Hostname: page-component-89b8bd64d-7zcd7 Total loading time: 0 Render date: 2026-05-14T01:00:05.323Z Has data issue: false hasContentIssue false

Diagnostic Impact of Cerebrospinal Fluid Biomarkers in Atypical Dementias in Canada

Published online by Cambridge University Press:  07 September 2020

Sophie E.M. van den Brink*
Affiliation:
The McGill University Research Centre for Studies in Aging (MCSA), McGill University, Montreal, QC, Canada CIUSSS Nord-de-l’Île-de-Montréal Hôpital Jean-Talon, Montréal, QC, Canada Department of Clinical-, Neuro- and Developmental Psychology, Vrije Universiteit, Amsterdam, NH, the Netherlands
Laïla El Amrani
Affiliation:
CIUSSS Nord-de-l’Île-de-Montréal Hôpital Jean-Talon, Montréal, QC, Canada School of Psychology, Laval University, Québec, QC, Canada
Joseph Therriault
Affiliation:
The McGill University Research Centre for Studies in Aging (MCSA), McGill University, Montreal, QC, Canada Department of Neurology and Neurosurgery, McGill University, Montreal, QC, Canada Montreal Neurological Institute, Montreal, QC, Canada
Serge Gauthier
Affiliation:
The McGill University Research Centre for Studies in Aging (MCSA), McGill University, Montreal, QC, Canada Department of Neurology and Neurosurgery, McGill University, Montreal, QC, Canada Department of Psychiatry, McGill University, Montreal, QC, Canada
Pedro Rosa-Neto
Affiliation:
The McGill University Research Centre for Studies in Aging (MCSA), McGill University, Montreal, QC, Canada Department of Neurology and Neurosurgery, McGill University, Montreal, QC, Canada Montreal Neurological Institute, Montreal, QC, Canada Department of Psychiatry, McGill University, Montreal, QC, Canada
Paolo Vitali
Affiliation:
The McGill University Research Centre for Studies in Aging (MCSA), McGill University, Montreal, QC, Canada CIUSSS Nord-de-l’Île-de-Montréal Hôpital Jean-Talon, Montréal, QC, Canada Department of Neurology and Neurosurgery, McGill University, Montreal, QC, Canada
*
Correspondence to: Sophie van den Brink, The McGill University Research Centre for Studies in Aging (MCSA), McGill University, Montreal, QC, Canada. Email: sophievandenbrink@hotmail.com
Rights & Permissions [Opens in a new window]

Abstract:

Background:

In Canada, standard dementia workup consists of clinical, neurological, and cognitive evaluation, as well as structural brain imaging. For atypical dementia presentations, additional FDG-PET brain imaging is recommended. Cerebrospinal fluid (CSF) biomarkers have recently been proposed as the gold standard for in vivo detection of Alzheimer’s disease (AD) pathophysiology (NIA-AA research framework, 2018). As clinical implementation of CSF assessment is still limited in Canada, the present study assessed its impact on diagnostic accuracy in atypical neurodegenerative disorders in the clinical practice.

Methods:

This retrospective clinical chart review included patients with cognitive complaints who underwent lumbar puncture (LP) in addition to the standard diagnostic workup. CSF analysis determined the presence of biological AD based on reduced amyloid-β42-to-total-tau index (ATI) and increased phosphorylated-tau (p-tau) levels. CSF-based diagnoses were compared to standard workup and FDG-PET-based diagnoses.

Results:

A total of 28 patients with atypical dementia presentations were included in the present study after evaluation for cognitive complaints at a specialized dementia clinic between November 2017 and July 2019. CSF analysis changed or better specified the initial clinical diagnosis in 43.0% of cases (alternative diagnosis revealed in 25% and excluded in 18%). In patients with additional FDG-PET imaging (n = 23), FDG-PET and CSF-based diagnosis did not correspond in 35% of patients, even though FDG-PET appeared to increase diagnostic accuracy compared to the initial clinical diagnosis.

Conclusion:

CSF biomarkers improved diagnostic accuracy in atypical cognitively-impaired patients beyond standard workup and FDG-PET imaging. These results support CSF analysis implementation for atypical dementias in Canada, in addition to the standard diagnostic workup.

Résumé :

RÉSUMÉ :

Impact diagnostique des biomarqueurs du liquide cérébrospinal chez des patients canadiens atteints de démence atypique.

Contexte :

Au Canada, l’ensemble des procédures standards de diagnostic de la démence consistent, outre des examens de la structure du cerveau, en une série d’évaluations cliniques, neurologiques et cognitives. Dans le cas de patients présentant des symptômes de démence atypiques, des examens additionnels de tomographie par émission de positrons au moyen du fluorodésoxyglucose (TEP-FDG) sont recommandés. À ce sujet, on a récemment suggéré d’utiliser les biomarqueurs du liquide cérébrospinal (LCS) comme référence standard dans la détection in vivo de la pathophysiologie de la maladie d’Alzheimer (cadre de recherche du National Institute on Aging and Alzheimer's Association, 2018). Compte tenu que la mise en œuvre d’évaluations cliniques utilisant les biomarqueurs du LCS demeure encore limitée au Canada, la présente étude a cherché à évaluer, dans le cadre d’une pratique clinique, leur précision diagnostique quand il est question de troubles neurodégénératifs atypiques.

Méthodes :

Cet examen rétrospectif de dossiers cliniques a inclus des patients souffrant de troubles cognitifs qui avaient subi une ponction lombaire (PL) et a qui l’on avait appliqué l’ensemble des procédures standards de diagnostic. Des analyses du LCS ont confirmé des cas « biologiques » de maladie d’Alzheimer sur la base d’un niveau réduit de protéines amyloïde β42 par rapport aux protéines tau totales et de niveaux accrus de phosphorylation des protéines tau (p-tau). Les diagnostics effectués à partir des biomarqueurs du LCS ont ensuite été comparés à l’ensemble des procédures standards de diagnostic et aux diagnostics effectués au moyen de la TEP-FDG.

Résultats :

Au total, 28 patients souffrant de démence atypique ont été inclus dans notre étude après qu’on a évalué leurs troubles dans une clinique spécialisée de la démence entre novembre 2017 et juillet 2019. Les analyses effectuées à l’aide des biomarqueurs du LCS ont modifié ou mieux précisé les diagnostics cliniques initiaux dans 43,0 % des cas (des diagnostics alternatifs ont emergé et ont été écarté respectivement dans 25% et 18% des cas). Chez les patients à qui l’on a fait passer un examen additionnel de TEP-FDG (n = 23), les diagnostics par imagerie et au moyen des biomarqueurs du LCS n’ont pas correspondu chez 35 % des patients, et ce, même si les examens additionnels de TEP-FDG ont semblé accroître l’exactitude diagnostique en comparaison avec le diagnostic clinique initial.

Conclusion :

Les biomarqueurs du LCS ont permis d’améliorer la précision diagnostique dans le cas de patients atteints de démence atypique bien au-delà des procédures standards de diagnostic et des diagnostics effectués au moyen de la TEP-FDG. En plus des procédures standards de diagnostic, de tels résultats justifient donc la mise en œuvre d’évaluations cliniques utilisant les biomarqueurs du LCS pour des patients canadiens atteints de démence atypique.

Information

Type
Original Article
Copyright
Copyright © The Author(s), 2020. Published by Cambridge University Press on behalf of The Canadian Journal of Neurological Sciences Inc.
Figure 0

Figure 1: Flowchart of the patient sample.Displayed are the initial clinical diagnoses (A), FDG-PET diagnoses (B), and final CSF-based diagnoses, including additional specification of “other dementia” diagnoses (C).AD=Alzheimer’s disease; byFTD=behavioral-variant frontotemporal dementia; CSF = cerebrospinal fluid; FDG-PET = [18F] fluorodeoxyglucose positron emission tomography; MCI = mild cognitive impairment (before CSF analysis: MCI-core clinical criteria; after CSF analysis: MCI unlikely due to AD); NCD = neurocognitive disorder; nfvPPA/svPPA = non-fluent-variant/semantic-variant primary progressive aphasia.

Figure 1

Table 1: Patient characteristics (n = 28)

Figure 2

Table 2: Overview of cognitive functioning across the final (post-CSF) diagnoses

Figure 3

Table 3: Overview of patients with changed initial and/or FDG-PET diagnoses after incorporation of CSF biomarker results

Figure 4

Figure 2: % Change of the initial clinical diagnosis after CSF biomarker analysis.Displayed are the initial clinical diagnoses of the 28 patients included in this study. After incorporation of CSF biomarker results, diagnostic changes occurred in 43% of patients. These changes comprise an alternative diagnosis (A à B) or a precision of the diagnosis, in which case one of the multiple diagnoses was ruled out (A vs. B à B). The rate of diagnostic change differed significantly between diagnostic groups (**p = .005, Fisher’s exact test), with patients with multiple possible initial diagnoses yielding relatively most diagnostic changes.AD = Alzheimer’s disease; MCI = mild cognitive impairment (core clinical criteria).

Figure 5

Figure 3: Diagnostic accuracy of FDG-PET versus initial clinical diagnosis.Correspondence with CSF-based diagnosis was compared between initial clinical and FDG-PET diagnoses for 23 patients who underwent FDG-PET brain imaging. The proportion of diagnostic change differed significantly between the two diagnostic approaches (*p = .027, Fisher’s exact test), with initial clinical diagnoses resulting in relatively more diagnostic changes after CSF implementation.FDG-PET = [18F] fluorodeoxyglucose positron emission tomography.