Benzol

Benzol ist ein aromatischer Kohlenwasserstoff (chemische Verbindung aus Kohlenstoff und Wasserstoff mit ringförmiger Struktur) mit ausgeprägter hämatotoxischer (blutschädigender) und kanzerogener (krebserregender) Wirkung. In der klinischen Labordiagnostik dient die Bestimmung von Benzol beziehungsweise seiner Metabolite (Abbauprodukte) primär der Expositionsdiagnostik (Nachweis einer Belastung) und der arbeitsmedizinischen Biomonitoring-Beurteilung (Überwachung der Schadstoffaufnahme im Körper) [1-4].

Synonyme

• Benzol
• Benzene
• C₆H₆

Das Verfahren

• Benötigtes Material
  • Spontanurin oder Schichtendurin (Urinprobe zu einem bestimmten Zeitpunkt oder am Ende der Arbeitsschicht) zur Bestimmung von S-Phenylmercaptursäure (SPMA) und/oder trans,trans-Muconsäure (t,t-MA)
  • Ggf. Vollblut/EDTA-Blut (Blutprobe mit Gerinnungshemmstoff) zur Bestimmung von unverändertem Benzol in Speziallaboratorien
• Vorbereitung des Patienten
  • Keine spezielle Vorbereitung erforderlich
  • Für arbeitsmedizinische Fragestellungen ist eine standardisierte Probenentnahme am Schichtende sinnvoll
  • Tabakkonsum und relevante Expositionen sollten anamnestisch (im Arztgespräch) dokumentiert werden
• Störfaktoren
  • Tabakkonsum mit Erhöhung der Hintergrundbelastung, insbesondere von SPMA
  • Sorbinsäurehaltige Nahrungsmittel (Lebensmittel mit Konservierungsstoffen) mit möglicher Erhöhung der t,t-MA-Ausscheidung
  • Koexposition gegenüber weiteren Lösungsmitteln (gleichzeitige Belastung mit anderen chemischen Stoffen)
  • Unterschiede der Probenentnahmezeitpunkte und Kreatinin-Korrektur im Urin (Anpassung an die Urinkonzentration)
• Methode
  • Flüssigkeitschromatographie-Tandem-Massenspektrometrie (LC-MS/MS) (hochpräzises Analyseverfahren zur Stoffbestimmung) für SPMA
  • Hochleistungsflüssigkeitschromatographie (HPLC) (analytisches Trennverfahren) oder LC-MS/MS für t,t-MA
  • Gaschromatographie-Massenspektrometrie (GC-MS) (Analyseverfahren für flüchtige Stoffe) für unverändertes Benzol in biologischem Material

Normbereiche (je nach Labor)

Normbereiche sind methoden- und laborabhängig.

Indikationen (Anwendungsgebiete)

• Verdacht auf akute oder chronische Benzol-Exposition (Kontakt mit Benzol)
• Arbeitsmedizinisches Biomonitoring (medizinische Überwachung am Arbeitsplatz) bei beruflicher Exposition
• Verlaufskontrolle nach gesicherter Exposition
• Abklärung expositionsassoziierter hämatologischer Auffälligkeiten (Veränderungen im Blutbild), insbesondere Leukopenie (verminderte weiße Blutkörperchen), Anämie (Blutarmut), Thrombozytopenie (verminderte Blutplättchen) oder Panzytopenie (Mangel aller Blutzellreihen)

Interpretation

• Erhöhte Werte
  • Hinweis auf eine aktuelle oder rezente Benzol-Exposition (Belastung mit Benzol)
  • Bei SPMA höhere Spezifität (Genauigkeit) für Benzol als bei t,t-MA, insbesondere bei niedriger Exposition [1-3]
  • t,t-MA ist bei niedrigen Expositionen störanfälliger und weniger spezifisch [1-3]
• Erniedrigte Werte
  • Klinisch in der Regel nicht relevant
  • Schließen eine weiter zurückliegende Exposition (frühere Belastung) nicht sicher aus
• Spezifische Konstellationen
  • Erhöhte Biomarker (Messwerte für Schadstoffe im Körper) bei gleichzeitigem Tabakkonsum sind zurückhaltend zu interpretieren
  • Persistierende hämatologische Auffälligkeiten (dauerhafte Veränderungen im Blutbild) trotz niedriger aktueller Biomarker schließen eine frühere toxische Knochenmarkschädigung (Schädigung des blutbildenden Gewebes) nicht aus

Weiterführende Diagnostik

• Kleines Blutbild und Differentialblutbild
• Retikulozyten (junge rote Blutkörperchen)
• Leberparameter – Alanin-Aminotransferase (ALT, GPT), Aspartat-Aminotransferase (AST, GOT), Gamma-Glutamyl-Transferase (Gamma-GT, GGT), Bilirubin
• Nierenparameter – Kreatinin, Harnstoff, ggf. Cystatin C
• Ggf. Knochenmarkdiagnostik (Untersuchung des Knochenmarks) bei persistierender Zytopenie (verminderte Zellzahlen im Blut)
• Ggf. ergänzendes arbeitsplatzbezogenes Luftmonitoring (Messung der Schadstoffbelastung in der Luft)

Klinische Hinweise

• Benzol ist ein gesichert humankanzerogener Stoff (beim Menschen krebserregend); besonders gut belegt ist die Assoziation mit myeloischen Neoplasien (bösartige Erkrankungen des blutbildenden Systems) und weiterer hämatologischer Toxizität (Schädigung des Blutes) [2, 4].
• Für das Biomonitoring (Überwachung der Schadstoffaufnahme im Körper) bei niedriger Exposition gilt SPMA derzeit als der klinisch und arbeitsmedizinisch brauchbarste Urinbiomarker (Messwert im Urin); t,t-MA ist stärker durch Störfaktoren beeinflusst [1-3].
• Die alleinige Bestimmung von Phenol (Abbauprodukt von Benzol) gilt heute für niedrige Expositionen als unzureichend spezifisch und ist gegenüber moderneren Biomarkern nachrangig [1-3].
• Die Befundinterpretation (Bewertung der Ergebnisse) muss immer zusammen mit Expositionsanamnese (Angaben zur Belastung), Rauchstatus, Probenzeitpunkt und Blutbild erfolgen [1-4].

Literatur

1. Rahimpoor R, Jalilian H, Mohammadi H, Rahmani A. Biological exposure indices of occupational exposure to benzene: A systematic review. Heliyon. 2023;9(11):e21576.
   https://doi.org/10.1016/j.heliyon.2023.e21576
2. Boogaard PJ. Human biomonitoring of low-level benzene exposures. Crit Rev Toxicol. 2022;52(10):799-810.
   https://doi.org/10.1080/10408444.2023.2175642
3. Zhang Z, Shi W, Ru L, Lv W. Biomarkers of occupational benzene exposure: A systematic review to estimate the exposure levels and individual susceptibility at low doses. Toxicol Ind Health. 2024;40(9-10):748-767.
   https://doi.org/10.1177/07482337241259053
4. Wang T, Cao Y, Xia Z, Christiani DC, Au WW. Review on novel toxicological effects and personalized health hazard in workers exposed to low doses of benzene. Arch Toxicol. 2024;98(2):365-374.
   https://doi.org/10.1007/s00204-023-03650-w