Framtidens patient

Internetpionjären Larry Smarrs strävan att kvantifiera allt om hans hälsa ledde honom till en häpnadsväckande upptäckt, ett ovanligt samarbete med sin läkare och mer kontroll över sitt liv. Förbi

• Jon Cohen arkivsida

21 februari 2012

År 2000, när Larry Smarr lämnade sitt jobb som chef för ett berömt superdatorcenter i Illinois för att starta ett nytt institut vid University of California, San Diego och University of California, Irvine, ägnade han sällan uppmärksamhet åt sin badrumsvåg. Han drack regelbundet Cola, tillsatte socker till sitt kaffe och njöt av Big Mac Combo Meals med sina barn på McDonald's. Träningen bestod av en och annan vandring eller en tur på en stillastående cykel. I Illinois sa de: 'Vi vet vad som kommer att hända när du åker ut till Kalifornien. Du kommer att börja äta ekologisk mat och skaffa en blond tränare och få en bubbelpool, minns Smarr, som skrattade bort förutsägelserna. Självklart gjorde jag alla tre.

Smarr, som leder California Institute for Telecommunications and Information Technology i La Jolla, tappade från 205 till 184 pund och är nu en vältränad 63-åring. Men hans förvandling överskrider hans vanliga träningsprogram och noggrant skötta diet: han har blivit en affischman för framtidens medicinska strategi. Under det senaste decenniet har han samlat så mycket information han kan om sin kropp och sedan använt den informationen för att förbättra sin hälsa. Och han har åstadkommit något som få personer i framkanten av den kvantifierade självrörelsen har haft möjlighet att göra: han hjälpte till att diagnostisera uppkomsten av en kronisk sjukdom i hans kropp.

Den här historien var en del av vårt marsnummer 2012

• Se resten av frågan
• Prenumerera

Liksom många självkvanter har Smarr på sig en Fitbit för att räkna varje steg, en Zeo för att spåra hans sömnmönster och en Polar WearLink som låter honom reglera sin maxpuls under träning. Han betalade 23andMe för att analysera hans DNA för sjukdomskänslighet. Han använder regelbundet en tjänst som tillhandahålls av Your Future Health för att få blod- och avföringsprover analyserade för biokemikalier som intresserar honom mest. Men en kritisk färdighet skiljer Smarr från den växande skaran digitaliserade patienter som dyker upp på läkarmottagningen med megabyte av sina egna biofluktuationer: han har en enastående förmåga att fiska signaler från brus i komplexa datamängder.

Utöver sitt banbrytande datavetenskapliga arbete – han förespråkade antagandet av ARPAnet, en tidig version av internet, och studenter vid hans University of Illinois center utvecklade Mosaic, den första allmänt använda webbläsaren – tillbringade Smarr 25 år som astrofysiker med fokus på relativitetsteori. Det gav honom expertis att kartlägga flera av hans biomarkörer över tiden och sedan överlappa de longitudinella graferna för att övervaka allt från immunstatusen hos hans tarm och blod till funktionen hos hans hjärta och tjockleken på hans artärer. Hans noggrant insamlade och organiserade data hjälpte läkare att upptäcka att han har Crohns, en inflammatorisk tarmsjukdom.

Jag har ulcerös kolit, en kusin till Crohns, och jag är fascinerad av vad Smarr kallar sin deckare. Hans undersökning av hans kropp har utvecklats till ett nytt samarbete med en ledande gastroenterolog för att bättre förstå och behandla hans sjukdom, och kanske till och med hjälpa andra som jag. Men jag är också en sjukdomstrött skeptiker. Efter 22 år av att träffa specialister, uthärda ett antal tester, avkoda den komplexa medicinska litteraturen och pröva en mängd olika ingripanden, har jag inte haft någon lycka med att avvärja bloss och bara blygsam framgång med att kontrollera dem med trubbiga läkemedel. Precis som andra som har kroniska sjukdomar är jag akut känslig för falskt hopp. Jag har upprepade gånger blivit förbryllad över förloppet min sjukdom tar och grundligt förvirrad av tester som är avsedda att klargöra mitt tillstånd.

När jag först träffar Smarr och han ger mig en rundtur i sitt institut, allmänt känt som Calit2, säger jag till honom att jag har svårt att skilja löfte från hype, och noterar att hans strävan har alla fallgropar n = 1 experiment – ​​ett test där endast en person är föremål. Varje störning börjar med en n av 1, svarar han.

Smarr har ett standardkontor på sidan av en elegant sexvåningsbyggnad, men mycket av hans våning liknar en hip arkitektbyrå. Arbetsstationer sicksackar över ett stort utrymme som har exponerade ventilationsrör och elektriska ledningar i det nakna taket. Hans chefsassistent, som bor nära San Francisco, pratar med kollegor via Skype och en dedikerad datorskärm. Tvärs över rummet är stolar arrangerade framför en vägg av 30-tumsskärmar staplade fem höga och 14 breda, med totalt 286,7 miljoner pixlar som samtidigt kan visa dussintals hjärnskanningar eller stjärnorna i en galax.

Även om han inte har något eget laboratorium visar han upp projekten på Calit2 som om vart och ett var ett av hans barn. Labben undersöker allt från maskinuppfattning och spelkultur till integrerade nanosensorer och 3D virtuell verklighet. En, som Smarr nyligen använde för att bestämma sin maximala syreförbrukning och maximala hjärtfrekvens, studerar sätt att förbättra individens och befolkningens hälsa. En annan forskar om digitalt aktiverad genomisk medicin - en blandning av självkvantifieringsenheter med trådlös teknologi och DNA-data.

Platsen får min fantasi att dansa. Det gör också Smarrs medicinska undersökning av sin egen kropp. Han vill inte bara övertyga andra om att de i grunden kan förändra relationen mellan patient och läkare och förvandla läkare till partner, utan han kommer också att offentliggöra sina biodata i hopp om att samla information som kommer att leda till nya insikter om de svårfångade kopplingarna mellan DNA-sekvenser , biomarkörer och sjukdomar. Jag köper snart in i hans vision och ger mig i kast med en närmare undersökning av min egen sjukdom, vilket åtminstone gör att jag är uppgiven.

MYSTERIET LÖST

Larry Smarr snubblade in i sin roll som proselytör för digitalisering och sedan crowdsourcing av medicin; han betonar att han till sin natur är en reserverad och privat person. Han är född och uppvuxen i Columbia, Missouri, där hans föräldrar drev en blomsteraffär från hemkällaren. En av hans största passioner är den tysta, ensamma odlingen av den mest petiga och känsliga växten, orkidén. Ändå ångrar han inte att han gick ut offentligt i skrifter och samtal med extremt intima detaljer om sin kropp. De flesta tror att jag är galen, säger han. Men som ett resultat av hans uppriktighet har många människor kontaktat honom, säger han, och han visar mig hur en Google-sökning på hans namn nu drar upp artiklar om hans kvantifierade hälsouppdrag före allt annat han har publicerat i sin framstående karriär.

Smarr säger att han kom ut som ett kvantifierat jag efter att han talade vid ett tekniktoppmöte i maj 2010. En session med titeln BioNanoInfo Technology: The Big Challenges presenterade honom i en panel med Leroy Hood, en av grundarna av Institute for Systems Biology i Seattle och en av uppfinnarna av den första automatiserade DNA-sekvenseraren. Hood diskuterade sin strävan efter teknik som han hoppas kommer att introducera en era av medicin som han kallar P4: förutsägande, förebyggande, personlig och deltagande. Smarr berättade sin egen historia om att använda självkvantifiering för att gå ner i vikt. En reporter intervjuade honom efter sessionen för att söka mer detaljer, och i kölvattnet av den artikeln började talarförfrågningar strömma in.

Hood föreställer sig en dag då enheter som använder nanoteknik kommer att mäta 2 500 markörer i blodet för att spåra fluktuationer i vad han uppskattar är cirka 50 proteiner i 50 av kroppens organ. Men det är ännu inte praktiskt, så Smarr bestämde sig för cirka 100 biomarkörer för att förstå hur hans kostförändringar påverkade hans kropp. Nivåerna av en av markörerna, C-reaktivt protein eller CRP, stod ut som högre än normalt.

CRP utlöser ett immunsvar genom att binda till ytan av sjuka celler, och nivån av det bör vara mindre än ett milligram per liter blod. Smarrs nivå i november 2007 var 6,1. Ännu mer alarmerande, under de kommande sju månaderna klättrade den stadigt till 11,8. Han mådde bra, men han bestämde sig för att rådfråga en läkare, orolig för att något var fel. Läkaren avfärdade Smarrs självkartade longitudinella CRP-data och sa åt honom att återkomma om han hade symtom. Läkare är grindvakterna och de är oroliga för att bli disintermediated, säger han och jämför dem med bankkassörerna som till en början hade illamående bankomater.

Inom några månader skickade en skarp, ihållande smärta i vänster sida av buken honom till läkarmottagningen, och han fick diagnosen akut divertikulit, en infektion av fickor i tjocktarmens vägg. Ett blodprov visade att hans CRP hade klättrat till 14,5 under attacken. Han tog antibiotika, symtomen försvann och hans CRP sjönk till 4,9 - men det var fortfarande ovanligt högt. Han var orolig för att dessa avläsningar kunde, som han hade läst, tyda på en plackuppbyggnad som kunde leda till en hjärtattack, han lät läkare göra ultraljud av hans halspulsåder och fann att den verkligen tjocknade.

För att bättre förstå attacken lät han analysera avföringen för bland annat laktoferrin, en inflammationsmarkör. Även hans laktoferrin steg flera gånger till skyhöga nivåer – 200, medan det normala antalet är mindre än 7,3. När han överlagrade sina resultat på en graf med sina CRP-fluktuationer, märkte han att de två gick i berg-och-dalbana samtidigt. En koloskopi i december 2010 avslöjade omfattande divertikulit, men Smarr, som hade trollat ​​i den medicinska litteraturen på nätet, förblev inte övertygad om att detta var hans underliggande sjukdom. Han blev särskilt fascinerad av studier som kopplade höga laktoferrinnivåer till inflammatorisk tarmsjukdom.

Vid denna tidpunkt upptäckte Smarr att UCSD nyligen hade anställt en ny chef för gastroenterologi, William Sandborn, som hade publicerat en övertygande studie som kartlade ökningar av laktoferrinnivåer under uppblossningar av inflammatorisk tarmsjukdom. De två träffades och bestämde sig för att göra ännu en koloskopi. Då hade Smarrs laktoferrinnivå stigit till hela 900. Sandborn granskade resultaten och drog slutsatsen att hans nya patient kan ha Crohns sjukdom. Smarr tror nu att hans divertikulitattack faktiskt var en Crohns flare.

Det är ett paradigm för vad som kommer att hända i framtiden, säger Hood om Smarrs berättelse. Med P4-medicin kommer konsumenterna att vara drivkraften – det kommer inte att vara läkare. De kommer att kräva att få kvantifiera sig själva om sitt eget välbefinnande och vad som kan göras.

Kardiolog Eric Topol, författare till Den kreativa förstörelsen av medicin (se Teknologisk läkning ) och chef för Scripps Translational Science Institute längre bort från UCSD, stöder självkvantifieringsrörelsen men säger att den har mest att erbjuda människor som, som Smarr, zoomar in på specifika frågor. Mina kollegor har en läkare-vet-bäst-attityd, säger Topol. Individer som Larry har mycket mer investerat här, och de kommer att lägga ner tid och resurser för att samla in så mycket information som möjligt. De läkare som har plasticiteten att anpassa sig till detta kommer att bli bättre läkare i framtiden.

Smarr inser att många människor inte har hans färdigheter att samla in och analysera data, och inte heller har de hans resurser – han uppskattar att hans brännhastighet för tester och andra utgifter som hans sjukförsäkring inte skulle betala för har varierat från $5 000 till $10 000 per år. Ändå tror han att medicinska uppdrag som hans kommer att bli vanligare med framväxten av teknologier som enklare och billigare testar biomarkörer och sekvenserar DNA. Just min historia är ett bra exempel på en tidig seger, säger han. Jag säger inte att vi behöver bli av med läkare. Men tänk om du går in till läkaren och små widgetar har registrerat data till molnet och läkaren kan titta på det. Det kommer att bli ett mycket mer produktivt besök. Det kommer att bli en befriande effekt på dem.

BRA KONTROLL

Till skillnad från läkarna som ansåg Smarrs datautvinning som en kliniskt värdelös akademisk övning av en amatör, välkomnar Sandborn hans input. Jag har lärt mig oerhört mycket av att lyssna på patienter genom åren och bara vara öppen för den resa de går igenom med sin sjukdom, säger gastroenterologen. Ändå har Smarrs ovanliga projekt och personlighet tydligt uppmuntrat Sandborn att utforska en patient-läkare-relation av ett slag som han kanske hade undvikit med andra. Sandborn konstaterar att övertestning i många fall slösar pengar, skickar patienter på tangenter och kan leda till falska positiva resultat som faktiskt orsakar skada. Ingen av dessa saker gäller i Larrys fall, säger han.

Sandborn har gått med på att följa med Smarr på en expedition till en annan medicinsk gräns: mikrobiomet. 2010, Natur publicerade en studie som sållade igenom fekala prover från 124 personer och plockade ut de mikrobiella generna hos friska individer och de med Crohns eller ulcerös kolit. I den friska gruppen fann forskarna i genomsnitt 3,3 miljoner mikrobiella gener - ungefär 150 gånger antalet gener i det mänskliga genomet. Människor som hade en inflammatorisk tarmsjukdom hade 25 procent färre mikrobiella gener, och de bakteriearter som var utarmade skilde sig åt hos personer med Crohns och de med ulcerös kolit.

Eftersom Smarr var Smarr, bestämde han sig för att få sin mikrobiom sekvenserad vid J. Craig Venter Institute. Sandborn planerar i sin tur att arbeta med forskare vid Venter Institute för att bedöma om de kan dra något meningsfullt ur denna mest grundläggande data, tillsammans med Smarrs biomarkörer och utvecklingen av hans sjukdom. Framtida behandlingar, till exempel, kan specifikt återbefolka tarmen med de bakterier som människor med sjukdomen saknar. Smarr planerar också att få hela sitt genom sekvenserat av George Church, genetikern från Harvard University vars Personal Genome Project rekryterar människor som är villiga att dela med sig av medicinska journaler och DNA-sekvenser. Larry och några andra håller på att bli väldigt väl mätta individer, säger Church. Det vi försöker göra är att samla ihop sådana individer och göra det till en mer kollektiv process. Om du håller data för dig själv är det svårt att tolka.

Larry Smarr har inte övertygat mig om att jag kan hantera min ulcerös kolit mer effektivt genom att följa hans ledning. Men hans erfarenhet har fått mig att överväga alternativ som jag tidigare rabatterade eller inte kände till. Jag lät 23andMe analysera mina singelnukleotidpolymorfismer, vilket lyfte fram en mutant immunsystemgen som jag bär som nästan fördubblar min risk för ulcerös kolit. Jag gick med i Personal Genome Project – som också kommer att sekvensera mitt mikrobiom – och gick med på att offentliggöra alla mina DNA och medicinska journaler. Jag såg Sandborn som en patient, och vi planerar att övervaka mitt CRP och laktoferrin under en bloss och på medicinering. Om jag kan hitta immunmodulerande läkemedel på marknaden som specifikt motverkar effekterna av min mutanta gen och inte har allvarliga biverkningar, säger Sandborn, han är villig att prova dem på mig också.

I slutet av min konsultation med Sandborn blir det tydligt att vi delar en känsla av skepsis och hopp om den nya medicinska värld som Larry Smarr har uppmuntrat var och en av oss att gå in i. Jag tvivlar inte på att det här är framtidens medicin, men jag har ingen aning om hur jag ska ta mig dit härifrån, säger han. Återigen, när du hittar rätt patienter kan du börja fundera på hur du ska gå vidare.

BARN medverkande redaktör Jon Cohen är korrespondent med Vetenskap . Hans senaste bok är Nästan schimpans: Rita om linjerna som skiljer oss från dem.

Dölj