Fernab der Medienscheinwerfer läuft in Deutschland seit 2014 die »Nako«, die umfangreichste Langzeitgesundheitsstudie, die es hier zu Lande je gab. 200 000 per Zufall ausgewählte Erwachsene unterziehen sich dafür bis zum Jahr 2022 zweimal medizinischen Untersuchungen und kognitiven Tests. Unter anderem wollen die Forscher so 28 Millionen Bioproben sammeln und 30 000 MRT-Ganzkörperscans durchführen. Im Anschluss sollen die Teilnehmerinnen und Teilnehmer per Fragebogen weiter Auskunft über ihre Gesundheit und Lebensumstände geben.

Sofern sie einverstanden sind, werden ihre Daten außerdem mit denen ihrer Krankenkasse verbunden. »80 Prozent stimmen dem zu«, sagt Nako-Vorstand Klaus Berger, Professor für Epidemiologie und Sozialmedizin der Universität Münster. Zu dem ständig wachsenden – anonymisierten – Datenberg kann grundsätzlich jeder qualifizierte Forschende weltweit Zugang beantragen. Aufschluss erhofft man sich vor allem über die Ursachen der großen Volkskrankheiten: Herz-Kreislauf-Erkrankungen, Krebs, Diabetes, Demenz, Depression.

Handgreifkraft: Indiz für ein langes Leben

Die ersten Zahlen, die im April veröffentlicht wurden, betreffen allerdings ein scheinbar unbedeutendes körperliches Merkmal: die Handgreifkraft. Gemessen wird sie mittels eines so genannten Dynamometers. Das Gerät erfordert einen Händedruck ähnlich dem beim Zapfen an der Tankstelle. Der stärkste Teilnehmer brachte es so auf 89 Kilogramm Handgreifkraft – im Schnitt erreichten Männer 48, Frauen 30 Kilogramm. Ähnliche Werte verzeichnete schon das Sozioökonomische Panel, eine repräsentative Befragung deutscher Haushalte 2008 mit rund 5000 Teilnehmern. Warum also ist das für eine Gesundheitsstudie wichtig? Ist es nicht ziemlich egal, wie viel Kilo man »drücken« kann?

Tatsächlich kommt die Handgreifkraft hier zu Recht zu Ehren: Sie hat sich als verlässliches, nichtinvasives Maß für die körperliche und seelische Gesundheit erwiesen. Ein kräftiger Händedruck verspreche beiden Geschlechtern ein längeres Leben – und den Männern noch dazu bessere Chancen beim weiblichen Geschlecht, meldete gerade erst das norwegische Institut für Volksgesundheit in Oslo. Forscher der Tulane University in den USA berichteten außerdem im Mai 2018, dass man den Begriff starke Persönlichkeit durchaus wörtlich nehmen darf: Emotional stabile Studentinnen und Studenten verfügten über mehr Handgreifkraft. Depressive hingegen schwächeln am Dynamometer.

Nako-Studienzentrum Mannheim, Anfang 2018. Der jugendlich wirkende Mittfünfziger, der sich gerade dem Testmarathon unterzieht, darf sich glücklich schätzen. Er hat überdurchschnittlich viel Kraft in der Hand, erfährt er von einer Versuchsleiterin. »Ich fühle mich gesund und mache mir wenig Sorgen um meine Gesundheit«, bestätigt er. Der studierte Geograf und Wirtschaftswissenschaftler war selbst in der Forschung tätig und will die Nako deshalb unterstützen: »Aus eigener Erfahrung weiß ich, wie schwierig es ist, Probanden zu finden.«

Nach ihm betritt eine 30-jährige Hausfrau und Mutter von drei Kindern den Testraum. Bei der Anamnese tut sie sich mit einigen Fragen schwer. Unter den erfragten Erkrankungen sind etliche, von denen die meisten Menschen noch nie gehört haben dürften, sofern nicht sie selbst oder ihre Angehörigen darunter leiden. Dann folgen ein paar anspruchsvolle kognitive Tests: Zahlenreihen rückwärts wiederholen, Wörter merken – die Aufgaben sind so konzipiert, dass kaum jemand sie locker bewältigt, sonst könnten die Tests nicht die gesamte Bandbreite an möglichen Fähigkeiten abbilden.

Wonach riecht es: Orange oder Maracuja?

Die Ergebnisse hängen stark vom Bildungsniveau und dem Alter ab. Auch zwischen den Studienzentren habe man leichte Unterschiede gefunden, sagt der Nako-Epidemiologe Klaus Berger. Sie ließen sich aber beispielsweise dadurch erklären, dass mancherorts die Teilnehmenden im Schnitt etwas jünger oder älter sind. Wenn ein Einzelner besonders schlecht abschneide, habe das oft profane Gründe: schlechte Sprachkenntnisse etwa; oder das Hörgerät wurde zu Hause vergessen.

»Den größten Spaß haben die meisten Teilnehmenden beim Riechtest«, berichtet Berger: Dabei schnuppern sie an einem Dutzend Sticks und sollen angeben, wonach sie riechen. Fisch oder Schinken? Orange oder Maracuja? Das sorgt, nach all den Fragen zu möglichen Erkrankungen, für gute Laune.

Der Hintergrund allerdings ist ernst. »Man weiß aus Studien zu Parkinson und anderen Demenzen, dass ein nachlassender Geruchssinn solchen Erkrankungen in der Regel um acht bis zwölf Jahre vorausgehen kann«, erläutert Berger. Nur entwickle nicht jeder, der erkrankt, schon vorher eine Riechstörung, und umgekehrt erkranke auch nicht jeder mit schlechter Nase. »Wir wollen wissen, wie Veränderungen im Riechtest, im MRT und in kognitiven Tests zusammenhängen.« Diese Dreiecksbeziehung lasse sich natürlich am besten klären, wenn man sie über einen Zeitraum von mehreren Jahren beobachtet.

Warum die »Nationale Kohorte« jetzt Nako heißt

Im Sommer 2018 werden voraussichtlich vier der 18 Studienzentren – Berlin Mitte, Bremen, Leipzig und Neubrandenburg – die erste Untersuchungsrunde abschließen. Dann könne man auch mit ersten Befunden rechnen, kündigt Berger an. Aber erst im Frühjahr 2019, so die derzeitige Schätzung, werden alle geplanten 200 000 Teilnehmerinnen und Teilnehmer die erste Welle durchlaufen haben. Die Rücklaufquote sei bislang niedriger als erwartet, räumt der Epidemiologe ein. Die eingangs erhoffte Rücklaufquote von 40 bis 50 Prozent dürfte wohl nicht erreicht werden.

Als die Nako schleppend anlief, vermutete man, dass der ursprüngliche Name der Studie, »Nationale Kohorte«, bei den deutschen Bürgerinnen und Bürgern negative Assoziationen wecken könnte. Kurzerhand wurde sie in Nako umgetauft. Ob es mit dem japanisch anmutenden Kürzel nun besser läuft? Berger will sich dazu noch nicht äußern. Nur so viel: Besonders junge Männer aus Stadtteilen mit hohem Migrantenanteil und ausgeprägter sozialer Ungleichheit seien schwer zur Teilnahme zu gewinnen, anders als Ältere, die sich mehr für Gesundheitsthemen interessierten.

Wenn viele der zufällig ausgewählten Menschen nicht teilnehmen wollen, stellt sich die Frage, ob die Stichprobe noch repräsentativ ist. »Für Mediziner ist das nicht so wichtig wie etwa für Sozialwissenschaftler«, entgegnet Berger. Warum, erläutert er an einem Beispiel: Angenommen, man finde bei einer solchen Stichprobe einen Zusammenhang zwischen Rauchen und Schlaganfällen. Im Mittel seien Teilnehmer medizinischer Studien stärker an ihrer Gesundheit interessiert als die Verweigerer; sie trinken weniger Alkohol und bewegen sich mehr. »Findet man bei ihnen einen Zusammenhang zwischen Rauchen und Schlaganfall, dann gilt in der Regel: Bei ungünstigerem Lebensstil ist das Risiko eher noch größer. Wir können deshalb davon ausgehen, dass wir die Risiken eher unterschätzen, wenn die Daten vermehrt von gesundheitlich engagierten Teilnehmern stammen.«

Eine Stunde im MRT

Eine kleine Hürde könnte für manchen der einstündige Ganzkörperscan im Magnetresonanztomografen sein. 30 000 unter den 200 000 Teilnehmenden werden dafür per Zufall ausgewählt. Zu den Ausschlusskriterien zählen unter anderem ältere Tattoos, weil in ihnen noch Metallpigmente verarbeitet sein könnten. In Mannheim, einem der fünf MRT-Zentren, sollen 6000 Scans stattfinden. »Derzeit schaffen wir neun an einem Tag«, berichtet einer der betreuenden Radiologen, Robert Bertheau. »Etwa einmal pro Woche bricht jemand die Aufnahme ab, weil er Platzangst bekommt.«

Heute läuft es gut. Eine 50-Jährige kommt gerade aus dem MRT; sie ist selbst Ärztin. Angst habe sie nicht gehabt, sagt sie, im Gegenteil: »Es war schwierig, nicht einzuschlafen.« Denn während der Aufnahme darf man nichts tun, soll ruhig daliegen und den Gedanken freien Lauf lassen. Kopfhörer und Ohrstöpsel schützen das Gehör vor dem lauten Klopfen der Spule. Alle Standorte arbeiteten mit dem gleichen 3-Tesla-Gerät vom selben Hersteller, damit die Bedingungen möglichst identisch sind, erläutert Bertheau.

Das Gerät scannt Kopf, Wirbelsäule, Herz, Bauchorgane, Becken. »Wir machen erst eine morphologische Aufnahme, um nach Tumoren oder Ödemen zu suchen«, erklärt der Radiologe weiter. »Hierzu nehmen wir eine Sequenz in 3-D vom ganzen Hirn auf und arbeiten Gewebemerkmale heraus, sieben Minuten lang. Dann folgt die so genannte Resting-State-Aufnahme, bei der funktionelle Verbindungen zwischen den Hirnregionen erfasst werden.« Das dient dazu, große Netzwerke im Gehirn darzustellen, wovon man sich beispielsweise ein besseres Verständnis von Depressionen erhofft.

Die Teilnehmer würden oft erwarten, dass etwaige Tumoren auf den Scans in jedem Fall sichtbar würden. »Aber vieles, was für die Diagnostik von Krankheiten erforderlich wäre, wird nicht erfasst«, sagt Bertheau. Die Art der Aufnahmen richte sich vielmehr nach ausgewählten Forschungsfragen. Deshalb könne man anhand der Nako-MRT-Daten nicht jede erdenkliche Diagnose ausschließen.

Hirnscans zeigen akuten Handlungsbedarf

Umgekehrt mag nicht jeder wissen, was die Radiologen in seinem Kopf so alles entdecken. Teilnehmen kann aber nur, wer bereit ist, kritische Funde zu erfahren. Das hat ethische Gründe: Falls die Mediziner einen akuten Schlaganfall entdecken, müssen sie dies der betreffenden Person mitteilen, unter anderem, damit sie nicht mehr ins Auto steigt. Lassen die Scans auf Lebensgefahr schließen, kommt die Nachricht innerhalb einer Stunde. In weniger gravierenden Fällen erhält der Proband oder die Probandin zusätzlich zu den aufgenommenen Bildern eine entsprechende Mitteilung an den Hausarzt.

Für jedes Organsystem gibt es eine Liste möglicher Befunde, die mitteilungs- und handlungspflichtig sind. Ein kleiner, alter Hirninfarkt falle beispielsweise nicht darunter, erläutert Berger. »Aber bei einer akuten Blutung wird eine Behandlung empfohlen.« Etwas mehr als jeder Zehnte – elf bis zwölf Prozent der Teilnehmenden – bekäme eine Mitteilung. »Akuten Handlungsbedarf gibt es bei 1 bis 1,5 Prozent.«

Der eigentliche Zweck der Untersuchung ist jedoch ein anderer: Beispielsweise erkenne man im MRT »die typischen kleinen Läsionen in der weißen Substanz von älteren Menschen«, so Berger. Zwischen solchen Läsionsmustern und kognitiven Funktionen wie dem Gedächtnis suche man nach Zusammenhängen. Je kleiner der Hippocampus, desto schlechter die Gedächtnisleistung, lautet eine Hypothese.

Ist das nicht schon längst belegt? »Nicht in so einer großen Studie«, sagt der Epidemiologe. »Die Varianz in der Bevölkerung ist viel größer; die Ergebnisse kleiner Studien sind deshalb nicht unbedingt auf die gesamte Population übertragbar.« Manche Effekte träten aber vielleicht nur bei Subpopulationen auf, zum Beispiel bei Menschen mit besonders hohem oder niedrigem Bildungsgrad. Solche Zusammenhänge sichtbar machen zu können, verdanke man einem Alleinstellungsmerkmal der Nako: wiederholte MRT-Untersuchungen bei einer sehr großen Anzahl von Personen. Mit der im Mai genehmigten Finanzierung für weitere fünf Jahre ist auch die zweite Runde der MRTs mit 18 000 Teilnehmenden gesichert.

Eine Woche Tracking: 3-D-Sensor erfasst feine Bewegungsmuster

Nicht nur per Tomograf wollen die Nako-Forscher einzigartige Daten gewinnen. Ausgewählte Probandinnen und Probanden tragen eine Woche lang einen kleinen wasserdichten Sensor am Körper, »Aktigraph« oder »Akzelerometer« genannt. Er misst die Beschleunigungskräfte in allen drei Raumdimensionen. »Die Nako ist die bislang größte Studie, die einen solchen Aktigraphen über sieben Tage einsetzt«, sagt Berger. Künstliche neuronale Netze sollen in den Daten feine dreidimensionale Bewegungsmuster aufspüren. Kleinere Studien hätten schon gezeigt, dass sich verschiedene Bewegungsmuster auch ganz unterschiedlich auswirken, zum Beispiel auf Blutdruck, Diabetes und kognitive Fähigkeiten.

Die beeindruckendste Menge an Material stammt aus den Körperflüssigkeiten: Blut, Speichel, Urin, Stuhl und Nasensekret. 28 Millionen Einzelproben sollen eines Tages in den Biobanken der Nako lagern, zwei Drittel davon beim Münchner Helmholtz-Zentrum. Da ein Testkit pro Blutentnahme und Person fünf Euro kostet, macht allein das für 200 000 Teilnehmende schon Kosten in Höhe von einer Million Euro. »Aus einer Blutentnahme gewinnen wir 96 Einzelpröbchen, so genannte Aliquots«, erklärt Berger.

Wer wird krank, wer bleibt gesund?

Davon verspricht man sich Erkenntnisse, wie sie in den vergangenen Jahren schon die UK Biobank mit Proben von rund 500 000 Menschen mittleren Alters lieferte. Deren Material nutzten Dutzende internationaler Forscher, darunter auch der Nako-Epidemiologe Klaus Berger, jüngst für eine genomweite Assoziationsstudie. Beim Vergleich von mehr als 135 000 depressiven Menschen und 345 000 Kontrollpersonen identifizierten sie 44 Depressionsgene, von denen 30 bis dato nicht bekannt waren.

Wissenschaftler aus Glasgow bedienten sich kürzlich ebenfalls der britischen Biodatenbank, um die Bedeutung der Handgreifkraft als Biomarker für die verbleibende Lebensdauer zu untersuchen . Sieben Jahre nach der ersten Erhebung waren mehr als 13 000 der 500 000 Biobank-Probanden verstorben. Für jede fünf Kilo Handgreifkraft weniger lag das Sterberisiko um 20 Prozent höher.

Wer krank wird, wer gesund bleibt: Das will die Nako klären, und die Menge und Vielfalt der Daten soll komplexe Wechselwirkungen sichtbar machen. Bei Studienstart 2014 schätzte man, dass bis zum Jahr 2020 rund 5000 unter den 200 000 Teilnehmenden an Krebs erkranken, mehr als jeder Vierzigste. Ungefähr 4600 Menschen, so die Prognose, werden in diesen sechs Jahren sterben, an einer Krankheit, infolge eines Unfalls, eines Verbrechens oder von eigener Hand. Ihre Daten, Testwerte und Bioproben sollen offenbaren, ob das vorhersehbar und zu verhindern gewesen wäre. Und letztlich ihren Kindern und Enkelkindern zu einem gesünderen und längeren Leben verhelfen.