Mesterségesen előállított nanoanyagok egészségügyi hatásai: megfontolások az előnyök és kockázatok mérlegeléséhez
Előszó a Joint Research Center Főigazgatójától és az EASAC elnökétől Ez a jelentés a JRC (Közös Kutató Központ) és az EASAC közötti stratégiai partnerségi kapcsolat első eredménye, célja az, hogy független, szakirodalmi referenciákon alapuló, tudományos megközelítésű elemzését adja a nanoanyagoknak az emberi egészségre gyakorolt hatásairól. Jelentésünket az európai és nemzeti döntéshozóknak és a polgároknak szántuk. A nanoanyagok potenciálisan nagy szerepet játszhatnak az európai innovációban, gazdasági növekedésben és a versenyképesség növelésében. Annak érdekében, hogy az új technológiából tőkét kovácsoljunk, és learathassuk az ígért előnyöket, a sikerhez megfelelő európai uniós kereteket kell biztosítani. E tekintetben az egyik fő kérdés a nanoananyagokkal kapcsolatos biztonsági kérdések harmonizált megítélése, ami a döntéshozók és a tudósok közötti párbeszéd erősítését igényli. A JRC és az EASAC együttes kezdeményezése hozzájárul a közös európai célok eléréséhez, és támogatja a nanotechnológiai innovációkhoz szükséges integrált erőfeszítéseket, valamint a nanoanyagok jövőjével kapcsolatos nyilvános vitát. E kezdeményezés, valamint a két intézmény tevékenységei között már létező szinergiák tapasztalataira építve, az együttműködést még strukturáltabb módon fogjuk tovább építeni. Együttműködésünk a legfőbb európai prioritásokhoz fűződő tudományos témákat célozza meg, és szorosabbra zárja a tagországok nemzeti tudományos akadémiái és az európai politikai döntéshozatal közötti kapcsolatot. D. Ristori – B. Heap
Vezetői összefoglaló A nanotechnológia a nanométeres méretű, legtöbbször mesterségesen előállított anyagok és rendszerek tervezését, minősítését, előállítását és alkalmazásait öleli fel. A nanoanyagok más anyagoktól viszonylag nagy fajlagos felületük miatt különböznek, így esetükben különösen fontossá válnak a felületi tulajdonságok. A nanotechnológiai beruházások világszerte erősen növekedő ütemet mutatnak mind a magán, mind az állami szektorban. Az Európai Unióban különösen sokat várnak a nanotechnológia stratégiai hozzájárulásától a gazdasági növekedés, valamint a társadalmi előnyök és az egyéni jólét terén. Ugyanakkor a nanoanyagok biztonságos használatával kapcsolatban sok a tudományos bizonytalanság és ellentmondás, a nanoanyagok humán egészségügyi kockázataival kapcsolatban csak korlátozott mennyiségű, tudományosan megalapozott tény létezik. Fontos, hogy idejekorán történjék az erre vonatkozó eljárásmód kialakítása, ami figyelembe veszi a fenti tényezőket. Ha a biztonsággal kapcsolatban kétségek merülnek fel, az egyaránt vezethet a nyilvános viták elmérgesedéséhez és a befektetők elkedvetlenítéséhez. A potenciális egészségügyi és környezetvédelmi hatásokat vizsgáló világos szabályozási keretrendszer ezért az európai integrált nanotechnológiai innovációs erőfeszítések elidegeníthetetlen részét kell hogy képezze szélesebb összefüggésben az új technológia kockázatainak és előnyeinek elemzése és kommunikálása során.
1
A jelen jelentés célja Bár számos tanulmány foglalkozott például az égési folyamatok során a környezetbe jutó nanorészecskék hatásaival az emberi egészségre, a közfogyasztásba kerülő ill. egyéb termékekben használt nanoanyagok biztonságosságának megítéléséhez jelenleg még nem áll rendelkezésre a tudományos közösség által általánosan elfogadott nézetrendszer. Ezért munkacsoportot állítottunk fel, amely a nanoanyagok emberi egészségre gyakorolt lehetséges hatásait elemezte, különös tekintettel a mesterségesen előállított nanoanyagokra. A munkacsoport hatáskörébe tartozott az előnyök és a potenciális rizikófaktorok jelenlegi legjobb tudásunk szerinti leírása, a biztonságosság megítélésére szolgáló módszerek ismertetése és kritikai értékelése, a jelenleg használt nanoanyagok biztonságával kapcsolatos tudás hézagainak felmérése, valamint a nanoanyagokkal kapcsolatos további kutatás és szabályozási keretrendszer prioritásaira vonatkozó javaslattétel. A jelentés a fő elvekre és problémakörökre fókuszál, nem kíván részletes tudományterületi összefoglalót adni. Központjában az emberi egészség áll, bár környezetvédelmi kérdésekkel is foglalkozik, ha azok közvetlen hatással vannak az egészségre.
A nanoanyagok alkalmazásának előnyei és biztonságossága A nanotechnológia kifejezés a nanoanyagok és ipari alkalmazásaik igen széles körét fedi le. Várakozásaink szerint az alkalmazások közül nagyon sok fókuszál az egészség és az életminőség javítására. A nanotechnológia orvosi alkalmazásai az egyik leggyorsabban növekvő terület, amelynek fejleményei a terápiás és diagnosztikai eljárásoknál, valamint a képalkotó eljárásoknál egyaránt jelentősek. Az élelmiszeripari alkalmazások számos célt szolgálhatnak: íz, vagy állag javítása, mikro-tápanyagösszetevők stabilitásának növelése kapszulázással, hosszabb eltarthatósági idő elérése, csomagolástechnikai megoldások a baktériumszennyezés kizárására. Egyéb területeken való alkalmazások között említhető a környezetvédelmi rehabilitáció, toxikus anyagok detektálása és megsemmisítése, energia-termelés és tárolás, és számos más alkalmazás. A fogyasztói körbe került nanotermékekről számos leltár készült, egyes felmérések szerint már több, mint 1000 ilyen termék létezik, a besorolás azonban a gyártók önbevallásán, nem pedig objektív kritériumokon alapul, ami jelentősen megnehezíti a koherens és módszeres biztonsági megítélést. A nanoanyagok használatának gyors elterjedése az iparban és a fogyasztási termékekben azonban számos aggályt gerjeszt mind egészségügyi, mind környezetvédelmi szempontból. Általánosan elfogadott, hogy a nanotechnológia számos területe nem jelent új veszélyforrást, így a jelenlegi szabályozási keretek elegendőek. Ám lehetséges, hogy az új típusú mesterséges nanoanyagok alkalmazása a meglévő szabályozás módosítását, vagy éppen új típusú szabályozás kidolgozását igényli, amely a termék teljes életciklusára kiterjed, a gyártástól a megsemmisítésig. Hangsúlyozni kívánjuk, hogy a nanoanyagok biztonsági megítéléséhez használt szabályozási keretrendszer ugyanazokat az elveket és a szektor specifikus követelményeket kell, hogy kövesse, mint más termékek esetén: a kockázat a veszélyeztetettség és a kitettség függvénye. A direkt kitettség az adott alkalmazástól függ, indirekt kitettség a gyártási folyamatban való részvétel, vagy a környezeti befolyás során léphet fel. Végezetül le kell szögeznünk, hogy a nanobiztonság megítéléséhez szükséges kutatásokhoz tetemes beruházások szükségesek, miközben fel kell gyorsítanunk az érintett termékek és a rájuk vonatkozó szabályozás megfelelő felülvizsgálatát. 2
Az ismeretek jelenlegi állása, a tudás-hézagok betöltésének prioritásai Bár világszerte számos kutatási projekt folyik a potenciális veszélyek és kockázatok megítélése céljából, számos kétely merül fel ezek minőségét és relevanciáját illetően. Standardizált módszertan és referenciaanyagok hiányában nehéz összehasonlítani a különböző kutatók különböző nanotermékekre vonatkozó eredményeit. A nanotermékek biztonságának megítélése a finom porok tüdő-károsító hatására vonatkozó kutatásokból eredeztethető. A nano-részecskék és a tüdő közötti kölcsönhatás továbbra is az egyik fő kutatási téma, amely a biológiai folyamatok tisztázására és potenciálisan betegséget kiváltó hatásaira koncentrál. A tüdőt érő hatások mellett, jelenlegi tudásunkban számos hézag van arra vonatkozólag, hogy a finom porok belélegzése után milyen egészségügyi következmények jelentkeznek más szervekben, különösen a felszívódás, eloszlás, felhalmozódás és biológiai hatások tekintetében, bár azt például már felderítették, hogy egyes nanorészecskék át tudnak lépni az agyvérgáton. A szervezetbe kerülés egyéb útjai, - egyes termékek esetében például a szájon át történő bevétel, felszívódás a bőrön át, vagy az intravénás bevitel jóval kevésbé tanulmányozottak. Általánosságban elmondható, hogy ugyanazok a tulajdonságok, amelyek bizonyos alkalmazások szempontjából kedvezőek, például hogy egyes nanorészecskék képesek biológiai membránokon áthatolni, vagy hogy jelentős felületi reakciókészséggel rendelkeznek, egyúttal a toxicitás okaként is azonosíthatók. (Ez az úgy nevezett nanotermék paradoxon.) Ez a parodoxon nem csak a nanotermékek ill. a nanomedicina területén jelentkezik, hasonló elv érvényesül a gyógyszereknél is.
A biztonságossági megítélés főbb problémakörei a következőek: Dózis A teszteknek a potenciális veszélyeket a bevitt dózis és az arra adott válaszok közötti viszony alapján kellene azonosítani, ha szükséges, hosszú távú kísérletekkel. Az idáig közölt tanulmányok közül sok csak a bevitel rövid távú hatásait vizsgálta, gyakran nagyon nagy dózisok alkalmazása mellett, ami a ténylegesen valószínű kitettség szempontjából nem releváns. A dózis mértékének megítélésénél a bevitt nanoanyag részletes fiziko-kémiai tulajdonságait is szem előtt kell tartani, ami a korai kutatások esetében nem volt mindig lehetséges. Standardizáció A vizsgálatok során kritikus fontosságú validált, standardizált eljárásokat használni, annak érdekében, hogy (1) különböző kutatók eredményeit össze lehessen hasonlítani és hogy (2) az in vitro vizsgálatok és az állatkísérletek eredményeit ésszerű határok között az emberi szervezetre kifejtett hatás előrejelzésére is lehessen használni. Eddig ez szintén nem mindig volt lehetséges. Az egyedek eltérő érzékenysége Viszonylag kevés eredményünk van az egyedek eltérő reakciókészségét befolyásoló tényezőket illetően. (kor, genetikus tényezők, epigenetikai tényezők) Sejtszintű vizsgálatok Rendkívül hiányosak ismereteink a nanorészecskék és a sejtmembránok közötti kölcsönhatás természetét, a sejtekbe és a sejt-organellumokba való behatolás mechanizmusát és e folyamatok következményeit illetően. 3
Szerv- és rendszerszintű vizsgálatok A jövőbeni kutatások prioritásai közé tartoznak a nem a tüdőn keresztül bekerülő transzlokálódó és transzferálódó részecskék toxiko-kinetikai vizsgálatai, különös tekintettel a magzati fejlődésre, a szív- és érrendszerre, az idegrendszerre, a májra, az immunrendszerre és a belső elválasztás rendszerére, valamint a szervek közötti kölcsönhatásokra (olyan esetekre is, amikor az egyik szervbe bekerülő és ott választ kiváltó nanorészecske más szervekben is hatást fejt ki). Ugyanilyen fontos, hogy a kitettség megítélését illetően (legyen az szándékos vagy nem-szándékos) további megbízható ismereteket szerezzünk. Kevés tanulmány tárgya a munkahelyi, fogyasztói vagy környezeti kitettség, vagy életszerű helyzetek vizsgálata. A kisebb, vagy alacsonyabb szintű technológiát alkalmazó üzemekben való kitettség mértékéről, a gyártás utáni fázisról ismereteink nagyon hiányosak. További kutatások szükségesek a munkahelyi belélegzés mértékének és hatásainak felméréséhez. Adott nanotermékek előírás szerinti alkalmazásán kívüli bejutásának hatásait is ugyanígy tanulmányozni kellene. Az egyik kulcskérdés a nanorészecskék koncentrációja gyakorlati mérési módszerének megválasztása. Ebből a szempontból az összfelület vagy a részecskék száma az össztömegnél fontosabb lehet. Egyetértés szükséges a mérési módszerekben ahhoz, hogy integrált adatgyűjtés és adatbázis építés eredményeképpen referencia-értékeket lehessen definiálni és a részecskék morfológiai és stabilitási jellemzőit megadni.
Szabályozási, engedélyezési és irányítási keretrendszer A munkacsoport, a más technológiáknál már felmerült kérdéseken túlmenően, nem tartotta szükségesnek a nanotechnológiával kapcsolatban új etikai kérdések felvetését. A nanoanyagok alkalmazását a csökkenő nyersanyagforrások és a társadalmi, gazdasági és környezetvédelmi fenntarthatóság figyelembevételével a társadalom számára azok jellegénél fogva hasznosnak ítéli. El kell azonban ismerni, hogy a nanotechnológia alkalmazásával kapcsolatban a közvéleményben fenntartások merültek fel, amelyeket a szenzációhajhász sajtó sokszor felerősít. Az Európai Bizottság és az európai nemzeti hatóságok fontos feladata a közvéleményt felmérő társadalomtudományi kutatások támogatása. Véleményünk szerint a nagyközönség elkötelezettsége nagyobb mértékű, ha nanotechnológia alkalmazhatóságának határaival kapcsolatban közös nevezőre jutunk a kockázatok és az előnyök mérlegre tételével. A szabályozási környezet megteremtése jelenlegi tudásunk szerint különösen nagy kihívásokat jelentő feladat. A nanoanyagoknak már a definíciója sem egyértelmű, tulajdonságaik és viselkedésük eltérő, minősítésükre és mennyiségi meghatározásukra nincsenek szabványos és validált eljárások. A szabályozási keretrendszer lehet szektor-specifikus például kozmetikumokra, gyógyszerekre, élelmiszerekre vonatkozó, vagy horizontális jellegű (vegyi anyagokra, munkásokra, fogyasztókra, környezetre vonatkozó szabályok). Utóbbiak EU és nemzeti szinten számos egyedi szabályból állnak, ideértve a vegyi anyagokra vonatkozó REACH rendeletet a vegyi anyagok regisztrálásáról, értékeléséről, engedélyezéséről és korlátozásáról, valamint a foglalkoztatás-egészségügyi és biztonsági szabályozást. A termékekre vonatkozó szabályozás is számos kérdést vet fel. Az azonban csak a távolabbi jövő dönti el, hogy egy nanotechnológián alapuló termék, amely a diagnosztikához szükséges képalkotó elemeket terápiás gyógyszeradagolóval kombináltan alkalmazza, a gyógyszerekre vagy az orvostechnikai eszközökre vonatkozó szabályozás hatálya alá fog-e esni. A szabályozási rendszer reformja előtt különösen fontos, hogy a kulcsszereplők önkéntesen egyezségre jussanak a viselkedési kódexekről vagy más kötelezettségvállalásokról. 2008 során az Európai Bizottság ajánlást fogadott el a nanotudományok és nanotechnológiák felelős kutatásával kapcsolatos magatartási 4
kódexről. Ennek megvalósítását folyamatosan monitorozni kell, és szükség szerint módosítani kell. Üdvözlendő a gyártók kezdeményezésén alapuló, a legjobb gyakorlatot figyelembe vevő kockázatkezelési rendszerek, valamint a nanoanyagok tulajdonságait és felhasználását regisztráló adatbázisok fejlesztése.
Ajánlásaink a mesterséges nanoanyagok előnyeinek és kockázatainak jobb megértését szolgáló intézkedéseket illetően A mesterséges nanoanyagok előnyeinek és kockázatainak jobb mérlegelése érdekében az Európai Unió olyan koherens nanotechnológiai stratégiát igényel, amely kellő rugalmassággal rendelkezik a jövőbeli fejleményekre adandó válaszokhoz. E stratégiának multidiszciplinárisnak és az összes érintett szektorra kiterjedőnek kell lennie, ami az adatgyűjtés, új infrastruktúrák és új képzési kezdeményezések terén támaszt új követelményeket az akadémiai szektorral, az iparral, a döntéshozókkal és a társadalom egyéb szereplőivel szemben. A nanoanyagok biztonsági kockázat-megítélésen alapuló megközelítésének az elővigyázatossági elvből kell kiindulnia, és tovább kell finomítani a stratégiát, mihelyst elegendő adat áll rendelkezésre a veszélyek jobb megértéséhez, a kitettség megítéléséhez, valamint a gyártásban részt vevő munkások, a technológiákat és termékeket alkalmazók és a környezet védelméhez szükséges módszerekről. A folyamatnak lényegében a REACH rendelet esetében alkalmazott eljáráshoz kell hasonlítania. A fő kihívás az, hogy a megítélést olyan időszakban kell megvalósítani, amikor az ipari alkalmazások és termékek száma rohamosan növekszik, valamint hogy a megítélésnek nem egyedül a kockázaton, hanem a kockázat és az előnyök együttes értékelésén kell alapulnia. Ha azt akarjuk, hogy kiteljesedjék a nanotechnológia fejlődési potenciálja, kulcsfontosságú, hogy a kutatással és a szabályozással foglalkozó közösség fókuszáltan és költséghatékonyan alkalmazza az elővigyázatossági elvet. A kockázat megítélése és kezelése intelligens, az egyes esetek egyedi kezelésén alapuló, és a potenciális kitettségre vonatkozó szcenáriókat is figyelembe vevő megfontolásokat igényel. Az új ismereteknek biztonságosabb nanoanyagok gyártásához kell vezetniük. Az Európai Közösség számára külön is kiemelünk néhány sarkalatos pontot:
A biztonsággal kapcsolatos kutatás elidegeníthetetlen része a nanoanyagokkal kapcsolatos innovációs folyamatnak , aminek már a fejlesztési folyamat során meg kell történnie (a termék a tervezésénél fogva legyen biztonságos). A kutatásra vonatkozó terveknek és a kutatás-menedzsmentnek, valamint a termékek engedélyeztetési eljárásának kellően rugalmasnak kell lennie a jövőbeli fejleményekhez való adaptációhoz. El kell kerülni a túlszabályozást, mivel az rontja az előny-kockázat viszony javítását, például ha a szabályok a hagyományos technológiák veszélyeit csökkentő új eljárások bevezetését nehezítik. A túlszabályozás az innováció és a kutatás gátjává válhat, megakadályozza az eredmények új termékekben való megjelenését, amelyek, biztonságos módon használva, az EU társadalmi céljainak megvalósítását szolgálhatják.
A jelentés főbb megállapításai és ajánlásai az alábbi területek számára javasolnak prioritásokat:
A kutatás és a kutatási eredmények alkalmazása
A biztonsági megítélési szempontoknak az új anyagok fejlesztésére irányuló projektekbe való integrálására több gondot kell fordítani. A gyógyszeripart állíthatjuk modellként, ahol a veszélyeket és a kockázatokat már a kutatás korai fázisában mérlegelik. A nanotudományok különböző területei (nano-medicina, nano-
5
gyártástechnológia, nano-biztonság stb.) közötti kapcsolatok még nem eléggé alakultak ki, az egyes területek közötti párbeszédet, valamint az általános alapismereteket erősíteni kell. Az Európai Unió és a tagállamok támogatási stratégiáját össze kell hangolni, azonosítani kell a stratégiai kutatási területeket és a legfontosabb módszertani fejlesztéseket. Új biztonságtechnikai kutatóközpontok felállításánál fontos a duplikációk elkerülése. Az utóbbi három-négy évtizedben feldolgozott nanoanyagok mint például a különböző fémoxidok hosszabb távú alkalmazása nyomán valószínűsíthetjük, hogy a közeljövőben bonyolultabb nanoanyagok is széles körűen elterjednek, ami nagyszámú felhasználó huzamos kitettségét hozza magával. Az ezen anyagok mérésére és monitorizálására szolgáló eljárások jelenleg különösen bonyolultak, vagy egyáltalán nem hajthatók végre. A kockázatok megítélésénél nem elegendő a rövid távú akut hatások vizsgálata, hanem a hosszú távú kumulatív krónikus hatásokra is figyelemmel kell lenni. A szó szoros értelmében létfontosságú, hogy támogassuk a biztonságossági kérdésekre irányuló alapkutatást, hogy hiányos ismereteinket kiegészítsük, és hogy annak eredményeit minél hatékonyabban használjuk. A meglévő tudásunkban rejlő értéket új lehetőségek (pl. metaanalízis, modellezés stb.) segítségével kell kiteljesíteni.
A tudomány és a szabályozási eljárások közelítése
Az Európai Bizottság az európai tudományos közösséggel karöltve tegyen erőfeszítéseket egy közös terminológia hatékony definiálása és bevezetése érdekében, azonosítsa a biztonsági megítéléshez szükséges adatgyűjtés iránti közös igényeket, különös tekintettel a különböző kutatócsoportokban született eltérő anyagokra vonatkozó eredmények összehasonlíthatóságára. Az Európai Bizottság és az európai ügynökségek folytassák a szabályozási környezet felülvizsgálatát, és tényeken alapuló érvekkel támogassák az Európai Parlamentet, hogy hol és hogyan szükséges a nanotechnológiával kapcsolatos joganyagok megváltoztatása. A kozmetikai termékekre vonatkozó rendelet szövege bevezette a nanoanyag fogalmát, ezt precedensnek tekinthetjük más termékkörökre vonatkozó hasonló szabályozásnál is. Természetesen minden definíciónak és szabványosításra vonatkozó erőfeszítésnek tudományos alapokon kell nyugodnia, egyértelműnek, és jogalkotásban alkalmazhatónak kell lennie, ha azt akarjuk, hogy a haladást szolgálja és sikeresen bevezethető legyen.
Közösségi elköteleződés
Hasonlóképpen fontos, hogy az Európai Bizottság és az európai tudományos közösség hozzon olyan intézkedéseket, hogy a nanoanyagokról elérhető és pontos információ álljon rendelkezésre annak hangsúlyozásával, hogy ezek biztonságáról ugyanolyan szempontok és elvek szerint döntenek, mint más termékekéről. A kommunikációs tevékenységnek a lehető legegyszerűbb nyelvezettel, kiegyensúlyozottan kell bemutatnia az új tudományos eredmények hasznosításának potenciális társadalmi előnyeit és a fogyasztók védelmét szolgáló arányos, szektor-függő intézkedéseket.
Nanotechnológiai oktatás
A képzést szolgáló oktatási modulokat az EU kutatási programjaiba is be lehetne építeni. Széleskörű igény van az új anyagok biztonságosságának megítélésében jártas szakemberek iránt (toxikológusok, anyagtudományi szakértők, gyártástechnológusok). A nanotechnológiai oktatást mind a normál egyetemi szintű mesterképzésbe, mind a doktori képzésbe be kellene vezetni, erre a legjobb példát a Marie-Curie program nanotechnológiai biztonsági szakértő-képző PhD projektje mutatja. 6
Végezetül ismételten hangsúlyozni kívánjuk, hogy csak korlátozott mennyiségű tudományos tény áll rendelkezésre arról, hogy a nanoanyagok az emberi egészségre kockázatot jelentenek. Ezért javasoljuk, hogy a biztonsági kockázatok értékelése ezen anyagok esetében is ugyanolyan elvek és eljárások során történjék, amilyeneket más új anyagok esetében is alkalmaznak, figyelembe véve azonban a nano-méret miatt jelentkező új jelenségeket és tulajdonságokat. A hatósági engedélyeztetést és a fogyasztói elfogadást is beleértve a sikeres innovációnak a tervezett biztonságosság elvén kell nyugodnia.
7
