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Available online 25 December 2021
T2 Biomarkers as Predictors of Exacerbations of Chronic Obstructive Pulmonary Disease
Biomarcadores T2 como predictores de exacerbaciones en la enfermedad pulmonar obstructiva crónica
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Bernardino Alcázar-Navarretea,d,e,
Corresponding author
balcazar@telefonica.net

Corresponding author.
, Jose Manuel Díaz-Lopeza, Paula García-Floresa, Marina Ortega-Anteloa, Ivan Aguilar-Cruzf, Oliverio Ruiz-Rodríguezb, Pablo Santiago-Diazc, Pedro José Romero Palaciosd
a Respiratory Department, HU Virgen de las Nieves, Granada, Spain
b Respiratory Department, AIG de Medicina, Hospital de Alta Resolución de Loja, Agencia Sanitaria Hospital de Poniente, Loja, Granada, Spain
c Cardiology Department, AIG de Medicina, Hospital de Alta Resolución de Loja, Agencia Sanitaria Hospital de Poniente, Loja, Granada, Spain
d Facultad de Medicina, Universidad de Granada, Granada, Spain
e Centro de Investigación Biomédica en red Enfermedades Respiratorias (CIBERES), Spain
f Emergency Department, Hospital Clínico San Cecilio, Granada, Spain
Received 14 June 2021. Accepted 09 November 2021
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Table 1. Baseline Characteristics of Participants (n=322). Continuous Data Are Shown as Mean±SD or Median [IQR], and Categorical Variables as n (%).
Table 2. Characteristics of Patients According to the presence of at Least One Elevated T2 Biomarker. Continuous Data Are Shown as Mean±SD or Median [IQR], and Categorical Variables as n (%).
Table 3. Receiver Operator Curves (ROC) Tests and Diagnostic Ability Between Elevated T2 Biomarker, High BEC, High FeNO or BEC for the Prediction of at Least One Moderate or Severe Exacerbation.
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Additional material (1)
Abstract
Introduction

Type 2 (T2) biomarkers such as blood eosinophil count (BEC) and FeNO have been related to a higher risk of exacerbations in COPD. It is unknown whether combining these biomarkers could be useful in forecasting COPD exacerbations.

Methods

COPD patients were enrolled in this prospective, multicenter, observational study and followed up for 1 year, during which BEC were analysed at baseline (V0) while FeNO analyses were performed at baseline (V0), 6 months (V1) and 12 months (V2). The risk of moderate or severe exacerbation during follow up was assessed by Cox regression analysis, and the predictive capacity of both measurements was assessed by ROC curves and the DeLong test. Statistical significance was assumed at P<.05.

Results

Of the 322 COPD patients initially recruited, 287 were followed up. At baseline, 28.0% were active smokers, and experienced moderate airflow limitation (mean FEV1 56.4%±17.0% predicted). Patients with at least one elevated T2 biomarker (n=125, 42.5%) were at increased risk of COPD exacerbation (HR 1.75, 95% CI 1.25–2.45, P=.001) and of shorter time to first COPD exacerbation. There was no difference between BEC and FeNO regarding the predictive capacity for moderate to severe exacerbation (AUC 0.584 vs 0.576, P=.183) but FeNO predicted severe episodes more accurately than BEC (AUC 0.607 vs 0.539, P<.05). Combining the two biomarkers enhanced the detection of moderate and severe COPD exacerbations.

Conclusions

Both eosinophil count and FeNO have limited utility for predicting COPD exacerbations. Combining these T2 biomarkers could enhance the detection of future COPD exacerbations.

Keywords:
COPD
Type 2 inflammation
Biomarkers
FeNO
Eosinophil
Resumen
Introducción

Los biomarcadores tipo 2 (T2), como el recuento de eosinófilos en sangre y el análisis de fracción exhalada de óxido nítrico (FeNO) se han asociado a un mayor riesgo de exacerbaciones en la enfermedad pulmonar obstructiva crónica (EPOC). Se desconoce si la combinación de estos biomarcadores es útil en la predicción de exacerbaciones de la EPOC.

Métodos

En este estudio prospectivo, multicéntrico y observacional se reclutaron pacientes con EPOC y se les realizó seguimiento durante un año, en ese tiempo se determinó el recuento de eosinófilos en sangre al inicio (V0), mientras que los análisis de FeNO se realizaron al inicio (V0), a los seis meses (V1) y a los 12 meses (V2). El riesgo de exacerbación moderada o grave durante el seguimiento se valoró mediante el análisis de regresión de Cox y la capacidad predictiva de ambas mediciones se valoró mediante curvas ROC y el test de DeLong. La significación estadística se estableció con una p > 0,05.

Resultados

De los 322 pacientes con EPOC reclutados al inicio, se le realizó seguimiento a 287. Al inicio, un 28,0% eran fumadores activos y presentaban una limitación moderada de la ventilación respiratoria (predicción de FEV1 media 56,4% ± 17,0%). Los pacientes con al menos uno de los marcadores T2 elevado (n = 125; 42,5%) presentaron un riesgo aumentado de sufrir exacerbaciones de su EPOC (HR = 1,75, IC 95% 1,25-2,45; p = 0,001) y una reducción del tiempo hasta la primera exacerbación de la EPOC. No se demostró diferencia entre el recuento de eosinófilos y el FeNO en relación con su capacidad predictiva para las exacerbaciones moderadas a graves (ABC 0,584 vs. 0,576; p = 0,183) pero el FeNO predijo los episodios graves con mayor precisión que el recuento de eosinófilos (ABC 0,607 vs. 0,539; p < 0,05). La combinación de ambos biomarcadores mejoró la detección de las exacerbaciones moderadas y graves de la EPOC.

Conclusión

Tanto el recuento de eosinófilos como el FeNO presentan limitaciones en cuanto a su utilidad para predecir las exacerbaciones de la EPOC. Combinar ambos biomarcadores T2 podría mejorar la detección de futuras exacerbaciones de la EPOC.

Palabras clave:
Enfermedad pulmonar obstructiva crónica
Inflamación tipo 2
Biomarcadores
Análisis de fracción exhalada de óxido nítrico
Eosinófilo

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