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.
Я склонен предполагать худшее. Время от времени эта привычка выходит мне боком. Например, если я ощущаю неожиданную боль в теле, которую не испытывал ранее и не могу описать, моё сознание может превратить напряжение в спине в болезнь сердца, а боль в икроножной мышце — в тромбоз глубоких вен. Но никакой смертельной болезни у меня пока не выявили. Иногда что-то болит по неясным причинам.
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.
Впрочем не всем везёт так, как мне. Ежегодно во всём мире умирает более 50 млн человек. Особенно в странах с развитой экономикой вроде нашей причиной большой доли смертей являются медленно прогрессирующие болезни. Это болезни сердца, хронические болезни лёгких, рак, Альцгеймер, диабет. И это не весь список.
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.
Человечество совершило большой прогресс в диагностике и лечении многих из них. Но мы сейчас на той стадии, когда дальнейшее улучшение здоровья не может быть достигнуто лишь разработкой нового лечения. Это становится понятным, когда мы видим, что объединяет многие эти заболевания: возможность эффективного лечения сильно зависит от того, как быстро оно начато. Но обычно болезнь выявляют, когда появляются симптомы. Проблема в том, что многие болезни могут протекать бессимптомно и не распознаваться в течение длительного периода времени. Поэтому существует постоянная нехватка в новых способах выявления болезней на ранних стадиях, задолго до появления симптомов. В здравоохранении это называется «скрининг».
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.
Всемирная организация здравоохранения определяет скрининг как «предварительное установление нераспознанной болезни у практически здорового человека с помощью тестов, которые могут быть использованы легко и быстро»... Длинное определение, поэтому я повторю: установление нераспознанной болезни у практически здорового человека с помощью тестов, которые можно использовать и быстро, и легко. Хочу подчеркнуть слова «быстро» и «легко», так как многие из существующих методов скрининга прямо противоположны. Те из вас, кто прошёл колоноскопию как часть скрининговой программы рака кишечника, поймут, о чём я.
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.
Безусловно, есть множество медицинских инструментов, доступных для проведения скрининг-тестов. Они варьируются от методов визуализации, таких, как рентген или магнитно-резонансная томография, до анализов крови или тканей. Мы все проходили такие тесты. Но есть одно средство, которое долго недооценивали: легкодоступное средство, в принципе неистощимое и многообещающее для медицинских анализов. И это наше дыхание.
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.
Человеческое дыхание главным образом состоит из пяти компонентов: азот, кислород, углекислый газ, вода, аргон. Но кроме них есть сотни других компонентов, которые присутствуют в очень небольшом количестве. Это летучие органические соединения. Мы испускаем их сотнями, даже тысячами, каждый раз во время выдоха. Анализ летучих органических соединений в дыхании называется анализом дыхания. Я полагаю, что многие из вас уже подвергались анализу дыхания. Представьте, вы едете за рулём домой поздно ночью. Вдруг дружелюбный офицер полиции любезно, но настойчиво просит вас притормозить и подуть в устройство, похожее на это. Это алкотестер, применяемый для измерения концентрации этанола в дыхании. Он определяет, стоит ли садиться за руль в вашем состоянии. Сейчас я вёл машину хорошо, но давайте проверим.
(Beep)
(Гудок)
0.0, so nothing to worry about, all fine.
0,0 — беспокоиться не о чем, всё хорошо.
(Laughter)
(Смех)
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.
Представьте такое же устройство, не только измеряющее уровень алкоголя в дыхании, но и определяющее заболевания, которые я вам показывал, и потенциально намного больше. Принцип соотнесения запаха дыхания с определёнными патологиями берёт начало в Древней Греции. Но только сейчас число научных работ по анализу дыхания резко возросло. И что раньше было мечтой, сейчас становится реальностью. Я снова открою список, показанный ранее. Для большинства болезней из списка имеются существенные научные данные, указывающие на то, что они могут быть обнаружены анализом дыхания.
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.
Но как это работает? Основная часть устройства — это сенсор, определяющий в дыхании летучие органические соединения. Проще говоря, при воздействии на пробу выдыхаемого воздуха сенсор выводит детальный профиль на основе выдыхаемой смеси летучих органических соединений. Этот профиль представляет собой характеристику метаболизма, микробиома и биохимических процессов, происходящих в организме. Если есть заболевание, ваш организм изменится, как и состав выдыхаемого воздуха. Единственное, что остается сделать, — это соотнести конкретный профиль с наличием или отсутствием конкретных медицинских состояний.
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.
Технология обещает несколько неоспоримых преимуществ. Во-первых, сенсор может быть уменьшен и внедрён в карманное устройство, как этот алкотестер. Это позволит использовать тест в различных условиях, даже дома. Поэтому не нужно посещать врача каждый раз для проведения теста.
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.
Во-вторых, анализ дыхания атравматичен и так же прост, как алкотестер. Такая простота и лёгкость применения снижает нагрузку на пациента и обеспечивает стимул для широкого внедрения технологии.
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.
И в-третьих, технология настолько гибкая, что одно устройство может использоваться для определения широкого спектра патологий. Анализ может применяться для скрининга нескольких заболеваний одновременно. Сегодня каждая болезнь требует отдельного медицинского инструмента для выполнения скрининг-теста. И это значит, что вы можете найти только то, что ищете.
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.
Со всеми этими особенностями анализу дыхания будет под силу то, чего не могут делать обычные скрининг-тесты. И самое важное, все эти особенности должны обеспечить нас площадкой для медицинских анализов, способной работать по привлекательно низкой цене за каждый тест. В то время как существующие медицинские инструменты часто приводят к достаточно высокой цене за тест. Чтобы снизить стоимость, количество тестов приходится ограничивать. Это значит, во-первых, что тесты могут использоваться только для ограниченного слоя населения, например людей с высоким риском заболевания. А во-вторых, количество тестов на человека должно свестись к минимуму. Но разве не было бы полезно, если бы тест проводился для большей группы людей, чаще и на протяжении более долгого периода для каждого индивидуально? Тестирование в течение долгого времени даст нам доступ к ценному инструменту под названием «продольные данные».
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.
Продольные данные — это набор данных, отслеживающих одного и того же пациента на протяжении многих месяцев или лет. Сегодня медицинские решения основываются на ограниченном наборе данных, когда лишь беглый взгляд на историю болезни пациента доступен для принятия решения. В таком случае аномалии определяются при сравнении профиля здорового пациента со средним здоровым профилем референтной группы населения. Продольные данные откроют новые возможности и позволят выявлять аномалии, основываясь на истории болезни пациента. Это проложит путь к индивидуальному подходу в лечении.
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.
Звучит здорово, правда? И теперь у вас возникнет вопрос: «Если технология настолько хороша, почему мы её не используем?» Единственный мой возможный ответ: не всё так просто, как кажется. Существуют технические сложности. Необходимы крайне надёжные датчики, способные определить смесь летучих органических соединений с достаточной воспроизводимостью результатов. Другая техническая сложность: как брать пробу дыхания определённым образом, чтобы этот процесс сам по себе не влиял на результат анализа? Также есть потребность в данных. Анализ дыхания необходимо подтвердить клиническими испытаниями. Нужно собрать достаточно данных, чтобы сравнить состояние пациента с нормативами. Анализ дыхания станет успешно применяться, только если будет получен достаточно большой набор данных и он будет доступен для широкого использования.
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.
Если анализ дыхания выдержит испытание, эта технология действительно поможет преобразовать систему здравоохранения. Преобразовать её из реактивной системы, где лечение начинается из-за симптомов болезни, в проактивную систему, когда выявление болезни, диагноз и лечение могут проводиться на ранней стадии, задолго до появления симптомов.
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?
Это подводит меня к последнему, основному вопросу. Что же такое болезнь? Представьте, что анализ дыхания можно вывести на рынок и раннее выявление станет обычной практикой. Остаётся проблема, с которой сталкиваются любые обследования. Для многих заболеваний невозможно предсказать довольно точно, приведёт ли заболевание к симптомам и поставит ли оно жизнь человека под угрозу. Это называется гипердиагностика, и это явление приводит к дилемме. Если заболевание выявлено, вы можете решить не лечиться, поскольку есть определённая вероятность, что оно не приведёт к страданиям. Но насколько вам будет тяжело осознавать, что у вас потенциально смертельная болезнь? Не будете ли вы сожалеть о том, что болезнь вообще была выявлена?
Your second option is to undergo early treatment with the hope for curing it. But often, this would not come without side effects.
Второй вариант — пройти своевременное лечение в надежде на исцеление. Но оно часто вызывает побочные эффекты.
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.
Выражусь точнее: основная проблема не гипердиагностика, а излишнее лечение. Поскольку не каждое заболевание нужно лечить сразу просто потому, что доступно лечение. Более широкое введение регулярного обследования поднимет вопрос: что называть болезнью, требующей лечения, а что есть просто отклонение, не являющееся источником беспокойства. Надеюсь, что регулярное обследование с использованием анализа дыхания сможет обеспечить достаточно данных и сведений, чтобы в какой-то момент разрешить дилемму и предсказать довольно точно, нужно ли раннее лечение, и если нужно, то когда.
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.
Дыхание и летучие органических вещества, что мы выдыхаем, содержат огромное количество информации о нашем физиологическом состоянии. С сегодняшними знаниями мы всё ещё далеки от понимания сути. Как только мы соберём больше данных и характеристик дыхания среди населения, включая людей разного пола, возраста, происхождения и образа жизни, мощность анализа дыхания должна возрасти. В итоге анализ дыхания должен обеспечить нас мощным инструментом не только для упреждающего выявления конкретных заболеваний, но и для прогноза и предотвращения болезни. Это должно быть достаточной мотивацией для принятия всех возможностей и вызовов анализа дыхания. Даже если вы не такие ипохондрики, как я.
Thank you.
Спасибо.
(Applause)
(Аплодисменты)