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Rapid Apolipoprotein E ε4 Proteotyping for Alzheimer’s Disease Anti-Amyloid Therapy Eligibility and Risk Assessment

Published online by Cambridge University Press:  09 November 2026

Yara Alkhodair
Affiliation:
Division of Neurology, The University of British Columbia, Canada
Rachael J.Y. Smith
Affiliation:
Department of Pathology and Laboratory Medicine, The University of British Columbia, Canada
Cyril Helbling
Affiliation:
Department of Pathology and Laboratory Medicine, The University of British Columbia, Canada
Mari L. DeMarco*
Affiliation:
Department of Pathology and Laboratory Medicine, The University of British Columbia, Canada
*
Corresponding author: Mari L. DeMarco; E-mail: mari.demarco@pennmedicine.upenn.edu
Rights & Permissions [Opens in a new window]

Abstract

Background:

Anti-amyloid therapies for Alzheimer’s disease (AD) are associated with amyloid-related imaging abnormalities (ARIA), with apolipoprotein E ε4 (APOE4) homozygosity conferring the highest risk. Given the new clinical need, novel plasma proteotyping assays may offer a rapid and high-throughput alternative to existing methods.

Methods:

We evaluated proteotyping performance against real-time polymerase chain reaction (PCR) genotyping in a cohort of 104 participants. Plasma samples were analyzed using apoE4 and total apoE assays on the Fujirebio Lumipulse G1200. APOE4 allelic status (non-carrier, heterozygote or homozygote) was determined from the apoE4-to-total apoE ratio. Analytical validation assessed precision, matrix interference and freeze/thaw stability.

Results:

Proteotyping correctly identified all non-carriers (n = 53) and all E4/E4 homozygotes (n = 6). Among 45 heterozygotes, 4 were misclassified as homozygotes, yielding 40% misclassification rate for homozygosity but 100% negative predictive value (NPV). Overall accuracy was 96.2%. The assay performed robustly in the presence of hemolysate and lipemia, with consistent results up to 4 freeze/thaw cycles.

Conclusion:

Proteotyping reliably rules out E4/E4 homozygosity (100% NPV), enabling rapid eligibility screening for anti-amyloid therapies. Positive homozygosity results require confirmatory testing due to the potential for error. Among non-homozygous results, the assay discriminates E4 carriers from non-carriers, supporting ARIA risk stratification. As plasma phospho-tau217 testing is more commonly used, the ability to run plasma apoE4 testing on the same automated clinical immunoassay analyzer (and the same sample) enables a reflexive testing workflow, supporting more efficient treatment decision-making in the era of disease-modifying therapies.

Résumé

RÉSUMÉ

Dosage protéique rapide de l’apolipoprotéine E ε4 dans la maladie d’Alzheimer à l’égard de l’admissibilité aux traitements antiamyloïdes et de l’évaluation des risques.

Contexte :

Les traitements antiamyloïdes, dans le contexte de la maladie d’Alzheimer (AD), sont associés à des anomalies d’imagerie liées à la substance amyloïde (ARIA), et l’homozygotie des allèles de l’apolipoprotéine E ε4 (APOE4) comporte le risque le plus élevé. Compte tenu du nouveau besoin clinique, des dosages protéiques plasmatiques innovants peuvent ouvrir la voie à une solution de rechange rapide et à haut débit aux méthodes usuelles.

Méthode :

L’équipe de recherche a procédé à l’évaluation de la performance du dosage protéique par rapport au génotypage par réaction en chaîne par polymérase en temps réel dans une cohorte de 104 participants. Des échantillons de sang ont été analysés à l’aide de dosages de l’apoE4 et de l’apoE totale au moyen d’un appareil Fujirebio Lumipulse G1200. L’état allélique APOE4 (non-porteur, hétérozygote, homozygote) a été déterminé en fonction du rapport apoE4/apoE totale. La validation des analyses reposait sur la précision, l’interférence matricielle et la stabilité des échantillons en phase de gel et de dégel.

Résultats :

Le dosage protéique a permis de reconnaître correctement tous les non-porteurs E4 (n = 53) et tous les homozygotes E4/E4 (n = 6). Parmi les 45 hétérozygotes, 4 ont été faussement classés homozygotes, ce qui se traduit par un taux de classification erronée de 40 % à l’égard de l’homozygotie, mais par une valeur prévisionnelle négative (VPN) de 100 %. L’exactitude globale a atteint 96,2 %. Le dosage s’est montré robuste en cas d’hémolysat et de lipémie, et a donné des résultats constants jusqu’à 4 cycles de gel et de dégel.

Conclusion :

Le dosage protéique écarte de façon fiable l’homozygotie E4/E4 (VPN : 100 %), ce qui permet une sélection rapide des patients en vue de l’admissibilité aux traitements antiamyloïdes. L’homozygotie positive nécessite des tests de confirmation en raison du risque d’erreur. Parmi les résultats non homozygotes, le dosage fait la distinction entre les porteurs E4 et les non-porteurs; il étaye ainsi la hiérarchisation du risque d’ARIA. Comme le dosage plasmatique de la protéine tau217 phosphorylée est le plus utilisé, la possibilité d’effectuer le test de l’apoE4 plasmatique avec le même analyseur d’immunoessai clinique automatisé (sur le même échantillon) permet un flux de travail réflexif des dosages, ce qui favorise des prises de décision plus efficientes en matière de traitement à l’ère des thérapies modificatrices de la maladie.

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Copyright
© The Author(s), 2026. Published by Cambridge University Press on behalf of Canadian Neurological Sciences Federation
Figure 0

Table 1. Precision of the apolipoprotein E ε4 (apoE4) and total apolipoprotein E (apoE) assays (expressed as % coefficient of variation [CV]) using quality control material made from human plasma with E3/E4 (QC+) and non-E4 (QC−) genotypesTable 1 long description.

Figure 1

Figure 1. Matrix interferent tolerance and freeze/thaw stability of proteotyping immunoassays. (A) Percent recovery of apolipoprotein E ε4 (apoE4, blue circles), total apolipoprotein E (apoE, pink squares) and the apoE4/total apoE ratio (purple triangles) across increasing hemolysate concentrations (0–5.25 g/L of hemoglobin, with corresponding photos of samples analyzed). (B) Percent recovery with increasing concentrations of lipids (0–1000 mg/dL of intralipid, with corresponding photos of samples analyzed). (C) Percent recovery following successive freeze/thaw cycles. Dotted lines represent the ±20% acceptability range from baseline (i.e., 80%–120% recovery).

Figure 2

Table 2. PCR-based APOE genotype distribution among study participantsTable 2 long description.

Figure 3

Figure 2. Figure 2 long description.Concordance of proteotyping with genotyping. (A) Results of method comparison classified by proteotype-inferred APOE4 status (x-axis) based on the measured apolipoprotein E ε4/total apolipoprotein E (apoE4/total apoE) ratio with data points colored by PCR genotype. Dotted lines represent the manufacturer’s classification thresholds between non-E4 carriers and E4 (bottom line) and between E4 and E4/E4 (top line). (B) Concordance matrix of proteotype versus genotype. PCR = polymerase chain reaction.

Figure 4

Figure 3. Figure 3 long description.Paired apolipoprotein E ε4 (apoE4) and total apolipoprotein E (apoE) concentrations for each sample in the method comparison binned by proteotype-inferred APOE4 allelic status of (A) non-E4 carrier, (B) E4 heterozygote and (C) E4/E4 homozygote and colored by PCR genotype. Lines connect measurements from the same sample. PCR = polymerase chain reaction.

Figure 5

Figure 4. Genotype-dependent apolipoprotein E ε4 (apoE4) and total apolipoprotein E (apoE) concentrations. (A) ApoE4 and (B) total apoE concentrations (median, interquartile range and range shown; ns: p > 0.05, *p≤ 0.05; ****p≤ 0.0001). (C) E3/E4 cases colored by concordance (gray) and discordance (open blue circles) with PCR genotype. PCR = polymerase chain reaction.