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 uma tendência de presumir o pior e, de vez em quando, esse hábito me prega uma peça. Por exemplo, se sinto uma dor inesperada que nunca senti antes e não sei explicar, de repente, transformo uma dor nas costas em uma doença cardíaca ou uma dor muscular em uma trombose venosa profunda. Mas, até agora, nunca me diagnosticaram qualquer doença mortal ou incurável. Às vezes, a dor não tem 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 todos têm tanta sorte quanto eu. Todos os anos, morrem mais de 50 milhões de pessoas no mundo. Especialmente em economias de altos rendimentos como a nossa, a maioria das mortes é causada por doenças de progressão lenta: doenças cardíacas, doenças pulmonares crônicas, câncer, Alzheimer, diabetes, só para mencionar 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 novos avanços na saúde não podem ser alcançados apenas com novos tratamentos. Isso se torna evidente quando analisamos um aspecto que muitas dessas doenças têm em comum: a probabilidade de um tratamento eficaz depende muito de quando o tratamento é iniciado. Mas uma doença geralmente só é detectada quando aparecem os sintomas. O problema é que muitas doenças podem permanecer assintomáticas e, portanto, não detectadas por muito tempo. Por isso, há uma necessidade permanente de novas maneiras de detectar uma doença na fase inicial, muito antes do aparecimento de quaisquer sintomas. Na assistência médica, isso é chamado de check-up.
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 da Saúde, o check-up é "a identificação presumível de uma doença não reconhecida em uma pessoa aparentemente saudável, por meio de exames, que podem ser realizados de modo rápido e fácil". É uma definição longa, por isso, vou repetir: "identificação presumível de uma doença não reconhecida em uma pessoa aparentemente saudável, por meio de exames, que podem ser realizados de modo rápido e fácil". Quero dar ênfase especial às palavras "rápido" e "fácil" porque muitos dos métodos de check-up existentes são exatamente o oposto. Quem já fez uma colonoscopia no check-up para detectar câncer colorretal, sabe o que 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 a realização de check-ups: desde diagnósticos por imagem, como radiografia ou ressonância magnética, até exame de sangue ou tecidos. Todos nós já fizemos esses exames. Mas há um meio, há muito tempo negligenciado, facilmente acessível, inesgotável e que reserva uma promessa enorme para as análises médicas: 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: nitrogênio, oxigênio, dióxido de carbono, água e árgon. Mas, além deles, há centenas de outros componentes presentes em quantidades muito baixas. São chamados de compostos orgânicos voláteis, e liberamos centenas, ou até milhares deles, toda vez que expiramos. A análise desses compostos em nosso hálito chama-se análise do hálito. Acredito que muitos de vocês já fizeram essa análise. Imagine que você está dirigindo para casa, tarde da noite, quando, de repente, um policial simpático pede a você, de maneira gentil, mas firme, que pare o carro e sopre em um aparelho como este. É um bafômetro, usado para medir a concentração de álcool em nosso hálito e determinar se dirigir em nossa condição é uma boa ideia. Eu diria que estava dirigindo muito bem, mas vou verificar.
(Beep)
(Bipe)
0.0, so nothing to worry about, all fine.
Deu 0,0; então, nada com que me preocupar; 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 só mede os níveis de álcool em nosso hálito, mas também detecta doenças como as que vimos e, possivelmente, muitas mais. O conceito de correlacionar o cheiro do hálito de uma pessoa a determinadas condições médicas, de fato, tem origem na Grécia Antiga. Mas só recentemente os esforços de pesquisa na análise do hálito aumentaram vertiginosamente. O que antes era um sonho está se tornando realidade. Vou apresentar de novo esta lista que mostrei anteriormente. Para a maioria das doenças aqui listadas, há provas científicas substanciais que sugerem que a doença pode ser detectada por meio da análise do hálito.
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.
Mas como funciona exatamente? A parte essencial é um sensor que detecta os compostos orgânicos voláteis em nosso hálito. Ou seja, quando exposto a uma amostra do hálito, o sensor produz uma assinatura complexa que resulta da mistura desses compostos que exalamos. Essa assinatura representa uma impressão digital de nosso metabolismo, nosso microbioma e os processos bioquímicos que ocorrem em nosso corpo. Se você tem uma doença, seu organismo se altera, e o mesmo acontece com a composição de sua expiração. Depois só nos resta correlacionar uma determinada assinatura à presença ou ausência de determinadas condições 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 vários benefícios inegáveis. Primeiro, o sensor pode ser miniaturizado e integrado em pequenos aparelhos portáteis, como este bafômetro. Isso permite que o teste seja usado em muitos contextos diferentes, até mesmo em casa. Assim não será necessário ir ao consultório médico sempre que for 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 do hálito não é invasiva e pode ser tão simples quanto soprar em um bafômetro. Essa simplicidade e facilidade de uso pode reduzir o ônus do paciente e fornecer um incentivo para 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 detectar uma ampla série de condições médicas. A análise do hálito pode ser usada para monitorar muitas doenças ao mesmo tempo. Atualmente, cada doença exige um instrumento médico diferente para realizar um check-up. 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 essas características, a análise do hálito está predestinada a proporcionar o que falta em muitos check-ups tradicionais. O mais importante é que todas essas características acabam nos fornecendo uma plataforma para análises médicas que pode funcionar a um baixo custo atrativo por exame. Pelo contrário, os instrumentos médicos existentes levam muitas vezes a um alto custo por exame. Por isso, a fim de reduzir os custos, é preciso restringir a quantidade de exames. Isso significa, por um lado, que os exames só podem ser realizados em uma pequena parte da população, por exemplo, a de alto risco; e, por outro, que a quantidade de exames por pessoa tem que ser mantida ao mínimo. Mas será que não seria benéfico se o exame fosse realizado em um grupo maior de pessoas, com mais frequência, e por um período de tempo maior para cada pessoa? Isso daria acesso a algo valioso chamado 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.
Dados longitudinais são um conjunto de dados que faz o acompanhamento do paciente durante muitos meses ou anos. Atualmente, as decisões médicas baseiam-se com frequência em um conjunto limitado de dados, que disponibiliza apenas uma visão rápida do histórico médico de um paciente para a tomada de decisões. Nesses casos, anomalias geralmente são detectadas comparando-se o perfil da saúde do paciente com o perfil médio da saúde de uma população de referência. Os dados longitudinais apresentam uma nova dimensão e permitem detectar anomalias com base no próprio histórico médico do paciente. Isso abre 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 ótimo, não é mesmo? Com certeza, vocês devem estar se perguntando: "Se a tecnologia é tão ótima como ele diz, por que não a estamos usando?" A única resposta que posso lhes dar é que nem tudo é tão fácil como parece. Há desafios técnicos, por exemplo: são necessários sensores extremamente confiáveis capazes de detectar misturas de compostos orgânicos voláteis com reprodutibilidade suficiente. Outro desafio técnico é: como obter uma amostra do hálito de uma pessoa, de modo muito definido, para que o processo de amostragem em si não altere o resultado da análise? Há a necessidade de dados. A análise do hálito precisa ser validada em testes clínicos, e é preciso coletar dados suficientes para que condições individuais possam ser medidas em relação a linhas de referência. A análise do hálito só poderá ter êxito se um conjunto de dados extenso o bastante puder ser gerado e disponibilizado para 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 do hálito mantiver a promessa, será uma tecnologia capaz de nos ajudar a transformar nosso sistema de saúde de um sistema reativo, em que o tratamento tem início pelos sintomas da doença, para um sistema proativo, em que a detecção, o diagnóstico e o tratamento da doença podem ocorrer na fase inicial, muito antes do aparecimento de 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?
Isso me traz à minha última questão fundamental: "O que é exatamente uma doença?" Imaginem que a análise do hálito possa ser comercializada como a descrevi, e que a detecção precoce torne-se uma rotina. Permanece um problema que qualquer check-up tem que enfrentar, porque, para muitas doenças, é muitas vezes impossível prever, com bastante certeza, se essa doença irá causar quaisquer sintomas ou colocar em risco a vida de uma pessoa. Isso se chama sobrediagnóstico, e nos leva a um dilema. Se uma doença for identificada, você pode decidir não tratá-la, porque há uma certa probabilidade de que nunca sofrerá dela. Mas até que ponto você sofreria só de saber que tem uma doença possivelmente mortal? E não se lamentaria se essa doença não tivesse sido detectada antes?
Your second option is to undergo early treatment with the hope for curing it. But often, this would not come without side effects.
Nossa segunda opção é fazer um tratamento precoce na esperança de curá-la. 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 ser preciso: o maior problema não é o sobrediagnóstico; é o sobretratamento, porque nem toda doença tem que ser tratada imediatamente só porque há um tratamento disponível. A adoção crescente dos check-ups de rotina levanta a questão: "O que chamamos de doença, que pode justificar o tratamento, e o que é apenas uma anomalia, que não deveria ser uma preocupação?" Minha esperança é que os check-ups de rotina que usarem a análise do hálito possam fornecer discernimento e dados suficientes para que, em algum momento, possamos acabar com esse dilema e prever com bastante certeza se e quando faremos um tratamento na fase inicial.
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.
Nosso hálito e a mistura dos compostos orgânicos voláteis que exalamos contêm enormes quantidades de informações sobre nosso estado fisiológico. Com o que sabemos atualmente, nós apenas arranhamos a superfície. À medida que reunirmos mais dados e perfis de hálito da população, incluindo todas as variedades de sexo, idade, origem e estilos de vida, o poder da análise do hálito deve aumentar. Por fim, a análise do hálito deve nos fornecer um instrumento poderoso não só para detectar proativamente doenças específicas, mas para prevê-las e, enfim, evitá-las. Isso deve ser uma motivação suficiente para aproveitar as oportunidades e os desafios que a análise do hálito pode proporcionar, mesmo para quem não seja hipocondríaco de meio período, como eu.
Thank you.
Obrigado.
(Applause)
(Aplausos)