Wehrmedizinische Monatsschrift

24. Medizinische A-Schutztagung vom 10. bis 12. Mai 2021

Christian Siebenwirtha, Matthias Porta

a Institut für Radiobiologie der Bundeswehr, München

Sollen wir – oder sollen wir nicht? Wie viele andere stand auch das Institut für Radiobiologie der Bundeswehr ­(InstRadBioBw) Ende des Jahres 2020 vor der Frage, ob es die angekündigte „ConRad 2021“ durchführen sollte und wenn ja, wie?

Konferenzen, zudem internationale, waren und sind eine der Herausforderungen in Zeiten der Corona-Pandemie. Aufgrund der für die Bundeswehr und das Institut besonderen Bedeutung der im Zweijahresrhythmus durchgeführten „Conference on Radiation Topics“ („ConRad“) – ehemals Medizinische A-Schutztagung – fiel die Entscheidung, die Tagung auf jeden Fall durchzuführen. Durch andere Online-Tagungen ermutigt und mit dem Wissen, dass immer mehr internationale Veranstaltungen auf Herbst 2021 oder gar 2022 auswichen, war diese Entscheidung Ansporn und „Mammutaufgabe“ zugleich. Der Verlauf der Corona-Pandemie und die absehbaren Reiseeinschränkungen für internationale Teilnehmer zwangen Anfang des Jahres zur Festlegung auf ein „Online Format“. Damit kam es zu einer Premiere – „Virtual ConRad“ vom 10.-12. Mai 2021.

Die klare Entscheidung für die Durchführung war das eine – Herausforderungen für das Organisationsteam des Instituts das andere: Aufbau einer Online-Präsenz, Vorbereitung aller Teilnehmenden für das Format, schnelle und sichere Netzverbindungen ins zivile Umfeld, Sicherheit für mögliche Netzwerkausfälle vor Ort, Einrichtung eines Übertragungsstudios oder nur die Frage, wie eine Sitzung ablaufen kann – alles musste organisiert werden.

Während der Hörsaal der Sanitätsakademie der Bundeswehr, München, verwaist blieb, verwandelte sich der Seminarraum des Instituts mit Hilfe des Fachmedienzentrums der Akademie in ein Streaming-Studio und wurde zur Schaltzentrale der Tagung. Hier reichten sich die internationalen Vortragenden virtuell „die Klinke in die Hand“ und die Wissenschaftler des Instituts moderierten als sogenannte Chairs die Übergänge und Fragen der anschließenden Diskussionen. Bei extrem straffem Zeitplan wurde dabei die Uhr stets im Blick behalten, denn mit 42 Live-Vorträgen sowie 39 Poster- und Video-on-Demand-Beiträgen wartete auf die Teilnehmenden wieder ein umfangreiches wissenschaftliches Programm.

Tagungseröffnung

Traditionell richtete zu Beginn die Kommandeurin der Sanitätsakademie, Generalarzt Dr. Gesine Krüger, ihre Begrüßungsansprache an die 233 registrierten Teilnehmenden, bevor der Institutsleiter, Oberstarzt Prof. Dr. Port, die dreitägige Tagung eröffnete. Um möglichst viele der internationalen Teilnehmenden aus 26 Nationen und damit unterschiedlichen Zeitzonen an den Beiträgen teilhaben zu lassen, fanden die vierstündigen Live-Sessions nachmittags statt, wobei die meisten Vorträge auch noch für 4 weitere Wochen als eine Art „Kongress-Mediathek“ zur Verfügung stehen sollten. Parallel konnten Video-on-Demand-Vorträge und Posterpräsentationen abgerufen werden, die keinen Platz mehr im engen zeitlichen Rahmen der Live-Sessions fanden.

Tag 1 (10. Mai 2021)

Gene Expression for Biodosimetry and Effect Prediction Purposes: Promises, Pitfalls and Future Directions (Key Session I)

Nach der kurzen Einführung in die Nutzung der Tagungsplattform führten Oberstarzt Prof. Dr. Abend und ­Oberstabsarzt Dr. Ostheim durch die erste Key Session des Tages. Unter der Überschrift „Gene Expression for Biodosimetry and Effect Prediction Purposes: Promises, Pitfalls and Future Directions” wurden neue Marker, Methoden und Lösungen vorgestellt, mit denen möglichst schnell und direkt eine Vorhersage über den Gesundheitsverlauf nach einer Strahlenexposition von Individuen ermöglicht wird. Dr. Badie (UK) gab einen Überblick über die aktuellen Technologien das Transkriptom für die Vorhersage Strahlenantwort zu verwenden, während Dr. Terbrueggen (USA) den neu entwickelten Hochdurchsatz-Biodosimetrietest REDI-Dx vorstellte, der die Analyse von etwa 1200–2500 Proben pro Tag ermöglicht. Da die meisten bisher gewonnenen Daten und Strahlenantworten dieser neuen Technologien unweigerlich auf Tierversuchen beruhen, befasste sich Dr. Amundson (USA) in seinem Vortrag mit der Übersetzung dieser Erkenntnisse auf die Strahlenexposition von Menschen. Daran anknüpfend stellte Oberstabsarzt Dr. Ostheim (München) vor, wie Untersuchungen leicht gewinnbarer menschliche Proben (Blut und Speichel) am InstRadBio­Bw schon etabliert werden, um eine gezielte radiobiologische Diagnose zu stellen. Dr. Zenhausern (USA) beschloss vor der Pause den ersten Teil mit der Vorstellung des auf Nanoporen beruhenden Multiplex-Assay-Systems „VeriFAST“ zur Untersuchung flüssiger Proben.

Auswirkungen niedriger Strahlendosen

Im zweiten Teil der Tagessession standen die Auswirkungen niedriger Strahlendosen im Mittelpunkt. Hier eröffnete Oberstabsarzt Dr. Kaatsch (München) mit der Präsentation der Nutzung einer vollständigen Transkriptomsequenzierung an peripherem Blut, um genotoxische Veränderungen nach CT-Untersuchungen nachzuweisen. An seinen Vortrag knüpfte später Priv.-Doz. Dr. Ullmann (München) an, der einen automatisierten Analyseprozess vorstellte, mit dem eine effiziente Auswertung dieser riesigen mit RNA-Sequenzierung gewonnenen Datenmenge möglich ist. Zuvor gab Dr. Woloschak (USA) Beispiele dafür, wie mit dem umfangreichen Tiergewebearchiv, das in den 50er- und 90er-Jahren in den USA zur Untersuchung verschiedenster Strahlenexpositionen aufgebaut wurde, heute noch Erkenntnisse zur Auswirkung von z. B. Dosisrateneinflüssen bei der Exposition im Niedrigdosisbereich gewonnen werden. Im nächsten Vortrag widmete sich Oberstabsarzt Dr. Schüle (München) dem Einfluss von unterschiedlich genutzten Exonen auf die mit qRT-PCR nachgewiesenen Genexpressionsveränderungen, die nach Bestrahlung beobachtet werden. Diese Arbeit ist wichtig, um speziell immer häufiger gewonnene „Next Generation Sequencing“-Ergebnisse zu validieren und somit bessere Aussagen über deren Spezifität zu ermöglichen. Auf einige mögliche Confoundereinflüsse auf Genexpressionsänderungen nach Bestrahlung wurden zum Abschluss der Key Session von Prof. Dr. Rogan (USA) hingewiesen, die z. B. zu einer falschen Schweregradbeurteilung der akuten Strahlenkrankheit aufgrund eines Influenzainfekts führen kann.

Biodosimetrie

Die letzte Session des ersten Tages über Biodosimetrie wurde von Dr. Oestreicher (Neuherberg) mit der Zusammenfassung einer internationalen Studie zur schnellen Dosisabschätzung einer Neutronenexposition durch das RENEB-Netzwerk eingeleitet. Danach gab Prof. Dr. Blakely (USA) einen Überblick der bisher von AFFRI etablierten Werkzeuge, die beim Umgang mit möglichen Strahlenereignissen eine wertvolle Ressource darstellen. Ergänzend präsentierte Prof. Dr. Tichy (Tschechische Republik) Proteinexpressionsergebnisse als zusätzliche Biomarker, die bei Patienten gewonnen wurden, die im Rahmen ihrer Behandlung eine Ganzkörperbestrahlung erhielten. Während Dr. Hayes (USA) die „Pseudo Pelger-Huet Anomaly“ in Neutrophilen zur Dosisabschätzung vorstellte, ergänzte Dr. Belyakov (Ukraine) mit der Etablierung eines neuen Biodosimetrielabors und der Aktualisierung des Biodosimetrie-Leitfadens die aktuellen Tätigkeiten der IAEA im Bereich der Strahlenforschung.

Tag 2 (11. Mai 2021)

Reevaluation of Radiological and Nuclear Events: Either Paint or Get Off the Ladder (Key Session II)

Die Key Session des zweiten Tages befasste sich, rückblickend auf 10 bzw. 35 Jahre nach den Reaktorkatastrophen in Fukushima und Tschernobyl, mit neuen Konzepten zur Verbesserung der Handlungsfähigkeit für radiologische und nukleare Ereignisse. In einer Sondersession präsentierte Prof. Dr. Chanock (USA) zum Auftakt neueste aus der Tschernobyl-Katastrophe gewonnene Ergebnisse zu strahleninduzierten Gensignaturen bei Schilddrüsenkrebs. Er ging auch der sehr wichtigen Frage nach der möglichen Weitervererbung von Genveränderungen nach Strahlung an die Folgegeneration nach. Dieser Vortrag zu den zwei kürzlich im Magazin „Science“ veröffentlichten Studien war ein Highlight der diesjährigen Tagung. Festzuhalten ist, dass Chanock und sein Team keine Anzeichen für eine bedeutsame Risikoerhöhung zur Vererbung von Genveränderungen an die Nachkommen der untersuchten Aufräumarbeiter von Tschernobyl nachweisen konnten.

In der eigentlichen Key Session, hoben Dr. Kulka (Neuherberg) und Prof. Dr. Wojcik (Schweden) in einem gemeinsamen Vortrag die Bedeutung des europäischen Netzwerks für retrospektive biologische und physikalische Dosimetrie „RENEB“ hervor. Nur durch solche Netzwerke kann bei einem radiologischem Großschadensereignis mit vielen Betroffenen diagnostische Expertise zeitnah und in angemessenem Umfang zur Verfügung gestellt werden, um für Patienten eine optimale Versorgung zu ermöglichen. Anschließend befasste sich Dr. Carr (WHO, Schweiz) mit den Eckpunkten zum Abfedern der gesundheitlichen, psychischen und sozialen Folgen nach einem radiologischen Notfall. Fehringer (Köln) skizzierte in seinem Vortrag die Anforderungen an Strahlenunfallärzte. Am Beispiel des Strahlenmedikaments Nplate® gewährte Dr. Cassatt (USA) einen Einblick in den langen Entwicklungs- und Zulassungsprozesses für medizinische Medikamente am US-amerikanischen Gesundheitsinstitut „NIH“, bevor Prof. Dr. Coleman (USA) sich in seinem Vortrag mit der hypothetischen Vorbereitung auf ein „Mass casualty event“ (z. B. terroristischer Einsatz einer Nuklearwaffe) auseinandersetzte.

Medizinische Gegenmaßnahmen und Therapie

In der folgenden Sitzung schloss Prof. Dr. Singh (USA) mit der Vorstellung des Forschungsstandes zum prophylaktisch wirkendem Strahlenmedikament BIO300 thematisch an und Dr. Jullien (Frankreich) präsentierte eine therapeutische Strategie zur Muskelregeneration nach einer Exposition mit hoher Strahlendosis. Anschließend berichtete Dr. Sinkorova (Tschechische Republik) über neue biodosimetrische Erkenntnisse am größeren Tiermodell. Zum Abschluss wurde der Bogen zurück zur Entwicklung von Strahlenmedikamenten geschlagen, indem Prof. Dr. Kinoshita (Japan) den positiven Effekt von „ascorbic acid 2-glucoside“ nach fraktionierter Strahlentherapie von Blasenkrebs bei Ratten und Dr. Ghosh (USA) ein vielversprechendes Prophylaxemedikament zur Abmilderung des akuten Strahlensyndroms vorstellten.

Strahlenschutz und Strahlenphysik

Mit einer neuen Technik zur optischen Ferndetektion von alpha-Emittern leitete Dr. Krasniqi (Braunschweig) die abschließende Sitzung mit physikalischem Schwerpunkt ein. Hier wird der Effekt ausgenutzt, dass die eigentlich nur sehr kurz reichenden (nur wenige Zentimeter in Luft) und damit schwer nachweisbaren alpha-Teilchen die sie umgebende Luft ionisieren. Dabei wird UV-Licht erzeugt, dass auch in größerem Abstand beobachtet werden kann und somit zum indirekten Fernnachweis der alpha-Emitter nutzbar ist. Dr. Rambousky (Munster), Leiter des wehrwissenschaftlichen Instituts für Schutztechnologien der Bundeswehr, skizzierte Analogien zwischen Radiobiologie und Entwicklung von strahlenfester technischer Ausrüstung. Hierbei werden verschiedene Strahlenquellen verwendet, um unterschiedliche Expositionsszenare nachzustellen. Im anschließenden Vortrag wurde dieser Katalog an Strahlenquellen von Prof. Dr. Garty (USA) um weitere Bestrahlungseinrichtungen erweitert, die zum Beleuchten unterschiedlicher radiobiologischer Fragestellungen im Zusammenhang mit improvisierten nuklearen Waffen genutzt werden.

Tag 3 (12. Mai 2021)

COVID-19 and Radiation Preparedness – Impact on Operational Readiness / Lessons Learned / Transferability (Key Session III)

Am dritten Tagungstag setzte sich die letzte Key Session mit den Lehren und Erkenntnissen auseinander, die sich aus der COVID-19 Pandemie für die Handlungsbereitschaft bei Strahlenereignissen gewinnen lassen. Sie wurde von Prof. Dr. Swartz (USA) eingeleitet. Zusätzlich wurden durch Oberstarzt Priv.-Doz. Dr. Wölfel (München) und Oberfeldarzt Dr. Thinnes (Koblenz) spezifische Leistungen des Sanitätsdienstes der Bundeswehr in der aktuellen Krise dargestellt, wozu neben der herausragenden wissenschaftlichen Aufarbeitung der Viruserkrankung durch das Institut für Mikrobiologie auch Hilfeleistungen in der Patientenversorgung in Portugal unter Federführung des Bundeswehrzentralkrankenhauses in Koblenz gehörten. Es wurde aufgezeigt, dass sich die hierbei bereitgestellten Fähigkeiten der Bundeswehr und gewonnenen Erkenntnisse ebenfalls für mögliche radiologische Großschadensereignisse als wertvoll erweisen. Anlässlich einer Publikation zur COVID-19-Behandlung mittels Thoraxbestrahlung zeigte Prof. Dr. Atkinson (München) in einem wissenschaftlichen Diskurs, dass die Sinnhaftigkeit dieser Behandlung durchaus zweifelhaft ist. Im abschließenden Beitrag von Oberfeldarzt Dr. Lamkowski (München) wurde anhand der wissenschaftlichen Begleitforschung von Lehrveranstaltungen zum radiologischen Notfallschutz am InstRadBioBw beobachtet, dass trotz allen Aufwandes die „Online-Lehre“ nicht die Ergebnisqualität der Präsenzlehre erzielen konnte.

Strahlenbiologie

Die letzten zwei Sitzungsfenster des Tages drehten sich um die neuesten Ergebnisse in der Strahlenbiologie. Hier zeigte Dr. Balajee (USA) mittels verschiedener molekularer Methoden, wie sich ionisierende Strahlung auf die dreidimensionale Organisation des humanen Genoms auswirkt. Dies ist insofern von Interesse, als dass die Organisationstruktur der DNA im Zellkern Informationen über verschiedenste metabolische Prozesse (DNA-Replikation, Transkription usw.) liefert und so eventuell auch protektive Prozesse identifiziert werden können, die die Strahlensensitivität beeinflussen. Um zu verstehen, warum Strahlenkatarakte schon bei niedrigeren Strahlenexpositionen auftreten können, widmet sich die präsentierte Arbeit von Dr. Barnard (UK) der Frage, welchen Einfluss die Gene Ptch1 und Ercc2 auf den strahleninduzierten DNA-Schaden und dessen Reparatur in Zellen der Augenlinse haben. Prof. Dr. Mothersill (Kanada) berichtete über strahleninduzierte genetische Instabilitäten und Bystander-Effekte als sogenannte „non-targeted-effects“, die möglicherweise Diskrepanzen zwischen Laborexperimenten, epidemiologischen und Modellierungsstudien erklären könnten. Bei Soldaten, die in den 80er Jahren an Radaranlagen gearbeitet haben, wird vermutet, dass sie zusätzlicher ionisierende Strahlung ausgesetzt waren. Dies griff der Vortrag von Brand (Bonn) auf, bei dem in einem Versuch mittels Gensequenzierung von 270 Individuen untersucht werden sollte, ob möglicherweise eine erhöhte Mutationsrate bei den Nachkommen der betroffenen Soldaten zu finden ist. Hier ließen sich zwar in einer vorläufigen Auswertung leichte Unterschiede zwischen Kontroll- und Testgruppe finden. Jedoch ist nicht anzunehmen, dass diese Beobachtung klinische Relevanz hat.

Anschließend stellte Oberstabsarzt Dr. Haupt (München) vor, dass allein schon die extrazellulären Vesikel von mesenchymalen Stammzellen strahlenprotektiv auf Hautzellen wirken. Dies ist potenziell nützlich, um die Behandlung von Strahlenwunden mit Stammzellen weiter zu optimieren. Oberstabsarzt Dr. Becker (Koblenz) ging der Frage nach, ob mittels Gesamt-Genom-Sequenzierung nach unterschiedlichen CT-Untersuchungen spezifische strahleninduzierte Signaturen in der DNA-Methylierung gefunden werden können. Um Signaturen ging es auch in dem Vortrag von Prof. Dr. Scherthan (München), der seine neuesten Daten vorstellte, die es erlauben, auf Basis des für retrospektive Dosimetrie verwendeten γH2AX-Assays auch Strahlenarten von unterschiedlichem LET (Gamma- und Alphastrahlung) zu unterscheiden. Auf zwei „epidemiologische Schatztruhen“ konnten die zwei folgenden Vortragenden, Prof. Dr. Bazyka (Ukraine) und Dr. Gomolka (Neuherberg), zurückgreifen. Ihnen erlaubte eine ukrainische Biobank und die vom Bundesamt für Strahlenschutz initiierte Biobank der WISMUT-Kohorte eine Anzahl von strahlenspezifischen Genexpressionänderungen zu finden, wobei deren Kausalzusammenhang mit einer Strahlenexposition noch weiter validiert werden muss.

Abschied

Mit den letzten zwei Vorträgen wurde der Bogen wieder zur Key Session des ersten Tages gespannt. Die Konferenz lief trotz des neuen und ungewohnten Terrains reibungslos ab, was Oberstarzt Prof. Dr. Port mit deutlicher Erleichterung und auch etwas Stolz in seinen Abschlussworten feststellte. Er bedankte sich dabei auch persönlich bei den Kameraden, die durch ihr Engagement die technische Umsetzung der virtuellen Konferenz ermöglicht hatten. Besonders hervorzuheben war das Organisationsteam mit Oberstabsarzt Dr. Kaatsch, Dr. Hotz und Hauptfeldwebel Schuster. Zuletzt blieb dann aber auch noch, allen Beitragenden und den Teilnehmenden zu danken. Die zahlreichen und aktuellen Beiträge zeugten auch bei der ConRad 2021 wieder vom großen internationalen Interesse an der medizinischen A-Schutztagung und davon, dass noch eine Vielzahl offener Fragen in diesem lebendigen und interdisziplinären Forschungsbereich zu beantworten sind.

Fazit

Auch bei den Teilnehmenden stieß die virtuelle „ConRad 2021“ auf ein durchweg positives Echo. Aufgrund des neuen Formats waren die Konferenzbeiträge noch für einen Monat nach der Konferenz für die Teilnehmenden abrufbar und konnten mit den Autoren diskutiert werden. Trotz der erfolgreichen erstmaligen virtuellen Austragung sind die Einschränkungen des virtuellen Tagungsformats erheblich und kein Ersatz für Treffen in Präsenz. Insbesondere der Aufbau neuer Beziehungen und die Entwicklung neuer Forschungsfragen bleibt doch auf der Strecke. Mit vielen kleinen Details ist es dem Institut gelungen, auch unter Corona-Bedingungen eine professionelle, aber auch sehr familiäre Tagungsatmosphäre zu schaffen. Unbestritten ist, dass die „ConRad“ auch in Zukunft eine der international wichtigsten Konferenzen auf dem Gebiet der Radiobiologie und damit ein Aushängeschild des Sanitätsdienstes der Bundeswehr bleibt. Oberstarzt Prof. Dr. Port und das Organisationskomittee hoffen, dass bei der Austragung der 25. ConRad im Jahre 2023 auch wieder mit vielen Teilnehmern von Angesicht zu Angesicht diskutiert werden kann.

Für die Verfasser

Dr. Christian Siebenwirth

Institut für Radiobiologie der Bundeswehr

Neuherbergstr. 11, 80937 München

E-Mail: christiansiebenwirth@bundeswehr.org