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.
En kötüsünü düşünmeye meyilim var, bazen bu durum bana oyunlar oynar. Örneğin vücudumda daha önce yaşamadığım ve adlandıramadığım beklenmedik bir acı hissedersem bir anda beynim sırtımdaki sertliği, kalp rahatsızlığına veya baldır kası ağrısını, derin damar trombozuna dönüştürebilir. Ama bana şimdiye kadar ölümcül veya devasız bir hastalık teşhisi konmadı. Bazen bazı şeyler sebepsiz de ağrıyabiliyor.
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.
Ama herkes benim kadar şanslı değil. Her yıl, dünya genelinde 50 milyondan fazla insan ölüyor. Özellikle bizimki gibi yüksek gelirli ekonomilerde, ölümlerin büyük bir kısmı yavaş ilerleyen hastalıkladan kaynaklanıyor: kalp rahatsızlığı, kronik akciğer hastalığı, kanser, Alzheimer, diyabet bunlardan birkaçı.
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.
Artık insanlık teşhis koymada ve çoğunun tedavisinde büyük bir gelişmeler katetti. Ama sağlıkta daha da ilerlemeye sadece yeni tedaviler geliştirmekle ulaşılamayacağı bir evredeyiz. Bu hastalıkların çoğunda olan ortak noktaların bir yönüne baktığımızda bu durum belirginleşir: başarılı bir tedavi ihtimali büyük ölçüde tedavinin ne zaman başladığına bağlıdır. Ama hastalıklar ancak semptomlar ortaya çıktıktan sonra tespit edilir. Aslında buradaki sorun birçok hastalığın semptomsuz kalabilmesi, sonuç olarak da uzun bir süre belirlenememesi. Bu yüzden hastalıkları semptomlar belli olmadan çok önce, erken safhada belirlemek için yeni yollara duyulan ihtiyaç gittikçe artıyor. Sağlık hizmetlerinde buna tarama denir.
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.
Dünya Sağlık Örgütü'nün tanımladığına göre, tarama, görünüşte sağlıklı bir insanda bilinmeyen bir hastalığın, hızlı ve kolay uygulanabilen testler yoluyla varsayımsal olarak tanımlanmasıdır. Çok uzun bir tanım o yüzden tekrar edeyim: Görünüşte sağlıklı bir insanda bilinmeyen bir hastalığın hızlı ve kolay uygulanabilen testler yoluyla varsayımsal olarak tanımlanması. "Hızlı" ve "kolay uygulanabilen" kelimelerini vurgulamak istiyorum çünkü mevcut tarama yöntemlerinin birçoğu bunun tam tersi. Kolorektal kanser için yapılan taramanın bir parçası olan kolonoskopiyi yaptıranlar neyi kastettiğimi anlayacaklardır.
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.
Tabii ki tarama testlerini gerçekleştirmek için çeşitli araçlar halihazırda var. Bu radyografi gibi görüntüleme tekniklerinden ya da manyetik rezonans görüntülemesiden kan veya doku analizine kadar çeşitlilik gösterir. Hepimiz böyle testleri yaptırdık. Ama şimdiye kadar gözden kaçırılmış bir araç var: kolaylıkla ulaşılabilecek bir araç temel olarak asla tükenmeyen ve tıbbi analizlerde önemli derecede umut vadeden. Bu araç bizim nefesimiz.
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.
İnsan nefesi özünde 5 bileşenden oluşur: nitrojen, oksijen, karbondioksit, su ve argon. Ancak bu beşinin yanında, çok düşük miktarlarda bulunan yüzlerce başka bileşen de var. Bunlara uçucu organik bileşenler denir ve yüzlerce hatta binlercesini her nefes verişimizde serbest bırakıyoruz. Nefesimizdeki bu uçucu organik bileşenlerin analizine nefes analizi denir. Aslına bakarsanız birçoğunuzun çoktan nefes analizini yaşadığına eminim. Hayal edin: gece arabayla eve gidiyorsunuz, aniden size nazikçe ama aynı zamanda sertçe kenara çekip bunun gibi bir alete üflemenizi isteyen cana yakın bir polis memuru beliriyor. Bu, nefesinizdeki etanol yoğunluğunu ölçen ve bu halde araba kullanmanın iyi bir fikir olup olmadığına karar veren bir alkol ölçerdir. Araba kullanışım çok iyiydi diyebilirim ama yine de kontrol edelim.
(Beep)
(Bip)
0.0, so nothing to worry about, all fine.
0.0 yani endişelenecek bir şey yok, her şey yolunda.
(Laughter)
(Kahkaha)
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.
Şimdi bunun gibi bir cihaz düşünün, nefesinizdeki alkol miktarını ölçmekle kalmayıp bunun yanı sıra sizlere gösterdiğim hastalıkları ve hatta daha fazlasını tespit ediyor. Bir kişinin nefesindeki kokuyla sağlık durumlarını bağdaştırma kavramı aslında Antik Yunan'a kadar dayanıyor. Fakat daha yeni yeni, nefes analizi araştırmalarında bir sıçrama görülüyor ve bir zamanlar hayal olan şeyler şimdi gerçeğe dönüşüyor. Önceden gösterdiğim listeyi tekrar açayım. Burada listelenen hastalıkların çoğu için nefes analiziyle tespit edilebileceğini ileri süren önemli bilimsel kanıtlar var.
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.
Peki bu tam olarak nasıl çalışıyor? Esas gerekli kısım nefesteki uçucu organik maddeleri tespit eden sensör cihazıdır. Daha basitçe anlatacak olursam: nefes örneği üflenen sensör, verdiğimiz nefesteki uçucu organik maddelerin karışımını gösteren karmaşık bir sinyal veriyor. Yani bu sinyal, metabolizmanızın bir parmak izini temsil ediyor, mikrobiyomunuzun ve vücudunuzda meydana gelen biyokimyasal işlemlerin. Bir hastalığınız varsa, organizmanız da değişecektir, sonuç olarak da nefesinizin niteliği de değişecektir. Geride yapılması gereken tek şey belirli sinyalleri, belirli tıbbi durumların varlığıyla veya yokluğuyla bağdaştırmaktır.
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.
Bu teknoloji birçok inkar edilemeyecek fayda vadediyor. İlki, sensörün küçültülüp küçük, elde tutulabilen cihazlara yerleştirilebilmesi, bu alkol ölçer gibi. Bu, testin birçok farklı yerde yapılmasına olanak sağlar hatta evde bile, böylece her test yapılması gerektiğinde doktora gitmeye gerek kalmaz.
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.
İkincisi, nefes analizi invazif değildir, alkol ölçere üfler gibi kolayca yapılabilir. Böyle bir basit ve kolay kullanım hastanın üzerindeki yükünü azaltır ve bu teknolojiyi sahiplenmeye bir teşvik sağlar.
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.
Üçüncüsü, teknoloji o kadar esnektir ki aynı cihaz geniş bir yelpazedeki tıbbi durumları tespit etmede kullanılabilir. Nefes analizi birden fazla hastalığı aynı anda belirlemek için kullanılabilir. Bugünlerde her bir hastalığın testi için farklı bir tıbbi malzeme gerekiyor. Ama bunun anlamı da "sadece aradığın şeyi bulabilirsin" oluyor.
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.
Bütün bu özellikleriyle nefes analizinin, birçok geleneksel tarama testlerinin eksiklerini kapatması kaçınılmazdır. En önemlisi, bütün bu özellikler nihayetinde bize tıbbi analizler için cazip derecede düşük maliyetle işleyebilen bir platform sağlayacaktır. Bunun aksine, halihazırdaki tıbbi malzemeler test başına maliyetleri çok arttırabiliyor. Bu durumda, maliyeti düşük tutmak için testlerin sayısının sınırlandırılması gerekiyor ki bu da şu anlama geliyor: (a) testlerin sadece yüksek riskli hastalar gibi daha dar bir kitleye uygulanmasına, (b) kişi başına yapılacak testlerin en az seviyede tutulması gerektiğine. Ama testler daha geniş bir kitleye, daha sık ve her birey için daha uzun süre uygulansa daha yararlı olmazlar mı? Özellikle ikincisi, boylamsal veri denilen çok değerli bir şeye erişim sağlardı.
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.
Boylamsal veri, uzun aylar ya da yıllar boyunca aynı hastayı takip eden veri kümesidir. Günümüzde, tıbbi kararlar genelde hastanın tıbbi geçmişine sadece küçük bir bakış atan sınırlı bir ver kümesine dayanıyor. Böyle bir durumda, anormallikler hastanın sağlık profilinin, referans alınan kitlenin ortalama sağlık profili ile karşılaştırılması ile tespit ediliyor. Boylamsal veri yeni bir boyut açıp anormalliklerin hastanın kendi tıbbi geçmişine dayanarak tespit edilmesine olanak sağlıyor. Bu kişiselleştirilmiş tedavinin önünü açacaktır.
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.
Kulağa çok hoş geliyor öyle değil mi? Şimdi aklınıza şunun gibi bir soru kesin gelecektir, "Bu teknoloji dediği kadar iyiyse, o zaman neden bugün kullanmıyoruz?" Size verebileceğim tek cevap: her şey söylenildiği kadar kolay değil. Örneğin bazı teknik zorluklar var. Uçucu organik bileşenlerin karışımlarını tespit edip, sonuçları yeterince tekrar edebilecek son derece güvenilir sensörlere ihtiyaç var. Bir diğer teknik zorluk; Bir nefes örneği alma işleminin kendisi analiz sonuçlarını değiştirmeden çok belirli bir şekilde nasıl alınacağıdır. Tabii bir de veri ihtiyacı var. Nefes analizinin klinik deneylerde doğrulanması gerekiyor ve bireylerin durumlarını bir referansla karşılaştırabilecek kadar yeterli verinin toplanması gerekiyor. Nefes analizi, ancak yeteri kadar büyük bir veri seti oluşturulabilir ve geniş kullanıma açık hale getirilebilirse başarılı olur.
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.
Eğer nefes analizi vadettiklerini yerine getirirse, bu teknoloji bizlere sağlık sistemimizi dönüştürmemize -- tedavinin, hastalık semptomlarıyla başladığı reaktif bir sistemden, hastalığın semptomlar başlamadan çok önce, tespiti, teşhisi ve tedavisinin yapılabildiği proaktif bir sisteme dönüştürmemize imkan sağlayacaktır.
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?
Bu beni son konuma getiriyor ve bu temel bir konu. Hastalık dediğimiz tam olarak nedir? Nefes analizinin tam açıkladığım gibi ticarileştirildiğini düşünün ve erken teşhisin bir rutin haline geldiğini. Süregiden sorun, birçok tarama faaliyetinin karşı karşıya kaldığı bir sorun, çünkü, birçok hastalık için, hastalığın herhangi bir semptom gösterip göstermeyeceğini veya birinin hayatını tehlikeye atıp atmayacağını yeterli kesinlikle tahmin edebilmek genellikle imkansızdır. Buna "fazla tanı konması" deniyor ve bir ikileme yol açıyor. Eğer bir hastalık tanımlanmışsa onu tedavi etmeme kararı verebilirsiniz çünkü bu hastalığın sizde herhangi bir sıkıntı yaratmama ihtimali vardır. Ama ölümcül bir hastalığınızın olduğunu bilmek sizde nasıl bir sıkıntı yaratır? Bu hastalığın teşhis edilmesinden pişman olmaz mısınız?
Your second option is to undergo early treatment with the hope for curing it. But often, this would not come without side effects.
İkinci seçeneğiniz; iyileşme ümidiyle erken tedaviye başlamaktır. Ama bu genellikle yan etkisiz olmaz.
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.
Kesin olmak gerekirse: esas büyük problem fazla tanı konması değil, aşırı tedavidir, çünkü her hastalık sırf tedavisi var diye anında tedavi edilmek zorunda değildir. Rutin taramaların artan popülaritesi şu soruyu uyandırır: Tedaviyi mantıklı hale getiren hastalığa ne denir ve endişelenmeyi gerektirmeyen anormallik nedir? Umutlarım, nefes analizi kullanan rutin taramaların artık bir noktada erken safhada tedavi olmalı ya da olmamalı mıyız ya da ne zaman olmalıyız ikilemi kırabilmemiz için yeterli veri ve içgörü sağlayabilmesinden yanadır.
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.
Verdiğimiz nefes ve içerisindeki uçucu organik bileşenler fizyolojik durumumuz hakkında çok büyük miktarda bilgi taşıyor. Bugün bildiklerimizle, sadece yüzeyi kaşıdık. Daha çok veri ve toplumun cinsiyet, yaş, köken ve hayat tarzını içeren, nefes profillerini topladıkça nefes analizinin gücü artacaktır. Önünde sonunda, nefes analizi sadece belirli hastalıkları proaktif şekilde belirlemek için değil aynı zamanda onları tahmin edip ve -sonuç olarak- önleyecek güçlü bir araç olacaktır. Bu, benim gibi yarı-zamanlı olmayan hastalık hastaları için bile nefes analizinin sağlayabileceği fırsatlar ve zorlukları kucaklamak için yeterli bir motivasyon olmalıdır.
Thank you.
Teşekkürler.
(Applause)
(Alkış)