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.

The development of tumor necrosis factor alpha (TNF-alpha) antagonists has made it feasible to investigate the role of this cytokine in refractory asthma.We measured markers of TNF-alpha activity on peripheral-blood monocytes in 10 patients with refractory asthma, 10 patients with mild-to-moderate asthma, and 10 control subjects. We also investigated the effects of treatment with the soluble TNF-alpha receptor etanercept (25 mg twice weekly) in the patients with refractory asthma in a placebo-controlled, double-blind, crossover pilot study.As compared with patients with mild-to-moderate asthma and controls, patients with refractory asthma had increased expression of membrane-bound TNF-alpha, TNF-alpha receptor 1, and TNF-alpha-converting enzyme by peripheral-blood monocytes. In the clinical trial, as compared with placebo, 10 weeks of treatment with etanercept was associated with a significant increase in the concentration of methacholine required to provoke a 20 percent decrease in the forced expiratory volume in one second (FEV1) (mean difference in doubling concentration changes between etanercept and placebo, 3.5; 95 percent confidence interval, 0.07 to 7.0; P=0.05), an improvement in the asthma-related quality-of-life score (by 0.85 point; 95 percent confidence interval, 0.16 to 1.54 on a 7-point scale; P=0.02), and a 0.32-liter increase in post-bronchodilator FEV1 (95 percent confidence interval, 0.08 to 0.55; P=0.01).Patients with refractory asthma have evidence of up-regulation of the TNF-alpha axis. (ClinicalTrials.gov number, NCT00276029.).

Some patients with chronic obstructive pulmonary disease (COPD) respond to corticosteroid therapy. Whether these patients have different airway pathology from other COPD patients is unclear. We tested the hypothesis that response to prednisolone is related to the presence of eosinophilic airway inflammation.We did a randomised, double-blind, crossover trial. Patients who had COPD treated with bronchodilators only were assigned placebo and 30 mg prednisolone daily for 2 weeks each, in a random order, separated by a 4-week washout period. Before and after each treatment period, we assessed patients with spirometry, symptom scores, the chronic respiratory disease questionnaire (CRQ), incremental shuttle walk test, and induced sputum. Analysis was done by intention to treat.83 patients were recruited, of whom 67 were randomised. The geometric mean sputum eosinophil count fell significantly after prednisolone (from 2.4% to 0.4%; mean difference six-fold [95% CI 3.1-11.4]) but not after placebo. Other sputum cell counts did not change. After stratification into tertiles by baseline eosinophil count, postbronchodilator forced expiratory volume in 1 s (FEV1) and total scores on the CRQ improved progressively after prednisolone from the lowest to the highest eosinophilic tertile, compared with placebo. The mean change in postbronchodilator FEV1, total CRQ score, and shuttle walk distance with prednisolone compared with placebo in the highest tertile was 0.19 L (0.06-0.32), 0.62 (0.31-0.93), and 20 m (5-35), respectively.Our findings suggest that eosinophilic airway inflammation contributes to airflow obstruction and symptoms in some patients with COPD and that the short-term effects of prednisolone are due to modification of this feature of the inflammatory response. The possibility that sputum eosinophilia identifies a subgroup of patients who particularly respond to long-term treatment with inhaled corticosteroids should be investigated.

Background:

 Non-eosinophilic asthma is a potentially important clinicopathological phenotype since there is evidence that it responds poorly to inhaled corticosteroid therapy. However, little is known about the underlying airway immunopathology and there are no data from placebo-controlled studies examining the effect of inhaled corticosteroids. 

Methods:

 Airway immunopathology was investigated using induced sputum, bronchial biopsies, bronchial wash and bronchoalveolar lavage in 12 patients with symptomatic eosinophilic asthma, 11 patients with non-eosinophilic asthma and 10 healthy controls. The patients with non-eosinophilic asthma and 6 different patients with eosinophilic asthma entered a randomised, double-blind, placebo-controlled crossover study in which the effects of inhaled mometasone 400 μg once daily for 8 weeks on airway responsiveness and asthma quality of life were investigated. 

Results:

 Patients with non-eosinophilic asthma had absence of eosinophils in the mucosa (median 4.4 cells/mm² vs 23 cells/mm² in eosinophilic asthma and 0 cells/mm² in normal controls; p = 0.03) and normal subepithelial layer thickness (5.8 μm vs 10.3 μm in eosinophilic asthma and 5.1 μm in controls, p = 0.002). Non-eosinophilic and eosinophilic asthma groups had increased mast cell numbers in the airway smooth muscle compared with normal controls (9 vs 8 vs 0 cells/mm², p = 0.016). Compared with placebo, 8 weeks of treatment with inhaled mometasone led to less improvement in methacholine PC₂₀ (0.5 vs 5.5 doubling concentrations, 95% CI of difference 1.1 to 9.1; p = 0.018) and asthma quality of life (0.2 vs 1.0 points, 95% CI of difference 0.27 to 1.43; p = 0.008). 

Conclusions:

 Non-eosinophilic asthma represents a pathologically distinct disease phenotype which is characterised by the absence of airway eosinophilia, normal subepithelial layer thickness and a poor short-term response to treatment with inhaled corticosteroids.

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.