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.
Tôi có xu hướng nghĩ tới điều tồi tệ nhất, và thỉnh thoảng, thói quen này lại trêu đùa tôi. Ví dụ, nếu tôi cảm thấy cơn đau bất ngờ trên cơ thể mà tôi chưa từng trải qua và tôi không thể kết luận, rồi đột nhiên, tâm trí của tôi có thể biến chứng căng thẳng trở lại thành bệnh tim hoặc đau cơ bắp chân thành huyết khối tĩnh mạch sâu. Nhưng đến nay, tôi vẫn chưa được chẩn đoán mắc căn bệnh chết người hay nan y nào. Đôi khi tôi thấy đau mà không có lý do rõ ràng.
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.
Nhưng không phải ai cũng may mắn như tôi. Hàng năm, hơn 50 triệu người chết trên toàn thế giới. Đặc biệt là những nước có thu nhập cao như nước ta, một phần lớn các trường hợp tử vong là do các bệnh tiến triển chậm: bệnh tim, bệnh phổi mãn tính, ung thư, Alzheimer, tiểu đường, đó chỉ là vài ví dụ.
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.
Hiện nay, nhân loại đạt được tiến bộ vượt bậc chẩn đoán và điều trị những bệnh này. Nhưng chúng ta đang ở một giai đoạn mà tiến bộ hơn nữa về sức khỏe không thể đạt được chỉ bằng cách phát triển các phương pháp điều trị mới. Và điều này trở nên rõ ràng khi chúng ta xem xét một khía cạnh mà nhiều người trong số các bệnh có điểm chung: xác suất để điều trị thành công phụ thuộc mạnh mẽ khi bắt đầu điều trị. Nhưng một căn bệnh thường chỉ được phát hiện khi có các triệu chứng. Vấn đề ở đây là, trên thực tế, nhiều bệnh có thể không có triệu chứng, do đó không bị phát hiện, trong một khoảng thời gian dài. Bởi vì điều này, luôn có nhu cầu về những cách thức mới phát hiện bệnh ở giai đoạn đầu, trước khi bất kỳ triệu chứng nào xảy ra. Trong chăm sóc sức khỏe, điều này được gọi là sàng lọc.
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.
Và theo định nghĩa của Tổ chức Y tế Thế giới, sàng lọc là “giả định xác định bệnh không được phát hiện ở một người có vẻ khỏe mạnh, bằng các bài kiểm tra... có thể được áp dụng nhanh chóng và dễ dàng... ” Đó là một định nghĩa dài, vì vậy hãy để tôi lặp lại nó: xác định bệnh không được phát hiện ở một người có vẻ khỏe mạnh bằng các thử nghiệm có thể được áp dụng một cách nhanh chóng và dễ dàng. Và tôi muốn đặc biệt nhấn mạnh các từ “nhanh chóng” và “dễ dàng” bởi vì đang có nhiều phương pháp sàng lọc tồn tại hoàn toàn ngược lại. Và những người trong số các bạn những người đã trải qua nội soi đại tràng như một phần của chương trình sàng lọc cho ung thư đại trực tràng sẽ biết tôi muốn nói gì.
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.
Rõ ràng, có rất nhiều công cụ y tế có sẵn để thực hiện các xét nghiệm sàng lọc. Nó bao gồm các kỹ thuật hình ảnh chẳng hạn như chụp X quang hoặc chụp cộng hưởng từ để phân tích máu hoặc mô. Tất cả chúng ta đều đã có những bài kiểm tra như vậy. Nhưng có một phương tiện lâu nay đã bị bỏ qua: một phương tiện có thể dễ dàng truy cập, luôn sẵn có, và nó hứa hẹn rất nhiều cho việc phân tích y học. Và đó là hơi thở của chúng ta.
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.
Hơi thở của con người về cơ bản là bao gồm năm thành phần: nitơ, oxy, CO2, nước và argon. Nhưng ngoài năm thành phần này, còn có hàng trăm thành phần khác có mặt với số lượng rất thấp. Chúng được gọi là các hợp chất hữu cơ dễ bay hơi, và chúng ta giải phóng hàng trăm, thậm chí hàng nghìn phân tử mỗi khi chúng ta thở ra. Phân tích những biến động này của hợp chất hữu cơ trong hơi thở của chúng ta gọi là phân tích hơi thở. Thực tế, tôi tin rằng nhiều người trong các bạn có kinh nghiệm phân tích hơi thở. Hãy tưởng tượng: bạn đang lái xe về nhà vào đêm muộn, khi đột nhiên, có một cảnh sát thân thiện hỏi bạn một cách tử tế nhưng kiên quyết để kéo qua và thổi vào một thiết bị như thế này. Đây là thiết bị kiểm tra hơi thở có cồn được sử dụng để đo nồng độ ethanol trong hơi thở của bạn và xác định xem có lái xe trong điều kiện của bạn là một ý tưởng thông minh. Bây giờ, tôi muốn nói rằng việc lái xe của tôi khá tốt, nhưng hãy để tôi kiểm tra.
(Beep)
(Tiếng kêu bíp)
0.0, so nothing to worry about, all fine.
0.0, vì vậy không có gì phải lo lắng, tất cả tốt.
(Laughter)
(Cười)
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.
Bây giờ hãy tưởng tượng một thiết bị như thế này, không chỉ đo lường nồng độ cồn trong hơi thở của bạn, nhưng điều đó phát hiện các bệnh như những bệnh tôi đã chỉ cho bạn thấy và có thể còn nhiều bệnh khác. Khái niệm về mối tương quan với mùi hơi thở của một người với một số điều kiện y tế, trên thực tế, có từ thời Hy Lạp cổ đại. Nhưng chỉ gần đây, những nỗ lực nghiên cứu về phân tích hơi thở đã tăng vọt, và những gì đã từng là một giấc mơ giờ đây đã trở thành hiện thực. Và hãy để tôi kéo lại danh sách này mà tôi đã cho bạn thấy trước đó. Đối với phần lớn các bệnh được liệt kê ở đây, có bằng chứng khoa học đáng kể gợi ý rằng bệnh có thể được phát hiện bằng cách phân tích hơi thở.
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.
Nhưng chính xác thì nó hoạt động như thế nào? Phần thiết yếu là một thiết bị cảm biến phát hiện các hợp chất hữu cơ dễ bay hơi trong hơi thở của chúng ta. Nói một cách đơn giản: khi tiếp xúc với mẫu hơi thở, cảm biến xuất ra một ký hiệu phức tạp là kết quả của hỗn hợp các hợp chất hữu cơ dễ bay hơi mà chúng ta thở ra. Bây giờ, ký hiệu này đại diện cho dấu vân tay của quá trình trao đổi chất của bạn, hệ vi sinh vật của bạn và các quá trình sinh hóa xảy ra trong cơ thể bạn. Nếu bạn mắc bệnh, cơ thể bạn sẽ thay đổi, và thành phần của hơi thở thở ra của bạn cũng vậy. Và sau đó điều duy nhất còn lại phải làm là tương quan với một ký hiệu nhất định với sự hiện diện hoặc vắng mặt của một số điều kiện y tế.
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.
Công nghệ này hứa hẹn một số lợi ích không thể phủ nhận. Thứ nhất, cảm biến có thể được thu nhỏ và tích hợp vào các thiết bị cầm tay nhỏ, như máy kiểm tra hơi thở có cồn này. Điều này sẽ cho phép thử nghiệm được sử dụng trong nhiều cài đặt khác nhau và ngay cả ở nhà, để không cần đến phòng khám bác sĩ mỗi khi thực hiện xét nghiệm.
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.
Thứ hai, phân tích hơi thở không xâm lấn và có thể đơn giản như thổi vào máy kiểm tra hơi thở có cồn. Đơn giản như vậy và dễ sử dụng sẽ giảm gánh nặng cho bệnh nhân và cung cấp động cơ để áp dụng rộng rãi công nghệ.
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.
Và thứ ba, công nghệ rất linh hoạt, có thể sử dụng cùng một thiết bị để phát hiện một loạt các tình trạng y tế. Phân tích hơi thở có thể được sử dụng để sàng lọc nhiều bệnh cùng một lúc. Ngày nay, mỗi bệnh thường yêu cầu một công cụ y tế khác nhau để thực hiện xét nghiệm sàng lọc. Nhưng điều này có nghĩa là bạn chỉ có thể tìm thấy những gì bạn đang tìm kiếm.
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.
Với tất cả các tính năng này, phân tích hơi thở có cơ hội để cung cấp những gì nhiều các xét nghiệm sàng lọc còn thiếu. Và quan trọng nhất, tất cả các tính năng này cuối cùng sẽ cung cấp cho chúng tôi một nền tảng để phân tích y tế có thể hoạt động với chi phí hấp dẫn thấp cho mỗi lần thử nghiệm. Ngược lại, các công cụ y tế hiện có thường dẫn đến chi phí khá cao cho mỗi lần xét nghiệm. Sau đó, để giảm chi phí, số lượng thử nghiệm cần được hạn chế, và điều này có nghĩa là (a) các thử nghiệm chỉ có thể được thực hiện trên một phần nhỏ dân số, ví dụ, nhóm dân số có nguy cơ cao; và (b) số lần kiểm tra mỗi người cần được giữ ở mức tối thiểu. Nhưng chắc phải sẽ có lợi nếu thử nghiệm được thực hiện trên một nhóm người lớn hơn, và thường xuyên hơn và trong một thời gian dài hơn thời gian cho mỗi cá nhân? Đặc biệt là phương án sau sẽ cho phép truy cập vào một thứ rất có giá trị được gọi là dữ liệu dọc.
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.
Dữ liệu dọc là tập dữ liệu theo dõi cùng một bệnh nhân trong suốt nhiều tháng hoặc nhiều năm. Ngày nay, các quyết định y tế thường dựa trên một tập dữ liệu hạn chế, chỉ dựa trên một cái nhìn thoáng qua về bệnh sử của bệnh nhân để đưa ra quyết định. Trong trường hợp như vậy, các bất thường thường được phát hiện bằng cách so sánh hồ sơ sức khỏe của bệnh nhân với hồ sơ sức khỏe trung bình của một quần thể tham khảo. Dữ liệu dọc sẽ mở ra một khía cạnh mới và cho phép các bất thường được phát hiện dựa trên tiền sử bệnh của chính bệnh nhân. Điều này sẽ mở đường cho việc điều trị được cá nhân hóa.
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.
Nghe khá tuyệt, phải không? Bây giờ bạn chắc chắn sẽ có một câu hỏi đại loại như: “Nếu công nghệ tuyệt vời như anh nói, tại sao chúng ta không sử dụng nó hôm nay?” Và câu trả lời duy nhất tôi có thể cho bạn là: không phải tất cả mọi thứ đều dễ dàng như vậy. Ví dụ như những thách thức kỹ thuật, cần có các cảm biến cực kỳ đáng tin cậy có thể phát hiện hỗn hợp các hợp chất hữu cơ dễ bay hơi với đủ khả năng tái tạo. Và một thách thức kỹ thuật khác là: Làm thế nào để bạn lấy mẫu hơi thở của một người theo một cách đồng nhất để chính quá trình lấy mẫu không làm thay đổi kết quả phân tích? Và nó cần có dữ liệu. Phân tích hơi thở cần được xác nhận trong các thử nghiệm lâm sàng, và cần thu thập đủ dữ liệu để có thể đo lường các điều kiện riêng lẻ dựa trên các đường cơ sở. Phân tích hơi thở chỉ có thể thành công nếu một tập dữ liệu đủ lớn có thể được tạo ra và sẵn sàng để sử dụng rộng rãi.
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.
Nếu phân tích hơi thở đúng với lời hứa của nó, đây là một công nghệ mà thực sự có thể hỗ trợ chúng ta chuyển đổi hệ thống chăm sóc sức khỏe của mình -- chuyển đổi nó từ một hệ thống phản ứng nơi điều trị được kích hoạt bởi các triệu chứng của bệnh tật thành một hệ thống chủ động, nơi phát hiện bệnh, chẩn đoán và điều trị có thể xảy ra ở giai đoạn đầu, trước khi bất kỳ triệu chứng nào xảy ra.
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?
Bây giờ điều này đưa đến điểm cuối của tôi, và đó là một trong những điều cơ bản. Chính xác thì một căn bệnh là gì? Hãy tưởng tượng rằng phân tích hơi thở có thể được thương mại hóa như tôi mô tả, và việc phát hiện sớm trở thành định kì. Một vấn đề vẫn còn, trên thực tế, một vấn đề mà bất kỳ hoạt động sàng lọc nào cũng phải đối mặt vì, đối với nhiều bệnh, thường không thể dự đoán một cách chắc chắn liệu căn bệnh này có gây ra bất kỳ triệu chứng nào hoặc gây nguy hiểm đến tính mạng của một người hay không. Đây được gọi là chẩn đoán quá mức, và nó dẫn đến một tình thế tiến thoái lưỡng nan. Nếu một căn bệnh được xác định, bạn có thể quyết định không điều trị vì có một xác suất nhất định là bạn sẽ không bao giờ mắc phải căn bệnh này. Nhưng bạn sẽ đau khổ đến mức nào khi biết mình có khả năng mang một căn bệnh nguy hiểm chết người? Và bạn sẽ không thực sự hối tiếc vì căn bệnh này đã được phát hiện ngay từ đầu chứ?
Your second option is to undergo early treatment with the hope for curing it. But often, this would not come without side effects.
Lựa chọn thứ hai của bạn là điều trị sớm với hy vọng chữa khỏi. Nhưng thường thì điều này sẽ không đến mà không có tác dụng phụ.
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.
Để được chính xác: vấn đề lớn hơn không phải là chẩn đoán quá mức, đó là sự điều trị quá mức, bởi vì không phải tất cả bệnh phải được điều trị ngay lập tức chỉ vì sẵn có một phương pháp điều trị. Việc ngày càng áp dụng sàng lọc định kỳ gia tăng sẽ đặt ra câu hỏi: như thế nào được gọi là một căn bệnh cần điều trị, và thế nào chỉ là tình trạng bất thường chứ không đáng lo ngại? Hy vọng của tôi là kiểm tra định kỳ bằng cách sử dụng phân tích hơi thở có thể cung cấp đủ dữ liệu và thông tin chi tiết để tại một thời điểm nào đó chúng ta sẽ có thể phá vỡ tình thế tiến thoái lưỡng nan này và dự đoán đủ chắc chắn có nên điều trị ở giai đoạn đầu hay không và khi nào.
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.
Hơi thở của chúng ta và hỗn hợp các hợp chất hữu cơ dễ bay hơi mà chúng ta thở ra chứa một lượng lớn thông tin về tình trạng sinh lý của chúng ta. Với những gì chúng ta biết ngày nay, chúng ta chỉ mới làm xước bề mặt. Khi chúng tôi thu thập ngày càng nhiều dữ liệu và hồ sơ hơi thở trên toàn bộ dân số, bao gồm tất cả các loại giới tính, tuổi tác, nguồn gốc và lối sống, sức mạnh của phân tích hơi thở nên tăng lên. Và cuối cùng, phân tích hơi thở nên cung cấp cho chúng ta một công cụ mạnh mẽ không chỉ để chủ động phát hiện bệnh cụ thể mà còn dự đoán và cuối cùng là phòng tránh. Và đây sẽ là động lực đủ để nắm lấy cơ hội và những thách thức mà phân tích hơi thở có thể cung cấp, ngay cả với những người không mắc chứng nghi bệnh bán thời gian như tôi.
Thank you.
Xin cảm ơn.
(Applause)
(Vỗ tay)