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Tiotropium versus long-acting beta-agonists for stable chronic obstructive pulmonary disease

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Tiotropium and long-acting beta2-agonists (LABAs) are both accepted in the routine management for people with stable chronic obstructive pulmonary disease (COPD). There are new studies which have compared tiotropium with LABAs, including some that have evaluated recently introduced LABAs.


To compare the relative clinical effects of tiotropium bromide alone versus LABA alone, upon measures of quality of life, exacerbations, lung function and serious adverse events, in people with stable COPD.

To critically appraise and summarise current evidence on the costs and cost-effectiveness associated with tiotropium compared to LABA in people with COPD.

Search methods

We identified randomised controlled trials (RCTs) from the Cochrane Airways Group Specialised Register of trials and economic evaluations from searching NHS EED and HEED (date of last search February 2012). We found additional trials from web-based clinical trial registers.

Selection criteria

We included RCTs and full economic evaluations if they compared effects of tiotropium alone with LABAs alone in people with COPD. We allowed co-administration of standard COPD therapy.

Data collection and analysis

Two review authors independently assessed studies for inclusion, then extracted data on study quality and outcomes. We contacted study authors and trial sponsors for additional information. We analysed data using the Cochrane Review Manager(RevMan 5.1) software.

Main results

Seven clinical studies totalling 12,223 participants with COPD were included in the review. The studies used similar designs and were generally of good methodological quality. Inclusion criteria for RCTs were similar across the included studies, although studies varied in terms of smoking history and COPD severity of participants. They compared tiotropium (which was delivered by HandiHaler in all studies) with salmeterol (four studies, 8936 participants), formoterol (one study, 431 participants) and indacaterol (two studies, 2856 participants). All participants were instructed to discontinue anticholinergic or long-acting beta2-agonist bronchodilators during treatment, but could receive inhaled corticosteroids (ICS) at a stable dose. Study duration ranged from 3 to 12 months. We extracted data for 11,223 participants. In general, the treatment groups were well matched at baseline. Overall, the risk of bias across the included RCTs was low.

In the analysis of the primary outcomes in this review, a high level of heterogeneity amongst studies meant that we did not pool data for St George's Respiratory Questionnaire quality of life score. Subgroup analyses based on the type of LABA found statistically significant differences among effects on quality of life depending on whether tiotropium was compared with salmeterol, formoterol or indacaterol. Tiotropium reduced the number of participants experiencing one or more exacerbations compared with LABA (odds ratio (OR) 0.86; 95% confidence interval (CI) 0.79 to 0.93). For this outcome, there was no difference seen among the different types of LABA. There was no statistical difference in mortality observed between the treatment groups.

For secondary outcomes, tiotropium was associated with a reduction in the number of COPD exacerbations leading to hospitalisation compared with LABA treatment (OR 0.87; 95% 0.77 to 0.99), but not in the overall rate of all-cause hospitalisations. There was no statistically significant difference in forced expiratory volume in one second (FEV1) or symptom score between tiotropium and LABA-treated participants. There was a lower rate of non-fatal serious adverse events recorded with tiotropium compared with LABA (OR 0.88; 95% CI 0.78 to 0.99). The tiotropium group was also associated with a lower rate of study withdrawals (OR 0.89; 95% CI 0.81 to 0.99).

We identified six full economic evaluations assessing the cost and cost-effectiveness of tiotropium and salmeterol. The studies were based on an economic model or empirical analysis of clinical data from RCTs. They all looked at maintenance costs and the costs for COPD exacerbations, including respiratory medications and hospitalisations. The setting for the evaluations was primary and secondary care in the UK, Greece, Netherlands, Spain and USA. All the studies estimated tiotropium to be superior to salmeterol based on better clinical outcomes (exacerbations or quality of life) and/or lower total costs. However, the authors of all evaluations reported there was substantial uncertainty around the results.

Authors' conclusions

In people with COPD, the evidence is equivocal as to whether or not tiotropium offers greater benefit than LABAs in improving quality of life; however, this is complicated by differences in effect among the LABA types. Tiotropium was more effective than LABAs as a group in preventing COPD exacerbations and disease-related hospitalisations, although there were no statistical differences between groups in overall hospitalisation rates or mortality during the study periods. There were fewer serious adverse events and study withdrawals recorded with tiotropium compared with LABAs. Symptom improvement and changes in lung function were similar between the treatment groups. Given the small number of studies to date, with high levels of heterogeneity among them, one approach may be to give a COPD patient a substantial trial of tiotropium, followed by a LABA (or vice versa), then to continue prescribing the long-acting bronchodilator that the patient prefers. Further studies are needed to compare tiotropium with different LABAs, which are currently ongoing. The available economic evidence indicates that tiotropium may be cost-effective compared with salmeterol in several specific settings, but there is considerable uncertainty around this finding.

Résumé scientifique

Tiotropium versus bêta-agonistes à action prolongée pour une broncho-pneumopathie chronique obstructive stable


Le tiotropium et les bêta2-agonistes (BAAP) sont tous deux acceptés dans le traitement courant des personnes souffrant de broncho-pneumopathie chronique obstructive (BPCO) stable. Il existe de nouvelles études qui ont comparé le tiotropium aux BAAP, y compris certains qui ont évalué des BAAP récemment introduits sur le marché.


Comparer les effets cliniques relatifs du bromide de tiotropium seul par rapport aux BAAP seuls, en fonction des mesures relatives à la qualité de vie, aux exacerbations, à la fonction pulmonaire et aux évènements indésirables graves, chez les personnes atteintes d'une BPCO stable.

Évaluer de manière critique et résumer les preuves actuelles sur les coûts et la rentabilité associée au tiotropium par rapport aux BAAP chez les personnes souffrant de BPCO.

Stratégie de recherche documentaire

Nous avons identifié les essais contrôlés randomisés (ECR) du registre spécialisé du groupe Cochrane sur les voies aériennes et les évaluations économiques en effectuant des recherches dans NHS EED et HEED (date de la dernière recherche - février 2012). Nous avons trouvé des essais supplémentaires provenant des registres d'essais cliniques basés sur le web.

Critères de sélection

Nous avons inclus les ECR et les évaluations économiques complètes s'ils comparaient les effets du tiotropium seul aux BAAP seuls chez les personnes souffrant de BPCO. Nous avons autorisé une co-administration de la thérapie BPCO standard.

Recueil et analyse des données

Deux auteurs de la revue ont évalué de manière indépendante les études à inclure et ont ensuite extrait les données sur la qualité des études et les critères de jugement. Nous avons contacté les auteurs des études et les sponsors des essais afin d'obtenir des informations complémentaires. Nous avons analysé les données à l'aide du logiciel Cochrane Review Manager (RevMan 5.1).

Résultats principaux

Sept études cliniques totalisant 12 223 participants avec une BPCO ont été incluses dans la revue. Les études étaient conçues de la même manière et étaient généralement de bonne qualité méthodologique. Les critères d'inclusion pour les ECR étaient similaires entre les études incluses, bien que les études variaient en termes d'antécédents de tabagisme et de gravité de la BPCO chez les participants. Les études comparaient le tiotropium (administré par HandiHaler dans toutes les études) et le salmétérol (quatre études, 8 936 participants), le formotérol (une étude, 431 participants) et l'indacatérol (deux études, 2 856 participants). Tous les participants avaient pour instruction d'interrompre les anticholinergiques ou les bêta2-agonistes à action prolongée (BAAP) pendant le traitement, mais ils pouvaient recevoir des corticostéroïdes inhalés (CSI) en dose stable. La durée de l'étude variait de 3 à 12 mois. Nous avons extrait les données pour les 11 223 participants. En général, les groupes de traitement étaient bien répartis au départ. Le risque de biais global dans les ECR inclus était faible.

Dans l'analyse des principaux critères de jugement de cette revue, un niveau élevé d'hétérogénéité entre les études a fait que nous n'avons pas regroupé les données pour le résultat concernant la qualité de vie du Questionnaire respiratoire St George. Les analyses de sous-groupes basés sur le type de BAAP ont démontré des différences significatives en termes statistiques dans les effets sur la qualité de vie selon que le tiotropium était comparé au salmétérol, au formotérol ou à l'indacatérol. Le tiotropium réduisait le nombre de participants qui avait une ou plusieurs exacerbations par rapport aux BAAP (OR 0,86 ; intervalle de confiance (IC) à 95 % 0,79 à 0,93). Pour ce critère, il n'a été constaté aucune différence entre les types de BAAP. Il n'existait aucune différence statistique dans la mortalité observée entre les groupes de traitement.

Pour les critères de jugement secondaires, le tiotropium était associé à une baisse du nombre d'exacerbations de la BPCO entraînant une hospitalisation par rapport au traitement avec BAAP (OR 0,87 ; IC à 95 % 0,77 à 0,99), mais pas du taux global d'hospitalisations toutes-causes. Il n'a été constaté aucune différence significative en termes statistiques dans le volume expiratoire maximal en une seconde (VEMS) ou dans le résultat sur les symptômes entre les participants sous tiotropium et sous BAAP. Nous avons noté un taux plus faible d'évènements indésirables graves non mortels enregistrés avec le tiotropium par rapport aux BAAP (OR 0,88 ; IC à 95 % 0,78 à 0,99). Le groupe sous tiotropium était également associé à un taux plus faible de retraits des études (OR 0,89 ; IC à 95 % 0,81 à 0,99).

Nous avons identifié six évaluations économiques complètes évaluant le coût et la rentabilité du tiotropium et du salmétérol. Les études étaient basées sur un modèle économique ou une analyse empirique des données cliniques issues des ECR. Elles examinaient toutes les coûts d'entretien et les coûts liés aux exacerbations de la BPCO, y compris les médications respiratoires et les hospitalisations. Le contexte des évaluations étaient les soins primaires et secondaires au RU, en Grèce, aux Pays-Bas, en Espagne et aux USA. Toutes les études estimaient que le tiotropium était supérieur au salmétérol avec des critères d'évaluation cliniques de meilleure qualité (exacerbations ou qualité de vie) et/ou des coûts totaux moindres. Pour autant, les auteurs de toutes les évaluations ont signalé qu'il y subsistait des incertitudes substantielles autour des résultats.

Conclusions des auteurs

Chez les personnes souffrant de BPCO, les preuves sont équivoques quant à savoir si le tiotropium offre ou non un bénéfice plus important que les BAAP pour améliorer la qualité de vie ; toutefois, les différences dans l'effet entre les types de BAAP compliquent la situation. Le tiotropium était plus efficace que les BAAP en tant que groupe pour prévenir les exacerbations de la BPCO et les hospitalisations liées à la maladie, même s'il n'a été constaté aucune différence statistique entre les groupes dans les taux d'hospitalisation globaux ou dans la mortalité pendant les périodes d'étude. Il a été enregistré moins d'évènements indésirables graves et de retraits des études avec le tiotropium par rapport aux BAAP. L'amélioration des symptômes et les modifications de la fonction pulmonaire étaient similaires entre les groupes de traitement. Vu le petit nombre d'études à ce jour, et leurs niveaux élevés d'hétérogénéité, une approche pourrait être de donner à un patient atteint de BPCO un essai substantiel de tiotropium, suivi d'un BAAP (ou vice versa), puis de continuer la prescription du bronchodilatateur à action prolongée que le patient préfère. Il est nécessaire de réaliser des études supplémentaires pour comparer le tiotropium aux différents BAAP, elles sont actuellement en cours. Les preuves économiques disponibles indiquent que le tiotropium peut être plus rentable que le salmétérol dans plusieurs contextes spécifiques, mais il subsiste des incertitudes importantes à ce sujet.

Notes de traduction

Translated by: French Cochrane Centre

Translation supported by: Ministère du Travail, de l'Emploi et de la Santé Français

Plain language summary

Tiotropium versus long-acting beta2-agonists (LABAs) in the management of COPD

Tiotropium is an inhaled medication that helps open the airways (bronchodilator) and is used to manage persistent symptoms of COPD. We found seven studies including 12,223 participants that compared tiotropium with long-acting beta2-agonists (LABAs), which are another type of bronchodilator. This systematic review found that currently there is insufficient evidence to suggest which of these treatments provides greater long-term benefit in quality of life. Furthermore, both treatments had similar effects on symptoms, lung function and death rates.

Tiotropium appears better than LABAs in preventing COPD exacerbations (worsening of COPD symptoms) and reducing the number of COPD-related hospitalisations. Furthermore, there were fewer participants during the study period with serious adverse events or who withdrew early from the studies with tiotropium compared with LABA treatment. However, there was no difference in the total number of people who were hospitalised.

We found six economic evaluations looking at the cost and effectiveness of tiotropium and the LABA salmeterol that were conducted in the UK, Greece, Netherlands, Spain, or USA. All the studies estimated tiotropium to be better than salmeterol based on medical outcomes (exacerbations or quality of life) and/or lower total costs, including respiratory medications and hospitalisations. However, these results were very uncertain.

Résumé simplifié

Tiotropium versus bêta2-agonistes à action prolongée (BAAP) dans le traitement de la BPCO

Le tiotropium est un médicament inhalé qui permet d'ouvrir les voies aériennes (bronchodilatateur), il est utilisé pour traiter les symptômes persistants de la BPCO. Nous avons trouvé onze études totalisant 12 223 participants qui comparaient le tiotropium aux bêta2-agonistes à action prolongée (BAAP), qui sont un autre type de bronchodilatateur. Cette revue systématique a découvert qu'il n'y avait pas suffisamment de preuves à ce jour pour suggérer lequel de ces traitement apporte un bénéfice à plus long terme sur la qualité de vie. De plus, les deux traitements avaient des effets similaires sur les symptômes, la fonction pulmonaire et les taux de mortalité.

Le tiotropium semble être plus efficace que les BAAP pour prévenir les exacerbations de la BPCO (aggravation des symptômes de la BPCO) et réduire les nombre d'hospitalisations liées à la BPCO. De plus, pendant la durée de l'étude, un nombre moins élevé de participants ont eu des effets indésirables graves ou se sont retirés prématurément des études avec le tiotropium par rapport au traitement avec les BAAP. Toutefois, il n'a été constaté aucune différence dans le nombre total de personnes hospitalisées.

Nous avons trouvé six évaluations économiques examinant le coût et l'efficacité du tiotropium et du salmétérol BAAP qui ont été réalisées au RU, en Grèce, aux Pays-Bas, en Espagne ou aux USA. Toutes les études estimaient que le tiotropium était meilleur que le salmétérol en se basant sur des critères d'de jugement médicaux (exacerbations ou qualité de vie) et/ou des coûts totaux moindres, incluant les médications respiratoires et les hospitalisations. Pour autant, ces résultats étaient très incertains.

Notes de traduction

Translated by: French Cochrane Centre

Translation supported by: Ministère du Travail, de l'Emploi et de la Santé Français