Čo by váš dych mohol prezradiť o vašom zdraví?

Nie je lepší spôsob, ako zastaviť chorobu, než ju zachytiť a liečiť skôr, než sa vyskytnú príznaky. To je zmyslom medicínskych skríningových techník ako rádiografia, magnetické rezonancie a krvné testy. Je tu však čosi, čoho potenciál pre medicínsku analýzu bol doteraz prehliadaný: váš dych. Technológ Julian Burschka predstavuje najnovšie vedecké poznatky o analýze dychu – skríningu prchavých organických látok vo vydychovanom vzduchu – a vysvetľuje, ako môžu byť použité ako mocný nástroj na detekciu, predikciu a napokon prevenciu chorôb.

Mám tendenciu predpokladať najhoršie

a raz za čas si tento zvyk zo mňa strieľa.

Napríklad keď ucítim
v tele nečakanú bolesť,

ktorú som ešte necítil
a neviem ju priradiť,

moja myseľ zrazu premení
stuhnutý chrbát na chorobu srdca

alebo bolesť lýtkového svalu
na hlbokú žilovú trombózu.

Zatiaľ mi však nediagnostikovali
nič smrteľné či neliečiteľné.

Niekedy, skrátka, človeka
voľačo bolí bezdôvodne.

No nie každý má také šťastie ako ja.

Každý rok zomrie na svete
50 miliónov ľudí.

Obzvlášť vo vysokoprijímových
ekonomikách, akou je i naša,

je veľká časť úmrtí spôsobená
pomaly postupujúcimi chorobami;

chorobami srdca, chronickou chorobou pľúc,
rakovinou, Alzheimerovou chorobou,

cukrovkou a mnohými ďalšími.

Ľudstvo už spravilo obrovský pokrok
v diagnostike a liečbe mnohých z nich.

Ale sme v štádiu, keď ďalšie
napredovanie medicíny

nemožno dosiahnuť
len vývojom nových liečebných postupov.

To je zjavné, akonáhle sa pozrieme na to,

čo majú mnohé z týchto chorôb spoločné:

Pravdepodobnosť úspešnej liečby

silno závisí od toho, kedy liečba začne.

Ale chorobu obvykle rozpoznáme,
až keď sa objavia príznaky.

Problémom je, že mnohé choroby
môžu ostať asymptomatické,

teda neobjavené, po dlhý čas.

Kvôli tomu neustále potrebujeme
nové spôsoby detekcie chorôb

v skorých štádiách,
dlho pred objavením sa príznakov.

V zdravotnítve sa tomu hovorí skríning.

Podľa definície Svetovej zdravotníckej
organizácie je skríning

„predbežná identifikácia
nerozpoznanej choroby

v zdanlivo zdravej osobe

pomocou testov, ktoré možno
aplikovať rýchlo a jednoducho...“

Je to dlhá definícia,
dovoľte mi ju teda zopakovať:

Identifikácia nerozpoznanej choroby

v zdanlivo zdravej osobe

pomocou testov, ktoré možno
aplikovať aj rýchlo, aj jednoducho.

Obzvlášť chcem zdôrazniť
„rýchlo a jednoducho“,

lebo mnohé z existujúcich
skríningových metód

sú presným opakom.

A tí z vás, ktorí boli na kolonoskopii

ako súčasti programu prevencie
rakoviny hrubého čreva,

vedia, o čom hovorím.

Existuje, samozrejme, celá škála
medicínskych nástrojov

na skríningové testy.

Od zobrazovacích techník, ako rádiografia

alebo magnetická rezonancia,

až po rozbor krvi alebo tkaniva.

Všetkým nám robili také testy.

Je tu však čosi, čo bolo dlho prehliadané;

ľahko dostupné, v podstate nevyčerpateľné

a ohromne sľubné
z hľadiska medicínskej analýzy.

Náš dych.

Ľudský dych je v podstate
zložený z 5 zložiek:

dusík, kyslík, oxid uhličitý,
voda a argón.

Ale okrem nich sú v ňom
ešte stovky iných zložiek,

prítomných vo veľmi malom množstve.

Volajú sa prchavé organické zlúčeniny

a vychýchneme ich
zakaždým stovky, ba až tisíce.

Rozbor týchto prchavých
organických zlúčenín

sa nazýva analýza dychu.

Myslím, že mnohí z vás vlastne
analýzu dychu zažili.

Predstavte si, že sa neskoro v noci
vraciate domov autom

a zrazu vás zastaví priateľský policajt

a vyzve vás, slušne ale rázne,

aby ste fúkli do prístroja, ako je tento.

Toto je digitálny detektor alkoholu

používaný na meranie koncentrácie
etanolu vo vašom dychu

a určenie, či je šoférovanie
vo vašom stave dobrý nápad.

Povedal by som,
že som šoféroval dosť dobre,

no overme to.

(píp)

0,0, takže sa netreba
znepokojovať, všetko v poriadku.

(smiech)

Predstavte si teraz takýto prístroj,

ktorý nemeria len množstvo
alkoholu v dychu,

ale odhaľuje choroby
ako tie, čo som vám ukázal,

a potenciálne mnohé ďalšie.

Koncept korelácie pachu ľudského dychu

s niektorými chorobami

pochádza v skutočnosti
už z antického Grécka.

Ale len nedávno sa výskum analýzy
dychu výrazne rozbehol

a to, čo bolo len snom,
sa už stáva realitou.

Pozrime sa ešte raz na tento zoznam.

Pre väčšinu chorôb na ňom
existujú pádne dôkazy,

naznačujúce, že by mohli byť
detegovateľné analýzou dychu.

Ale ako presne to funguje?

Podstatnou súčasťou je senzor,

ktorý deteguje prchavé
organické zlúčeniny v dychu.

Jednoducho, keď je vystavený vzorke dychu,

senzor na výstupe ukáže komplexný obraz,

ktorý je výsledkom zmesi
vydychovaných organických látok.

Tento obraz predstavuje
„odtlačok prsta“ vášho metabolizmu,

vášho mikrobiómu

a biochemických procesov
prebiehajúcich vo vašom tele.

Ak ste chorí, váš organizmus sa zmení

a zloženie vydychovaného vzduchu tiež.

Potom ostáva len korelovať
určitý výstup z prístroja

s prítomnosťou alebo neprítomnosťou
určitých chorôb.

Táto technológia sľubuje
viacero nesporných výhod.

Po prvé, senzor môže byť miniaturizovaný

a integrovaný do malých
vreckových prístrojov

ako tento detektor alkoholu.

To by umožnilo používanie testu
za rôznych okolností,

dokonca i doma,

takže by nebolo potrebné zakaždým
kvôli nemu navštíviť lekára.

Po druhé, analýza dychu nie je invazívna

a môže byť rovnako jednoduchá
ako fúknutie pri meraní alkoholu v dychu.

Takáto jednoduchosť a ľahké používanie
by znížili zaťažovanie pacienta

a podnecovali širšie využívanie
tejto technológie.

A po tretie, táto technológia
je natoľko flexibilná,

že ten istý prístroj by sa dal použiť
na odhalenie širokej škály chorôb.

Analýza dychu by sa dala používať
na hľadanie mnohých chorôb naraz.

Dnes obvykle skríningový test
pre každú chorobu

vyžaduje iný medicínsky nástroj.

To však znamená, že môžete
nájsť iba to, čo hľadáte.

Všetky charakteristické vlastnosti
analýzy dychu ju predurčujú

k prekonaniu schopností
mnohých tradičných skríningových testov.

Všetky jej vlastnosti
by nám mali predovšetkým

umožniť medicínske analýzy
za príťažlivo nízke ceny na jeden test.

Súčasné medicínske nástroje,
naopak, často vedú skôr k vysokej cene

v prepočte na jeden test.

Kvôli obmedzovaniu nákladov
potom treba obmedzovať počet testov,

čo znamená, že po a): testy možno
robiť len obmedzenej časti populácie,

napríklad s vysokým rizikom choroby,

po b): počet testov na osobu
je treba udržiavať na minime.

Nebolo by však prospešné,

ak by sa test robil väčšej skupine ľudí

a každému z nich častejšie
a počas dlhšieho obdobia?

Hlavne to posledné by poskytlo
čosi veľmi cenné,

nazývané longitudinálne údaje.

Longitudinálne údaje sú súborom dát,
ktorý pacienta sleduje

počas mnohých mesiacov či rokov.

Dnes sa medicínske rozhodnutia
často zakladajú na limitovanom

súbore dát, čiže rozhodnutie
sa tak môže opierať

len o letmý pohľad na pacientovu anamnézu.

V takom prípade sa abnormality
obvykle detegujú

vďaka porovnaniu pacientovho
zdravotného profilu

s priemerným zdravotným profilom
referenčnej populácie.

Longitudinálne údaje
by sprístupnili nový rozmer

a umožnili detegovať abnormality

na základe predošlých údajov
samotného pacienta.

Toto vydláždi cestu
personalizovanej liečbe.

Znie to úžasne, však?

Teraz sa budete iste pýtať niečo ako:

„Keď je tá technológia taká skvelá,
ako tvrdí, prečo sa už nepoužíva?“

Jediná odpoveď, čo pre vás mám, je:

Nie všetko je také jednoduché,
ako to znie.

Sú tu, napríklad, technické výzvy.

Potrebujeme extrémne spoľahlivé senzory,

zaznamenívajúce zmesi
prchavých organických zlúčenín

s dostatočnou reprodukovatelnosťou.

Ďalšou technickou výzvou je:

Ako odobrať vzorku dychu
dostatočne definovaným spôsobom,

ktorý neovplyvní výsledok analýzy?

A je tu aj potreba údajov.

Analýzu dychu je potrebné
validovať klinickými hodnoteniami

a je potrebné zozbierať
dostatočne veľa údajov

na meranie jednotlivých chorôb
oproti základným hodnotám.

Analýza dychu môže uspieť,

jedine ak sa vytvorí
dostatočne rozsiahly súbor dát

a ten sa sprístupní širokému využívaniu.

Ak analýza dychu naplní očakávania,

bude technológiou,
ktorá nám skutočne pomôže

transformovať naše zdravotníctvo,

a to z reaktívneho systému,

v ktorom sa liečba spustí
príznakmi choroby,

na proaktívny systém,

v ktorom detekcia,
diagnóza aj liečba choroby

môžu začať v skorom štádiu,
dlho pred prvými príznakmi.

To ma privádza k poslednému bodu,
a ten je zásadný.

Čo presne je choroba?

Predstavte si, že by analýza dychu
bola na trhu v opísanej podobe

a skorá detekcia by sa stala rutinnou.

Zostával by stále problém,
ktorému musí čeliť každý skríning,

pretože pri mnohých chorobách

je často nemožné predvídať
s dostatočnou istotou,

či by daná choroba niekedy
spôsobila nejaké príznaky

alebo ohrozila pacientov život.

Hovorí sa tomu naddiagnostikovanie

a vedie to k dileme,
či sa po identifikovaní choroby

rozhodnúť liečiť ju alebo nie,

pretože je istá pravdepodobnosť,
že by sa u pacienta nerozvinula.

Nakoľko by ste však trpeli,

iba preto, že by ste vedeli, že máte
potenciálne smrteľnú chorobu?

Neľutovali by ste napokon,
že bola vôbec detegovaná?

Druhou možnosťou je podstúpiť skorú liečbu

s nádejou na jej vyliečenie.

To by však často nebolo
bez vedľajších účinkov.

Presnejšie, väčším problémom než
naddiagnostikovanie je zbytočná liečba,

lebo každú chorobu nie je potrebné
hneď liečiť, len kvôli dostupnosti liečby.

Rastúce používanie rutinných
skríningov prinesie otázku:

Čo nazývame chorobou,
ktorá odôvodňuje liečbu,

a čo je len abnormalitou,
ktorá by nemala znepokojovať?

Ja dúfam, že rutinné skríningy
analýzou dychu

poskytnú dostatok údajov
a porozumenia na to,

aby sme raz rozlúskli túto dilemu

a s dostatočnou istotou predvídali,
či a kedy liečiť v skorom štádiu.

Náš dych a zmes prchavých
organických látok, čo vydychujeme,

ukrývajú obrovské množstvo informácií
o našom fyziologickom stave.

Naše porozumenie
je zatiaľ iba v začiatkoch.

Ako zbierame stále viac údajov
a dychových profilov naprieč populáciou,

zahŕňajúcou ľudí rôznych pohlaví, veku,
pôvodu a s rôznym životným štýlom,

schopnosti analýzy dychu by mali stúpať.

Napokon by nám mala umožnosť

nielen proaktívnu detekciu
špecifických chorôb,

ale aj ich predpovedanie
a napokon ich prevenciu.

A toto by malo byť dostatočnou motiváciou

prijať možnosti a výzvy,
ktoré analýza dychu prináša,

dokonca i ľuďom, ktorí nie sú
poloviční hypochondri ako ja.

Ďakujem vám.

(potlesk)