Background Treatment decisions in asthma are based on assessments of symptoms and simple measures of lung function, which do not relate closely to underlying eosinophilic airway inflammation. We aimed to assess whether a management strategy that minimises eosinophilic inflammation reduces asthma exacerbations compared with a standard management strategy. Methods We recruited 74 patients with moderate to severe asthma from hospital clinics and randomly allocated them to management either by standard British Thoracic Society asthma guidelines (BTS management group) or by normalisation of the induced sputum eosinophil count and reduction of symptoms (sputum management group). We assessed patients nine times over 12 months. The results were used to manage those in the sputum management group, but were not disclosed in the BTS group. The primary outcomes were the number of severe exacerbations and control of eosinophilic inflammation, measured by induced sputum eosinophil count. Analyses were by intention to treat. Findings The sputum eosinophil count was 63% (95% CI 24–100) lower over 12 months in the sputum management group than in the BTS management group (p=0·002). Patients in the sputum management group had significantly fewer severe asthma exacerbations than did patients in the BTS management group (35 vs 109; p=0·01) and significantly fewer patients were admitted to hospital with asthma (one vs six, p=0·047). The average daily dose of inhaled or oral corticosteroids did not differ between the two groups. Interpretation A treatment strategy directed at normalisation of the induced sputum eosinophil count reduces asthma exacerbations and admissions without the need for additional anti-inflammatory treatment.

Rationale: Exacerbations of chronic obstructive pulmonary disease (COPD) are heterogeneous with respect to inflammation and etiology.Objectives: Investigate biomarker expression in COPD exacerbations to identify biologic clusters and determine biomarkers that recognize clinical COPD exacerbation phenotypes, namely those associated with bacteria, viruses, or eosinophilic airway inflammation.Methods: Patients with COPD were observed for 1 year at stable and exacerbation visits. Biomarkers were measured in sputum and serum. Viruses and selected bacteria were assessed in sputum by polymerase chain reaction and routine diagnostic bacterial culture. Biologic phenotypes were explored using unbiased cluster analysis and biomarkers that differentiated clinical exacerbation phenotypes were investigated.Measurements and Main Results: A total of 145 patients (101 men and 44 women) entered the study. A total of 182 exacerbations were captured from 86 patients. Four distinct biologic exacerbation clusters were identified. These were bacterial-, viral-, or eosinophilic-predominant, and a fourth associated with limited changes in the inflammatory profile termed “pauciinflammatory.” Of all exacerbations, 55%, 29%, and 28% were associated with bacteria, virus, or a sputum eosinophilia. The biomarkers that best identified these clinical phenotypes were sputum IL-1β, 0.89 (area under receiver operating characteristic curve) (95% confidence interval [CI], 0.83–0.95); serum CXCL10, 0.83 (95% CI, 0.70–0.96); and percentage peripheral eosinophils, 0.85 (95% CI, 0.78–0.93), respectively.Conclusions: The heterogeneity of the biologic response of COPD exacerbations can be defined. Sputum IL-1β, serum CXCL10, and peripheral eosinophils are biomarkers of bacteria-, virus-, or eosinophil-associated exacerbations of COPD. Whether phenotype-specific biomarkers can be applied to direct therapy warrants further investigation.

Evidence suggests that eosinophilic airway inflammation is important in the pathogenesis of severe chronic obstructive pulmonary disease (COPD) exacerbations. The present authors tested the hypothesis that a management strategy that aims to reduce sputum eosinophil counts is associated with a reduction in exacerbations of COPD. A total of 82 patients with COPD were randomised into two groups. One group was treated according to traditional guidelines (British Thoracic Society (BTS) group) and the other (sputum group) was treated with the additional aim of minimising eosinophilic airway inflammation, assessed using the induced sputum eosinophil count. The primary outcome was exacerbations, which were categorised as mild, moderate or severe. The frequency of severe exacerbations per patient per year was 0.5 and 0.2 in the BTS and sputum groups, respectively (mean reduction 62%). The majority of this benefit was confined to patients with eosinophilic airway inflammation. There was no difference in the frequency of mild and moderate exacerbations. The average daily dose of inhaled or oral corticosteroids during the trial did not differ between the groups. Out of 42 patients in the sputum group, 17 required regular oral corticosteroids to minimise eosinophilic airway inflammation. A management strategy that aims to minimise eosinophilic airway inflammation, as well as symptoms, is associated with a reduction in severe exacerbations of chronic obstructive pulmonary disease.