吳 春綜述,魏光輝審校

(重慶醫(yī)科大學附屬兒童醫(yī)院外科 400014)

血清神經元特異性烯醇化酶水平的研究進展

吳 春綜述,魏光輝審校

(重慶醫(yī)科大學附屬兒童醫(yī)院外科 400014)

神經元特異性烯醇化酶;腦外傷;腦血管病;腫瘤;癲癇

神經元特異性烯醇化酶(neuron specific enolase,NSE)是細胞能量代謝活動中參與糖酵解過程的關鍵酶,以二聚體形式存在于胞質中的特異性蛋白,其存在于神經元細胞和神經內分泌細胞內,在腦脊液和血液中的含量甚微。腦損傷時神經細胞受損,血腦屏障破壞,該酶進入腦脊液和血循環(huán)中[1],其血清濃度與腦損傷程度及疾病的預后密切相關。近年來,作為神經系統(tǒng)損傷的敏感性、特異性標志,國內外學者對NSE蛋白在血清中的動態(tài)變化與疾病的診斷、預后方面的臨床意義進行了大量的研究。本文就NSE蛋白的生物學特性、功能及其與腦損傷的關系等綜述如下。

1 NSE蛋白的結構和分布

烯醇化酶普遍存在于生物體內的糖酵解代謝中,它催化α-磷酸甘油酸轉化為磷酸烯醇式丙酮酸。烯醇化酶同工酶均為胞質二聚體酶,由免疫性質不同的α、β、γ3種亞基組成?，F(xiàn)已發(fā)現(xiàn)5種烯醇化酶同工酶αα、ββ、γγ、αβ、αγ。免疫組化研究表明:烯醇化酶同工酶均存在于細胞漿中,αα型存在于神經膠質細胞內,其免疫性質與肝內烯醇化酶相同,故稱為非神經元特異性烯醇化酶(non neuronal specific enolase,NNE)[2];β亞基同工酶98%的活性在骨髂肌,γγ型特異性地存在于神經元和神經內分泌細胞中,故命名為NSE,腦組織內有αα、γγ、αγ3種同工酶存在,其中NSE占腦全部可溶性蛋白的1.5%,比例很高。NSE含量由高到低依次為腦、脊髓、周圍神經節(jié)。周圍神經NSE的含量遠遠低于腦內,兩者相差10～100倍。在神經內分泌細胞如松果體、垂體、甲狀腺等細胞及血液成分血小板、紅細胞內也有一定量的γ亞基存在(αγ型),雖然紅細胞內含量比腦內低30～50倍[3],但測定NSE也應避免溶血[4]。

2 NSE蛋白檢測方法及影響因素

NSE的檢測目前主要有放免分析法(RIA)或免疫放射測定法(IRMA)、熒光免疫測定法(FIA)和酶聯(lián)免疫吸附法(EL ISA),用于檢測腦脊液、血液、尿、羊水等中NSE蛋白的含量。EL ISA目前最常用,它采用原核系統(tǒng)表達的NSE作為標準品并制備抗NSE單克隆抗體,建立的雙抗體夾心法、EL ISA法較RIA和FIA具有靈敏度高、無污染、操作簡便、報告結果快速等諸多優(yōu)點,在臨床上具有極大的應用價值。我國已有國產化EL ISA試劑,有較好的穩(wěn)定性和靈敏度。

在實際檢驗中,檢驗結果的準確性除受其方法靈敏度、精密度的影響外。來自標本自身的影響也是一個不可忽視的因素。邵美娟等[5]認為冷凍與不冷凍兩種條件下,血清中NSE水平無顯著差異,說明冷凍對此酶活性無影響。血液標本久置未及時分離,導致血小板及紅細胞內的αγ型烯醇化酶進入血清,使血清中NSE水平升高,容易造成誤診。而在實際工作中,尤其是病房血液標本往往未能及時送檢而導致血清NSE結果偏高。因此,在采集血后應盡早送檢,及時分離血清,盡量控制在1 h內。對于當天無法檢驗的標本,可將血清標本冷凍保存,血清從冰箱中取出后需全部凍融后充分混勻再行測定[6]。

3 NSE在臨床運用研究中的進展

3.1 NSE與腦外傷 越來越多的研究表明,NSE可作為一種較為敏感的特異性反映神經元損傷的生化指標。腦外傷時,神經元損傷或壞死、膜的完整性遭到破壞,導致NSE不能與胞膜結合,通過受損的血腦屏障(blood-brain barrier,BBB)漏至血漿中。腦外傷發(fā)生后,血清中NSE的濃度很快上升,其升高先于臨床癥狀或體征的出現(xiàn),并且釋放量與神經細胞死亡量呈顯著正相關,因此NSE作為對腦損傷早期分型診斷的敏感生化指標已日益引起學者們的關注[7]。梁成等[8]通過一系列研究得出結果,重型(a)、輕型(b)顱腦損傷患者與對照組(c)的血清NSE水平存在顯著差異,死亡植物生存率(e)、殘疾組(f)和恢復良好組(g)的血清NSE水平兩兩對比差異明顯,而血清NSE >122 ng/mL組和NSE<22 ng/mL組之間死亡生存率、殘疾率和恢復良好率有顯著差異,其機制是當腦損傷嚴重時,原發(fā)性和繼發(fā)性腦細胞破壞量也將大幅度增多,導致大量NSE可通過受損的BBB進入腦血管并隨血液到達周圍循環(huán)[9],其濃度與腦損害程度及疾病預后密切相關。Hemnann等[10]觀察69例腦外傷患者外傷后第1、2、3天血清NSE濃度,并分別在2周后和6個月后進行神經心理學測定,結果顯示雖然大多數患者6個月后可以獨立生活,但2/3的患者存在神經心理障礙,有神經心理障礙者外傷后3 d內的血清NSE濃度顯著升高,而且升高的時間顯著延長,提示急性期檢測血清NSE濃度有助于判斷腦外傷患者以后發(fā)生神經心理障礙的可能性。由此可見顱腦損傷越嚴重,外周血中NSE水平越高,說明檢測外周血中NSE水平對了解腦損傷程度有十分重要的臨床價值。

但也有意見不盡相同者。Fridnksson等[11]在45例腦挫傷兒童的研究中認為,血清NSE可以作為一個有用的篩查腦挫傷的工具,但僅用血清NSE的濃度水平來預見顱內是否有腦挫傷,既無敏感性,也無特異性。

3.2 腦血管病 有學者通過觀察58例卒中患者發(fā)病后第1、4、10天及出院時血清NSE及S-100蛋白含量、N IHSS(國立健康研究腦卒中計分指數及神經精神檢查評分)得出了NSE濃度與腦梗死體積及N IHSS評分顯著相關的結論。認為血清NSE與S-100蛋白對判斷卒中后神經及精神行為預后有重要價值[12-15]。Cunningham等[16]在163例卒中患者的研究中發(fā)現(xiàn),發(fā)病后第48、96小時及4 d內最大血清NSE濃度與腦梗死的體積相關,但與腦出血的體積無相關性;發(fā)病后第48、72小時腦梗死患者的血清NSE水平顯著高于腦出血者;腦梗死面積大者,其血清NSE濃度的峰值出現(xiàn)較晚。但是,血清NSE濃度的高低不能作為區(qū)分腦出血和腦梗死的指標。有學者動態(tài)檢測29例蛛網膜下腔出血患者血清NSE,結果表明病情嚴重者血清NSE顯著高于癥狀輕者;出血量越多,NSE水平越高;預后佳者整個病程中血清NSE濃度處于低水平。在發(fā)生遲發(fā)性缺血性損害尤其是預后差的患者,血清NSE濃度維持高水平可達3周[17]。Fassbender等[18]動態(tài)檢測腦梗死30例、腦出血13例、心源性缺氧11例等患者中血漿NSE,持續(xù)動態(tài)檢測10 d,結果顯示腦梗死、腦出血及心源性缺氧組發(fā)病后72 h內血漿NSE值與臨床預后相關:高血漿NSE濃度者預后差,大于115 ng/mL者均死亡,但低濃度水平的NSE意義較小,少數患者血漿NSE水平低但預后不佳。在那些發(fā)生繼發(fā)性腦損傷如腦水腫加重的患者,血漿NSE再次上升或劇增先于臨床癥狀和其他指標發(fā)生變化之前,故監(jiān)測血漿NSE的演變有助于了解腦梗死和腦出血的病情變化,以上的研究得出的結論大致相同。不過有學者在24例缺血性卒中患者的研究中發(fā)現(xiàn)血清NSE在腦缺血后有所升高,但與損害范圍及臨床預后無顯著相關性[19]。

3.3 腫瘤 支氣管癌:NSE被認為是監(jiān)測小細胞支氣管癌的首選,60%～80%的小細胞支氣管癌患者NSE與轉移部位或者是否為神經系統(tǒng)轉移沒關系。但與臨床分期,即疾病的嚴重程度有很好的相關性?；熎陂g,首輪治療開始后24～72 h內,由于腫瘤細胞的分解,NSE呈一過性升高,首輪治療結束后,NSE含量迅速降低,對應地,治療無反應者,血中NSE持續(xù)升高或不能降到參考范圍以下。在緩解期,80%～96%的患者NSE含量正常,如NSE升高,提示復發(fā)。因此,NSE是小細胞支氣管癌療效與病程的有效標志物,并能提供有價值的預后信息。

神經母細胞瘤:62%患病的兒童血清NSE水平高于30 ng/mL,病理性NSE升高與疾病的臨床分期有顯著相關性;反之,NSE升高不明顯,則預后好。

精原細胞瘤:有68%～73%患者血清NSE水平明顯升高,含量與病程有關系;其他腫瘤:22%的非肺源性惡性疾病患者NSE大于25 ng/mL。腦腫瘤,如神經膠質瘤、腦膜瘤、神經纖維瘤和神經鞘瘤等,偶可伴有NSE升高。原發(fā)性腦瘤或腦轉移性瘤、褐色素細胞瘤,腦脊液中NSE升高。有報道14%的原位性和46%的轉移性腎腫瘤患者中NSE升高,并與病變程度相關[20]。

3.4 癲癇 不同類型癲癇持續(xù)狀態(tài)患者的血清NSE濃度較對照組顯著增高,升高的幅度與持續(xù)狀態(tài)的時間及預后有關[21]。Rabinow icz等[21]報道在錄像腦電圖檢測過程中單次發(fā)作后血清NSE濃度較對照組顯著升高。Co rreale等[22]檢測11例癲癇持續(xù)狀態(tài)患者發(fā)作后24 h內腦脊液及血清NSE濃度,結果發(fā)現(xiàn)其中9例患者腦脊液NSE濃度顯著升高,腦脊液的NSE濃度較血清高,同時發(fā)現(xiàn)腦脊液/血清清蛋白比值(Qalb)在癲癇持續(xù)狀態(tài)組顯著上升,Qalb與腦脊液及血清NSE濃度密切相關,從而認為癲癇持續(xù)狀態(tài)使神經元受損,血腦屏障破壞,NSE從神經元中釋放出來并進入血液。

3.5 其他 Mokuno等[23]對24例吉蘭-巴雷綜合征患者進行腦脊液NSE濃度的動態(tài)檢測,發(fā)現(xiàn)NSE正常者恢復較快,高NSE濃度者恢復較慢且有后遺癥狀。有報道Creutzfeldt-Jakob病早期CSF中NSE顯著增高。NSE在癡呆方面的研究相對較少,意見也不一致。另外,在多發(fā)性硬化、Huntington病、肝性腦病等方面早期有少量的研究。

綜上所述,NSE是一個較為敏感的特異性反映神經元損傷的量化指標,在原發(fā)或繼發(fā)的神經系統(tǒng)疾病患者中檢測CSF或血清NSE濃度均有價值,其檢測簡便易行。但NSE在各類神經系統(tǒng)疾病中缺乏特異性,不能對神經系統(tǒng)病變的病因診斷提供幫助。高NSE水平提示神經細胞損傷重,預后差,但低NSE水平則不一定提示相反的結果,因為神經損傷的結局不僅與神經損傷的量有關,還與神經細胞的位置或其他因素密切相關。以前的研究認為,在多個反映神經損傷的生化指標中NSE是最敏感的。近年來有個別研究認為S100蛋白同樣敏感甚至更有意義。應該想到,由于每位研究者檢測標本的時間密度及檢測的方法不同,均可以導致結果的不同,在今后的研究中還需進一步的探討和改進。同時,還應進一步研究NSE與臨床相關檢查的關系,研究各類神經系統(tǒng)疾病中NSE水平的時相變化,進一步為臨床服務。

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