神经元特异性烯醇化酶的检测及其与中枢神经损伤的研究进展

李素梅，刘 枫

(1.蚌埠医学院，安徽 蚌埠 233000；2.蚌埠医学院附属中国人民解放军第八二医院重症医学科，江苏 淮安 223001)

神经元特异性烯醇化酶的检测及其与中枢神经损伤的研究进展

李素梅1，2，刘 枫2

(1.蚌埠医学院，安徽 蚌埠 233000；2.蚌埠医学院附属中国人民解放军第八二医院重症医学科，江苏 淮安 223001)

神经元特异性烯醇化酶(Neuron specific enolase，NSE)作为各类神经损伤，尤其是中枢神经损伤的敏感性和特异性的生物学标志物，已受到众多学者关注。各种神经损伤尤其是中枢神经损伤均可引起NSE水平改变，大量研究表明NSE对神经损伤的病情判断、治疗效果评估以及预后的预测均具有重要意义。NSE自发现以来其检测技术不断改进，测量方法逐渐简单，测量的敏感性和精确性也不断提高，为NSE进入临床应用打下基础。本文就NSE的理化性质、检测方法及NSE在不同神经损伤中的临床意义做一综述。

神经元特异性烯醇化酶；神经损伤；检测

随着社会进步及人类寿命的延长，各类神经损伤发病率越来越高，包括创伤性颅脑损伤(Traumatic brain injury，TBI)、脑出血、及其他神经损伤。通常评价中枢神经损伤主要依靠影像学检查及Glasgow昏迷评分，并未提出明确的实验室量化指标。而NSE检测可能解决这一难题，研究表明NSE检测可使神经损伤的严重程度及预后得以量化。

1 NSE的理化特性与分布

生物体内广泛存在无氧酵解，烯醇化酶是无氧酵解过程中催化α-磷酸甘油酸转变成为磷酸烯醇式丙酮酸的关键酶。根据免疫性质不同检测出自然界存在α、β、γ三种烯醇化酶的亚基，此三种亚基组成了五种同质二聚体烯醇化酶同工酶，包括αα、ββ、γγ、αγ、βγ。由于各自存在的组织不同而给予不同的命名，分别具有不同免疫性。其中γγ型烯醇化酶同工酶特异性地存在于神经元及神经内分泌细胞中，故称之为神经元特异性烯醇化酶(NSE)，占大脑皮层烯醇化酶的40%～65%。NSE在神经系统各部位分布不均[1-2]，经研究脑组织中NSE含量最高，占脑内全部可溶性蛋白的1.5%～3.0%[3]，因脑灰质中大量神经元胞体聚集，故脑灰质的NSE含量最高。脊髓及周围神经节也含有少量NSE，周围神经NSE含量仅为中枢神经元的1%～10%。值得指出的是在神经内分泌细胞如垂体、松果体、甲状腺以及血液成份如血小板、红细胞中因存在有一定量的γ亚基及其组成的αγ型同工酶，与NSE有交叉反应免疫活性，故某些情况下可能影响NSE测量结果。NSE相对分子质量为78×103，是一种分子量较大的酸性蛋白酶，正常情况下难以通过细胞膜及血脑屏障，所以正常人体液中含量甚微。然而因其在细胞质中与肌动蛋白无结合，因此细胞损伤后NSE容易从细胞质经通透性增高的细胞膜漏出，进而可在脑脊液、血液中测得[4]。NSE较其他烯醇化酶同工酶性质稳定，在热稳定试验、脲变性试验及高浓度氯离子环境中都能保持结构及功能的完整性，保证脑内糖酵解顺利进行。

2 神经损伤后NSE的异常分布

神经元对缺血缺氧最敏感，任何性质的神经损伤都可能引起神经细胞内环境改变，细胞内酶漏出损伤细胞，造成细胞膜通透性改变，正因为不同程度及不同性质的损伤对神经细胞破坏不同，导致NSE释放入体液的量及释放速度也不同。如重度颅脑损伤时，大量神经元细胞受损，NSE当即失去细胞膜保护迅速释放，导致脑脊液中NSE含量升高，往往血脑屏障也受到损坏，NSE顺利经此进入血液循环，外周血中NSE浓度升高[5]。因此神经损伤后首先出现NSE升高的是脑脊液，而后才是血液。且神经元损伤越快越重，胞体崩解越多，脑脊液及血液中NSE升高越显著。通常脑脊液的NSE浓度在损伤当时即升高，在损伤半小时后即可检测出外周血中NSE升高，一般在伤后24～48 h血液NSE浓度达峰值，随后NSE下降，其在血液中降至正常所需时间的报道尚不一致。因此NSE浓度曲线可能反映不同的神经损伤，典型的单峰曲线可能预示初次损伤；当出现下降缓慢、持续高浓度或第二波峰则提示可能存在损伤较重、持续损害或出现二次损伤等其他损伤情况[6]。研究显示血液及脑脊液NSE浓度的动态变化将对神经损伤的病情判断及预后评估发挥更大的指导价值。

3 NSE的检测及影响因素

NSE具有许多特性，如分子量大、呈酸性、性质稳定，且细胞受损害后较易从细胞漏出，使得NSE易于检测。正常情况下，仅有微量NSE经细胞膜漏出进入脑脊液，因此正常的脑脊液及血液中NSE含量很低，仅为3～8 ng/ml[7]，尿液、羊水等体液中也有微量NSE。目前采用的检测方法主要有免疫放射测定法或放免分析法、荧光免疫测定法、酶联免疫吸附法和化学发光免疫分析法等，各类方法优缺点不同。此外，近年来屡有报道一些新的检测方法，Rachel等[8]通过轨道示踪获得脑损伤患儿的NSE含量，研究显示该方法具有较高的敏感性及特异性。光激化学发光免疫分析技术是近年来国外兴起的检测NSE的新技术，与传统方法相比，它具有性质稳定、应用广泛、操作简单以及灵敏度高等优点，应用前景广阔，有望在免疫分析领域发挥重要作用[9-10]。

关于NSE检测结果影响因素的报道较少，近年来的研究多数认为NSE测量结果除受检测方法影响外，标本溶血、放置时间的延长以及标本储存温度均对NSE测定结果影响显著，血清NSE测量结果会随着溶血及血液标本放置时间的延长而升高。据报道溶血对NSE检测的影响与溶血程度呈正相关[11-12]，并且破裂的红细胞每释放1 g血红蛋白，NSE检测结果将升高17.21 ng/ml[13]。关于标本放置时间及储存温度的影响，隋靖喆等[14]认为全血标本尽量30 min内完成离心，并于1 h内测定，所得结果才真实，同时发现冰冻血清标本复融后NSE检测结果与新鲜血清相比差异无统计学意义；还有学者发现血液标本放置2 h以上时，NSE受一定影响而偏高[15-16]，其中姜艳红等[16]的研究也证明了冰冻血清标本不影响检测结果。究其原因，由于红细胞及血小板内含有部分αγ二聚体，溶血或标本放置时间过长会使释放到血清的αγ二聚体增多，而αγ二聚体与NSE存在交叉免疫反应，从而导致检测结果偏高；经历冰冻的血清标本其NSE检测结果无明显升高的原因，目前有学者认为低温下，细胞膜的通透性增加不明显，使得红细胞、血小板内的含γ亚基物质释放较少，因而冰冻对检测结果无明显影响。

对于标本的储存温度尚存在争议，国内有学者认为NSE检测结果随储存温度的升高而升高[12]，国外却有学者认为[17]室温下存储NSE标本会使NSE含量短时间内下降70%，并证明脑脊液标本可于-80°C(也有报道为-70℃中)环境储存短于6个月，而血清标本可在此环境储存9个月。然而，需要强调的是尽管冰冻标本对测量结果的影响无统计学意义，但冰冻标本复融后其NSE效价准确性远低于新鲜血清[18]。

另外存在一些其他因素可能影响NSE的测量准确性，比如血液标本离心不充分或患者存在松果体、垂体、甲状腺等器官损害时，含γ亚基的物质释放增多，使结果偏高；饮酒也可导致头外伤患者NSE检测结果偏高[19]；年龄是否影响NSE水平尚不清楚。

4 NSE与神经损伤的关系

随着对NSE研究的深入，从最初的神经内分泌肿瘤逐渐到神经损伤，对神经损伤的研究已不单局限于成人脑出血、脑梗死及脑外伤等中枢疾病，在小儿神经损伤领域，NSE的研究也日益增多。

在脑出血研究中发现NSE含量可很好的反映患者的病情严重程度[20]，并对预后的预测具有较高的灵敏性和特异性[21]。血清NSE含量不仅同神经损伤范围大小相关[22]，还与损伤部位相关。王蕾[23]通过对比基底节、丘脑、脑叶出血患者血清NSE水平，发现丘脑组血清NSE水平最高，基底节次之。目前认为脑出血引起NSE水平升高的机制是[24]：脑出血形成血肿，血肿的直接机械性损伤致使大量神经元坏死，NSE释放并进入血液；血肿周围水肿或半影区的形成；血肿内红细胞裂解，血红蛋白及炎性物质释放，加重神经组织损伤，神经细胞膜通透性改变，NSE溢出细胞，经过血脑脊液屏障及血脑屏障进入脑脊液及血液[25-26]；受损脑组织继发缺血进一步加重神经细胞损伤。在脑梗死的研究中，Kaca-Oryńska等[27]研究表明脑梗死患者的血液NSE浓度明显高于对照组，并且NSE浓度同梗死范围相关[28]；滕义建[29]研究结果显示，脑梗死组入院时NSE水平明显增高，入院14 d两组差异无统计学意义(P＞0.05)，表明神经损伤早期的NSE水平对预后有很高的预测价值[30]。Toupalik等[31]通过检测弥漫性轴索损伤死亡患者的胼胝体和脑干发现受损轴突的NSE高表达。针对影像学检查呈阴性的偏头痛、癫痫、抑郁等神经精神疾病，NSE也有着广泛用途。

常见的小儿神经损伤的病因包括外伤性损伤、缺血缺氧性脑病、中枢神经系统感染等多个方面，多项研究表明NSE对小儿神经损伤的诊治具有独特的优势。Chiaretti等[32]对头外伤患儿研究，发现脑脊液中NSE浓度是评估颅内损伤严重程度的较灵敏的生物标志物；另有学者对新生儿缺血缺氧性脑病研究，不仅发现脑脊液的NSE浓度与脑损伤严重程度相关，而且与随后的神经发育结果相关[33-34]，原因在于窒息缺氧致脑细胞受损，引发NSE释放，窒息程度越重，NSE浓度就越高[35]；在小儿惊厥的研究中发现可通过监测NSE判断惊厥后是否继发了脑损害[36]，并且NSE对各种类型的惊厥均具有重要意义[37-39]；在中枢神经系统感染患儿中，由于感染直接累及神经元，故NSE可直接反映脑损伤严重程度[40-42]。此外对手足口病患儿检测NSE有助于判断手足口病患儿是否合并病毒性脑炎，而且NSE在评估治疗效果方面价值极大[43]。可见NSE亦在小儿脑损伤的诊断、病情评估及指导治疗方面具有独特优势，其应用前景广阔。

以上研究表明，NSE是反映神经损伤的敏感的生化指标，NSE可能较CT、MRI等影像学检查能更早发现某些神经损伤，如一过性意识丧失、偏头痛、癫痫以及早期缺血缺氧性脑病等引起的神经损伤。NSE水平对神经损伤的病情程度判断、疗效评估以及预后的估测都具有重要价值，有望成为监测神经系统损伤的新型手段。

5 展望

NSE检测具有高度灵敏性，其含量及含量曲线为评估病情发展及预后提供了定量信息，也对预测患者神经症状和体征的恢复程度意义重大，有可能成为监测神经损伤的新方法。目前对NSE的研究主要集中在NSE与疾病严重程度及预后的相关性方面，而关于NSE升高与神经损伤修复机制方面的研究极少，其关系有待进一步研究。NSE作为神经损伤标志物仍存在一些不足，比如仅靠一种神经系统相关蛋白去判断神经损伤存在一定的局限性，另外，NSE对神经损伤的病因诊断缺乏特异性，尚不能对各病因加以鉴别，临床上若联合其他神经系统相关指标可提高临床应用价值。

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1003—6350（2015）15—2267—04

10.3969/j.issn.1003-6350.2015.15.0817

2014-11-22)

刘 枫。E-mail：liufeng8302@sina.com