Rationale: Patients with chronic obstructive pulmonary disease (COPD) are afflicted by comorbidities. Few studies have prospectively evaluated COPD comorbidities and mortality risk.Objectives: To prospectively evaluate COPD comorbidities and mortality risk.Methods: We followed 1,664 patients with COPD in five centers for a median of 51 months. Systematically, 79 comorbidities were recorded. We calculated mortality risk using Cox proportional hazard, and developed a graphic representation of the prevalence and strength of association to mortality in the form of a “comorbidome.” A COPD comorbidity index (COPD specific comorbidity test [COTE]) was constructed based on the comorbidities that increase mortality risk using a multivariate analysis. We tested the COTE index as predictor of mortality and explored whether the COTE index added predictive information when used with the validated BODE index.Measurements and Main Results: Fifteen of 79 comorbidities differed in prevalence between survivors and nonsurvivors. Of those, 12 predicted mortality and were integrated into the COTE index. Increases in the COTE index were associated with an increased risk of death from COPD-related (hazard ratio [HR], 1.13; 95% confidence interval, 1.08–1.18; P < 0.001) and non–COPD-related causes (HR, 1.18; 95% confidence interval, 1.15–1.21; P < 0.001). Further, increases in the BODE and COTE were independently associated with increased risk of death. A COTE score of greater than or equal to 4 points increased by 2.2-fold the risk of death (HR, 2.26–2.68; P < 0.001) in all BODE quartile.Conclusions: Comorbidities are frequent in COPD and 12 of them negatively influence survival. A simple disease-specific comorbidities index (COTE) helps assess mortality risk in patients with COPD.

Rationale: Maternal vitamin D intake during pregnancy has been inversely associated with asthma symptoms in early childhood. However, no study has examined the relationship between measured vitamin D levels and markers of asthma severity in childhood.Objectives: To determine the relationship between measured vitamin D levels and both markers of asthma severity and allergy in childhood.Methods: We examined the relation between 25-hydroxyvitamin D levels (the major circulating form of vitamin D) and markers of allergy and asthma severity in a cross-sectional study of 616 Costa Rican children between the ages of 6 and 14 years. Linear, logistic, and negative binomial regressions were used for the univariate and multivariate analyses.Measurements and Main Results: Of the 616 children with asthma, 175 (28%) had insufficient levels of vitamin D (<30 ng/ml). In multivariate linear regression models, vitamin D levels were significantly and inversely associated with total IgE and eosinophil count. In multivariate logistic regression models, a log10 unit increase in vitamin D levels was associated with reduced odds of any hospitalization in the previous year (odds ratio [OR], 0.05; 95% confidence interval [CI], 0.004–0.71; P = 0.03), any use of antiinflammatory medications in the previous year (OR, 0.18; 95% CI, 0.05–0.67; P = 0.01), and increased airway responsiveness (a ≤8.58-μmol provocative dose of methacholine producing a 20% fall in baseline FEV1 [OR, 0.15; 95% CI, 0.024–0.97; P = 0.05]).Conclusions: Our results suggest that vitamin D insufficiency is relatively frequent in an equatorial population of children with asthma. In these children, lower vitamin D levels are associated with increased markers of allergy and asthma severity.

Cigarette smoking is associated with emphysema and radiographic interstitial lung abnormalities. The degree to which interstitial lung abnormalities are associated with reduced total lung capacity and the extent of emphysema is not known.

Despite advances in clinical management, there are currently no reliable diagnostic and therapeutic targets for acute respiratory distress syndrome (ARDS). The inflammasome/caspase-1 pathway regulates the maturation and secretion of proinflammatory cytokines (e.g., IL-18). IL-18 is associated with injury in animal models of systemic inflammation.We sought to determine the contribution of the inflammasome pathway in experimental acute lung injury and human ARDS.We performed comprehensive gene expression profiling on peripheral blood from patients with critical illness. Gene expression changes were assessed using real-time polymerase chain reaction, and IL-18 levels were measured in the plasma of the critically ill patients. Wild-type mice or mice genetically deficient in IL-18 or caspase-1 were mechanically ventilated using moderate tidal volume (12 ml/kg). Lung injury parameters were assessed in lung tissue, serum, and bronchoalveolar lavage fluid.In mice, mechanical ventilation enhanced IL-18 levels in the lung, serum, and bronchoalveolar lavage fluid. IL-18-neutralizing antibody treatment, or genetic deletion of IL-18 or caspase-1, reduced lung injury in response to mechanical ventilation. In human patients with ARDS, inflammasome-related mRNA transcripts (CASP1, IL1B, and IL18) were increased in peripheral blood. In samples from four clinical centers, IL-18 was elevated in the plasma of patients with ARDS (sepsis or trauma-induced ARDS) and served as a novel biomarker of intensive care unit morbidity and mortality.The inflammasome pathway and its downstream cytokines play critical roles in ARDS development.

EC activation and dysfunction have been linked to a variety of vascular inflammatory disease states. The function of microRNAs (miRNAs) in vascular EC activation and inflammation remains poorly understood. Herein, we report that microRNA-181b (miR-181b) serves as a potent regulator of downstream NF-κB signaling in the vascular endothelium by targeting importin-α3, a protein that is required for nuclear translocation of NF-κB. Overexpression of miR-181b inhibited importin-α3 expression and an enriched set of NF-κB–responsive genes such as adhesion molecules VCAM-1 and E-selectin in ECs in vitro and in vivo. In addition, treatment of mice with proinflammatory stimuli reduced miR-181b expression. Rescue of miR-181b levels by systemic administration of miR-181b “mimics” reduced downstream NF-κB signaling and leukocyte influx in the vascular endothelium and decreased lung injury and mortality in endotoxemic mice. In contrast, miR-181b inhibition exacerbated endotoxin-induced NF-κB activity, leukocyte influx, and lung injury. Finally, we observed that critically ill patients with sepsis had reduced levels of miR-181b compared with control intensive care unit (ICU) subjects. Collectively, these findings demonstrate that miR-181b regulates NF-κB–mediated EC activation and vascular inflammation in response to proinflammatory stimuli and that rescue of miR-181b expression could provide a new target for antiinflammatory therapy and critical illness.

Mitochondrial DNA (mtDNA) is a critical activator of inflammation and the innate immune system. However, mtDNA level has not been tested for its role as a biomarker in the intensive care unit (ICU). We hypothesized that circulating cell-free mtDNA levels would be associated with mortality and improve risk prediction in ICU patients.Analyses of mtDNA levels were performed on blood samples obtained from two prospective observational cohort studies of ICU patients (the Brigham and Women's Hospital Registry of Critical Illness [BWH RoCI, n = 200] and Molecular Epidemiology of Acute Respiratory Distress Syndrome [ME ARDS, n = 243]). mtDNA levels in plasma were assessed by measuring the copy number of the NADH dehydrogenase 1 gene using quantitative real-time PCR. Medical ICU patients with an elevated mtDNA level (≥3,200 copies/µl plasma) had increased odds of dying within 28 d of ICU admission in both the BWH RoCI (odds ratio [OR] 7.5, 95% CI 3.6-15.8, p = 1×10(-7)) and ME ARDS (OR 8.4, 95% CI 2.9-24.2, p = 9×10(-5)) cohorts, while no evidence for association was noted in non-medical ICU patients. The addition of an elevated mtDNA level improved the net reclassification index (NRI) of 28-d mortality among medical ICU patients when added to clinical models in both the BWH RoCI (NRI 79%, standard error 14%, p<1×10(-4)) and ME ARDS (NRI 55%, standard error 20%, p = 0.007) cohorts. In the BWH RoCI cohort, those with an elevated mtDNA level had an increased risk of death, even in analyses limited to patients with sepsis or acute respiratory distress syndrome. Study limitations include the lack of data elucidating the concise pathological roles of mtDNA in the patients, and the limited numbers of measurements for some of biomarkers.Increased mtDNA levels are associated with ICU mortality, and inclusion of mtDNA level improves risk prediction in medical ICU patients. Our data suggest that mtDNA could serve as a viable plasma biomarker in medical ICU patients.

Michael Cho and colleagues report a genome-wide association study for chronic obstructive pulmonary disease, identifying a susceptibility locus at chromosome 4q22.1 in FAM13A. We performed a genome-wide association study for chronic obstructive pulmonary disease (COPD) in three population cohorts, including 2,940 cases and 1,380 controls who were current or former smokers with normal lung function. We identified a new susceptibility locus at 4q22.1 in FAM13A and replicated this association in one case-control group (n = 1,006) and two family-based cohorts (n = 3,808) (rs7671167, combined P = 1.2 × 10−11, combined odds ratio in case-control studies 0.76, 95% confidence interval 0.69–0.83).

A common promoter polymorphism (rs35705950) in MUC5B, the gene encoding mucin 5B, is associated with idiopathic pulmonary fibrosis. It is not known whether this polymorphism is associated with interstitial lung disease in the general population.We performed a blinded assessment of interstitial lung abnormalities detected in 2633 participants in the Framingham Heart Study by means of volumetric chest computed tomography (CT). We evaluated the relationship between the abnormalities and the genotype at the rs35705950 locus.Of the 2633 chest CT scans that were evaluated, interstitial lung abnormalities were present in 177 (7%). Participants with such abnormalities were more likely to have shortness of breath and chronic cough and reduced measures of total lung and diffusion capacity, as compared with participants without such abnormalities. After adjustment for covariates, for each copy of the minor rs35705950 allele, the odds of interstitial lung abnormalities were 2.8 times greater (95% confidence interval [CI], 2.0 to 3.9; P<0.001), and the odds of definite CT evidence of pulmonary fibrosis were 6.3 times greater (95% CI, 3.1 to 12.7; P<0.001). Although the evidence of an association between the MUC5B genotype and interstitial lung abnormalities was greater among participants who were older than 50 years of age, a history of cigarette smoking did not appear to influence the association.The MUC5B promoter polymorphism was found to be associated with interstitial lung disease in the general population. Although this association was more apparent in older persons, it did not appear to be influenced by cigarette smoking. (Funded by the National Institutes of Health and others; ClinicalTrials.gov number, NCT00005121.).

Importance

 Interstitial lung abnormalities have been associated with lower 6-minute walk distance, diffusion capacity for carbon monoxide, and total lung capacity. However, to our knowledge, an association with mortality has not been previously investigated. 

Objective

 To investigate whether interstitial lung abnormalities are associated with increased mortality. 

Design, Setting, and Population

 Prospective cohort studies of 2633 participants from the FHS (Framingham Heart Study; computed tomographic [CT] scans obtained September 2008-March 2011), 5320 from the AGES-Reykjavik Study (Age Gene/Environment Susceptibility; recruited January 2002-February 2006), 2068 from the COPDGene Study (Chronic Obstructive Pulmonary Disease; recruited November 2007-April 2010), and 1670 from ECLIPSE (Evaluation of COPD Longitudinally to Identify Predictive Surrogate Endpoints; between December 2005-December 2006). 

Exposures

 Interstitial lung abnormality status as determined by chest CT evaluation. 

Main Outcomes and Measures

 All-cause mortality over an approximate 3- to 9-year median follow-up time. Cause-of-death information was also examined in the AGES-Reykjavik cohort. 

Results

 Interstitial lung abnormalities were present in 177 (7%) of the 2633 participants from FHS, 378 (7%) of 5320 from AGES-Reykjavik, 156 (8%) of 2068 from COPDGene, and in 157 (9%) of 1670 from ECLIPSE. Over median follow-up times of approximately 3 to 9 years, there were more deaths (and a greater absolute rate of mortality) among participants with interstitial lung abnormalities when compared with those who did not have interstitial lung abnormalities in the following cohorts: 7% vs 1% in FHS (6% difference [95% CI, 2% to 10%]), 56% vs 33% in AGES-Reykjavik (23% difference [95% CI, 18% to 28%]), and 11% vs 5% in ECLIPSE (6% difference [95% CI, 1% to 11%]). After adjustment for covariates, interstitial lung abnormalities were associated with a higher risk of death in the FHS (hazard ratio [HR], 2.7 [95% CI, 1.1 to 6.5];P = .03), AGES-Reykjavik (HR, 1.3 [95% CI, 1.2 to 1.4];P < .001), COPDGene (HR, 1.8 [95% CI, 1.1 to 2.8];P = .01), and ECLIPSE (HR, 1.4 [95% CI, 1.1 to 2.0];P = .02) cohorts. In the AGES-Reykjavik cohort, the higher rate of mortality could be explained by a higher rate of death due to respiratory disease, specifically pulmonary fibrosis. 

Conclusions and Relevance

 In 4 separate research cohorts, interstitial lung abnormalities were associated with a greater risk of all-cause mortality. The clinical implications of this association require further investigation.

Summary

 The term interstitial lung abnormalities refers to specific CT findings that are potentially compatible with interstitial lung disease in patients without clinical suspicion of the disease. Interstitial lung abnormalities are increasingly recognised as a common feature on CT of the lung in older individuals, occurring in 4–9% of smokers and 2–7% of non-smokers. Identification of interstitial lung abnormalities will increase with implementation of lung cancer screening, along with increased use of CT for other diagnostic purposes. These abnormalities are associated with radiological progression, increased mortality, and the risk of complications from medical interventions, such as chemotherapy and surgery. Management requires distinguishing interstitial lung abnormalities that represent clinically significant interstitial lung disease from those that are subclinical. In particular, it is important to identify the subpleural fibrotic subtype, which is more likely to progress and to be associated with mortality. This multidisciplinary Position Paper by the Fleischner Society addresses important issues regarding interstitial lung abnormalities, including standardisation of the definition and terminology; predisposing risk factors; clinical outcomes; options for initial evaluation, monitoring, and management; the role of quantitative evaluation; and future research needs.