1. Validity and Performance of Blood Biomarkers for Alzheimer Disease to Predict Dementia Risk in a Large Clinic-Based Cohort
- Author
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Planche, Vincent, Bouteloup, Vincent, Pellegrin, Isabelle, Mangin, Jean-Francois, Dubois, Bruno, Ousset, Pierre-Jean, Pasquier, Florence, Blanc, Frédéric, Paquet, Claire, Hanon, Olivier, Bennys, Karim, Ceccaldi, Mathieu, Annweiler, Cédric, Krolak-Salmon, Pierre, Godefroy, Olivier, Wallon, David, Sauvee, Mathilde, Boutoleau-Bretonnière, Claire, Bourdel-Marchasson, Isabelle, Jalenques, Isabelle, Chene, Genevieve, Dufouil, Carole, Université de Bordeaux (UB), Centre Mémoire de Ressources et de Recherches [Bordeaux], CHU Bordeaux [Bordeaux], Bordeaux population health (BPH), Université de Bordeaux (UB)-Institut de Santé Publique, d'Épidémiologie et de Développement (ISPED)-Institut National de la Santé et de la Recherche Médicale (INSERM), Immunology from Concept and Experiments to Translation (ImmunoConcept), Université de Bordeaux (UB)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), Laboratoire d'immunologie et d'immunogénétique [CHU Bordeaux], Université Paris-Saclay, Institut du Cerveau = Paris Brain Institute (ICM), Assistance publique - Hôpitaux de Paris (AP-HP) (AP-HP)-Institut National de la Santé et de la Recherche Médicale (INSERM)-CHU Pitié-Salpêtrière [AP-HP], Assistance publique - Hôpitaux de Paris (AP-HP) (AP-HP)-Sorbonne Université (SU)-Sorbonne Université (SU)-Sorbonne Université (SU)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), Centre Hospitalier Universitaire de Toulouse (CHU Toulouse), INSERM UMR 1287 Département d'hématologie, Laboratoire des sciences de l'ingénieur, de l'informatique et de l'imagerie (ICube), École Nationale du Génie de l'Eau et de l'Environnement de Strasbourg (ENGEES)-Université de Strasbourg (UNISTRA)-Institut National des Sciences Appliquées - Strasbourg (INSA Strasbourg), Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Institut National de Recherche en Informatique et en Automatique (Inria)-Les Hôpitaux Universitaires de Strasbourg (HUS)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Matériaux et Nanosciences Grand-Est (MNGE), Université de Strasbourg (UNISTRA)-Université de Haute-Alsace (UHA) Mulhouse - Colmar (Université de Haute-Alsace (UHA))-Institut National de la Santé et de la Recherche Médicale (INSERM)-Institut de Chimie du CNRS (INC)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université de Strasbourg (UNISTRA)-Université de Haute-Alsace (UHA) Mulhouse - Colmar (Université de Haute-Alsace (UHA))-Institut National de la Santé et de la Recherche Médicale (INSERM)-Institut de Chimie du CNRS (INC)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Réseau nanophotonique et optique, Université de Strasbourg (UNISTRA)-Université de Haute-Alsace (UHA) Mulhouse - Colmar (Université de Haute-Alsace (UHA))-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université de Strasbourg (UNISTRA)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), Hôpital Lariboisière-Fernand-Widal [APHP], Assistance publique - Hôpitaux de Paris (AP-HP) (AP-HP), Optimisation thérapeutique en Neuropsychopharmacologie (OPTeN (UMR_S_1144 / U1144)), Institut National de la Santé et de la Recherche Médicale (INSERM)-Université Paris Cité (UPCité), Groupe hospitalier Broca, Département de neurologie [Montpellier], Université Montpellier 1 (UM1)-Centre Hospitalier Régional Universitaire [Montpellier] (CHRU Montpellier)-Hôpital Gui de Chauliac [CHU Montpellier], Centre Hospitalier Régional Universitaire [Montpellier] (CHRU Montpellier)-Université de Montpellier (UM), Institut de Neurosciences des Systèmes (INS), Aix Marseille Université (AMU)-Institut National de la Santé et de la Recherche Médicale (INSERM), Université d'Angers (UA), Centre Hospitalier Universitaire d'Angers (CHU Angers), PRES Université Nantes Angers Le Mans (UNAM), Laboratoire de Psychologie des Pays de la Loire (LPPL), Université d'Angers (UA)-Nantes Université - UFR Lettres et Langages (Nantes Univ - UFR LL), Nantes Université - pôle Humanités, Nantes Université (Nantes Univ)-Nantes Université (Nantes Univ)-Nantes Université - pôle Humanités, Nantes Université (Nantes Univ)-Nantes Université (Nantes Univ), SFR UA 4201 Confluences (CONFLUENCES), Centre de Recherche en Acquisition et Traitement de l'Image pour la Santé (CREATIS), Université Claude Bernard Lyon 1 (UCBL), Université de Lyon-Université de Lyon-Institut National des Sciences Appliquées de Lyon (INSA Lyon), Université de Lyon-Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Université Jean Monnet - Saint-Étienne (UJM)-Institut National de la Santé et de la Recherche Médicale (INSERM)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), Hospices Civils de Lyon (HCL), Centre de recherche en neurosciences de Lyon - Lyon Neuroscience Research Center (CRNL), Université de Lyon-Université de Lyon-Université Jean Monnet - Saint-Étienne (UJM)-Institut National de la Santé et de la Recherche Médicale (INSERM)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), Laboratoire de Neurosciences Fonctionnelles et Pathologies - UR UPJV 4559 (LNFP), Université de Picardie Jules Verne (UPJV), CHU Amiens-Picardie, CHU Rouen, Normandie Université (NU), Université de Rouen Normandie (UNIROUEN), Centre Mémoire de Ressources et de Recherche [Grenoble] (CMRR), Centre Hospitalier Universitaire [Grenoble] (CHU), Centre hospitalier universitaire de Nantes (CHU Nantes), Centre de résonance magnétique des systèmes biologiques (CRMSB), Service d'Addictologie et Pathologie Duelles [CHU Clermont-Ferrand], CHU Gabriel Montpied [Clermont-Ferrand], CHU Clermont-Ferrand-CHU Clermont-Ferrand, Neuro-Psycho Pharmacologie des Systèmes Dopimanégiques sous-corticaux (NPsy-Sydo), CHU Clermont-Ferrand-Université Clermont Auvergne [2017-2020] (UCA [2017-2020]), CIC Bordeaux, Université Bordeaux Segalen - Bordeaux 2-Institut National de la Santé et de la Recherche Médicale (INSERM), CHU Toulouse [Toulouse], Institut National des Sciences Appliquées - Toulouse (INSA Toulouse), Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées, Service Instrumentation Conception Caractérisation (LAAS-I2C), Laboratoire d'analyse et d'architecture des systèmes (LAAS), Université Toulouse 1 Capitole (UT1), Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Institut National des Sciences Appliquées - Toulouse (INSA Toulouse), Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Université Toulouse - Jean Jaurès (UT2J)-Université Toulouse III - Paul Sabatier (UT3), Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut National Polytechnique (Toulouse) (Toulouse INP), Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Université Toulouse 1 Capitole (UT1), Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées, Université Montpellier 1 (UM1)-Centre Hospitalier Régional Universitaire [Montpellier] (CHRU Montpellier)-Hôpital Gui de Chauliac [Montpellier]-Université de Montpellier (UM), Université de Lyon-Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Hospices Civils de Lyon (HCL)-Université Jean Monnet [Saint-Étienne] (UJM)-Institut National de la Santé et de la Recherche Médicale (INSERM)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), and Université de Lyon-Université de Lyon-Université Jean Monnet [Saint-Étienne] (UJM)-Institut National de la Santé et de la Recherche Médicale (INSERM)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)
- Subjects
Neurology (clinical) ,[SDV.MHEP]Life Sciences [q-bio]/Human health and pathology - Abstract
Background and ObjectiveBlood biomarkers for Alzheimer disease (AD) have consistently proven to be associated with CSF or PET biomarkers and effectively discriminate AD from other neurodegenerative diseases. Our aim was to test their utility in clinical practice, from a multicentric unselected prospective cohort where patients presented with a large spectrum of cognitive deficits or complaints.MethodsThe MEMENTO cohort enrolled 2,323 outpatients with subjective cognitive complaint (SCC) or mild cognitive impairment (MCI) consulting in 26 French memory clinics. Participants had neuropsychological assessments, MRI, and blood sampling at baseline. CSF sampling and amyloid PET were optional. Baseline blood Aβ42/40 ratio, total tau, p181-tau, and neurofilament light chain (NfL) were measured using a Simoa HD-X analyzer. An expert committee validated incident dementia cases during a 5-year follow-up period.ResultsOverall, 2,277 individuals had at least 1 baseline blood biomarker available (n = 357 for CSF subsample, n = 649 for PET subsample), among whom 257 were diagnosed with clinical AD/mixed dementia during follow-up. All blood biomarkers but total tau were mildly correlated with their equivalence in the CSF (r = 0.33 to 0.46,p< 0.0001) and were associated with amyloid-PET status (p< 0.0001). Blood p181-tau was the best blood biomarker to identify amyloid-PET positivity (area under the curve = 0.74 [95% CI = 0.69; 0.79]). Higher blood and CSF p181-tau and NfL concentrations were associated with accelerated time to AD dementia onset with similar incidence rates, whereas blood Aβ42/40 was less efficient than CSF Aβ42/40. Blood p181-tau alone was the best blood predictor of 5-year AD/mixed dementia risk (c-index = 0.73 [95% CI = 0.69; 0.77]); its accuracy was higher in patients with clinical dementia rating (CDR) = 0 (c-index = 0.83 [95% CI = 0.69; 0.97]) than in patients with CDR = 0.5 (c-index = 0.70 [95% CI = 0.66; 0.74]). A “clinical” reference model (combining demographics and neuropsychological assessment) predicted AD/mixed dementia risk with a c-index = 0.88 [95% CI = 0.86–0.91] and performance increased to 0.90 [95% CI = 0.88; 0.92] when adding blood p181-tau + Aβ42/40. A “research” reference model (clinical model + apolipoprotein E genotype and AD signature on MRI) had a c-index = 0.91 [95% CI = 0.89–0.93] increasing to 0.92 [95% CI = 0.90; 0.93] when adding blood p181-tau + Aβ42/40. Chronic kidney disease and vascular comorbidities did not affect predictive performances.DiscussionIn a clinic-based cohort of patients with SCC or MCI, blood biomarkers may be good hallmarks of underlying pathology but add little to 5-year dementia risk prediction models including traditional predictors.
- Published
- 2022