Нейронспецифическая енолаза что это такое
Нейронспецифическая енолаза
Описание
Нейроспецифическая енолаза — маркёр опухолей нейроэндокринного происхождения.
Нейроспецифическая енолаза (NSE) — гликолитический нейронспецифический изофермент енолазы. NSE — специфический сывороточный маркёр нейроэндокринных опухолей клеток системы APUD (Amine Precursor Uptake and Decarboxylation — поглощение и декарбоксилирование предшественников аминов), представленных в различных тканях, и опухолей, ассоциированных с нейроэндокринным источником. К числу этих опухолей относятся нейробластома, ретинобластома, медуллярная карцинома щитовидной железы, карцинома островковых клеток поджелудочной железы, карциноид, феохромоцитома, мелкоклеточный рак лёгких. Активность фермента коррелирует с клиническим статусом и используется при мониторировании заболевания и в прогностических целях (заметно повышенные величины говорят о неблагоприятном прогнозе), особенно при мелкоклеточном раке лёгких и нейробластоме.
NSE и мелкоклеточный рак легкого
Повышение уровня NSE зачастую наблюдается при мелкоклеточном раке легкого, а также при медуллярном раке щитовидной железы, феохромоцитоме, нейроэндокринных опухолях кишечника и поджелудочной железы и нейробластоме.
NSE является основным маркёром мелкоклеточного рака лёгких (повышение наблюдается в 60–81% всех случаев мелкоклеточного рака бронхов). Не наблюдается зависимость с локализацией метастазов или с церебральными метастазами, но наблюдается хорошая корреляция с клинической стадией (прогрессированием) данной патологии.
У пациентов, отвечающих на химиотерапию, наблюдается временный рост уровня NSE через 24–72 часа после первого терапевтического цикла, как результат цитолиза клеток опухоли. В течение недели после этого или в конце первого цикла терапии происходит быстрое падение концентрации NSE в сыворотке (увеличенного до начала терапии) до референтных значений. В случаях, когда нет ответа на терапию, наблюдаются постоянно повышенные уровни NSE, или снижение не до уровня референтных значений. Во время ремиссии, 80–96% пациентов показывают нормальные значения NSE. Рост концентрации маркёра наблюдается в случае рецидива (латентный период при этом может составлять 1–4 месяца, динамика экспоненциальная с периодом удвоения 10–94 дня, коррелирующая с прогнозом).
В контроле лечения, NSE может использоваться в качестве единственного прогностического фактора (диагностическая чувствительность — 93%, позитивная предсказательная ценность — 92%).
NSE и нейробластома
Повышение NSE выявляется у 62% детей, страдающих нейробластомой. Нейробластома — это рак симпатической нервной системы. Повышение уровня NSE коррелирует со стадией заболевания.
NSE и АПУДома
Повышенный уровень NSE выявляют в 34% случаев при АПУДоме (опухоль, исходящая из клеточных элементов, расположенных в различных органах и тканях).
NSE и семинома
Клинически достоверное повышение концентрации NSE выявляется у 68–73% пациентов, страдающих семиномой (опухоль яичка). Повышение уровня концентрации NSE коррелирует со стадией болезни.
Нелёгочные злокачественные заболевания сочетаются с повышением NSE в 22% случаев, в том числе, опухоли мозга — только в части случаев.
NSE при доброкачественных заболеваниях:
Повышение уровня NSE может наблюдаться также при доброкачественных заболеваниях: септическом шоке, пневмонии.
Повышение NSE наблюдается при инсульте, травме нервной системы, доброкачественных заболеваниях мозга и является неблагоприятным прогнозом неврологического дефицита.
NSE выявляется в эритроцитах, тромбоцитах и плазматических клетках, поэтому сыворотка должна быть отделена от клеток крови по возможности быстро (максимально, в течение 1 часа).
В случае, если пациент получает терапию с высокими дозами биотина (более 5 мг/день), пробу для исследования нельзя брать в течение, по крайней мере, 8 часов после последнего введения биотина.
Интерпретация результатов
Результаты исследования в значительной мере варьируют в зависимости от применяемого метода. Результаты, полученные разными методами, нельзя правильно сопоставить, это может быть причиной неправильной клинической интерпретации.
Динамическое наблюдение следует проводить используя тот же метод, либо при изменении метода определения в процессе мониторинга следует провести параллельное тестирование пробы двумя методами.
Нейрон-специфическая енолаза: роль физиологического фермента гликолиза в выживании и миграции опухолевых клеток
Нейрон-специфическая енолаза (гамма-енолаза, енолаза 2, НСЕ) — фермент класса лиаз, один из трех типов енолаз позвоночных животных. Данный тип енолаз является специфичным для зрелой нервной ткани и чаще обнаруживается в нейронах, астроцитах и глиальных клетках после начала их дифференцировки.
Уровень НСЕ в сыворотке крови существенно повышается при наличии многих патологий с локализацией в головном мозге, в том числе и при опухолевой прогрессии.
Все енолазы являются функционально активными в форме димеров из альфа-, бета- и гамма-субъединиц, соединенных нековалентной связью. Различные сочетания субъединиц могут формировать пять гомо- и гетеродимерных изоферментов. НСЕ существует в вариантах γγ- и αγ-димеров.
Для стабилизации димерной структуры енолазы используют ионы металлов: магния, цинка, кобальта, марганца, никеля и кадмия. При этом ионы металлов не встроены в белковую структуру енолаз, поэтому последние определяют не как металлоферменты, а как активируемые металлами ферментные комплексы.
Как и другие енолазы, изоформы НСЕ локализуются преимущественно в цитозоле клеток. Точная локализация енолаз обеспечивается короткими вариабельными участками в их структуре, которые выполняют роль контактов с элементами цитоскелета.
В нейронах и клетках нейроэндокринной системы гамма-енолаза специфично ассоциирована с плазматической мембраной. В малых количествах НСЕ обнаруживается в цитоплазме клеток, не связанных с нервной и нейроэндокринной системами.
Так, было отмечено наличие фермента в эритроцитах, клетках предстательной железы и матки. При этом в случае неспецифической локализации НСЕ обнаруживается изоформа, состоящая из альфа- и гамма-субъединиц, тогда как большая часть фермента в нервной ткани является гомодимерной. Также гамма-енолаза обнаруживается в ядрах злокачественно трансформированных клеток уротелия и эпителия молочных желез.
Физиологическая роль НСЕ заключается в катализе дегидратации 2-фосфоглицерата в ходе гликолиза, который является основным механизмом получения энергии нейронами. В ходе глюконеогенеза данный фермент катализирует обратную реакцию превращения фосфоенолпирувата.
Гликолитическая роль НСЕ сохраняется и при опухолевой прогрессии. Активная экспрессия ферментов гликолиза, в том числе и гамма-енолазы, реализует эффект Варбурга, приводящий к образованию большого количества энергетических субстратов для клеток растущей опухоли.
Открытие регуляторных функций енолаз дает основание предполагать, что их роль в физиологических и патологических процессах заключается не только в реализации гликолитического эффекта. В строении гамма-енолазы выделяют С-концевую часть, которая не участвует в гликолизе.
Данный участок обеспечивает выживание нейронов при повреждении нервной ткани за счет регуляции работы сигнальных путей. В ткани опухоли С-концевой участок НСЕ снижает влияние терапевтических агентов на трансформированные клетки и аналогичным образом предотвращает их деградацию.
Рисунок 1 | Упрощенная схема участия НСЕ в выживании нейронов (прим. — аналогичный механизм функционирует для клеток опухоли)
Кроме того, результатом функционирования НСЕ в опухолевых клетках является ремоделирование их цитоскелета с формированием актиновых филаментов, облегчающих миграцию и инвазию клеток. Таким образом, обеспечивая метаболизм и выживание опухоли при проведении терапии, НСЕ существенно ускоряет процесс опухолевой прогрессии.
В норме НСЕ в сыворотке крови определяется в концентрации до 15 нг/мл. Повышение сывороточного уровня фермента может быть связано как с повреждениями нервной ткани (внутримозговое кровоизлияние, ишемическое поражение, кома и т. д.), так и с опухолевым ростом, что часто используется при диагностике, стадировании и лечении нейробластом и нейроэндокринных опухолей.
На сегодняшний день НСЕ является наиболее точным маркером развития мелкоклеточного рака легкого (МКРЛ). Так, согласно одному из исследований, уровень сывороточной НСЕ повышается в 93 % случаев МКРЛ. При этом сывороточный уровень фермента коррелирует с размерами опухоли, количеством метастатических очагов и эффективностью терапии.
В сравнении с другими маркерами МКРЛ, например, изоформами лактат-дегидрогеназы, НСЕ демонстрирует большую специфичность, и по колебаниям сывороточной концентрации этого фермента можно достоверно судить об эффективности проводимой терапии.
Реже сывороточный уровень НСЕ повышается при развитии немелкоклеточного рака легкого. Повышение уровня данного фермента было обнаружено на всех стадиях нейробластомы, а максимальные уровни среди исследуемых были достигнуты при метастатической болезни, вызванной этой опухолью.
Определение концентрации НСЕ в пуповинной крови дает возможность ранней постнатальной диагностики нейробластомы новорожденных. Реже повышение уровня гамма-енолазы ассоциировано с меланомой, семиномой, почечно-клеточной карциномой, злокачественной феохромоцитомой.
Рисунок 2 | Направления интерпретации повышенного уровня НСЕ в сыворотке крови при некоторых типах опухолей
Необходимо отметить, что в случае нейроэндокринных опухолей специфичность НСЕ невелика. По этой причине опухоль принято считать нейроэндокринной, если в сыворотке крови обнаруживается как минимум два соответствующих маркера, одним из которых является гамма-енолаза. В большинстве случаев злокачественных новообразований по уровню НСЕ судят не о наличии опухоли, а о ее ответе на терапию и о выживаемости пациентов.
Выживаемость пациентов с распространенными формами НСЕ-положительных опухолей напрямую зависит от концентрации фермента в сыворотке крови до проведения терапии и после ее начала.
Рисунок 3 | Зависимость выживаемости пациентов с глиобластомой от уровня НСЕ в сыворотке крови (прим. — высокий уровень соответствует значениям 70–90 нг/мл)
Таким образом, роль нейрон-специфической енолазы в онкогенезе плейотропна и зависит как от широко изученных физиологических эффектов фермента, так и от менее известных регуляторных влияний. На сегодняшний день не представляется возможным использовать эти данные для терапии новообразований.
Однако роль НСЕ в диагностике опухолей стремительно растет, и можно предполагать, что в будущем данный фермент станет маркером многих опухолей нейроэндокринного происхождения.
Источники:
Маркеры нейровоспаления NSE – нейронспецифическая энолаза и белок S-100
И мы часто получаем вопросы от родителей: «Почему повышены онкомаркеры у ребенка?», «Как расшифровывать NSE – нейронспецифическую энолазу и белок S-100 в анализах у ребенка или у взрослого?».
В процессе нашей клинической работы мы часто используем лабораторные исследования, в частности оцениваем маркеры нейровоспаления и нейродегенерации.
Так как большинство этих маркеров в литературе рассматриваются как показатель онкологических заболеваний, мы решили уделить время в наших статьях другим аспектам, в том числе – их ценность в диагностике неврологических, иммунологических и психических расстройств. И начнём с самого часто используемого – с NSE.
NSE – нейронспецифическая энолаза – одна из структурных разновидностей фермента энолазы, который требуется для гликолиза, одного из важнейших энергетических процессов в клетке – расщепления глюкозы. Именно поэтому энолаза присутствует во всех клетках организма, а ее виды (изоформы) тканеспецифичны.
Нейронспецифическая энолаза, NSE, – это изоформа, характерная для нейронов и содержащаяся в их цитоплазме. Кроме цитоплазмы нейронов, NSE также встречается в клетках нейроэндокринного происхождения (клетки вещества надпочечников, парафолликулярные клетки щитовидной железы и др).
На заре исследования и изучения NSE было обнаружено, что в опухолевых клетках происходит усиленный синтез этого фермента, что обеспечивает высокую скорость метаболизма, активное разрастание опухоли и ее распространение в окружающие ткани.
Так NSE стал использоваться в качестве маркера онкологических заболеваний.
В дальнейшем, с развитием лабораторных возможностей, стало возможно оценивать самые тонкие изменения. Стало известно, что уровень NSE в крови указывает не только на опухолевые процессы и травмы (с высокими значениями), но и тонкие нейродегенеративные, гипоксические, метаболические и другие изменения головного мозга. Так как целый ряд неврологических заболеваний связан с нарушением гемато-энцефалического барьера (ГЭБ) и воспалением в центральной нервной системе, маркёры нейровоспалительной реакции позволяют нам в клинической практике этоконкретизировать диагноз и подбирать эффективное лечение. Так, NSE в качестве маркера повреждения мозга при эпилепсии повышает точность диагностики и прогнозирования исхода эпилепсии различной этиологии, а в работе с расстройством аутистического спектра – повысить точность диагностики и подобрать лечение.
Нейронспецифическая энолаза используется в нашей практике как тонкий маркёр нейровоспаления и нейродегенерации. Чаще всего, встречаясь с неврологической, аутоиммунной, психической и другой патологией, мы обращаем внимание на высокую вирусную и бактериальную нагрузку, наличие хронических очагов воспаления в организме.
В этом случае нам важно понимать, неврологическая и психическая симптоматика появилась вследствие реакции интактной нервной ткани (без повреждения) или же это прямое следствие повреждения нервной ткани.
Например, ребенок с грубыми нарушениями сна может иметь выраженный болевой синдром, которого достаточно для появления проблемы.
А может иметь нейровоспалительный ответ, то есть с вовлечением в патологический процесс непосредственно нервной ткани.
А может – это вообще психологическая проблема, требующая психотерапии.
Выглядят эти три гипотетических ребёнка почти идентично – они уставшие, капризные, тревожные, с проблемами поведения, задержкой становления навыков. Но тактика их ведения кардинально разная!
В первом случае реакция психики на боль нормальна, наша задача убрать болевой синдром и все встанет на свои места.
Во втором – нам не обойтись без таргетного воздействия на нейровоспалительный вопрос, без поддержки иммунолога (в ряде случаев – инфекциониста, гастроэнтеролога, невролога, хирурга и др) просто не обойтись.
В третьем – психотерапевта достаточно.
Стоит ли говорить, что «по протоколу» диагностики этой нет и бедолага просто получит корректор поведения и останется со своими проблемами ещё и в прибитом состоянии.
Диагностический процесс – это центральная точка работы с пациентом.
И вот, маркёры нейровоспаления нам в помощь.
Как правильно подготовиться к исследованию NSE?
Исключить из рациона жирную пищу за сутки до исследования.
Не принимать пищу в течение 8 часов до исследования, можно пить чистую негазированную воду.
Исключить физическое и эмоциональное
перенапряжение в течение 30 минут до исследования.
Не курить в течение 30 минут до исследования.
Белки S-100 – это целое семейство небольших кальций-связывающих белков, в настоящий момент известно более 25 различных белков этого семейства.
Белки эти – естественные и нужные в организме человека, они выполняют целый ряд различных функций:
Участвуют в процессе и контроле роста и дифференцировки клеток (стимулируют рост, пролиферацию и миграцию клеток).
Ингибируют (тормозят) в физиологических условиях апоптоз и активирует астроциты при повреждении головного мозга и нейродегенеративных заболеваниях.
Регулируют процесс транскрипции, фосфорилирования белков, секреции, сокращения мышечных волокон.
Защищают клетки от повреждения кислородными радикалами.
Участвуют в построении клеточных мембран и Цитоскелета.
Имеют важное значение для противоопухолевого контроля.
То есть, s-100 сами по себе – белки нужные и важные, они работают как нейротрофический фактор, способствуя выживанию клеток головного мозга в стрессовых условиях и противодействуя эффектам нейротоксинов.
Оценивая их концентрацию в крови, мы можем анализировать состояние человека, так как при патологических процессах концентрация белков S-100 в крови изменяется.
В первых исследованиях белки эти использовались для диагностики онкологических заболеваний, как и NSE, сейчас все больше внимания уделяется этому параметру в неврологии, иммунологии и психиатрии.
Связано это с тем, что белок S100 имеет глиальное происхождение. Белок S-100 содержится преимущественно в астроцитах — до 85–90 % от общего содержания в нервной ткани. В олигодендроцитах его содержание невелико.
В нейронах обнаружено не более 10–15 % от общего количества белка S-100. Установлена его преимущественно внутриклеточная локализация. Так как эти мозгоспецифичные белки содержатся внутри клеток, их высокая концентрация в крови прямо указывает на воспалительный процесс или повреждение тканей головного мозга (при нейроинфекциях, нарушении целостности и функциональности гематоэнцефалического барьера, при черепно-мозговой травме, субарахноидальных кровоизлияниях, инсультах, эпилепсии и других).
Нейронспецифическая енолаза что это такое
Общая информация об исследовании
Нейронспецифическая энолаза – одна из структурных разновидностей фермента энолазы, который требуется для гликолиза и поэтому присутствует во всех клетках организма. Изоформы этого фермента тканеспецифичны. Нейронспецифическая энолаза, NSE, – изоформа, характерная для нейронов, отличается некоторыми структурными особенностями, необходимыми для нормального функционирования этого фермента при повышенной концентрации ионов хлора. Кроме цитоплазмы нейронов, NSE также встречается в клетках нейроэндокринного происхождения, например хромаффинных клетках мозгового вещества надпочечников, парафолликулярных клетках щитовидной железы и некоторых других. Однако в опухолевых клетках происходит усиленный синтез этого фермента, что обеспечивает высокую скорость гликолиза, активное разрастание опухоли и ее распространение в окружающие ткани. Повышение NSE часто наблюдается при мелкоклеточном раке легкого, а также при медуллярном раке щитовидной железы, феохромоцитоме, нейроэндокринных опухолях кишечника и поджелудочной железы и нейробластоме.
Мелкоклеточный рак легкого (МКРЛ) является анапластическим процессом и обладает нейроэндокринными свойствами. Например, для этого вида рака характерна секреция адренокортикотропного гормона (АКТГ), антидиуретического гормона (АДГ), а также нейронспецифической энолазы. Такие особенности обуславливают клиническую картину заболевания, а также могут быть применены для его диагностики. В клинической картине МКРЛ могут преобладать конституциональные симптомы (лихорадка, потеря веса и аппетита), симптомы поражения легочной ткани (одышка, кашель, кровохарканье), симптомы поражения органов при метастазировании (патологический перелом при метастазах в позвоночный столб) и паранеопластические синдромы. Как правило, МКРЛ имеет центральное расположение и сдавливает соседние структуры средостения. В 10 % случаев крупная опухоль давит на верхнюю полую вену, что сопровождается нарушением венозного оттока из яремных вен и проявляется головной болью, изменением цвета лица, а также может быть причиной тромбоза глубоких вен головного мозга (синдрома верхней полой вены). Часто МКРЛ сопровождается синдромом неадекватной продукции АДГ, при котором избыток АДГ приводит к задержке жидкости и гипонатриемии. Другим типичным для МКРЛ паранеопластическим синдромом является синдром эктопической продукции АКТГ (синдром Кушинга). Для него характерны перераспределение жировой массы (лунообразное лицо, абдоминальное ожирение), потеря мышечной и соединительной ткани (розовые стрии), остеопороз и гирсутизм. Частым неврологическим паранеопластическим синдромом является синдром Ламберта – Итона, при котором обнаруживаются блокирующие антитела к кальциевым каналам нейронов, что приводит к нарушению проведения нервного импульса и сопровождается выраженной слабостью проксимальных групп мышц. Высокий уровень NSE является неблагоприятным прогностическим фактором и связан с недостаточным ответом МКРЛ на химиотерапию, быстрым прогрессированием заболевания и высокой вероятностью летального исхода. Поэтому измерение концентрации NSE может быть использовано для составления прогноза МКРЛ. Понижение уровня NSE на фоне лечения связано с более медленной прогрессией опухоли, что позволяет использовать этот опухолевый маркер для оценки результатов проведенного лечения.
Другие виды рака легкого объединяются под общим названием немелкоклеточный рак легкого (НМРЛ). Эта группа заболеваний, в отличие от МКРЛ, не обладает нейроэндокринными свойствами, и для нее нехарактерна продукция избыточного количества NSE. Поэтому NSE может быть использована для дифференциальной диагностики МКРЛ и НМРЛ. Данный лабораторный показатель оказывается особенно полезным, когда рутинные методы диагностики не могут быть выполнены из-за тяжести заболевания или сопутствующей патологии.
Клетки мозгового вещества надпочечников, парафолликулярные клетки щитовидной железы и нейроэндокринные клетки желудочно-кишечного тракта имеют общее происхождение из нервного гребня. Опухоли из этих клеток характеризуются повышенной секрецией специфических гормонов (адреналина при феохромоцитоме, кальцитонина при медуллярном раке щитовидной железы), а также избыточной продукцией нейронспецифических маркеров, в том числе и NSE. Поэтому измерение NSE может проводиться при диагностике феохромоцитомы, медуллярного рака щитовидной железы, гастриномы и инсулиномы, а также карциноидных опухолей желудочно-кишечного тракта. Общее происхождение этих клеток также объясняет феномен сочетания нескольких опухолей разной локализации у одного и того же пациента. Описано 3 синдрома множественных эндокринных неоплазий (MEN): MEN I, MEN IIA и MEN IIB. Они обусловлены генетически и наследуются по аутосомно-доминантному типу. MEN I включает в себя опухоли паращитовидных желез, эндокринной части поджелудочной железы (гастриному, инсулиному, глюкагоному) и аденогипофиза (пролактиному). Заболевание обусловлено мутацией в гене белка менина. Частыми симптомами при MEN I являются гиперкальциемия и нефролитиаз. Синдромы MEN IIA и MEN IIB обусловлены мутациями протоонкогена RET. К MEN IIA относится медуллярный рак щитовидной железы, билатеральные феохромоцитомы и опухоли паращитовидной железы. MEN IIB характеризуется сочетанием медуллярного рака щитовидной железы, билатеральных феохромоцитом и множественных ганглионевром. Медуллярный рак обнаруживается практически в 100 % случаев MEN II, характеризуется ранним началом болезни, агрессивным течением и высокой смертностью. Клиническая картина MEN II обусловлена избытком специфических гормонов. Частым проявлением гиперкальцитонинемии, сопровождающей далеко зашедший медуллярный рак, является долго продолжающаяся диарея. Обычно MEN II диагностируется на основании наследственного анамнеза с помощью молекулярно-генетических тестов до проявления признаков болезни. Кроме того, в диагностике манифестных MEN-синдромов может быть использован тест на NSE.
В то время как самой распространенной опухолью из клеток мозгового вещества надпочечников у взрослых является феохромоцитома, у детей чаще всего встречается нейробластома – злокачественная опухоль, также происходящая из нейробластов нервного гребня и способная продуцировать катехоламины и NSE (большинству пациентов на момент постановки диагноза менее 2 лет). Клиническая картина обусловлена сдавливанием опухоли соседних структур и избытком адреналина и дофамина. Отмечено частое сочетание нейробластомы и опсоклонус-миоклонус-синдрома. Высокий уровень NSE при нейробластоме является неблагоприятным прогностическим признаком.
В норме NSE присутствует в большом количестве в нейронах центральной и периферической нервной системы. Ее концентрация значительно повышается при повреждении нервной ткани в результате механической травмы головного мозга или гипоксии. Повышенный уровень NSE связан с размером очага контузии головного мозга и наличием субарахноидального кровоизлияния. Кроме того, он является неблагоприятным прогностическим фактором у пациента с травматическим повреждением головного мозга. Данный показатель может быть использован вместе с инструментальными методами при принятии решения о прекращении оказания медицинской помощи. Концентрация NSE повышается при ишемическом инсульте, причем высокая скорость ее возрастания ассоциирована с неблагоприятным прогнозом заболевания. Этот клинико-лабораторный показатель также может быть использован для оценки степени повреждения головного мозга при аноксии, вызванной остановкой сердца.
Для чего используется исследование?
Когда назначается исследование?