Zahlreiche epidemiologische Studien haben den Zusammenhang zwischen einer Organochlorbelastung und dem Auftreten eines Mammakarzinoms untersucht. Die Ergebnisse sind uneinheitlich, wobei quantitativ diejenigen Studien überwiegen, die keine positive Assoziation feststellen konnten. Aufgrund des häufig verwendeten retrospektiven Studiendesigns, der Auswahl des Kontrollkollektivs sowie großer Variation in Art und Anzahl der untersuchten Verbindungen und der Nachweismethoden wird die Validität einiger Studien angezweifelt. Unterschiedliche genetisch begründete interindividuelle Empfindlichkeit gegenüber Organochlorverbindungen, synergistische Interaktionen der Substanzen untereinander und Hinweise auf eine Assoziation mit einer erhöhten Tumoraggressivität lassen die Thematik äußerst komplex erscheinen. Daher ist in Anbetracht des aktuellen Kenntnisstandes eine mögliche Beteiligung chlororganischer Verbindungen in der Brustkrebsgenese nicht sicher auszuschließen.

Abstract

The role of persistent organochlorine compounds in the development of breast cancer is controversially discussed. Used as biocides or technical adjuvants for miscellaneous applications, organochlorines have been released into the environment for years. Due to their highly lipophilic properties, they have been able to accumulate in the food chain leading to a long lasting presence in human tissues. The evidence that organochlorines might be involved in the carcinogenesis of breast cancer is based on their complex toxicologic properties: organochlorines are able to influence estrogen-mediated and other endocrine processes; they induce microsomal enzyme systems with consecutive formation of genotoxic metabolites and activate the Her2-protooncogene product, c-neu tyrosine kinase.

Several epidemiological studies have investigated the correlation between organochlorine exposure and the incidence of breast cancer. Although the majority of authors did not detect a positive correlation, the results remain inconclusive. Due to the common retrospective study design as well as the selection of the control population, the validity of some studies is questionable; due to the wide variation of tested compounds, many studies are hard to compare. In addition, genetically determined and individually varying sensitivity to organochlorines, synergistic interactions of several compounds, and evidence for the association of organochlorine exposure with poor prognosis in case of malignant transformation complicate the interpretation of many results. However, considering the available data, the involvement of organochlorine compounds in the carcinogenesis of breast cancer can not be excluded and therefore needs further investigation.

Literatur

  • 1 Hanf V. Elektromagnetische Feldeinwirkung und Brustkrebs - Eine Bestandsaufnahme.  Geburtsh Frauenheilk. 2002;  62 22-29
  • 2 Sala M, Ribas-Fito N, Cardo E, de Muga M E, Marco E, Mazon C, Verdu A, Grimalt J O, Sunyer J. Levels of hexachlorobenzene and other organochlorine compounds in cord blood: exposure across placenta.  Chemosphere. 2001;  43 895-901
  • 3 Marquardt H, Schäfer S G. Lehrbuch der Toxikologie. Heidelberg, Berlin; Spektrum Akademischer Verlag 1997
  • 4 Ritchie J M, Vial S L, Fuortes L J, Guo H, Reedy V E, Smith E M. Organochlorines and risk of prostate cancer.  J Occup Environ Med. 2003;  45 692-702
  • 5 Hardell L, van Bavel B, Lindstrom G, Carlberg M, Dreifaldt A C, Wijkstrom H, Starkhammar H, Eriksson M, Hallquist A, Kolmert T. Increased concentrations of polychlorinated biphenyls, hexachlorobenzene, and chlordanes in mothers of men with testicular cancer.  Environ Health Perspect. 2003;  111 930-934
  • 6 Mueck A O, Wallwiener D. Abbruch der Women's Health Initiative (WHI) berechtigt - Begründung nur bedingt nachzuvollziehen.  Geburtsh Frauenheilk. 2002;  62 914-916
  • 7 Steinmetz R, Young P CM, Caperell-Grant A, Gize E A, Madhukar B V, Ben-Jonathan N, Bigsby R M. Novel estrogenic action of the pesticide residue β-hexachlorocyclohexane in human breast cancer cells.  Cancer Res. 1996;  56 5403-5409
  • 8 Dees G, Askari M, Foster J S, Ahamed S, Wimalasena J. DDT mimicks estradiol stimulation of breast cancer cells to enter the cell cycle.  Mol Carcinog. 1997;  18 107-114
  • 9 Shekar P VM, Werdell J, Basrur V S. Environmental estrogen stimulation of growth and estrogen receptor function in preneoplastic and cancerous human breast cell lines.  J Natl Cancer Inst. 1997;  89 1774-1781
  • 10 Zava D T, Blen M, Duwe G. Estrogenic activity of natural and synthetic estrogens in human breast cancer cells in culture.  Environ Health Perspect. 1997;  105 637-645
  • 11 Wolff M S, Camann D, Gammon M, Stellman S D. Proposed PCB congener groupings for epidemiological studies.  Environ Health Perspect. 1997;  105 13
  • 12 Bonefeld-Jørgensen E C, Andersen H R, Rasmussen T H, Vinggaard A M. Effect of highly bioaccumulated polychlorinated biphenyl congeners on estrogen and androgen receptor.  Toxicology. 2001;  158 141-153
  • 13 Rattenborg T, Gjermandsen I, Bonefeld-Jørgensen E C. Inhibiton of E2-induced expression of BRCA1 by persistent organochlorines.  Breast Cancer Res. 2002;  4 R12
  • 14 Kelce W R, Stone C R, Laws S C, Gray L E, Kemppainen J A, Wilson E M. Persistent DDT metabolite p, p'-DDE is a potent androgen receptor antagonist.  Nature. 1995;  375 581-585
  • 15 Wolff M S, Toniolo P G. Environmental organochlorine exposure as a potential etiologic factor in breast cancer.  Environ Health Perspect. 1995;  103 141-145
  • 16 Charles M J, Schell M J, Willman E, Gross H B, Lin Y, Sonnenberg S, Graham M L. Organochlorines and 8-hydroxy-2′-deoxyguanosine (8-OhdG) in cancerous and noncancerous breast tissue: Do the data support the hypothesis that oxidative DNA damage caused by organochlorines affects breast cancer?.  Arch Environ Contam Toxicol. 2001;  41 386-395
  • 17 Moysich K B, Shields P G, Freudenheim J, Schisterman E F, Vena J E, Kostyniak P, Greizerstein H, Marshall J R, Graham S, Ambrosone C B. Polychlorinated biphenyls, Cytochrome P4501A1 polymorphism, and postmenopausal breast cancer risk.  Cancer Epidemiol Biomarkers Prev. 1999;  8 41-44
  • 18 Enan E, Matsumura F. Activation of c-Neu tyrosine kinase by o, p'-DDT and β-HCH in cell-free and intact cell preparation from MCF-7 human breast cancer cells.  J Biochem Mol Toxicol. 1998;  12 83-92
  • 19 Hatakeyama M, Matsumura F. Correlation between the activation of neu tyrosine kinase and promotion of foci formation induced by selected organochlorine compounds in the MCF-7 model system.  J Biochem Mol Toxicol. 1999;  13 296-302
  • 20 Liljegren G, Hardell L, Lindström G, Dahl P, Magnuson A. Case-control study on breast cancer and adipose tissue concentrations of congener specific polychlorinated biphenyls, DDE and hexachlorobenzene.  Eur J Cancer Prev. 1998;  7 135-140
  • 21 Schecter A, Toniolo P, Dai L C, Thuy L TB, Wolff M S. Blood levels of DDT and breast cancer risk among women living in the north of Vietnam.  Arch Environ Contam Toxicol. 1997;  33 453-456
  • 22 Gammon M D, Wolff M S, Neugut A I, Eng S M, Teitelbaum S L, Britton J A, Terry M B, Levin B, Stellman S D, Kabat G C, Hatch M, Senie R, Berkowitz G, Bradlow H L, Garbowski G, Maffeo C, Montalvan P, Kemeny M, Citron M, Schnabel F, Schuss A, Hajdu S, Vinceguerra V, Niguidula N, Ireland K, Santella R M. Environmental toxins and breast cancer on Long Island. II. Organochlorine compound levels in blood.  Cancer Epidemiol Biomarkers Prev. 2002;  11 686-697
  • 23 Laden F, Collman G, Iwamoto K, Alberg A J, Berkowitz G S, Freudenheim J L, Hankinson S C, Helzlsouer K J, Holford T R, Huang H Y, Moysich K B, Tessari J D, Wolff M S, Zheng T, Hunter D J. 1,1-Dichloro-2,2-bis(p-chlorophenyl)ethylene and polychlorinated biphenyls and breast cancer: Combined analysis of five U.S.-studies.  J Natl Cancer Inst. 2001;  93 768-775
  • 24 Demers A, Ayotte P, Brisson J, Dodin S, Robert J, Dewailly E. Plasma concentrations of polychlorinated biphenyls and the risk of breast cancer: a congener-specific analysis.  Am J Epidemiol. 2002;  155 629-635
  • 25 Demers A, Ayotte P, Brisson J, Dodin S, Robert J, Dewailly E. Risk and aggressiveness of breast cancer in relation to plasma organochlorine concentrations.  Cancer Epidemiol Biomarkers Prev. 2000;  9 161-166
  • 26 Ward E M, Schulte P, Grajewski B. et al . Serum organochlorine levels and breast cancer: a nested case-control study of Norwegian women.  Cancer Epidemiol Biomarkers Prev. 2000;  9 1357-1367
  • 27 Wolff M S, Weston A. Breast cancer risk and environmental exposures.  Environ Health Perspect. 1997;  105 891-895
  • 28 Huff J, Boyd J, Barrett J C. Hormonal carcinogenesis and environmental influences: background and overview. Cellular and molecular mechanisms of hormonal carcinogenesis: Environmental influences.  Prog Clin Biol Res. 1996;  394 3-22
  • 29 Hunter J D, Hankinson S E, Laden F, Colditz G A, Manson J E, Willett W C, Speizer F E, Wolff M S. Plasma organochlorine levels and the risk of breast cancer.  N Engl J Med. 1997;  337 1253-1258
  • 30 Acquavella J F, Ireland B K, Ramlow J M. Organochlorines and breast cancer.  J Natl Cancer Inst. 1993;  85 1872-1873
  • 31 Arnold S F, Klotz D M, Collins B M, Vonier P M, Guillette L J, McLachlan J A. Synergistic activation of estrogen receptor with combinations of environmental chemicals.  Science. 1996;  272 1489-1492
  • 32 Payne J, Scholze M, Kortenkamp A. Mixtures of four organochlorines enhance human breast cancer cell proliferation.  Environ Health Perspect. 2001;  109 391-397
  • 33 Moysich K B, Ambrosone C B, Vena J, Shields P G, Mendola P, Kostyniak P, Greizerstein H, Graham S, Marshall J R, Schisterman E F, Freudenheim J L. Environmental organochlorine exposure and postmenopausal breast cancer risk.  Cancer Epidemiol Biomarkers Prev. 1998;  7 181-188
  • 34 Glustrom L W, Mitton-Fry R M, Wuttke D S. Re: 1,1-Dichloro-2,2-bis(p-chlorophenyl)ethylene and polychlorinated biphenyls and breast cancer: Combined analysis of five U.S.-studies. [correspondence].  J Natl Cancer Inst. 2002;  94 1337-1338
  • 35 Hoyer A P, Jorgensen T, Brock J W, Grandjean P. Organochlorine exposure and breast cancer survival.  J Clin Epidemiol. 2000;  53 323-330
  • 36 Becker K, Kaus S, Krause C, Lepom P, Schulz C, Seiwert M, Seifert B. Umwelt-Survey 1998. Band III: Human-Biomonitoring. Stoffgehalte in Blut und Urin der Bevölkerung in Deutschland. WaBoLu-Heft 1/2. Berlin; Umweltbundesamt, Eigenverlag 1998
  • 37 Beschluss der Nationalen Stillkommission vom 20. 11. 1995: Rückstände in der Frauenmilch.  Bundesgesundhbl. 1996;  39 87
  • 38 Aronson K J, Miller A B, Woolcott C G, Sterns E E, McCready D R, Lickley L A, Fish E B, Hiraki G Y, Holloway C, Ross T, Hanna W M, SenGupta S K, Weber J P. Breast adipose tissue concentrations of polychlorinated biphenyls and other organochlorines and breast cancer risk.  Cancer Epidemiol Biomarkers Prev. 2000;  9 55-63
  • 39 Dello Iavoco R, Celentano E, Strollo A M, Iazzetta G, Capasso I, Randazzo G. Organochlorines and breast cancer. A study on Neapolitan women.  Adv Nutr Cancer. 1999;  2 57-66
  • 40 Dewailly E, Dodin S, Verreault R, Ayotte P, Sauvé L, Morin J. High organochlorine body burden in breast cancer women with estrogen receptors.  J Natl Cancer Inst. 1994;  86 232-234
  • 41 Falck F, Ricci A, Wolff M, Godbold J, Deckers P. Pesticides and polychlorinated biphenyl residues in human breast lipids and their relation to breast cancer.  Arch Environ Health. 1992;  47 143-146
  • 42 Güttes S, Failing K, Neumann K, Kleinstein J, Georgii S, Brunn H. Chlororganic pesticides and polychlorinated biphenyls in breast tissue of women with benign and malignant breast disease.  Arch Environ Contam Toxicol. 1998;  35 140-147
  • 43 Helzlsouer K J, Alberg A J, Huang H Y, Hoffman S C, Strickland P T, Brock J W, Burse V W, Needham L L, Bell D A, Lavigne J A, Yager J D, Comstock G W. Serum concentrations of organochlorine compounds and the subsequent development of breast cancer.  Cancer Epidemiol Biomarkers Prev. 1999;  8 525-532
  • 44 Hoyer A P, Jorgensen T, Grandjean P, Hartvig H B. Repeated measurements of organochlorine exposure and breast cancer risk (Denmark).  Cancer Causes Control. 2000;  11 177-184
  • 45 Krieger N, Wolff M S, Hiatt R A, Rivera M, Vogelman J, Orentreich N. Breast cancer and serum organochlorines: a prospective study among white, black, and Asian women.  J Natl Cancer Inst. 1994;  86 589-599
  • 46 Lopez-Carrillo L, Blair A, Lopez-Cervantes M, Cebrian M, Rueda C, Reyes R, Mohar A, Bravo J. Dichlorodiphenyltrichloroethane serum levels and breast cancer risk: a case-control study from Mexico.  Cancer Res. 1997;  57 3728-3732
  • 47 Lucena R A, Allam M F, Costabeber I H, Villarejo M LJ, Navajas R FC. Breast cancer risk factors: PCB congeners.  Eur J Cancer Prev. 2001;  10 117-119
  • 48 Millikan R, DeVoto E, Duell E J, Tse C K, Savitz D A, Beach J, Edmiston S, Jackson S, Newman B. Dichlorodiphenyldichloroethene, polychlorinated biphenyls, and breast cancer among African-American and white women in North Carolina.  Cancer Epidemiol Biomarkers Prev. 2000;  9 1233-1240
  • 49 Mussalo-Rauhamaa H, Häsänen E, Pyysalo H, Antervo K, Kauppila R, Pantzar P. Occurrence of beta-hexachlorocyclohexane in breast cancer patients.  Cancer. 1990;  66 2124-2128
  • 50 Van't Veer P, Lobbezoo I E, Martin-Moreno J M, Guallar E, Gomez-Aracena J, Kardinaal A FM, Kohlmeier L, Martin B C, Strain J J, Thamm M, van Zoonen P, Baumann B A, Huttunen J K, Kok F J. DDT (dicophane) and postmenopausal breast cancer in Europe: case-control study.  BMJ. 1997;  315 81-85
  • 51 Wolff M S, Toniolo P, Lee E W, Rivera M, Dubin N. Blood levels of organochlorine residues and risk of breast cancer.  J Natl Cancer Inst. 1993;  85 648-652
  • 52 Zheng T, Holford T R, Mayne S T, Tessari J, Ward B, Carter D, Owens P H, Boyle P, Dubrow R, Archibeque-Engle S, Dawood O, Zahm S H. Risk of female breast cancer associated with serum polychlorinated biphenyls and 1, 1-dichloro-2, 2′-bis(p-chlorophenyl)ethylene.  Cancer Epidemiol Biomarkers Prev. 2000;  9 167-174
  • 53 Zheng T, Holford T R, Tessari J, Mayne S T, Owens P H, Ward B, Carter D, Boyle P, Dubrow R, Archibeque-Engle S, Zahm S H. Breast cancer risk associated with congeners of polychlorinated biphenyls.  Am J Epidemiol. 2000;  152 50-58
  • 54 Komission „Human Biomonitoring“ des Umweltbundesamtes . Aktualisierung der Referenzwerte für PCB-138, -153, -180 im Vollblut sowie Referenzwerte für HCB, β-HCH und DDE im Vollblut.  Bundesgesundheitsbl Gesundheitsforsch Gesundheitsschutz. 2003;  46 161-168
  • 55 Kommission „Human-Biomonitoring“ des Umweltbundesamtes . Referenzwerte für HCB, beta-HCH, DDT und PCB in Frauenmilch.  Bundesgesundheitsbl Gesundheitsforsch Gesundheitsschutz. 1999;  42 533-539

Maret Bauer

Klinik für Gynäkologie und Geburtshilfe, Universitätsklinikum Schleswig-Holstein, Campus Kiel

Michaelisstraße 16

24105 Kiel

Email: mbauer@email.uni-kiel.de

    >