神經元特異性烯醇化酶的檢測及其與中樞神經損傷的研究進展

李素梅，劉 楓

(1.蚌埠醫學院，安徽 蚌埠 233000；2.蚌埠醫學院附屬中國人民解放軍第八二醫院重癥醫學科，江蘇 淮安 223001)

神經元特異性烯醇化酶的檢測及其與中樞神經損傷的研究進展

李素梅1，2，劉 楓2

(1.蚌埠醫學院，安徽 蚌埠 233000；2.蚌埠醫學院附屬中國人民解放軍第八二醫院重癥醫學科，江蘇 淮安 223001)

神經元特異性烯醇化酶(Neuron specific enolase，NSE)作為各類神經損傷，尤其是中樞神經損傷的敏感性和特異性的生物學標志物，已受到眾多學者關注。各種神經損傷尤其是中樞神經損傷均可引起NSE水平改變，大量研究表明NSE對神經損傷的病情判斷、治療效果評估以及預后的預測均具有重要意義。NSE自發現以來其檢測技術不斷改進，測量方法逐漸簡單，測量的敏感性和精確性也不斷提高，為NSE進入臨床應用打下基礎。本文就NSE的理化性質、檢測方法及NSE在不同神經損傷中的臨床意義做一綜述。

神經元特異性烯醇化酶；神經損傷；檢測

隨著社會進步及人類壽命的延長，各類神經損傷發病率越來越高，包括創傷性顱腦損傷(Traumatic brain injury，TBI)、腦出血、及其他神經損傷。通常評價中樞神經損傷主要依靠影像學檢查及Glasgow昏迷評分，并未提出明確的實驗室量化指標。而NSE檢測可能解決這一難題，研究表明NSE檢測可使神經損傷的嚴重程度及預后得以量化。

1 NSE的理化特性與分布

生物體內廣泛存在無氧酵解，烯醇化酶是無氧酵解過程中催化α-磷酸甘油酸轉變成為磷酸烯醇式丙酮酸的關鍵酶。根據免疫性質不同檢測出自然界存在α、β、γ三種烯醇化酶的亞基，此三種亞基組成了五種同質二聚體烯醇化酶同工酶，包括αα、ββ、γγ、αγ、βγ。由于各自存在的組織不同而給予不同的命名，分別具有不同免疫性。其中γγ型烯醇化酶同工酶特異性地存在于神經元及神經內分泌細胞中，故稱之為神經元特異性烯醇化酶(NSE)，占大腦皮層烯醇化酶的40%～65%。NSE在神經系統各部位分布不均[1-2]，經研究腦組織中NSE含量最高，占腦內全部可溶性蛋白的1.5%～3.0%[3]，因腦灰質中大量神經元胞體聚集，故腦灰質的NSE含量最高。脊髓及周圍神經節也含有少量NSE，周圍神經NSE含量僅為中樞神經元的1%～10%。值得指出的是在神經內分泌細胞如垂體、松果體、甲狀腺以及血液成份如血小板、紅細胞中因存在有一定量的γ亞基及其組成的αγ型同工酶，與NSE有交叉反應免疫活性，故某些情況下可能影響NSE測量結果。NSE相對分子質量為78×103，是一種分子量較大的酸性蛋白酶，正常情況下難以通過細胞膜及血腦屏障，所以正常人體液中含量甚微。然而因其在細胞質中與肌動蛋白無結合，因此細胞損傷后NSE容易從細胞質經通透性增高的細胞膜漏出，進而可在腦脊液、血液中測得[4]。NSE較其他烯醇化酶同工酶性質穩定，在熱穩定試驗、脲變性試驗及高濃度氯離子環境中都能保持結構及功能的完整性，保證腦內糖酵解順利進行。

2 神經損傷后NSE的異常分布

神經元對缺血缺氧最敏感，任何性質的神經損傷都可能引起神經細胞內環境改變，細胞內酶漏出損傷細胞，造成細胞膜通透性改變，正因為不同程度及不同性質的損傷對神經細胞破壞不同，導致NSE釋放入體液的量及釋放速度也不同。如重度顱腦損傷時，大量神經元細胞受損，NSE當即失去細胞膜保護迅速釋放，導致腦脊液中NSE含量升高，往往血腦屏障也受到損壞，NSE順利經此進入血液循環，外周血中NSE濃度升高[5]。因此神經損傷后首先出現NSE升高的是腦脊液，而后才是血液。且神經元損傷越快越重，胞體崩解越多，腦脊液及血液中NSE升高越顯著。通常腦脊液的NSE濃度在損傷當時即升高，在損傷半小時后即可檢測出外周血中NSE升高，一般在傷后24～48 h血液NSE濃度達峰值，隨后NSE下降，其在血液中降至正常所需時間的報道尚不一致。因此NSE濃度曲線可能反映不同的神經損傷，典型的單峰曲線可能預示初次損傷；當出現下降緩慢、持續高濃度或第二波峰則提示可能存在損傷較重、持續損害或出現二次損傷等其他損傷情況[6]。研究顯示血液及腦脊液NSE濃度的動態變化將對神經損傷的病情判斷及預后評估發揮更大的指導價值。

3 NSE的檢測及影響因素

NSE具有許多特性，如分子量大、呈酸性、性質穩定，且細胞受損害后較易從細胞漏出，使得NSE易于檢測。正常情況下，僅有微量NSE經細胞膜漏出進入腦脊液，因此正常的腦脊液及血液中NSE含量很低，僅為3～8 ng/ml[7]，尿液、羊水等體液中也有微量NSE。目前采用的檢測方法主要有免疫放射測定法或放免分析法、熒光免疫測定法、酶聯免疫吸附法和化學發光免疫分析法等，各類方法優缺點不同。此外，近年來屢有報道一些新的檢測方法，Rachel等[8]通過軌道示蹤獲得腦損傷患兒的NSE含量，研究顯示該方法具有較高的敏感性及特異性。光激化學發光免疫分析技術是近年來國外興起的檢測NSE的新技術，與傳統方法相比，它具有性質穩定、應用廣泛、操作簡單以及靈敏度高等優點，應用前景廣闊，有望在免疫分析領域發揮重要作用[9-10]。

關于NSE檢測結果影響因素的報道較少，近年來的研究多數認為NSE測量結果除受檢測方法影響外，標本溶血、放置時間的延長以及標本儲存溫度均對NSE測定結果影響顯著，血清NSE測量結果會隨著溶血及血液標本放置時間的延長而升高。據報道溶血對NSE檢測的影響與溶血程度呈正相關[11-12]，并且破裂的紅細胞每釋放1 g血紅蛋白，NSE檢測結果將升高17.21 ng/ml[13]。關于標本放置時間及儲存溫度的影響，隋靖喆等[14]認為全血標本盡量30 min內完成離心，并于1 h內測定，所得結果才真實，同時發現冰凍血清標本復融后NSE檢測結果與新鮮血清相比差異無統計學意義；還有學者發現血液標本放置2 h以上時，NSE受一定影響而偏高[15-16]，其中姜艷紅等[16]的研究也證明了冰凍血清標本不影響檢測結果。究其原因，由于紅細胞及血小板內含有部分αγ二聚體，溶血或標本放置時間過長會使釋放到血清的αγ二聚體增多，而αγ二聚體與NSE存在交叉免疫反應，從而導致檢測結果偏高；經歷冰凍的血清標本其NSE檢測結果無明顯升高的原因，目前有學者認為低溫下，細胞膜的通透性增加不明顯，使得紅細胞、血小板內的含γ亞基物質釋放較少，因而冰凍對檢測結果無明顯影響。

對于標本的儲存溫度尚存在爭議，國內有學者認為NSE檢測結果隨儲存溫度的升高而升高[12]，國外卻有學者認為[17]室溫下存儲NSE標本會使NSE含量短時間內下降70%，并證明腦脊液標本可于-80°C(也有報道為-70℃中)環境儲存短于6個月，而血清標本可在此環境儲存9個月。然而，需要強調的是盡管冰凍標本對測量結果的影響無統計學意義，但冰凍標本復融后其NSE效價準確性遠低于新鮮血清[18]。

另外存在一些其他因素可能影響NSE的測量準確性，比如血液標本離心不充分或患者存在松果體、垂體、甲狀腺等器官損害時，含γ亞基的物質釋放增多，使結果偏高；飲酒也可導致頭外傷患者NSE檢測結果偏高[19]；年齡是否影響NSE水平尚不清楚。

4 NSE與神經損傷的關系

隨著對NSE研究的深入，從最初的神經內分泌腫瘤逐漸到神經損傷，對神經損傷的研究已不單局限于成人腦出血、腦梗死及腦外傷等中樞疾病，在小兒神經損傷領域，NSE的研究也日益增多。

在腦出血研究中發現NSE含量可很好的反映患者的病情嚴重程度[20]，并對預后的預測具有較高的靈敏性和特異性[21]。血清NSE含量不僅同神經損傷范圍大小相關[22]，還與損傷部位相關。王蕾[23]通過對比基底節、丘腦、腦葉出血患者血清NSE水平，發現丘腦組血清NSE水平最高，基底節次之。目前認為腦出血引起NSE水平升高的機制是[24]：腦出血形成血腫，血腫的直接機械性損傷致使大量神經元壞死，NSE釋放并進入血液；血腫周圍水腫或半影區的形成；血腫內紅細胞裂解，血紅蛋白及炎性物質釋放，加重神經組織損傷，神經細胞膜通透性改變，NSE溢出細胞，經過血腦脊液屏障及血腦屏障進入腦脊液及血液[25-26]；受損腦組織繼發缺血進一步加重神經細胞損傷。在腦梗死的研究中，Kaca-Oryńska等[27]研究表明腦梗死患者的血液NSE濃度明顯高于對照組，并且NSE濃度同梗死范圍相關[28]；滕義建[29]研究結果顯示，腦梗死組入院時NSE水平明顯增高，入院14 d兩組差異無統計學意義(P＞0.05)，表明神經損傷早期的NSE水平對預后有很高的預測價值[30]。Toupalik等[31]通過檢測彌漫性軸索損傷死亡患者的胼胝體和腦干發現受損軸突的NSE高表達。針對影像學檢查呈陰性的偏頭痛、癲癇、抑郁等神經精神疾病，NSE也有著廣泛用途。

常見的小兒神經損傷的病因包括外傷性損傷、缺血缺氧性腦病、中樞神經系統感染等多個方面，多項研究表明NSE對小兒神經損傷的診治具有獨特的優勢。Chiaretti等[32]對頭外傷患兒研究，發現腦脊液中NSE濃度是評估顱內損傷嚴重程度的較靈敏的生物標志物；另有學者對新生兒缺血缺氧性腦病研究，不僅發現腦脊液的NSE濃度與腦損傷嚴重程度相關，而且與隨后的神經發育結果相關[33-34]，原因在于窒息缺氧致腦細胞受損，引發NSE釋放，窒息程度越重，NSE濃度就越高[35]；在小兒驚厥的研究中發現可通過監測NSE判斷驚厥后是否繼發了腦損害[36]，并且NSE對各種類型的驚厥均具有重要意義[37-39]；在中樞神經系統感染患兒中，由于感染直接累及神經元，故NSE可直接反映腦損傷嚴重程度[40-42]。此外對手足口病患兒檢測NSE有助于判斷手足口病患兒是否合并病毒性腦炎，而且NSE在評估治療效果方面價值極大[43]。可見NSE亦在小兒腦損傷的診斷、病情評估及指導治療方面具有獨特優勢，其應用前景廣闊。

以上研究表明，NSE是反映神經損傷的敏感的生化指標，NSE可能較CT、MRI等影像學檢查能更早發現某些神經損傷，如一過性意識喪失、偏頭痛、癲癇以及早期缺血缺氧性腦病等引起的神經損傷。NSE水平對神經損傷的病情程度判斷、療效評估以及預后的估測都具有重要價值，有望成為監測神經系統損傷的新型手段。

5 展望

NSE檢測具有高度靈敏性，其含量及含量曲線為評估病情發展及預后提供了定量信息，也對預測患者神經癥狀和體征的恢復程度意義重大，有可能成為監測神經損傷的新方法。目前對NSE的研究主要集中在NSE與疾病嚴重程度及預后的相關性方面，而關于NSE升高與神經損傷修復機制方面的研究極少，其關系有待進一步研究。NSE作為神經損傷標志物仍存在一些不足，比如僅靠一種神經系統相關蛋白去判斷神經損傷存在一定的局限性，另外，NSE對神經損傷的病因診斷缺乏特異性，尚不能對各病因加以鑒別，臨床上若聯合其他神經系統相關指標可提高臨床應用價值。

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10.3969/j.issn.1003-6350.2015.15.0817

2014-11-22)

劉 楓。E-mail：liufeng8302@sina.com