I have a tendency to assume the worst, and once in a while, this habit plays tricks on me. For example, if I feel unexpected pain in my body that I have not experienced before and that I cannot attribute, then all of a sudden, my mind might turn a tense back into heart disease or calf muscle pain into deep vein thrombosis. But so far, I haven't been diagnosed with any deadly or incurable disease. Sometimes things just hurt for no clear reason.
Tenho a tendência para pensar no pior e, de vez em quando, este hábito prega-me partidas. Por exemplo, se sinto uma dor inesperada, que nunca tenha sentido antes e que não sei explicar, de repente, transformo logo uma dor nas costas numa doença cardíaca ou atribuo uma dor muscular a uma terrível trombose nas veias. Mas, até agora, nunca me diagnosticaram qualquer doença mortal ou incurável. Por vezes, as coisas doem sem qualquer razão aparente.
But not everyone is as lucky as me. Every year, more than 50 million people die worldwide. Especially in high-income economies like ours, a large fraction of deaths is caused by slowly progressing diseases: heart disease, chronic lung disease, cancer, Alzheimer's, diabetes, just to name a few.
Mas nem toda a gente tem tanta sorte como eu. Todos os anos, morrem mais de 50 milhões de pessoas no mundo. Em economias de altos rendimentos como a nossa, especialmente, uma grande porção de mortes é causada por doenças de lenta progressão; doenças cardíacas, doenças pulmonares crónicas, cancro, doença de Alzheimer, diabetes, só para falar de algumas.
Now, humanity has made tremendous progress in diagnosing and treating many of these. But we are at a stage where further advancement in health cannot be achieved only by developing new treatments. And this becomes evident when we look at one aspect that many of these diseases have in common: the probability for successful treatment strongly depends on when treatment is started. But a disease is typically only detected once symptoms occur. The problem here is that, in fact, many diseases can remain asymptomatic, hence undetected, for a long period of time. Because of this, there is a persisting need for new ways of detecting disease at early stage, way before any symptoms occur. In health care, this is called screening.
A humanidade tem feito enormes progressos no diagnóstico e tratamento de muitas delas. Mas estamos numa fase em que mais progressos na saúde só podem ser alcançados se desenvolvermos novos tratamentos. Isto torna-se evidente se olharmos para um aspeto que muitas destas doenças têm em comum: a probabilidade de um tratamento eficaz depende fortemente da altura do início do tratamento. Mas uma doença normalmente só é detetada quando ocorrem os seus sintomas. O problema é que muitas dessas doenças podem manter-se sem sintomas e, portanto, não são detetadas durante muito tempo. Por isso, há uma necessidade premente de novas formas de detetar essas doenças numa fase inicial, muito antes de aparecerem quaisquer sintomas. Nos cuidados de saúde, isto chama-se rastreio.
And as defined by the World Health Organization, screening is "the presumptive identification of unrecognized disease in an apparently healthy person, by means of tests ... that can be applied rapidly and easily ..." That's a long definition, so let me repeat it: identification of unrecognized disease in an apparently healthy person by means of tests that can be applied both rapidly and easily. And I want to put special emphasis on the words "rapidly" and "easily" because many of the existing screening methods are exactly the opposite. And those of you who have undergone colonoscopy as part of a screening program for colorectal cancer will know what I mean.
Conforme definido pela Organização Mundial de Saúde, o rastreio é "a identificação suspeita de uma doença não reconhecida "numa pessoa aparentemente saudável, "através de exames... que podem ser realizados rápida e facilmente..." É uma longa definição, por isso, vou repetir: "a identificação suspeita de uma doença não reconhecida "numa pessoa aparentemente saudável, "através de exames... que podem ser realizados rápida e facilmente..." Quero sublinhar, em especial, as palavras "rápida e facilmente" porque muitos dos métodos de rastreio existentes são exatamente o oposto. Quem já fez uma colonoscopia num programa de rastreio para deteção de um cancro do colon ou retal, sabem o que eu quero dizer.
Obviously, there's a variety of medical tools available to perform screening tests. This ranges from imaging techniques such as radiography or magnetic resonance imaging to the analysis of blood or tissue. We have all had such tests. But there's one medium that for long has been overlooked: a medium that is easily accessible, basically nondepletable, and it holds tremendous promise for medical analysis. And that is our breath.
Obviamente, há uma série de instrumentos médicos disponíveis para realizar exames de rastreio. Vão desde técnicas de imagiologia, como uma radiografia ou uma ressonância magnética, até à análise do sangue ou de tecidos. Temos todos esses exames. Mas há um meio que deixou de ser considerado, há muito tempo, um meio que é facilmente acessível, nunca se esgota e detém uma promessa enorme de análise médica. É o nosso hálito.
Human breath is essentially composed of five components: nitrogen, oxygen, carbon dioxide, water and argon. But besides these five, there are hundreds of other components that are present in very low quantity. These are called volatile organic compounds, and we release hundreds, even thousands of them every time we exhale. The analysis of these volatile organic compounds in our breath is called breath analysis. In fact, I believe that many of you have already experienced breath analysis. Imagine: you're driving home late at night, when suddenly, there's a friendly police officer who asks you kindly but firmly to pull over and blow into a device like this one. This is an alcohol breath tester that is used to measure the ethanol concentration in your breath and determine whether driving in your condition is a clever idea. Now, I'd say my driving was pretty good, but let me check.
O hálito humano é basicamente composto por cinco componentes: azoto, oxigénio, dióxido de carbono, água e árgon. Para além destes cinco, há centenas de outros componentes que estão presentes em quantidades muito baixas. Chamam-se os compostos orgânicos voláteis, libertamos centenas ou milhares deles sempre que expiramos. A análise destes compostos orgânicos voláteis no nosso hálito chama-se análise da respiração. Penso que muitos de vocês já fizeram análise da respiração. Imaginem: estão a conduzir de volta a casa, ao fim da noite quando, de súbito, há um simpático agente da polícia que vos pede, amável mas firmemente, que saiam do carro e soprem para um aparelho como este. É um analisador do álcool na respiração que se usa para medir a concentração do etanol na nossa respiração e determinar se conduzir no nosso estado é uma ideia inteligente. Devo dizer que a minha condução estava perfeita mas vou verificar.
(Beep)
(Bip)
0.0, so nothing to worry about, all fine.
0,0 — portanto, nada que preocupe, está tudo bem.
(Laughter)
(Risos)
Now imagine a device like this one, that does not only measure alcohol levels in your breath, but that detects diseases like the ones I've shown you and potentially many more. The concept of correlating the smell of a person's breath with certain medical conditions, in fact, dates back to Ancient Greece. But only recently, research efforts on breath analysis have skyrocketed, and what once was a dream is now becoming reality. And let me pull up this list again that I showed you earlier. For the majority of diseases listed here, there's substantial scientific evidence suggesting that the disease could be detected by breath analysis.
Agora imaginem um aparelho como este que não meça apenas os níveis do álcool na nossa respiração, mas também detete doenças como as que já mostrei e possivelmente, muitas mais. O conceito de correlação o cheiro do hálito duma pessoa com determinadas situações médicas, é muito antigo, remonta à Grécia Antiga. Mas só recentemente, os esforços da investigação na análise da respiração aumentaram exponencialmente. O que outrora era um sonho está a tornar-se realidade. Vou mostrar de novo esta lista que já vos mostrei há bocado. Para a maior parte das doenças aqui listadas, há provas científicas substanciais que sugerem que a doença pode ser detetada através da análise da respiração.
But how does it work, exactly? The essential part is a sensor device that detects the volatile organic compounds in our breath. Simply put: when exposed to a breath sample, the sensor outputs a complex signature that results from the mixture of volatile organic compounds that we exhale. Now, this signature represents a fingerprint of your metabolism, your microbiome and the biochemical processes that occur in your body. If you have a disease, your organism will change, and so will the composition of your exhaled breath. And then the only thing that is left to do is to correlate a certain signature with the presence or absence of certain medical conditions.
Como é que isso funciona, exatamente? A parte essencial é um sensor que deteta os compostos orgânicos voláteis na nossa respiração. Ou seja, quando exposto a uma amostra do hálito, o sensor produz uma assinatura complexa que resulta da mistura dos compostos orgânicos voláteis que exalamos. Esta assinatura representa uma impressão digital do nosso metabolismo, o nosso microbioma e os procedimentos bioquímicos que ocorrem no nosso corpo. Se temos uma doença, o nosso organismo altera-se e o mesmo acontece à composição da nossa expiração. Depois, só há que correlacionar uma determinada assinatura com a presença ou a ausência de determinadas situações médicas.
The technology promises several undeniable benefits. Firstly, the sensor can be miniaturized and integrated into small, handheld devices like this alcohol breath tester. This would allow the test to be used in many different settings and even at home, so that a visit at the doctor's office is not needed each time a test shall be performed.
A tecnologia promete certos benefícios inegáveis. Primeiro, o sensor pode ser miniaturizado e integrado em pequenos aparelhos portáteis, como o teste do álcool na respiração. Isso permite que o teste seja usado em muitos ambientes diferentes, até mesmo em casa. Assim, não será necessário ir ao consultório dum médico sempre que seja preciso realizar um exame.
Secondly, breath analysis is noninvasive and can be as simple as blowing into an alcohol breath tester. Such simplicity and ease of use would reduce patient burden and provide an incentive for broad adoption of the technology.
Segundo, a análise da respiração não é invasiva e pode ser tão simples como soprar para um aparelho de teste do álcool. Essa simplicidade e facilidade de uso reduzirão a carga do doente e proporcionarão um incentivo para uma ampla adoção da tecnologia.
And thirdly, the technology is so flexible that the same device could be used to detect a broad range of medical conditions. Breath analysis could be used to screen for multiple diseases at the same time. Nowadays, each disease typically requires a different medical tool to perform a screening test. But this means you can only find what you're looking for.
Terceiro, a tecnologia é tão flexível que o mesmo aparelho pode ser usado para detetar uma ampla gama de situações médicas. A análise da respiração pode ser usada para rastreio de muitas doenças, ao mesmo tempo. Atualmente, cada doença exige um instrumento médico diferente para realização dum teste de rastreio. Mas isso significa que só encontraremos aquilo que procuramos.
With all of these features, breath analysis is predestined to deliver what many traditional screening tests are lacking. And most importantly, all of these features should eventually provide us with a platform for medical analysis that can operate at attractively low cost per test. On the contrary, existing medical tools often lead to rather high cost per test. Then, in order to keep costs down, the number of tests needs to be restricted, and this means (a) that the tests can only be performed on a narrow part of the population, for example, the high-risk population; and (b) that the number of tests per person needs to be kept at a minimum. But wouldn't it actually be beneficial if the test was performed on a larger group of people, and more often and over a longer period of time for each individual? Especially the latter would give access to something very valuable that is called longitudinal data.
Com todas estas características, a análise da respiração está predestinada a proporcionar aquilo que falta a muitos testes de rastreio tradicionais. Mais importante ainda, todas estas características acabam por nos fornecer uma plataforma para análise médica que pode funcionar numa base muito barata por exame. Pelo contrário, os instrumentos médicos existentes levam frequentemente a um alto custo por exame. Por isso, a fim de reduzir os custos, é preciso reduzir o número de exames. Isso significa, por um lado, que os exames só podem ser realizados numa pequena parte da população, por exemplo, na população de alto risco; e, por outro lado, que o número de exames por pessoa tem de ser reduzido ao mínimo. Mas não seria benéfico se o exame fosse realizado num grupo maior de pessoas, mais frequentemente e durante um período mais longo de tempo para cada pessoa? Especialmente, esta última parte dar-nos-ia acesso a uma coisa valiosa que se chama dados longitudinais.
Longitudinal data is a data set that tracks the same patient over the course of many months or years. Nowadays, medical decisions are often based on a limited data set, where only a glimpse of a patient's medical history is available for decision-making. In such a case, abnormalities are typically detected by comparing a patient's health profile to the average health profile of a reference population. Longitudinal data would open up a new dimension and allow abnormalities to be detected based on a patient's own medical history. This will pave the way for personalized treatment.
Os dados longitudinais são um conjunto de dados que acompanham uma pessoa durante muitos meses ou anos. Atualmente, as decisões médicas baseiam-se com frequência num conjunto limitado de dados, em que só está disponível um vislumbre da história médica duma pessoa para a tomada de decisões. Nesses casos, uma anomalia é detetada, habitualmente. comparando o perfil da saúde da pessoa com o perfil médio da saúde duma população de referência. Os dados longitudinais abrem uma nova dimensão e permitem detetar uma anomalia com base na história médica da própria pessoa. Isso abre o caminho para um tratamento personalizado.
Sounds pretty great, right? Now you will certainly have a question that is something like, "If the technology is as great as he says, then why aren't we using it today?" And the only answer I can give you is: not everything is as easy as it sounds. There are technical challenges, for example. There's the need for extremely reliable sensors that can detect mixtures of volatile organic compounds with sufficient reproducibility. And another technical challenge is this: How do you sample a person's breath in a very defined manner so that the sampling process itself does not alter the result of the analysis? And there's the need for data. Breath analysis needs to be validated in clinical trials, and enough data needs to be collected so that individual conditions can be measured against baselines. Breath analysis can only succeed if a large enough data set can be generated and made available for broad use.
Parece uma coisa boa, não é? Certamente, vocês devem estar a perguntar: "Se essa tecnologia é tão boa como ele diz porque é que não a estamos a usar?" A única resposta que vos posso dar é: nem tudo é tão fácil como prece. Há problemas técnicos, por exemplo. São necessários sensores extremamente fiáveis que consigam detetar misturas de compostos orgânicos voláteis com uma reprodução suficiente. Outro problema técnico é este: Como obter uma amostra do hálito duma pessoa, de um modo definido, de modo a que o próprio processo de amostragem não altere o resultado da análise? Há a necessidade de dados. A análise da respiração precisa de ser validada em testes clínicos, e é preciso recolher dados suficientes para poder medir as situações individuais em relação a linhas de referência. A análise da respiração só pode ter êxito se podermos gerar um enorme conjunto de dados e torná-los disponíveis para uma ampla utilização.
If breath analysis holds up to its promises, this is a technology that could truly aid us to transform our health care system -- transform it from a reactive system where treatment is triggered by symptoms of disease to a proactive system, where disease detection, diagnosis and treatment can happen at early stage, way before any symptoms occur.
Se a análise da respiração cumprir as suas promessas, é uma tecnologia que nos poderá ajudar a transformar o nosso sistema de saúde, a transformá-lo de um sistema reativo — em que o tratamento se segue aos sintomas da doença — para um sistema proativo — em que a deteção da doença, o diagnóstico e o tratamento podem ocorrer numa fase precoce, muito antes de aparecerem quaisquer sintomas.
Now this brings me to my last point, and it's a fundamental one. What exactly is a disease? Imagine that breath analysis can be commercialized as I describe it, and early detection becomes routine. A problem that remains is, in fact, a problem that any screening activity has to face because, for many diseases, it is often impossible to predict with sufficient certainty whether the disease would ever cause any symptoms or put a person's life at risk. This is called overdiagnosis, and it leads to a dilemma. If a disease is identified, you could decide not to treat it because there's a certain probability that you would never suffer from it. But how much would you suffer just from knowing that you have a potentially deadly disease? And wouldn't you actually regret that the disease was detected in the first place?
Isto leva-me ao último ponto que é um ponto fundamental. O que é exatamente uma doença? Imaginem que a análise da respiração pode ser comercializada como a descrevi, e a deteção precoce se torna uma rotina. Mantém-se um problema, que é um problema que qualquer atividade de rastreio tem de enfrentar porque, para muitas doenças, é impossível prever com uma certeza absoluta se essa doença alguma vez causaria quaisquer sintomas ou poria em risco a vida duma pessoa. Chama-se a isto "sobrediagnóstico" e conduz-nos a um dilema. Se identificarmos uma doença podemos decidir não a tratar porque há uma certa probabilidade de nunca virmos a sofrer dela. Mas até que ponto sofreríamos só por saber que temos uma doença possivelmente mortal? Não lamentaríamos ter detetado essa doença?
Your second option is to undergo early treatment with the hope for curing it. But often, this would not come without side effects.
A nossa segunda opção é fazer um tratamento precoce na esperança de a curar. Mas, muitas vezes, esse tratamento tem efeitos colaterais.
To be precise: the bigger problem is not overdiagnosis, it's overtreatment, because not every disease has to be treated immediately just because a treatment is available. The increasing adoption of routine screening will raise the question: What do we call a disease that can rationalize treatment, and what is just an abnormality that should not be a source of concern? My hopes are that routine screening using breath analysis can provide enough data and insight so that at some point, we'll be able to break this dilemma and predict with sufficient certainty whether and when to treat at early stage.
Para explicar melhor: o maior problema não é o sobrediagnóstico, é o sobretratamento, porque nem todas as doenças têm de ser tratadas imediatamente só porque há um tratamento disponível. A adoção crescente dos rastreios de rotina colocam a questão: A que é que chamamos uma doença que pode racionalizar um tratamento e o que é uma anomalia que não justifica uma preocupação? A minha esperança é que os rastreios de rotina que usarem a análise da respiração nos forneçam dados suficientes e uma visão suficiente para que, a determinada altura, possamos ultrapassar este dilema e prever com uma certeza suficiente se e quando fazer um tratamento numa fase precoce.
Our breath and the mixture of volatile organic compounds that we exhale hold tremendous amounts of information on our physiological condition. With what we know today, we have only scratched the surface. As we collect more and more data and breath profiles across the population, including all varieties of gender, age, origin and lifestyle, the power of breath analysis should increase. And eventually, breath analysis should provide us with a powerful tool not only to proactively detect specific diseases but to predict and ultimately prevent them. And this should be enough motivation to embrace the opportunities and challenges that breath analysis can provide, even for people that are not part-time hypochondriacs like me.
A nossa respiração e a mistura dos compostos orgânicos voláteis que exalamos contêm enormes quantidades de informações sobre o nosso estado fisiológico. Com o que sabemos atualmente, só arranhámos a superfície. À medida que reunirmos mais dados e perfis de respiração da população, incluindo todas as variedades de sexos, de idade, de origens e de estilos de vida, o poder da análise da respiração aumentará. Por fim, a análise da respiração fornecer-nos-á um instrumento poderoso não só para detetar proativamente doenças específicas, mas para as prever e, em última análise, para as evitar. Isto devia ser uma motivação suficiente para aproveitar as oportunidades e os desafios que a análise da respiração pode proporcionar mesmo para as pessoas que não sejam hipocondríacas em "part-time", como eu.
Thank you.
Obrigado.
(Applause)
(Aplausos)