血清神经元特异性烯醇化酶水平的研究进展

吴 春综述,魏光辉审校

(重庆医科大学附属儿童医院外科 400014)

血清神经元特异性烯醇化酶水平的研究进展

吴 春综述,魏光辉审校

(重庆医科大学附属儿童医院外科 400014)

神经元特异性烯醇化酶;脑外伤;脑血管病;肿瘤;癫痫

神经元特异性烯醇化酶(neuron specific enolase,NSE)是细胞能量代谢活动中参与糖酵解过程的关键酶,以二聚体形式存在于胞质中的特异性蛋白,其存在于神经元细胞和神经内分泌细胞内,在脑脊液和血液中的含量甚微。脑损伤时神经细胞受损,血脑屏障破坏,该酶进入脑脊液和血循环中[1],其血清浓度与脑损伤程度及疾病的预后密切相关。近年来,作为神经系统损伤的敏感性、特异性标志,国内外学者对NSE蛋白在血清中的动态变化与疾病的诊断、预后方面的临床意义进行了大量的研究。本文就NSE蛋白的生物学特性、功能及其与脑损伤的关系等综述如下。

1 NSE蛋白的结构和分布

烯醇化酶普遍存在于生物体内的糖酵解代谢中,它催化α-磷酸甘油酸转化为磷酸烯醇式丙酮酸。烯醇化酶同工酶均为胞质二聚体酶,由免疫性质不同的α、β、γ3种亚基组成。现已发现5种烯醇化酶同工酶αα、ββ、γγ、αβ、αγ。免疫组化研究表明:烯醇化酶同工酶均存在于细胞浆中,αα型存在于神经胶质细胞内,其免疫性质与肝内烯醇化酶相同,故称为非神经元特异性烯醇化酶(non neuronal specific enolase,NNE)[2];β亚基同工酶98%的活性在骨髂肌,γγ型特异性地存在于神经元和神经内分泌细胞中,故命名为NSE,脑组织内有αα、γγ、αγ3种同工酶存在,其中NSE占脑全部可溶性蛋白的1.5%,比例很高。NSE含量由高到低依次为脑、脊髓、周围神经节。周围神经NSE的含量远远低于脑内,两者相差10～100倍。在神经内分泌细胞如松果体、垂体、甲状腺等细胞及血液成分血小板、红细胞内也有一定量的γ亚基存在(αγ型),虽然红细胞内含量比脑内低30～50倍[3],但测定NSE也应避免溶血[4]。

2 NSE蛋白检测方法及影响因素

NSE的检测目前主要有放免分析法(RIA)或免疫放射测定法(IRMA)、荧光免疫测定法(FIA)和酶联免疫吸附法(EL ISA),用于检测脑脊液、血液、尿、羊水等中NSE蛋白的含量。EL ISA目前最常用,它采用原核系统表达的NSE作为标准品并制备抗NSE单克隆抗体,建立的双抗体夹心法、EL ISA法较RIA和FIA具有灵敏度高、无污染、操作简便、报告结果快速等诸多优点,在临床上具有极大的应用价值。我国已有国产化EL ISA试剂,有较好的稳定性和灵敏度。

在实际检验中,检验结果的准确性除受其方法灵敏度、精密度的影响外。来自标本自身的影响也是一个不可忽视的因素。邵美娟等[5]认为冷冻与不冷冻两种条件下,血清中NSE水平无显著差异,说明冷冻对此酶活性无影响。血液标本久置未及时分离,导致血小板及红细胞内的αγ型烯醇化酶进入血清,使血清中NSE水平升高,容易造成误诊。而在实际工作中,尤其是病房血液标本往往未能及时送检而导致血清NSE结果偏高。因此,在采集血后应尽早送检,及时分离血清,尽量控制在1 h内。对于当天无法检验的标本,可将血清标本冷冻保存,血清从冰箱中取出后需全部冻融后充分混匀再行测定[6]。

3 NSE在临床运用研究中的进展

3.1 NSE与脑外伤 越来越多的研究表明,NSE可作为一种较为敏感的特异性反映神经元损伤的生化指标。脑外伤时,神经元损伤或坏死、膜的完整性遭到破坏,导致NSE不能与胞膜结合,通过受损的血脑屏障(blood-brain barrier,BBB)漏至血浆中。脑外伤发生后,血清中NSE的浓度很快上升,其升高先于临床症状或体征的出现,并且释放量与神经细胞死亡量呈显著正相关,因此NSE作为对脑损伤早期分型诊断的敏感生化指标已日益引起学者们的关注[7]。梁成等[8]通过一系列研究得出结果,重型(a)、轻型(b)颅脑损伤患者与对照组(c)的血清NSE水平存在显著差异,死亡植物生存率(e)、残疾组(f)和恢复良好组(g)的血清NSE水平两两对比差异明显,而血清NSE >122 ng/mL组和NSE<22 ng/mL组之间死亡生存率、残疾率和恢复良好率有显著差异,其机制是当脑损伤严重时,原发性和继发性脑细胞破坏量也将大幅度增多,导致大量NSE可通过受损的BBB进入脑血管并随血液到达周围循环[9],其浓度与脑损害程度及疾病预后密切相关。Hemnann等[10]观察69例脑外伤患者外伤后第1、2、3天血清NSE浓度,并分别在2周后和6个月后进行神经心理学测定,结果显示虽然大多数患者6个月后可以独立生活,但2/3的患者存在神经心理障碍,有神经心理障碍者外伤后3 d内的血清NSE浓度显著升高,而且升高的时间显著延长,提示急性期检测血清NSE浓度有助于判断脑外伤患者以后发生神经心理障碍的可能性。由此可见颅脑损伤越严重,外周血中NSE水平越高,说明检测外周血中NSE水平对了解脑损伤程度有十分重要的临床价值。

但也有意见不尽相同者。Fridnksson等[11]在45例脑挫伤儿童的研究中认为,血清NSE可以作为一个有用的筛查脑挫伤的工具,但仅用血清NSE的浓度水平来预见颅内是否有脑挫伤,既无敏感性,也无特异性。

3.2 脑血管病 有学者通过观察58例卒中患者发病后第1、4、10天及出院时血清NSE及S-100蛋白含量、N IHSS(国立健康研究脑卒中计分指数及神经精神检查评分)得出了NSE浓度与脑梗死体积及N IHSS评分显著相关的结论。认为血清NSE与S-100蛋白对判断卒中后神经及精神行为预后有重要价值[12-15]。Cunningham等[16]在163例卒中患者的研究中发现,发病后第48、96小时及4 d内最大血清NSE浓度与脑梗死的体积相关,但与脑出血的体积无相关性;发病后第48、72小时脑梗死患者的血清NSE水平显著高于脑出血者;脑梗死面积大者,其血清NSE浓度的峰值出现较晚。但是,血清NSE浓度的高低不能作为区分脑出血和脑梗死的指标。有学者动态检测29例蛛网膜下腔出血患者血清NSE,结果表明病情严重者血清NSE显著高于症状轻者;出血量越多,NSE水平越高;预后佳者整个病程中血清NSE浓度处于低水平。在发生迟发性缺血性损害尤其是预后差的患者,血清NSE浓度维持高水平可达3周[17]。Fassbender等[18]动态检测脑梗死30例、脑出血13例、心源性缺氧11例等患者中血浆NSE,持续动态检测10 d,结果显示脑梗死、脑出血及心源性缺氧组发病后72 h内血浆NSE值与临床预后相关:高血浆NSE浓度者预后差,大于115 ng/mL者均死亡,但低浓度水平的NSE意义较小,少数患者血浆NSE水平低但预后不佳。在那些发生继发性脑损伤如脑水肿加重的患者,血浆NSE再次上升或剧增先于临床症状和其他指标发生变化之前,故监测血浆NSE的演变有助于了解脑梗死和脑出血的病情变化,以上的研究得出的结论大致相同。不过有学者在24例缺血性卒中患者的研究中发现血清NSE在脑缺血后有所升高,但与损害范围及临床预后无显著相关性[19]。

3.3 肿瘤 支气管癌:NSE被认为是监测小细胞支气管癌的首选,60%～80%的小细胞支气管癌患者NSE与转移部位或者是否为神经系统转移没关系。但与临床分期,即疾病的严重程度有很好的相关性。化疗期间,首轮治疗开始后24～72 h内,由于肿瘤细胞的分解,NSE呈一过性升高,首轮治疗结束后,NSE含量迅速降低,对应地,治疗无反应者,血中NSE持续升高或不能降到参考范围以下。在缓解期,80%～96%的患者NSE含量正常,如NSE升高,提示复发。因此,NSE是小细胞支气管癌疗效与病程的有效标志物,并能提供有价值的预后信息。

神经母细胞瘤:62%患病的儿童血清NSE水平高于30 ng/mL,病理性NSE升高与疾病的临床分期有显著相关性;反之,NSE升高不明显,则预后好。

精原细胞瘤:有68%～73%患者血清NSE水平明显升高,含量与病程有关系;其他肿瘤:22%的非肺源性恶性疾病患者NSE大于25 ng/mL。脑肿瘤,如神经胶质瘤、脑膜瘤、神经纤维瘤和神经鞘瘤等,偶可伴有NSE升高。原发性脑瘤或脑转移性瘤、褐色素细胞瘤,脑脊液中NSE升高。有报道14%的原位性和46%的转移性肾肿瘤患者中NSE升高,并与病变程度相关[20]。

3.4 癫痫 不同类型癫痫持续状态患者的血清NSE浓度较对照组显著增高,升高的幅度与持续状态的时间及预后有关[21]。Rabinow icz等[21]报道在录像脑电图检测过程中单次发作后血清NSE浓度较对照组显著升高。Co rreale等[22]检测11例癫痫持续状态患者发作后24 h内脑脊液及血清NSE浓度,结果发现其中9例患者脑脊液NSE浓度显著升高,脑脊液的NSE浓度较血清高,同时发现脑脊液/血清清蛋白比值(Qalb)在癫痫持续状态组显著上升,Qalb与脑脊液及血清NSE浓度密切相关,从而认为癫痫持续状态使神经元受损,血脑屏障破坏,NSE从神经元中释放出来并进入血液。

3.5 其他 Mokuno等[23]对24例吉兰-巴雷综合征患者进行脑脊液NSE浓度的动态检测,发现NSE正常者恢复较快,高NSE浓度者恢复较慢且有后遗症状。有报道Creutzfeldt-Jakob病早期CSF中NSE显著增高。NSE在痴呆方面的研究相对较少,意见也不一致。另外,在多发性硬化、Huntington病、肝性脑病等方面早期有少量的研究。

综上所述,NSE是一个较为敏感的特异性反映神经元损伤的量化指标,在原发或继发的神经系统疾病患者中检测CSF或血清NSE浓度均有价值,其检测简便易行。但NSE在各类神经系统疾病中缺乏特异性,不能对神经系统病变的病因诊断提供帮助。高NSE水平提示神经细胞损伤重,预后差,但低NSE水平则不一定提示相反的结果,因为神经损伤的结局不仅与神经损伤的量有关,还与神经细胞的位置或其他因素密切相关。以前的研究认为,在多个反映神经损伤的生化指标中NSE是最敏感的。近年来有个别研究认为S100蛋白同样敏感甚至更有意义。应该想到,由于每位研究者检测标本的时间密度及检测的方法不同,均可以导致结果的不同,在今后的研究中还需进一步的探讨和改进。同时,还应进一步研究NSE与临床相关检查的关系,研究各类神经系统疾病中NSE水平的时相变化,进一步为临床服务。

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10.3969/j.issn.1671-8348.2010.21.061

Q55;R651.15

A 文献标识码:1671-8348(2010)21-2985-03

2010-01-10

2010-04-10)