Secondary Abnormal CSF Neurotransmitter Metabolite Profiles in a Pediatric Tertiary Care Centre

Abstract Background: Secondary neurotransmitter deficiencies have been reported in several reviews. Our primary aim was to assess the relationship among epilepsy, antiseizure medications, and specific neurotransmitter abnormalities. We also evaluated movement disorders and brain abnormalities via magnetic resonance imaging scans in patients with secondary neurotransmitter defects. Methods: This is a retrospective case series of 376 patients who underwent neurotransmitter analysis at BC Children’s Hospital between 2009 and 2013, for a variety of neurological presentations. The biochemical genetics laboratory database was interrogated for results of cerebrospinal fluid neurotransmitter analyses. Clinical data for patients with abnormal results were collected from the hospital charts. Statistical analysis included one-way analysis of variance, chi-square, and a two-way contingency table. Results: Abnormal neurotransmitter values were identified in 67 (17.8%) patients, two (0.53%) of which were attributable to a congenital neurotransmitter disorder and 11 (16.9%) secondary to other genetic diagnoses. Of 64 patients with secondary abnormal neurotransmitter values, 38 (59%) presented with epilepsy and 20 (31%) with movement disorders. A combination of epilepsy and movement disorder was less frequent. Discussion: Acknowledging the limitations of this retrospective chart review, we conclude that, in our cohort, in addition to patients with movement disorders, a considerable number of patients with epilepsy and epileptic encephalopathy also showed secondary neurotransmitter mono-amine abnormalities. There is no clear relation, however, between clinical phenotype and type of neurotransmitter affected. In addition, no association was identified between the type of antiseizure medications and affected neurotransmitter type. We outline the need for prospective studies to further enrich our understanding of the relation between epilepsy and neurotransmitters with a focus on improving treatments and patient outcomes. RÉSUMÉ Profiles anormaux secondaires des métabolites de neurotransmetteurs dans le LCR, mesurés dans un centre de soins pédiatriques tertiaires. Contexte : Des déficits secondaires de neurotransmetteurs ont été rapportés dans plusieurs articles de revue. Notre but principal était d’évaluer la relation entre l’épilepsie, les médicaments antiépileptiques et des anomalies spécifiques des neurotransmetteurs. Nous avons également évalué les désordres du mouvement et les anomalies cérébrales par imagerie par résonance magnétique chez des patients ayant des anomalies secondaires des neurotransmetteurs. Méthodologie : Nous présentons une étude rétrospective de 376 patients qui ont subi une analyse des neurotransmetteurs au BC Children’s Hospital entre 2009 et 2013. Ces patients présentaient différents problèmes neurologiques. Nous avons identifié les résultats des analyses de neurotransmetteurs du liquide céphalorachidien dans la base de données du laboratoire de génétique biochimique. Les données cliniques des patients ayant des résultats anormaux ont été recueillies dans les dossiers hospitaliers. Les analyses statistiques suivantes ont été utilisées: l’analyse de variance à un critère de classification, le chi-carré et le tableau de contingence à double entrée. Résultats : Des valeurs anormales de neurotransmetteurs ont été identifiées chez 67 (17,8%) des patients, dont deux (0,53%) étaient attribuables à une maladie congénitale des neurotransmetteurs et 11 (16,9%) étaient secondaires à d’autres diagnostics génétiques. Parmi les 64 patients ayant des valeurs de neurotransmetteurs anormales secondaires, 38 (59%) avaient consulté pour épilepsie et 20 (31%) pour des troubles du mouvement. Une combinaison d’épilepsie et de trouble du mouvement était moins fréquente. Discussion : Tout en reconnaissant les limites de cette revue rétrospective de dossiers, nous concluons que dans notre cohorte, en plus des patients ayant des troubles du mouvement, un nombre appréciable de patients atteints d’épilepsie et d’encéphalopathie épileptique avaient aussi des anomalies secondaires des neurotransmetteurs de type monoamine. Cependant, il n’existe pas de relation claire entre le phénotype clinique et le type de neurotransmetteur touché. De plus, nous n’avons pas identifié d’association entre le type de médication antiépileptique et le type de neurotransmetteur anormal. Nous soulignons qu’il sera nécessaire de procéder à des études prospectives afin de parfaire notre compréhension de la relation entre l’épilepsie et les neurotransmetteurs, en mettent l’emphase sur l’amélioration du traitement et des résultats pour les patients.