This international task force report updates general considerations for bronchial challenge testing and the performance of the methacholine challenge test. There are notable changes from prior recommendations in order to accommodate newer delivery devices. Rather than basing the test result upon a methacholine concentration (provocative concentration (PC20) causing a 20% fall in forced expiratory volume in 1 s (FEV1)), the new recommendations base the result upon the delivered dose of methacholine causing a 20% fall in FEV1 (provocative dose (PD20)). This end-point allows comparable results from different devices or protocols, thus any suitable nebuliser or dosimeter may be used, so long as the delivery characteristics are known. Inhalation may be by tidal breathing using a breath-actuated or continuous nebuliser for 1 min (or more), or by a dosimeter with a suitable breath count. Tests requiring maximal inhalations to total lung capacity are not recommended because the bronchoprotective effect of a deep breath reduces the sensitivity of the test.

Common alphacoronaviruses and human rhinoviruses (HRV) induce type I and III interferon (IFN) responses important to limiting viral replication in the airway epithelium. In contrast, highly pathogenic betacoronaviruses including SARS-CoV-2 may evade or antagonize RNA-induced IFN I/III responses.In airway epithelial cells (AECs) from children and older adults we compared IFN I/III responses to SARS-CoV-2 and HRV-16, and assessed whether pre-infection with HRV-16, or pretreatment with recombinant IFN-β or IFN-λ, modified SARS-CoV-2 replication. Bronchial AECs from children (ages 6-18 yrs.) and older adults (ages 60-75 yrs.) were differentiated ex vivo to generate organotypic cultures. In a biosafety level 3 (BSL-3) facility, cultures were infected with SARS-CoV-2 or HRV-16, and RNA and protein was harvested from cell lysates 96 hrs. following infection and supernatant was collected 48 and 96 hrs. following infection. In additional experiments cultures were pre-infected with HRV-16, or pre-treated with recombinant IFN-β1 or IFN-λ2 before SARS-CoV-2 infection.Despite significant between-donor heterogeneity SARS-CoV-2 replicated 100 times more efficiently than HRV-16. IFNB1, INFL2, and CXCL10 gene expression and protein production following HRV-16 infection was significantly greater than following SARS-CoV-2. IFN gene expression and protein production were inversely correlated with SARS-CoV-2 replication. Treatment of cultures with recombinant IFNβ1 or IFNλ2, or pre-infection of cultures with HRV-16, markedly reduced SARS-CoV-2 replication.In addition to marked between-donor heterogeneity in IFN responses and viral replication, SARS-CoV-2 elicits a less robust IFN response in primary AEC cultures than does rhinovirus, and heterologous rhinovirus infection, or treatment with recombinant IFN-β1 or IFN-λ2, markedly reduces SARS-CoV-2 replication.

Background: The airway epithelium plays a central role in the pathogenesis of chronic respiratory diseases such as asthma and chronic rhinosinusitis with nasal polyps (CRSwNP), but the mechanisms by which airway epithelial cells (EpCs) maintain inflammation are poorly understood. Objective: We hypothesized that transcriptomic assessment of sorted airway EpCs across the spectrum of differentiation would allow us to define mechanisms by which EpCs perpetuate airway inflammation. Methods: Ethmoid sinus EpCs from adult patients with CRS were sorted into 3 subsets, bulk RNA sequenced, and analyzed for differentially expressed genes and pathways. Single cell RNA-seq (scRNA-seq) datasets from eosinophilic and non-eosinophilic CRSwNP and bulk RNA-seq of EpCs from mild/moderate and severe asthma were assessed. Immunofluorescent staining and ex vivo functional analysis of sinus EpCs were used to validate our findings. Results: Analysis within and across purified EpC subsets revealed an enrichment in glycolytic programming in CRSwNP vs CRSsNP. Correlation analysis identified mammalian target of rapamycin complex 1 (mTORC1) as a potential regulator of the glycolytic program and identified EpC expression of cytokines and wound healing genes as potential sequelae. mTORC1 activity was upregulated in CRSwNP, and ex vivo inhibition demonstrated that mTOR is critical for EpC generation of CXCL8, IL-33, and CXCL2. Across patient samples, the degree of glycolytic activity was associated with T2 inflammation in CRSwNP, and with both T2 and non-T2 inflammation in severe asthma. Conclusions: Together, these findings highlight a metabolic axis required to support epithelial generation of cytokines critical to both chronic T2 and non-T2 inflammation in CRSwNP and asthma.