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Hintergrund

Gefährliche Mixturen

Lungenprobleme bei Nutzern von E-Zigaretten – eine Spurensuche

In der Ende August bekannt gewordenen Serie schwerer Lungenerkrankungen bei Nutzern von E-Zigaretten in den USA tappen die Untersucher im Halbdunkel. Es gibt Hinweise auf mögliche Ursachen. So benutzten die Erkrankten überwiegend Liquids mit Cannabis-Bestandteilen, oft in ungeeigneter, öliger Form, zum Teil mit Verunreinigungen. Aus Deutschland sind laut Bundesinstitut für Risikobewertung (BfR) bisher keine entsprechenden Fälle gemeldet worden. Die Liquids unterliegen in der europäischen Union (EU) strengeren Auflagen als in den USA. Experten warnen trotzdem vor einer Verharmlosung der vermeintlich unbedenklichen Zigaretten-Alternative. | Von Ralf Schlenger 

Die US-amerikanische Gesundheitsbehörde Centers for Disease Control and Prevention (CDC) untersucht derzeit über 380 Fälle von schweren Lungenerkrankungen im Zusammenhang mit der Nutzung von E-Zigaretten [1]. Nach dem rätselhaften, rapiden Anstieg von Notfall-Behandlungen wegen schwerer respiratorischer Probleme unter Vapern – wie die Nutzer von E-Zigaretten genannt werden – in den US-Staaten Illinois und Wisconsin im Juli und August hatten die CDC ihre Nachforschungen auf mehrere Bundesstaaten ausgedehnt [2]. Bis Anfang September wurden in den Bundesstaaten California, Illinois, Indiana, Kansas, Minnesota und Oregon insgesamt sechs Todesfälle bestätigt [1].

„Atmen wie durch einen Strohhalm“

Aus dem Pool von Erkrankten haben Prof. Jennifer E. Layden vom Illinois Department of Public Health und ihre Kollegen nun eine Serie von 53 Patienten aus Wisconsin und Illinois mit ihren klinischen Charakteristika zusammengetragen und die Fallserie im „New England Journal of Medicine“ publi­ziert [3]. Es handelte sich um Jugendliche und junge Erwachsene im medianen Alter von 19 Jahren, zu 83% Männer, die in den letzten 90 Tagen via E-Zigaretten verschiedenartige Liquids konsumiert hatten. In der Bildgebung wiesen die Patienten beidseitig pulmonale Infiltrate auf, für die keine bekannten Erkrankungen auslösend waren. Im Vordergrund standen respiratorische Symptome (98%) wie Kurzatmigkeit, Brustschmerzen, pleuritische Schmerzen, (Blut)Husten, weiterhin gastrointestinale Symptome (81%) wie Übelkeit, Erbrechen, Diarrhö und Abdominalschmerzen sowie Allgemeinsymptome (100%) wie Fieber, Schüttelfrost, Gewichtsverlust und Fatigue. 94% der Patienten wurden hospitalisiert, jeder dritte Patient benötigte eine Intubation und mechanische Beatmung. Knapp 60% kamen auf die Intensivstation. Neun von zehn Patienten wurden mit Glucocorticoiden behandelt, dadurch besserten sich bei zwei Dritteln die Symptome. In dieser Fallserie gab es einen Toten.

Sind Cannabis-Mischungen schuld?

Auch wenn sich die klinischen Charakteristika der Fälle ähnelten, habe das auslösende Agens nicht identifiziert werden können, berichten die Autoren. Allerdings sei auffällig, dass nur 17% der Betroffenen ausschließlich Nicotin in ihren Liquids verdampften, aber 80% Mischungen mit Tetrahydrocannabinol (THC) und 37% ausschließlich THC. 44% konsumierten beide Substanzen, 7% Cannabidiol (CBD). Sieben Patienten rauchten auch echte Zigaretten. Bei vielen lag also ein in seinen Auswirkungen schwer kalkulierbarer Mischkonsum vor, der bei insgesamt 84% Cannabis-Produkte einschloss. Dies stützt die vom Präsidenten der American Vaping Association, Gregory Conley, schon Ende August geäußerte Vermutung, dass als Auslöser der Lungenschäden eher Amateur-gefertigte Vaping-Produkte infrage kommen, die auf der Straße verkauft werden und THC oder illegale Drogen enthielten, und weniger Liquids mit Nicotin. Jeden Monat würden etwa zehn Millionen Erwachsene ohne größere Probleme Nicotin-haltige Flüssigkeiten „vapen“, also mit E-Zigarette verdampfen und inhalieren. Auch in Foren im Internet findet man zahlreiche Hinweise, dass viele junge Konsumenten versuchen, THC mit der E-Zigarette zu konsumieren, womöglich auch andere Substanzen wie Ecsta­sy, Spice, „Bade­salz“ und andere sogenannte Legal Highs. Auch die Federal Drug Administration (FDA), die ebenfalls Proben der möglicherweise symptomauslösenden Liquids untersucht, hatte zuletzt mitgeteilt, dass viele Opfer mit Beschwerden THC-Liquids benutzt hätten [4].

Liegt es am Verdampfen ätherischer Öle?

Die CDC berichteten am 6. September 2019 von fünf Patienten, die Marihuana-Öle bzw. -Konzentrate „auf der Straße gekauft“ und in ihren E-Zigaretten verdampft hatten. Bei ihnen fand man extensive Lipidansammlungen in alveolären Makrophagen und stellte die Diagnose einer „akuten exogenen Lipidpneumonie“ [5]. Man vermutet, dass die verdampften Öle in den distalen Atemwegen und den Alveolen Entzündungen induziert haben, die den Gasaustausch beeinträchtigten. Einzelne Fälle von Lipidpneumonien nach Inhalation ätherischer Öle über E-Zigaretten seien auch schon früher berichtet worden. Die Symptome seien oft unspezifisch, so dass die Diagnose verzögert erfolge. Zudem gibt es bislang keinen Diagnosecode für Lungener­krankungen im Zusammenhang mit Vaping, was das Zurückverfolgen konkreter Ursachen für die Symptomatik im Einzelfall erschwert.

Auch in den Laboren der FDA gerieten ölhaltige Liquids mit Cannabis-Produkten ins Fadenkreuz der Untersuchungen, insbesondere solche, in denen signifikante Mengen von Vitamin-E-Acetat gefunden wurde [6]. Racemisches Vitamin-E-Acetat (α-Tocopherylacetat) ist eine ölige, geruchlose, wasser­unlösliche Flüssigkeit. Ein Schadmechanismus der Vit­aminvorstufe ist bei Inhalation nicht bekannt, aber denkbar, heißt es. Hinzu kommt: Für ölige Stoffe sind die Verdampfer der konventionellen E-Zigaretten nicht gedacht. Kommerziell hergestellte Liquids basieren – zumindest im EU-Raum – auf Glycerin und/oder Propylenglykol. Diese sind wassermischbar und werden bei abgestimmten Temperaturen durch eine Heizwendel verdampft. Gibt man Öle oder Harze in den Verdampfer, sind die Reaktionen nicht absehbar.

Auch Nicotin-Liquids haben keine weiße Weste

Letztlich tappen die Forscher noch im Halbdunkel. Auch konventionelle Nicotin-Liquids können je nach Machart eine Vielzahl potenziell schädlicher Inhaltsstoffe enthalten, schreibt Prof. Dr. David C. Christiani in einem Editorial im „New England Journal of Medicine“ [7]: Neben Nicotin seien dies Carbonyl-Verbindungen (wie Acrolein und Formaldehyd), flüchtige organische Verbindungen (Benzol, Toluol), Partikel, Spurenelemente (wie Nickel und Chrom) sowie bakterielle Endotoxine und Pilzglucane. Was die Inhaltsstoffe angeht, so gibt es keine Substanz, die in sämtlichen US-Proben identifiziert worden wäre. Weder der Gehalt an Nicotin, anderen psychoaktiven Wirkstoffen und sonstigen Inhalts­stoffen einschließlich Vitamin-E-Acetat, noch ein bestimmtes Inhalationsgerät kann allen Krankheitsfällen eindeutig und ursächlich zugeordnet werden.

Solange die Untersuchungen nicht abgeschlossen sind, raten die amerikanischen Untersucher vom Gebrauch von E‑Zigaretten eher ab. Das gelte auch für Raucher, die E-Zigaretten als Entwöhnungshilfe betrachten. Die Dampfer-Produkte sollten nur aus vertrauenswürdigen Quellen bezogen und nichts selbst gemischt werden. Ausdrücklich und bedingungslos wird Heranwachsenden und Schwangeren von der Nutzung von E-Zigaretten abgeraten.

Deutsche „Vaper“ nicht betroffen?

Die Popularität von E-Zigaretten ist gerade unter jungen Menschen in den letzten zehn Jahren deutlich gestiegen, obwohl es kaum Untersuchungen über die langfristigen Effekte gibt. Im Jahr 2018 verwendeten in den USA 3,2% der Erwachsenen E-Zigaretten, aber schon 20,8% der Oberschüler – eine Verdoppelung in nur einem Jahr [8]. Auch in Deutschland ist der Großteil der „Vaper“ unter 40 Jahre alt. Hierzulande handelt es sich fast ausschließlich um (ehemalige) Tabakraucher, und sie nutzen überwiegend Nicotin-haltige Liquids. Die aktuelle Verbreitung der E-Zigaretten in der Gesamtbevölkerung liegt in den letzten 2,5 Jahren konstant bei rund 2% [9]. Die aktuellen Zahlen der Bundeszentrale für gesundheitliche Aufklärung (BzgA) zeigen jedoch eine zunehmende Beliebtheit der E-Zigaretten bei jungen Menschen: 2012 gaben 3,9% der 18- bis 25-Jährigen an, in den vergangenen 30 Tagen E-Zigaretten konsumiert zu haben, 2018 waren es bereits 6,6%. In der Altersgruppe der 12- bis 17-Jährigen stieg der Anteil von 2,6% auf 4,2% [10].

In Deutschland seien bisher keine Fälle von schwerwiegenden Lungenschädigungen bekannt bzw. gemeldet worden, sagte Dr. Harald Tschiche vom Bundesinstitut für Risikobewertung (BfR) in Berlin gegenüber Medscape [11]. Die Situa­tion in Europa unterscheide sich von der in den USA. In der EU seien solche Produkte besser gesetzlich reguliert, müssten z. B. genaue Angaben zu den Rezepturen enthalten. Die in den USA unter Verdacht stehenden Inhaltsstoffe – Vit­amin-E-Acetat und Cannabis-Zubereitungen – seien hierzulande nicht zulässig. „Das BfR warnt auch ausdrücklich davor, Selbstmischungen beim Vaping zu verwenden“, betonte Tschiche. Nutzer sollten sich auf in der EU kommerziell erhältliche Liquids beschränken. In EU-Mitgliedstaaten dürfen E-Liquids maximal 20 mg/ml Nicotin enthalten. Marktübliche Kartuschen des US-Herstellers Juul, die einem großen USB-Stick ähneln, enthalten 59 mg/ml Nicotin. Erst seit einigen Monaten bietet Juul auch geringere Dosierungen an.

Außerhalb der USA wurden wissenschaftliche Berichte über Lungenschädigungen im Zusammenhang mit E-Zigarettenkonsum aus Australien und Dänemark publiziert, sagte Dr. Katrin Schaller vom Deutschen Krebsforschungszentrum in Heidelberg. Beschrieben wurden spezielle ­Formen von Lungenentzündung, Fälle respiratorischer Bronchiolitis mit interstitieller Lungenerkrankung und ein Fall ausgeprägter Pneumonie, die metastasierendem Krebs ähnlich sah. „Welche gesundheitliche Bedeutung diese ­Beobachtungen haben, bleibt momentan unbekannt. Allerdings legen sie nahe, dass E-Zigarettenkonsum nicht harmlos ist“, so Schaller.

Ereilt die E-Zigarette das Schicksal des Glimmstängels?

Bei der konventionellen Zigarette brauchte es nach Beginn der industriellen Produktion noch gut 30 Jahre, bis wissenschaftlich anerkannt war, dass Rauchen Lungenkrebs verursacht. Da E-Zigaretten erst seit einigen Jahren auf dem Markt sind, gibt es weder verlässliche Langzeitstudien zu ihren gesundheitlichen Auswirkungen noch zu ihrer Effektivität in der Raucherentwöhnung. Die Weltgesundheitsorganisation (WHO) hat Ende Juli die Regulierung von elektronischen Nicotin-Abgabesystemen (ENDS) gefordert, sie seien „unzweifelhaft schädlich und sollten daher Vorschriften unterliegen“ [12]. Eine im März 2019 erschienene Studie im „Journal of the American College of Cardiology (JACC)“ hat gezeigt, dass auch unter dem Konsum von E-Zigaretten das Risiko für Herzerkrankungen, Depressionen und psychische Störungen erhöht sein kann [13]. Und eine im Juni 2019 publizierte Studie von Wissenschaftlern der Stanford University ergab Hinweise, dass Aromen in E-Zigaretten unterschiedliche nega­tive Auswirkungen auf die Gefäßzellen haben und zur endothelialen Dysfunktion beitragen können [14].

Ende Juni hatte San Francisco als erste Stadt in den USA angekündigt, den Verkauf von E-Zigaretten zu verbieten, die keine FDA-Prüfung vorweisen können [15]. |

Literatur

[1] Centers for Disease Control and Prevention (CDC). Outbreak of Lung Disease Associated with E-Cigarette Use, or Vaping. www.cdc.gov; Abruf am 13. September 2019

[2] Centers for Disease Control and Prevention (CDC). CDC, FDA, States Continue to Investigate Severe Pulmonary Disease Among People Who Use E-cigarettes. Mitteilung vom 21. August 2019. www.cdc.gov; Abruf am 13. September 2019

[3] Layden JE et al. Pulmonary Illness Related to E-Cigarette Use in Illinois and Wisconsin – Preliminary Report. N Engl J Med 2019; doi:10.1056/NEJMoa1911614

[4] Eppinger U. Gefährliches Vaping – und nun sogar ein Todesfall: CDC prüft fast 200 Fälle von Lungenschäden bei Nutzern von E-Zigaretten. Medscape, 26. August 2019. https://deutsch.medscape.com; Abruf am 13. September 2019

[5] Davidson K et al. Outbreak of Electronic-Cigarette-Associated Acute Lipoid Pneumonia – North Carolina, July–August 2019. Mobidity and Mortality Weekly Report (MMWR) 2019;68(36):784–786. Veröffentlicht als MMWR Early Release am 6. September 2019 unter https://www.cdc.gov; Abruf am 13. September 2019

[6] Sun HL. Contaminant found in marijuana vaping products linked to deadly lung illnesses, tests show. The Washington Post. https://www.washingtonpost.com; Abruf am 6. September 2019

[7] Christiani DC. Vaping-Induced Lung Injury. N Engl J Med 2019; doi:10.1056/NEJMe1912032

[8] Cullen KA et al. Notes from the Field: Use of Electronic Cigarettes and Any Tobacco Product Among Middle and High School Students — United States, 2011–2018.Mobidity and Mortality Weekly Report (MMWR) 2018;67(45):1276–1277

[9] Kotz D et al. Nutzung von Tabak und E-Zigaretten sowie Methoden zur Tabakentwöhnung in Deutschland: Eine repräsentative Befragung in 6 Wellen über 12 Monate (die DEBRA-Studie). Dtsch Arztebl Int 2018;115:235-242

[10] Nichtrauchen bleibt im Trend – Aber: Konsum von Wasserpfeifen und E-Produkten steigt bei jungen Erwachsenen an. Pressemeldung der Bundeszentrale für gesundheitliche Aufklärung (BZgA) vom 12. September 2019. www.bzga.de; Abruf am 13. September 2019

[11] Boehm S. Eine „Epidemie“ von akuten Lungenschädigungen bei E-Zigaretten-Nutzern in den USA – erste Hinweise auf die Ursachen. Medscape, 11. September 2019. https://deutsch.medscape.com; Abruf am 13. September 2019

[12] World Health Organization (WHO). Tobacco (Stand 26. Juli 2019). www.who.int; Abruf am 13. September 2019

[13] Vindhyal MR et al. Impact on cardiovascular outcomes among e-cigarette users: a review from national health interview surveys. J Am Coll Cardiol 2019;73(9):Suppl 2; doi:10.1016/S0735-1097(19)33773-8

[14] Lee WH et al. Modeling Cardiovascular Risks of E-Cigarettes With Human-Induced Pluripotent Stem Cell–Derived Endothelial Cells J Am Coll Cardiol 2019;73(21):2722-2737

[15] Paul K. San Francisco becomes first US city to ban sale of e-cigarettes. Meldung in „The Guardian“ vom 25. Juni 2019. www.theguardian.com; Abruf am 13. September 2019

Autor

Ralf Schlenger ist Apotheker und arbeitet als freier Autor und Medizinjournalist in München.

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