Although we know that exacerbations are key events in chronic obstructive pulmonary disease (COPD), our understanding of their frequency, determinants, and effects is incomplete. In a large observational cohort, we tested the hypothesis that there is a frequent-exacerbation phenotype of COPD that is independent of disease severity.We analyzed the frequency and associations of exacerbation in 2138 patients enrolled in the Evaluation of COPD Longitudinally to Identify Predictive Surrogate Endpoints (ECLIPSE) study. Exacerbations were defined as events that led a care provider to prescribe antibiotics or corticosteroids (or both) or that led to hospitalization (severe exacerbations). Exacerbation frequency was observed over a period of 3 years.Exacerbations became more frequent (and more severe) as the severity of COPD increased; exacerbation rates in the first year of follow-up were 0.85 per person for patients with stage 2 COPD (with stage defined in accordance with Global Initiative for Chronic Obstructive Lung Disease [GOLD] stages), 1.34 for patients with stage 3, and 2.00 for patients with stage 4. Overall, 22% of patients with stage 2 disease, 33% with stage 3, and 47% with stage 4 had frequent exacerbations (two or more in the first year of follow-up). The single best predictor of exacerbations, across all GOLD stages, was a history of exacerbations. The frequent-exacerbation phenotype appeared to be relatively stable over a period of 3 years and could be predicted on the basis of the patient's recall of previous treated events. In addition to its association with more severe disease and prior exacerbations, the phenotype was independently associated with a history of gastroesophageal reflux or heartburn, poorer quality of life, and elevated white-cell count.Although exacerbations become more frequent and more severe as COPD progresses, the rate at which they occur appears to reflect an independent susceptibility phenotype. This has implications for the targeting of exacerbation-prevention strategies across the spectrum of disease severity. (Funded by GlaxoSmithKline; ClinicalTrials.gov number, NCT00292552.)

Study objectives

 There is increasing interest in the frequency and nature of comorbidities in patients with obstructive lung disease: COPD and asthma. We aimed to quantify baseline rates of comorbidities in COPD and asthma patients and to compare the risks to the general population. 

Design, setting, and participants

 Within the UK General Practice Research Database, we compared incident patients with COPD (n = 2,699) and asthma (n = 7,931) physician diagnosed in 1998 with age, gender, time, and practice-matched cohorts. Rates were calculated and relative risks (RRs) were estimated for comorbidities in major organ systems and selected medical events of a priori interest. 

Measurements and results

 In both COPD and asthma, the total sum of diagnoses related to major organ systems was higher than in their matched population controls. Among incident COPD patients, a frequency > 1% within the first year after diagnosis was observed for angina, cataracts, bone fractures, osteoporosis, pneumonia, and respiratory infections, the highest being angina with 4.0%. Compared to the non-COPD cohort, COPD patients were at increased risk for pneumonia (relative risk [RR] = 16.0), osteoporosis (RR = 3.1), respiratory infection (RR = 2.2), myocardial infarction (RR = 1.7), angina (RR = 1.7), fractures (RR = 1.6), and glaucoma (RR = 1.3) [all p < 0.05]. Of note, 2.0% of COPD patients had cataracts recorded, but this rate was no different than that of the non-COPD cohort (RR = 0.9). Among incident asthma patients, the occurrence of events was generally lower, likely due to the younger age distribution, except for 4.0% with respiratory infection (RR = 1.84) and 1.7% with fractures (RR = 1.5). Angina prevalence was 0.7% in the asthma cohort and 1.4 times more common than in patients without asthma. 

Conclusion

 COPD and asthma are conditions associated with many comorbidities, albeit asthma to a lesser extent than COPD, which had not been systematically reviewed before. Baseline rates of cardiovascular-, bone-, and other smoking-related conditions are high.

Chronic obstructive pulmonary disease (COPD) exacerbations are associated with increased airway and systemic inflammation, though relationships between exacerbation recovery, recurrent exacerbation and inflammation have not been previously reported. In the present study, inflammatory changes at COPD exacerbations were related to clinical nonrecovery and recurrent exacerbations within 50 days. Serum interleukin (IL)-6, C-reactive protein (CRP), sputum IL-6 and IL-8 were measured in 73 COPD patients when stable, at exacerbation and at 7, 14 and 35 days post-exacerbation. In 23% of patients, symptoms did not recover to baseline by day 35. These patients had persistently higher levels of serum CRP during the recovery period. A total of 22% of the patients who had recurrent exacerbations within 50 days had significantly higher levels of serum CRP at day 14, compared with those without recurrences: 8.8 mg.L(-1) versus 3.4 mg.L(-1). Frequent exacerbators had a smaller reduction in systemic inflammation between exacerbation onset and day 35 compared with infrequent exacerbators. Nonrecovery of symptoms at chronic obstructive pulmonary disease exacerbation is associated with persistently heightened systemic inflammation. The time course of systemic inflammation following exacerbation is different between frequent and infrequent exacerbators. A high serum C-reactive protein concentration 14 days after an index exacerbation may be used as a predictor of recurrent exacerbations within 50 days.

Depression is prevalent in patients with chronic obstructive pulmonary disease (COPD); however, its etiology and relationship to the clinical features of COPD are not well understood.Using data from a large cohort, we explored prevalence and determinants of depression in subjects with COPD.The Evaluation of COPD Longitudinally to Identify Predictive Surrogate Endpoints study is an observational 3-year multicenter study that enrolled smokers with and without COPD and nonsmoker controls. At baseline, several patient-reported outcomes were measured including the Center for Epidemiologic Studies of Depression Scale. For the purposes of this analysis, depression was defined as a score of 16 and higher on this scale, which reflects a high load of depressive symptoms and has a good correspondence with a clinical diagnosis of major depression.The study cohort consisted of 2,118 subjects with COPD; 335 smokers without COPD (smokers); and 243 nonsmokers without COPD (nonsmokers). A total of 26%, 12%, and 7% of COPD, smokers, and nonsmokers, respectively, suffered from depression. In subjects with COPD, higher depression prevalence was seen in females, current smokers, and those with severe disease (Global Initiative for Obstructive Lung Disease [GOLD]-defined). Multivariate modeling of depression determinants in subjects with COPD revealed that increased fatigue, higher St. George's Respiratory Questionnaire for COPD patients score, younger age, female sex, history of cardiovascular disease, and current smoking status were all significantly associated with depression; physiologic and biologic measures were weak or nonsignificant descriptors.Depression is more prevalent in subjects with COPD compared with smokers and nonsmokers without COPD. Clinical and biologic measures were less important determinants of depression in COPD than disease symptoms and quality-of-life. Clinical trial registered with www.clinicaltrials.gov (NCT 00292552).

The optimal method of identifying people with chronic obstructive pulmonary disease (COPD) from electronic primary care records is not known. We assessed the accuracy of different approaches using the Clinical Practice Research Datalink, a UK electronic health record database.951 participants registered with a CPRD practice in the UK between 1 January 2004 and 31 December 2012. Individuals were selected for ≥1 of 8 algorithms to identify people with COPD. General practitioners were sent a brief questionnaire and additional evidence to support a COPD diagnosis was requested. All information received was reviewed independently by two respiratory physicians whose opinion was taken as the gold standard.The primary measure of accuracy was the positive predictive value (PPV), the proportion of people identified by each algorithm for whom COPD was confirmed.951 questionnaires were sent and 738 (78%) returned. After quality control, 696 (73.2%) patients were included in the final analysis. All four algorithms including a specific COPD diagnostic code performed well. Using a diagnostic code alone, the PPV was 86.5% (77.5-92.3%) while requiring a diagnosis plus spirometry plus specific medication; the PPV was slightly higher at 89.4% (80.7-94.5%) but reduced case numbers by 10%. Algorithms without specific diagnostic codes had low PPVs (range 12.2-44.4%).Patients with COPD can be accurately identified from UK primary care records using specific diagnostic codes. Requiring spirometry or COPD medications only marginally improved accuracy. The high accuracy applies since the introduction of an incentivised disease register for COPD as part of Quality and Outcomes Framework in 2004.