Inhalation therapy of COPD and vulnerability to heat-related exacerbations - a prospective study in the urban area of Berlin

Einleitung: Die Prävention von Exazerbationen ist ein wichtiges Therapieziel der COPD. Dieses gewinnt durch den Klimawandel, mit zukünftig häufigeren Hitzewellen und steigenden Exazerbationszahlen, zunehmende Bedeutung. Bislang dient die medikamentöse Inhalationstherapie auch der Exazerbationsprävention, jedoch könnte diese, neben der Krankheit an sich, selbst ein Faktor für die Vulnerabilität von COPD-Patienten für hitzeassoziierte Exazerbationen sein. Folglich war es das Ziel dieser Arbeit, Unterschiede hinsichtlich der Einnahme von Substanzklassen der inhalativen COPD-Therapie zwischen Patienten mit hitzeassoziierter Exazerbation und Patienten mit Exazerbation bei normalen Temperaturen zu identifizieren. Als primäre Endpunkte wurden LABA, LAMA und ICS definiert, um deren Einnahme als möglichen Vulnerabilitätsfaktor für hitzeassoziierte Exazerbationen zu ermitteln. Methoden: Die Medikation von 585 Patienten mit hospitalisierungspflichtiger COPD-Exazerbation wurde in den warmen Monaten der Jahre 2017 bis 2019 an sechs verschiedenen Berliner Kliniken durch Patienteninterviews und ärztliche Dokumentation erfasst. Anhand meteorologischer Daten einer innerstädtischen Wetterstation des Deutschen Wetterdienstes, wurden die Patienten in eine Gruppe mit Hitzestress (Tmean > 21 °C) und eine Kontrollgruppe ohne Hitzestress (Tmean ≥ 10-21 °C) eingeteilt. Nach einem Case-Control-Matching wurde die Häufigkeit der Medikationseinnahme untersucht, wobei mögliche Unterschiede zwischen den beiden Gruppen mittels McNemar-Tests analysiert wurden. Ergebnisse: 296 Patienten wurden in die Analyse eingeschlossen. Jede Gruppe enthielt 148 Patienten mit vergleichbarem Alter, Geschlecht, Raucher-Status, GOLD-Stadium und GOLD-Risikogruppe. Patienten mit hitzeassoziierter Exazerbation nahmen signifikant häufiger LABA ein als Patienten der Kontrollgruppe (p=0,002). Für LAMA und ICS hingegen wurden nach einer Bonferroni-Korrektur keine signifikanten Unterschiede festgestellt (p=0,029; p=0,024). Eine Tripletherapie aus LABA/LAMA/ICS sowie SABA wurden wiederum signifikant häufiger von Patienten der Hitzestressgruppe eingenommen (p=0,001 und respektive p=0,001). Schlussfolgerung: Die Ergebnisse weisen darauf hin, dass die inhalative Medikation selbst ein Vulnerabilitätsfaktor für hitzeassoziierte COPD-Exazerbationen sein könnte. Hieraus zeichnet sich ein Entwicklungsbedarf von sogenannten klimaadaptierten Therapien ab, der auch die inhalative Therapie der COPD einschließt. Ein Schwerpunkt zukünftiger Forschung zur Prävention von hitzeassoziierten COPD-Exazerbationen sollte hierbei auf den inhalativen Beta2-Sympathomimetika und der Tripletherapie liegen.Background: The prevention of Acute Exacerbations of Chronic Obstructive Pulmonary Disease (AECOPD) remains an important goal of the pharmacologic therapy of COPD. However, as the inhalative treatment itself might have an impact on the patients’ vulnerability to exacerbations, especially during heat periods and besides the disease itself, its role must be reconsidered, with regard to climate change, global warming and an increasing number of exacerbations associated to heat. Therefore, the aim of this study was to investigate whether there are differences in distribution of COPD medication between patients with and without a heat-related exacerbation leading to hospital admission. The inhalative treatment containing LABA, LAMA and ICS was defined as primary objective, in order to generate derivations regarding the drug-induced vulnerability in COPD. Methods: 585 patients who suffered an AECOPD leading to hospital admission were interviewed during the summers of 2017 to 2019 in six hospital departments in the city of Berlin, Germany. Information about the patients’ medication were collected. According to data of a local weather station, all patients were assigned to two cohorts. One consisted of patients with an AECOPD during a heat wave (Tmean > 21 °C), while the control group was composed of patients suffering an AECOPD during normal temperatures (Tmean ≥ 10-21 °C). After performing a case-control-matching, frequencies of prescribed medication were compared by McNemar’s tests to identify differences in distribution. Results: 296 patients were included into the analysis. Each group consisted of 148 patients with the same age, sex, smoking status and GOLD staging. Patients who suffered an AECOPD during a heat wave used significantly more LABA than patients with exacerbations during normal temperatures (p=0.002). No statistically significant differences were found for LAMA and ICS after a Bonferroni correction (p=0.029, p=0.024 respectively). A triple therapy containing LABA/LAMA/ICS, as well as a therapy with SABA were significantly more frequent among patients with an AECOPD during a heat wave (p=0.001 and p=0.001 respectively). Conclusion: Inhalative medication might impact the patients’ vulnerability to heat related exacerbations besides the disease itself. The results indicate an increasing need to develop so called climate adapted therapies. Therefore, more research on this topic is necessary. To prevent heat related COPD exacerbations, further investigations should focus on inhalative beta-2mimetics and a tripletherapy