Chronic obstructive pulmonary disease (COPD) is a complex condition with pulmonary and extra-pulmonary manifestations. This study describes the heterogeneity of COPD in a large and well characterised and controlled COPD cohort (ECLIPSE). We studied 2164 clinically stable COPD patients, 337 smokers with normal lung function and 245 never smokers. In these individuals, we measured clinical parameters, nutritional status, spirometry, exercise tolerance, and amount of emphysema by computed tomography. COPD patients were slightly older than controls and had more pack years of smoking than smokers with normal lung function. Co-morbidities were more prevalent in COPD patients than in controls, and occurred to the same extent irrespective of the GOLD stage. The severity of airflow limitation in COPD patients was poorly related to the degree of breathlessness, health status, presence of co-morbidity, exercise capacity and number of exacerbations reported in the year before the study. The distribution of these variables within each GOLD stage was wide. Even in subjects with severe airflow obstruction, a substantial proportion did not report symptoms, exacerbations or exercise limitation. The amount of emphysema increased with GOLD severity. The prevalence of bronchiectasis was low (4%) but also increased with GOLD stage. Some gender differences were also identified. The clinical manifestations of COPD are highly variable and the degree of airflow limitation does not capture the heterogeneity of the disease.

A key feature of chronic obstructive pulmonary disease (COPD) is an accelerated rate of decline in forced expiratory volume in 1 second (FEV1), but data on the variability and determinants of this change in patients who have established disease are scarce.

Background Because chronic obstructive pulmonary disease (COPD) is a heterogeneous condition, the identification of specific clinical phenotypes is key to developing more effective therapies. To explore if the persistence of systemic inflammation is associated with poor clinical outcomes in COPD we assessed patients recruited to the well-characterized ECLIPSE cohort (NCT00292552). Methods and Findings Six inflammatory biomarkers in peripheral blood (white blood cells (WBC) count and CRP, IL-6, IL-8, fibrinogen and TNF-α levels) were quantified in 1,755 COPD patients, 297 smokers with normal spirometry and 202 non-smoker controls that were followed-up for three years. We found that, at baseline, 30% of COPD patients did not show evidence of systemic inflammation whereas 16% had persistent systemic inflammation. Even though pulmonary abnormalities were similar in these two groups, persistently inflamed patients during follow-up had significantly increased all-cause mortality (13% vs. 2%, p<0.001) and exacerbation frequency (1.5 (1.5) vs. 0.9 (1.1) per year, p<0.001) compared to non-inflamed ones. As a descriptive study our results show associations but do not prove causality. Besides this, the inflammatory response is complex and we studied only a limited panel of biomarkers, albeit they are those investigated by the majority of previous studies and are often and easily measured in clinical practice. Conclusions Overall, these results identify a novel systemic inflammatory COPD phenotype that may be the target of specific research and treatment.

Chronic obstructive pulmonary disease (COPD) is a heterogeneous disease and not well understood. The forced expiratory volume in one second is used for the diagnosis and staging of COPD, but there is wide acceptance that it is a crude measure and insensitive to change over shorter periods of time. Evaluation of COPD Longitudinally to Identify Predictive Surrogate End-points (ECLIPSE) is a 3-yr longitudinal study with four specific aims: 1) definition of clinically relevant COPD subtypes; 2) identification of parameters that predict disease progression in these subtypes; 3) examination of biomarkers that correlate with COPD subtypes and may predict disease progression; and 4) identification of novel genetic factors and/or biomarkers that both correlate with clinically relevant COPD subtypes and predict disease progression. ECLIPSE plans to recruit 2,180 COPD subjects in Global Initiative for Chronic Obstructive Lung Disease categories II-IV and 343 smoking and 223 nonsmoking control subjects. Study procedures are to be performed at baseline, 3 months, 6 months and every 6 months thereafter. Assessments include pulmonary function measurements (spirometry, impulse oscillometry and plethysmography), chest computed tomography, biomarker measurement (in blood, sputum, urine and exhaled breath condensate), health outcomes, body impedance, resting oxygen saturation and 6-min walking distance. Evaluation of COPD Longitudinally to Identify Predictive Surrogate End-points is the largest study attempting to better describe the subtypes of chronic obstructive pulmonary disease, as well as defining predictive markers of its progression.

Accurate prediction of mortality helps select patients for interventions aimed at improving outcome.Because chronic obstructive pulmonary disease is characterized by low-grade systemic inflammation, we hypothesized that addition of inflammatory biomarkers to established predictive factors will improve accuracy.A total of 1,843 patients enrolled in the Evaluation of COPD Longitudinally to Identify Predictive Surrogate Endpoints study were followed for 3 years. Kaplan-Meier curves, log-rank analysis, and Cox proportional hazards analyses determined the predictive value for mortality of clinical variables, while C statistics assessed the added discriminative power offered by addition of biomarkers.At recruitment we measured anthropometrics, spirometry, 6-minute walk distance, dyspnea, BODE index, history of hospitalization, comorbidities, and computed tomography scan emphysema. White blood cell and neutrophil counts, serum or plasma levels of fibrinogen, chemokine ligand 18, surfactant protein D, C-reactive protein, Clara cell secretory protein-16, IL-6 and -8, and tumor necrosis factor-α were determined at recruitment and subsequent visits. A total of 168 of the 1,843 patients (9.1%) died. Nonsurvivors were older and had more severe airflow limitation, increased dyspnea, higher BODE score, more emphysema, and higher rates of comorbidities and history of hospitalizations. The best predictive model for mortality using clinical variables included age, BODE, and hospitalization history (C statistic of 0.686; P < 0.001). One single biomarker (IL-6) significantly improved the C statistic to 0.708, but this was further improved to 0.726 (P = 0.003) by the addition of all biomarkers.The addition of a panel of selected biomarkers improves the ability of established clinical variables to predict mortality in chronic obstructive pulmonary disease. Clinical trial registered with www.clinicaltrials.gov (NCT00292552).

Comorbidities, are common in COPD, have been associated with poor outcomes and are thought to relate to systemic inflammation. To investigate comorbidities in relation to systemic inflammation and outcomes we recorded comorbidities in a well characterized cohort (ECLIPSE study) for 2164 clinically stable COPD subjects, 337 smokers and 245 non-smokers with normal lung function.COPD patients had a higher prevalence of osteoporosis, anxiety/panic attacks, heart trouble, heart attack, and heart failure, than smokers or nonsmokers. Heart failure (Hazard Ratio [HR] 1.9, 95% Confidence Interval [CI] 1.3–2.9), ischemic heart disease (HR 1.5, 95% CI 1.1–2.0), heart disease (HR 1.5, 95% CI 1.2–2.0), and diabetes (HR 1.7, 95% CI 1.2–2.4) had increased odds of mortality when coexistent with COPD. Multiple comorbidities had accumulative effect on mortality. COPD and cardiovascular disease was associated with poorer quality of life, higher MRC dyspnea scores, reduced 6MWD, higher BODE index scores. Osteoporosis, hypertension and diabetes were associated with higher MRC dyspnea scores and reduced 6MWD. Higher blood concentrations of fibrinogen, IL-6 and IL-8 levels occurred in those with heart disease.Comorbidity is associated with poor clinical outcomes in COPD. The comorbidities of heart disease, hypertension and diabetes are associated with increased systemic inflammation.

Outcomes other than spirometry are required to assess nonbronchodilator therapies for chronic obstructive pulmonary disease. Estimates of the minimal clinically important difference for the 6-minute-walk distance (6MWD) have been derived from narrow cohorts using nonblinded intervention.To determine minimum clinically important difference for change in 6MWD over 1 year as a function of mortality and first hospitalization in an observational cohort of patients with COPD.Data from the ECLIPSE cohort were used (n = 2,112). Death or first hospitalization were index events; we measured change in 6MWD in the 12-month period before the event and related change in 6MWD to lung function and St. George's Respiratory Questionnaire (health status).Of subjects with change in the 6MWD data, 94 died, and 323 were hospitalized. 6MWD fell by 29.7 m (SD, 82.9 m) more among those who died than among survivors (P < 0.001). A reduction in distance of more than 30 m conferred a hazard ratio of 1.93 (95% confidence interval, 1.29-2.90; P = 0.001) for death. No significant difference was observed for first hospitalization. Weak relationships only were observed with change in lung function or health status.A reduction in the 6MWD of 30 m or more is associated with increased risk of death but not hospitalization due to exacerbation in patients with chronic obstructive pulmonary disease and represents a clinically significant minimally important difference.