De patiënt van de toekomst

De zoektocht van internetpionier Larry Smarr om alles over zijn gezondheid te kwantificeren, leidde tot een verrassende ontdekking, een ongebruikelijke samenwerking met zijn arts en meer controle over zijn leven. Door

• Jon Cohen archiefpagina

21 februari 2012

Toen Larry Smarr in 2000 zijn baan als hoofd van een beroemd supercomputercentrum in Illinois opgaf om een ​​nieuw instituut te beginnen aan de University of California, San Diego, en de University of California, Irvine, besteedde hij zelden aandacht aan zijn weegschaal. Hij dronk regelmatig cola, voegde suiker toe aan zijn koffie en genoot van Big Mac Combo Meals met zijn kinderen bij McDonald's. Oefening bestond uit af en toe een wandeling of een ritje op een hometrainer. In Illinois zeiden ze: 'We weten wat er gaat gebeuren als je naar Californië gaat. Je gaat biologisch eten en krijgt een blonde trainer en een bubbelbad', herinnert Smarr zich, die de voorspellingen weglachte. Natuurlijk heb ik ze alle drie gedaan.

Smarr, die het California Institute for Telecommunications and Information Technology in La Jolla leidt, daalde van 205 naar 184 pond en is nu een fitte 63-jarige. Maar zijn transformatie overstijgt zijn regelmatige trainingsprogramma en zorgvuldig beheerde dieet: hij is een uithangbord geworden voor de medische strategie van de toekomst. In de afgelopen tien jaar heeft hij zoveel mogelijk gegevens over zijn lichaam verzameld en die informatie vervolgens gebruikt om zijn gezondheid te verbeteren. En hij heeft iets bereikt waar maar weinig mensen in de voorhoede van de gekwantificeerde zelfbeweging de kans toe hebben gehad: hij hielp bij het diagnosticeren van het ontstaan ​​van een chronische ziekte in zijn lichaam.

Dit verhaal maakte deel uit van ons nummer van maart 2012

• Zie de rest van het nummer
• Abonneren

Zoals veel zelfkwantters draagt ​​Smarr een Fitbit om elke stap te tellen, een Zeo om zijn slaappatroon bij te houden en een Polar WearLink waarmee hij zijn maximale hartslag tijdens het sporten kan regelen. Hij betaalde 23andMe om zijn DNA te analyseren op ziektegevoeligheid. Hij maakt regelmatig gebruik van een dienst van Your Future Health om bloed- en ontlastingsmonsters te laten analyseren op biochemicaliën die hem het meest interesseren. Maar een cruciale vaardigheid scheidt Smarr van de groeiende groep gedigitaliseerde patiënten die met megabytes aan eigen biofluctuaties bij de dokter verschijnen: hij heeft een buitengewoon vermogen om signalen uit ruis te vissen in complexe datasets.

Naast zijn baanbrekende computerwetenschappelijke werk - hij pleitte voor de invoering van ARPAnet, een vroege versie van internet, en studenten van zijn centrum aan de Universiteit van Illinois ontwikkelden Mosaic, de eerste veelgebruikte browser - bracht Smarr 25 jaar door als astrofysicus die zich toelegde op relativiteitstheorie. Dat gaf hem de expertise om verschillende van zijn biomarkers in de loop van de tijd in kaart te brengen en vervolgens de longitudinale grafieken over elkaar te leggen om alles te volgen, van de immuunstatus van zijn darm en bloed tot de functie van zijn hart en de dikte van zijn slagaders. Zijn zorgvuldig verzamelde en georganiseerde gegevens hielpen artsen ontdekken dat hij de ziekte van Crohn heeft, een inflammatoire darmziekte.

Ik heb colitis ulcerosa, een neef van Crohn, en ik ben geïntrigeerd door wat Smarr zijn detectiveverhaal noemt. Zijn onderzoek naar zijn lichaam is geëvolueerd tot een nieuwe samenwerking met een vooraanstaande gastro-enteroloog om zijn ziekte beter te begrijpen en te behandelen, en misschien zelfs om anderen zoals ik te helpen. Maar ik ben ook een ziekte-vermoeide scepticus. Na 22 jaar specialisten te hebben gezien, een reeks tests te hebben doorstaan, de complexe medische literatuur te ontcijferen en een mengelmoes van interventies te hebben geprobeerd, heb ik geen geluk gehad om opflakkeringen te voorkomen en slechts een bescheiden succes om ze te beheersen met stompe medicijnen. Net als anderen met chronische ziekten, ben ik acuut gevoelig voor valse hoop. Ik ben herhaaldelijk verbijsterd over het verloop van mijn ziekte en grondig in de war door tests die bedoeld waren om mijn toestand op te helderen.

Wanneer ik Smarr voor het eerst ontmoet en hij me een rondleiding geeft door zijn instituut, beter bekend als Calit2, zeg ik hem dat ik het moeilijk vind om belofte van hype te scheiden, en merk op dat zijn streven alle valkuilen heeft van elke N = 1 experiment - een test waarbij slechts één persoon het onderwerp is. Elke verstoring begint met een N van 1, antwoordt hij.

Smarr heeft een standaard kantoor aan de zijkant van een strak gebouw van zes verdiepingen, maar veel van zijn verdieping lijkt op een hip architectenbureau. Werkstations zigzaggen door een enorme ruimte met zichtbare ventilatiepijpen en elektrische leidingen op het naakte plafond. Zijn hoofdassistent, die in de buurt van San Francisco woont, praat met collega's via Skype en een speciaal computerscherm. Aan de andere kant van de kamer zijn stoelen opgesteld voor een muur van 30-inch schermen die vijf hoog en 14 breed zijn gestapeld, met in totaal 286,7 miljoen pixels die tegelijkertijd tientallen hersenscans of de sterren in een melkwegstelsel kunnen weergeven.

Hoewel hij geen eigen laboratorium heeft, pronkt hij met de projecten bij Calit2 alsof elk van zijn kinderen een van zijn kinderen is. De labs onderzoeken alles, van machineperceptie en gamecultuur tot geïntegreerde nanosensoren en 3D virtual reality. Een daarvan, die Smarr onlangs heeft aangeboord om zijn maximale zuurstofverbruik en maximale hartslag te bepalen, bestudeert manieren om de gezondheid van zowel individuen als de bevolking te verbeteren. Een ander onderzoekt digitaal ingeschakelde genomische geneeskunde - een mix van zelfkwantificatie-apparaten met draadloze technologie en DNA-gegevens.

De plek laat mijn verbeelding dansen. Dat geldt ook voor Smarrs medische speurtocht naar zijn eigen lichaam. Hij wil niet alleen anderen ervan overtuigen dat ze de patiënt-artsrelatie fundamenteel kunnen veranderen en artsen in partners kunnen veranderen, maar hij gaat ook naar de beurs met zijn persoonsgegevens, in de hoop informatie te crowdsourcen die zal leiden tot nieuwe inzichten over de ongrijpbare verbanden tussen DNA-sequenties. , biomarkers en ziekte. Ik geloof al snel in zijn visie en begin aan een nader onderzoek van mijn eigen ziekte die op zijn minst mijn berusting erin vernietigt.

MYSTERIE OPGELOST

Larry Smarr stuitte op zijn rol als proselytizer voor het digitaliseren en vervolgens crowdsourcing van medicijnen; hij benadrukt dat hij van nature een gereserveerd en privépersoon is. Hij is geboren en getogen in Columbia, Missouri, waar zijn ouders een bloemenwinkel hadden vanuit de kelder van het huis. Een van zijn grootste passies is de stille, eenzame teelt van die meest kieskeurige en delicate plant, de orchidee. Toch heeft hij er geen spijt van dat hij in geschriften en gesprekken met uiterst intieme details over zijn lichaam openbaar is geworden. De meeste mensen denken dat ik gek ben, zegt hij. Maar als gevolg van zijn openhartigheid hebben veel mensen contact met hem opgenomen, zegt hij, en hij laat me zien hoe een Google-zoekopdracht op zijn naam nu artikelen oplevert over zijn zoektocht naar gekwantificeerde gezondheid, vóór al het andere dat hij in zijn vooraanstaande carrière heeft gepubliceerd.

Smarr zegt dat hij eruit werd gehaald als een gekwantificeerd zelf nadat hij sprak op een technologietop in mei 2010. Een sessie getiteld BioNanoInfo Technology: The Big Challenges toonde hem in een panel met Leroy Hood, een medeoprichter van het Institute for Systems Biology in Seattle en een van de uitvinders van de eerste geautomatiseerde DNA-sequencer. Hood besprak zijn streven naar technologie waarvan hij hoopt dat deze een tijdperk van geneeskunde zal introduceren dat hij P4 noemt: voorspellend, preventief, gepersonaliseerd en participatief. Smarr vertelde zijn eigen verhaal over het gebruik van zelfkwantificering om gewicht te verliezen. Een verslaggever interviewde hem na de sessie, op zoek naar meer details, en in de nasleep van dat artikel begonnen spreekverzoeken binnen te stromen.

Hood stelt zich een dag voor waarop apparaten die nanotechnologie gebruiken 2.500 markers in het bloed zullen meten om fluctuaties te volgen in wat volgens hem ongeveer 50 eiwitten zijn in 50 van de organen van het lichaam. Maar dat is nog niet praktisch, dus koos Smarr voor ongeveer 100 biomarkers om te begrijpen hoe zijn dieetveranderingen zijn lichaam beïnvloedden. Niveaus van een van de markers, C-reactief proteïne of CRP, vielen op als hoger dan normaal.

CRP veroorzaakt een immuunrespons door zich te binden aan het oppervlak van zieke cellen, en het niveau ervan zou minder dan één milligram per liter bloed moeten zijn. Het niveau van Smarr in november 2007 was 6,1. Nog verontrustender was dat het de komende zeven maanden gestaag opliep tot 11,8. Hij voelde zich prima, maar hij besloot een arts te raadplegen, bang dat er iets mis was. De arts verwierp Smarr's zelf in kaart gebrachte longitudinale CRP-gegevens en zei hem terug te komen als hij symptomen had. Artsen zijn de poortwachters, en ze maken zich zorgen over desintermediairs, zegt hij, en vergelijkt ze met de bankbedienden die aanvankelijk met slechte mond naar geldautomaten gingen.

Binnen een paar maanden stuurde een scherpe, aanhoudende pijn in de linkerkant van zijn buik hem naar het kantoor van de dokter, en hij werd gediagnosticeerd met acute diverticulitis, een infectie van zakken in de wand van de dikke darm. Uit een bloedtest bleek dat zijn CRP tijdens de aanval naar 14,5 was gestegen. Hij nam antibiotica, de symptomen verdwenen en zijn CRP daalde tot 4,9, maar dat was nog steeds ongewoon hoog. Omdat hij bang was dat deze metingen, zoals hij had gelezen, zouden kunnen wijzen op een opeenhoping van plaque die tot een hartaanval zou kunnen leiden, liet hij artsen echo's maken van zijn halsslagader en ontdekte dat deze inderdaad dikker werd.

Om de aanval beter te begrijpen, liet hij zijn ontlasting onder meer analyseren op lactoferrine, een ontstekingsmarker. Ook zijn lactoferrine steeg verschillende keren tot torenhoge niveaus - 200, terwijl het normale aantal minder dan 7,3 is. Toen hij zijn resultaten op een grafiek legde met zijn CRP-fluctuaties, merkte hij dat de twee in een achtbaan samenwerkten. Een colonoscopie in december 2010 bracht uitgebreide diverticulitis aan het licht, maar Smarr, die de medische literatuur online had doorzocht, was er niet van overtuigd dat dit zijn onderliggende aandoening was. Hij raakte vooral geïntrigeerd door onderzoeken die hoge lactoferrinespiegels in verband brachten met inflammatoire darmaandoeningen.

Op dat moment ontdekte Smarr dat UCSD onlangs een nieuw hoofd gastro-enterologie had aangenomen, William Sandborn, die een overtuigende studie had gepubliceerd waarin de stijgingen van de lactoferrinespiegels tijdens opflakkeringen van inflammatoire darmaandoeningen in kaart werden gebracht. De twee ontmoetten elkaar en besloten nog een colonoscopie te doen. Tegen die tijd was het lactoferrinegehalte van Smarr gestegen tot maar liefst 900. Sandborn bekeek de resultaten en concludeerde dat zijn nieuwe patiënt mogelijk de ziekte van Crohn had. Smarr denkt nu dat zijn diverticulitis-aanval eigenlijk een uitbarsting van Crohn was.

Het is een paradigma voor wat er in de toekomst zal gebeuren, zegt Hood over het verhaal van Smarr. Met P4-geneeskunde zullen consumenten de drijvende kracht zijn - het zullen geen artsen zijn. Ze gaan eisen dat ze zichzelf kwantificeren over hun eigen welzijn en wat er gedaan kan worden.

Cardioloog Eric Topol, auteur van De creatieve vernietiging van medicijnen (zie Technologische Genezing) en hoofd van het Scripps Translational Science Institute verderop in de straat van UCSD, steunt de zelfkwantificatiebeweging, maar zegt dat deze het meeste te bieden heeft aan mensen die, net als Smarr, inzoomen op specifieke kwesties. Mijn collega's hebben een arts-know-best-houding, zegt Topol. Individuen zoals Larry hebben hier veel meer geïnvesteerd en ze gaan tijd en middelen steken om zoveel mogelijk informatie te verzamelen. De clinici die de plasticiteit hebben om zich hieraan aan te passen, zullen in de toekomst betere artsen zijn.

Smarr erkent dat veel mensen niet over zijn vaardigheden beschikken in het verzamelen en analyseren van gegevens, en ook niet over zijn middelen - hij schat dat zijn verbrandingspercentage voor tests en andere kosten die zijn ziekteverzekering niet zou betalen, varieerde van $ 5.000 tot $ 10.000 per jaar. Toch denkt hij dat medische zoektochten zoals die van hem steeds gebruikelijker zullen worden met de opkomst van technologieën die gemakkelijker en goedkoper biomarkers en sequentie-DNA kunnen testen. Mijn specifieke verhaal is een goed voorbeeld van een vroege overwinning, zegt hij. Ik zeg niet dat we van artsen af ​​moeten. Maar stel je voor dat je naar de dokter gaat en kleine widgets hebben gegevens in de cloud vastgelegd en de dokter kan ernaar kijken. Dat wordt een veel productiever bezoek. Er zal een bevrijdend effect op hen zijn.

GOEDE CONTROLE

In tegenstelling tot de artsen die de datamining van Smarr als een klinisch nutteloze academische oefening van een amateur beschouwden, verwelkomt Sandborn zijn inbreng. Ik heb in de loop der jaren enorm veel geleerd door naar patiënten te luisteren en gewoon open-minded te zijn over de reis die ze met hun ziekte doormaken, zegt de gastro-enteroloog. Maar het ongebruikelijke project en de persoonlijkheid van Smarr hebben Sandborn duidelijk aangemoedigd om een ​​patiënt-dokterrelatie te onderzoeken die hij met anderen had kunnen vermijden. Sandborn merkt op dat overtesten in veel gevallen geld verspilt, patiënten op raakvlakken stuurt en kan leiden tot fout-positieve resultaten die daadwerkelijk schade veroorzaken. Geen van die dingen is van toepassing in het geval van Larry, zegt hij.

Sandborn heeft ermee ingestemd om Smarr te vergezellen op een expeditie naar een andere medische grens: het microbioom. In 2010, Natuur publiceerde een studie die fecale monsters van 124 mensen doorzocht, waarbij de microbiële genen werden verwijderd bij gezonde personen en mensen met de ziekte van Crohn of colitis ulcerosa. In de gezonde groep vonden de onderzoekers gemiddeld 3,3 miljoen microbiële genen - ongeveer 150 keer het aantal genen in het menselijk genoom. Mensen met een inflammatoire darmaandoening hadden 25 procent minder microbiële genen, en de soorten bacteriën die waren uitgeput, verschilden bij mensen met de ziekte van Crohn en die met colitis ulcerosa.

Omdat Smarr Smarr was, besloot hij zijn microbioom te laten sequensen bij het J. Craig Venter Institute. Sandborn is op zijn beurt van plan om samen te werken met onderzoekers van het Venter Institute om te beoordelen of ze iets zinvols uit deze meest elementaire gegevens kunnen halen, in combinatie met de biomarkers van Smarr en de evolutie van zijn ziekte. Toekomstige behandelingen kunnen bijvoorbeeld specifiek de darm opnieuw bevolken met de bacteriën die mensen met de ziekte missen. Smarr is ook van plan om zijn volledige genoom te laten sequensen door George Church, de geneticus van de Harvard University wiens Personal Genome Project mensen rekruteert die bereid zijn medische dossiers en DNA-sequenties te delen. Larry en een paar anderen worden zeer welgemanierde individuen, zegt Church. Wat we proberen te doen, is zulke individuen bij elkaar brengen en er een meer collectief proces van maken. Als u gegevens voor uzelf houdt, is het moeilijk te interpreteren.

Larry Smarr heeft me er niet van overtuigd dat ik mijn colitis ulcerosa effectiever kan beheersen door zijn voorbeeld te volgen. Maar zijn ervaring heeft me ertoe aangezet om opties te overwegen die ik eerder had verdisconteerd of niet wist. Ik liet 23andMe mijn single-nucleotide polymorfismen analyseren, die een gemuteerd immuunsysteem-gen in de schijnwerpers zetten dat ik draag en dat mijn risico op colitis ulcerosa bijna verdubbelt. Ik nam deel aan het Personal Genome Project - dat ook mijn microbioom zal bepalen - en stemde ermee in al mijn DNA en medische dossiers openbaar te maken. Ik zag Sandborn als patiënt en we zijn van plan mijn CRP en lactoferrine tijdens een opflakkering en medicatie te controleren. Als ik immuunmodulerende medicijnen op de markt kan vinden die specifiek de effecten van mijn gemuteerde gen tegengaan en geen ernstige bijwerkingen hebben, zegt Sandborn, is hij bereid die ook op mij te proberen.

Aan het einde van mijn consult met Sandborn wordt het duidelijk dat we een gevoel van scepsis en hoop delen over de nieuwe medische wereld die Larry Smarr ons allemaal heeft aangemoedigd om binnen te treden. Ik twijfel er niet aan dat dit de toekomst van de geneeskunde is, maar ik heb geen idee hoe ik daar vanaf hier moet komen, zegt hij. Aan de andere kant, wanneer u de juiste patiënten vindt, kunt u beginnen te bedenken hoe u verder kunt gaan.

KINDEREN bijdragende redacteur Jon Cohen is een correspondent met Wetenschap . Zijn nieuwste boek is Bijna chimpansee: de lijnen hertekenen die ons van hen scheiden.

zich verstoppen