Determination of tau proteins and β-amyloid 42 in cerebrospinal fl uid by ELISA methods and preliminary normative values

Czech version

Authors: A. Bartoš ^1,2; M. Smětáková ³; J. Říčný ²; L. Nosková ⁴; L. Fialová ⁴
Authors‘ workplace: Neurologická klinika 3. LF UK, a FN Královské Vinohrady, Praha ¹; Národní ústav duševního zdraví, Klecany ²; Národní referenční laboratoř lidských, prionových chorob – imunologie, Ústav patologie a molekulární, medicíny 3. LF UK a Thomayerovy, nemocnice v Praze ³; Ústav lékařské biochemie a laboratorní, diagnostiky, 1. LF UK a VFN, Praha ⁴
Published in: Cesk Slov Neurol N 2019; 82(5): 533-540
Category: Original Paper
doi: https://doi.org/10.14735/amcsnn2019533

Overview

Aim: The aim of the study was to compare ELISA methods for determination of triplet protein levels – total (t-tau) and phosphorylated tau (p-tau) proteins and β-amyloid (1– 42) (Aβ42) in cerebrospinal fluid (CSF) from manufacturers Fujirebio and EUROIMMUN; and to provide guidance for normal concentrations from cognitively healthy elderly people.

Patients and methods: The group consisted of 38 cognitively healthy persons over 55 years of age (19 men) whose average age was 67 ± 8 years. In each CSF sample, we examined the protein triplet by both ELISA INNOTEST and EUROIMMUN AG kits.

Results: A comparison of ELISA methods for determination of t-tau and p-tau proteins and Aβ42 using the Bland and Altman difference graph shows that the differences between methods, with the exception of isolated outliers, were within the range of compliance (mean ± 1.96 SD). Correlation coefficient values suggest significant agreement for t-tau protein assay kits. Based on our results and experience, we propose to classify CSF concentrations into three groups: 1. decreased; 2. questionable and borderline; 3. increased concentrations in ng/ L based on our consensus as follows: t-tau protein < 280– 400 >, p181-tau protein < 50– 60 > and Aβ42 < 430– 480 >.

Conclusion: ELISA kits from two producers are suitable for determination of the triplet proteins in CSF. Our results based on real measurements of samples of carefully selected and examined healthy elderly people from the Czech Republic or the norms based on our consensus recommendation can be used as reference range of the triplet.

The authors declare they have no potential conflicts of interest concerning drugs, products, or services used in the study.

The Editorial Board declares that the manuscript met the ICMJE “uniform requirements” for biomedical papers.

ELISA法测定脑脊液中tau蛋白和β-淀粉样蛋白42的初步标准值

目的：本研究的目的是比较ELISA方法测定脑脊液中三联体蛋白水平–总蛋白（t-tau）和磷酸化tau（p-tau）蛋白以及β-淀粉样蛋白（1- 42）（Aβ42）的水平（ CSF），来自制造商Fujirebio和EUROIMMUN；并为认知健康的老年人提供正常浓度的指导。

患者和方法：该组由55岁以上的38名认知健康者（19名男性）组成，平均年龄为67±8岁。在每个CSF样本中，我们都通过ELISA INNOTEST和EUROIMMUN AG试剂盒检查了蛋白质三联体。

结果：使用Bland和Altman差异图对ELISA方法测定t-tau和p-tau蛋白以及Aβ42的比较显示，除孤立的异常值外，方法之间的差异均在适应性范围内（平均值± 1.96 SD）。相关系数值表明t-tau蛋白测定试剂盒具有显着一致性。根据我们的结果和经验，我们建议将脑脊液浓度分为三组：1.降低； 2.可疑3边界；.根据我们的共识，增加的ng / L浓度如下：t-tau蛋白<280– 400>，p181-tau蛋白<50– 60>和Aβ42<430– 480>。

结论：两个生产商的ELISA试剂盒适用于测定CSF中的三联体蛋白。我们基于对捷克共和国经过精心挑选和检查的健康老年人的样本的真实测量结果得出的结果，或者根据我们的共识推荐得出的规范，可以用作三元组的参考范围。

关键词：阿尔茨海默氏病–β-淀粉样肽1-42 –脑脊液– ELISA – tau蛋白

Keywords:

Alzheimer‘s disease – cerebrospinal fluid – β-amyloid peptide 1-42 – ELISA – tau proteins

Sources

1. Mátl O, Mátlová M, Holmerová I. Zpráva o stavu demence 2016. Praha: Česká alzheimerovská společnost, o. p. s. 2016.

2. Jack CR Jr, Bennett DA, Blennow K et al. A/ T/ N: an unbiased descriptive classification scheme for Alzheimer disease biomarkers. Neurology 2016; 87(5): 539– 547. doi: 10.1212/ WNL.0000000000002923.

3. Golde TE, DeKosky ST, Galasko D. Alzheimer‘s disease: the right drug, the right time. Science 2018; 362(6420): 1250– 1251. doi: 10.1126/ science.aau0437.

4. Bartoš A, Raisová M. Testy a dotazníky pro vyšetřování kognitivních funkcí, nálady a soběstačnosti. 1. vyd. Praha: Mladá fronta 2015.

5. Bartoš A, Řípová D. Pokroky v diagnostice Alzheimerovy nemoci. Psychiatr prax; 2007; 1: 17– 19.

6. Bartoš A, Zach P, Diblíková F et al. Vizuální kategorizace mediotemporální atrofie na MR mozku u Alzheimerovy nemoci. Psychiatrie 2007; 11 (Suppl 3): 49– 52.

7. Šilhán D, Ibrahim I, Tintěra J et al. Parietální atrofie na magnetické rezonanci mozku u Alzheimerovy nemoci s pozdním začátkem. Cesk Slov Neurol N 2019; 82/ 115(1): 91– 95. doi: 10.14735/ amcsnn201991.

8. Šilhán D, Ibrahim I, Tintěra J et al. Parietální atrofický skór na magnetické rezonanci mozku u normálně stárnoucích osob. Cesk Slov Neurol N 2018; 81/ 114(4): 414– 419. doi: 10.14735/ amcsnn2018414.

9. Bartoš A, Píchová R, Trojanová H et al. SPECT mozku v diagnostice Alzheimerovy nemoci. Psychiatrie 2008; 12 (Suppl 3): 8– 11.

10. Ressner P, Hort J, Rektorová I et al. Doporučené postupy pro diagnostiku Alzheimerovy nemoci a dalších onemocnění spojených s demencí. Ces Slov Neurol N 2008; 71/ 104(4): 494– 501.

11. Kim Y, Rosenberg P, Oh E. A Review of diagnostic impact of amyloid positron emission tomography imaging in clinical practice. Dement Geriatr Cogn Disord 2018; 46(3– 4): 154– 167. doi: 10.1159/ 000492151.

12. Bartoš A, Čechová L, Švarcová J et al. Likvorový triplet (tau proteiny a beta-amyloid) v diagnostice Alzheimerovy-Fischerovy nemoci. Cesk Slov Neurol N 2012; 75/ 108(5): 587– 594.

13. Hansson O, Seibyl J, Stomrud E et al. CSF biomarkers of Alzheimer‘s disease concord with amyloid-beta PET and predict clinical progression: a study of fully automated immunoassays in BioFINDER and ADNI cohorts. Alzheimers Dement 2018; 14(11): 1470– 1481. doi: 10.1016/ j.jalz.2018.01.010.

14. Lashley T, Schott JM, Weston P et al. Molecular biomarkers of Alzheimer‘s disease: progress and prospects. Dis Model Mech 2018; 11(5). doi: 10.1242/ dmm.031781.

15. Dubois B, Feldman HH, Jacova C et al. Advancing research diagnostic criteria for Alzheimer‘s disease: the IWG-2 criteria. Lancet Neurol 2014; 13(6): 614– 629. doi: 10.1016/ S1474-4422(14)70090-0.

16. Fialova L, Bartos A, Svarcova J. Neurofilaments and tau proteins in cerebrospinal fluid and serum in dementias and neuroinflammation. Biomed Pap Med Fac Univ Palacky Olomouc Czech Repub 2017; 161(3): 286– 295. doi: 10.5507/ bp.2017.038.

17. Preische O, Schultz SA, Apel A et al. Serum neurofilament dynamics predicts neurodegeneration and clinical progression in presymptomatic Alzheimer‘s disease. Nat Med 2019; 25(2): 277– 283. doi: 10.1038/ s41591-018-0304-3.

18. Fialová L, Bartoš A, Švarcová J. Lehké řetězce neurofilament v séru a mozkomíšním moku a stav hematolikvorové bariéry u vybraných neurologických onemocnění. Cesk Slov Neurol N 2018; 81/ 114(2): 185– 192. doi: 10.14735/ amcsnn2018185.

19. Bartos A, Fialova L, Svarcova J. Lower serum antibodies against tau protein and heavy neurofilament in Alzheimer‘s disease. J Alzheimers Dis 2018; 64(3): 751– 760. doi: 10.3233/ JAD-180039.

20. Noskova L, Fialova L, Bartos A et al. Avidity of antineurocytoskeletal antibodies in Alzheimer‘s disease patients. Biomed Pap Med Fac Univ Palacky Olomouc Czech Repub 2017; 161(2): 179– 186. doi: 10.5507/ bp.2017.017.

21. Fialova L, Bartos A, Svarcova J et al. Serum and cerebrospinal fluid heavy neurofilaments and antibodies against them in early multiple sclerosis. J Neuroimmunol 2013; 259(1– 2): 81– 87. doi: 10.1016/ j.jneuroim.2013.03.009.

22. Fialova L, Bartos A, Svarcova J et al. Serum and cerebrospinal fluid light neurofilaments and antibodies against them in clinically isolated syndrome and multiple sclerosis. J Neuroimmunol 2013; 262(1– 2): 113– 120. doi: 10.1016/ j.jneuroim.2013.06.010.

23. Krestova M, Ricny J, Bartos A. Changes in concentrations of tau-reactive antibodies are dependent on sex in Alzheimer‘s disease patients. J Neuroimmunol 2018; 322: 1– 8. doi: 10.1016/ j.jneuroim.2018.05.004.

24. Krestova M, Hromadkova L, Bilkova Z et al. Characterization of isolated tau-reactive antibodies from the IVIG product, plasma of patients with Alzheimer‘s disease and cognitively normal individuals. J Neuroimmunol 2017; 313: 16– 24. doi: 10.1016/ j.jneuroim.2017.09.011.

25. Zetterberg H, Wilson D, Andreasson U et al. Plasma tau levels in Alzheimer‘s disease. Alzheimers Res Ther 2013; 5(2): 9. doi: 10.1186/ alzrt163.

26. Kolarova M, Sengupta U, Bartos A et al. Tau Oli-gomers in Sera of Patients with Alzheimer‘s Disease and Aged Controls. J Alzheimers Dis 2017; 58(2): 471– 478. doi: 10.3233/ JAD-170048.

27. Piťha J. Biomarkery roztroušené sklerózy – současné možnosti a perspektivy. Cesk Slov Neurol N 2015; 78/ 111(3): 269– 273.

28. Chiu MJ, Lue LF, Sabbagh MN et al. Long-term storage effects on stability of Abeta1-40, Abeta1-42, and total tau proteins in human plasma samples measured with immunomagnetic reduction assays. Dement Geriatr Cogn Dis Extra 2019; 9(1): 77– 86. doi: 10.1159/ 000496099.

29. Bridel C, van Wieringen WN, Zetterberg H et al. Diag-nostic value of cerebrospinal fluid neurofilament light protein in neurology: a systematic review and meta-analysis. JAMA Neurol 2019; 76(9): 1035 –1048. doi: 10.1001/ jamaneurol.2019.1534.

30. Olsson B, Lautner R, Andreasson U et al. CSF and blood biomarkers for the diagnosis of Alzheimer‘s disease: a systematic review and meta-analysis. Lancet Neurol 2016; 15(7): 673– 684. doi: 10.1016/ S1474-4422(16)00070-3.

31. Bernadič M, Cisár J, Bernadič M. Amyloidová teória v etiopatogenéze Alzheimerovej choroby. Psychiatria--psychoterapia-psychosomatika 2015; 22(2): 20– 27.

32. Molinuevo JL, Ayton S, Batrla R et al. Current state of Alzheimer‘s fluid biomarkers. Acta Neuropathol 2018; 136(6): 821– 853. doi: 10.1007/ s00401-018-1932-x.

33. Lewczuk P, Riederer P, O‘Bryant SE et al. Cerebrospinal fluid and blood biomarkers for neurodegenerative dementias: an update of the Consensus of the Task Force on Biological Markers in Psychiatry of the World Federation of Societies of Biological Psychiatry. World J Biol Psychiatry 2018; 19(4): 244– 328. doi: 10.1080/ 15622975.2017.1375556.

34. Fialová L, Bartoš A, Švarcová J et al. Stanovení tau proteinu v mozkomíšním moku pacientů s roztroušenou sklerózou dvěma soupravami ELISA. Klin Biochem Metab 2011; 19/ 40(2): 113– 118.

35. Teunissen C, Menge T, Altintas A et al. Consensus definitions and application guidelines for control groups in cerebrospinal fluid biomarker studies in multiple sclerosis. Mult Scler 2013; 19(13): 1802– 1809. doi: 10.1177/ 1352458513488232.

36. Bartoš A, Raisová M. The Mini-Mental State Examination (MMSE) – Czech norms and cut-offs for mild dementia and mild cognitive impairment due to Alzheimer disease. Dementia and Geriatric Cognitive Disorders 2016; 42: 50– 57.

37. Bartoš A, Raisová M, Kopeček M. Důvody a průběh novelizace české verze Addenbrookského kognitivního testu (ACE-CZ). Cesk Slov Neurol N 2011; 74/ 107(6): 1– 5.

38. Bartoš A, Raisová M, Kopeček M. Novelizace české verze Addenbrookského kognitivního testu (ACE-CZ). Cesk Slov Neurol N 2011; 74/ 107(6): 681– 684.

39. Beránková D, Krulová P, Mračková M et al. Addenbrookský kognitivní test – orientační normy pro českou populaci. Cesk Slov Neurol N 2015; 78/ 111(3): 300– 305.

40. Teunissen CE, Petzold A, Bennett JL et al. A consensus protocol for the standardization of cerebrospinal fluid collection and biobanking. Neurology 2009; 73(22): 1914– 1922. doi: 73/ 22/ 1914.

41. Deisenhammer F, Bartos A, Egg R et al. Guidelines on routine cerebrospinal fluid analysis. Report from an EFNS task force. Eur J Neurol 2006; 13(9): 913– 922. doi: 10.1111/ j.1468-1331.2006.01493.x.

42. Dušek L, Pavlík T, Koptíková J. Analýza dat v neurologii. VII. Reprodukovatelnost a opakovatelnost u spojitých dat. Cesk Slov Neurol N 2008; 71/ 104(4): 106– 109.

43. Dohnal L. Porovnání. Desatero pro porovnání výsledku. Fons 2000(3): 27– 32.

44. Hendl J. Statistické přístupy k porovnání biomedicinských metod měření. Česká kinantropologie 1997; (2): 87– 96.

45. Gaško R. Porovnávanie metód merania – „Method comparison studies“ – príručka správnych štatistických postupov. 1. vyd. Košice: EduStat, s.r.o. 2017.

46. Ozarda Y. Reference intervals: current status, recent developments and future considerations. Biochemia medica 2016; 26(1): 5– 16. doi: 10.11613/ BM.2016.001.

47. Chiasserini D, Biscetti L, Farotti L et al. Performance evaluation of an automated ELISA system for Alzheimer‘s disease detection in clinical routine. J Alzheimers Dis 2016; 54(1): 55– 67. doi: 10.3233/ JAD-160298.

48. Bartoš A. Pamatujte na POBAV – krátký test pojmenování obrázků a jejich vybavení sloužící ke včasnému záchytu kognitivních poruch. Neurolog praxi 2018; 19 (Suppl 1) 5– 10.

49. Bartos A. Dvě původní české zkoušky k vyšetření paměti za tři minuty – Amnesia Light and Brief Assessment (ALBA). Cesk Slov Neurol N 2019; 82(4): 420– 429. doi: 10.14735/ amcsnn2019420.

50. Bartoš A. Netestuj, ale POBAV – písemné záměrné Pojmenování OBrázků A jejich Vybavení jako krátká kognitivní zkouška. Cesk Slov Neurol N 2016; 79/ 112(6): 671– 679

51. Thomayerova nemocnice. Žádanky o vyšetření a laboratorní příručka. [online]. Dostupné z URL: http: / / www.ftn.cz/ zadanky-o-vysetreni-a-laboratorni-prirucka-728/ .