Инсульт относится к числу ведущих причин тяжелой и долгосрочной инвалидизации [1], в связи с чем необходим поиск новых возможностей для улучшения ранней и ускорения дифференциальной диагностики, оптимальной реализации персонифицированных подходов к терапии и профилактике. В связи с этим ведутся многочисленные исследования по подбору наиболее подходящих биомаркеров, однако до сих пор не обнаружен ни один, который можно было бы назвать специфичным для церебрального инсульта [2].

Как известно, биомаркером может являться любая измеримая физиологическая характеристика (или вещество), которая отмечает риск или проявление процесса, связанного с заболеванием. В настоящее время изучаются несколько категорий биомаркеров, которые могут быть информативными при диагностике инсульта, — физические, визуализационные, электрофизиологические, гистологические, генетические, системные (сывороточные) и нейрональные [3].

Церебральная ишемия приводит к активации каскада молекулярных событий, в результате чего вещества с потенциальными характеристиками биомаркеров высвобождаются в периферическую кровь [4]. Определение маркеров ишемического поражения головного мозга может ускорить дифференциальную диагностику, особенно в сложных случаях, когда результаты нейровизуализации кажутся нормальными или двусмысленными [3].

Однако возникают значительные затруднения в определении биомаркеров в связи с медленным высвобождением глиальных и нейрональных белков через гематоэнцефалический барьер после инсульта. Кроме того, у маркеров церебральной ишемии может отсутствовать диагностическая специфичность, их концентрации могут повышаться в ситуациях, имитирующих инсульт. Идеальные биомаркеры инсульта должны обладать характеристиками, которые включают диагностическую специфичность и чувствительность, обеспечение дифференциации между геморрагическим и ишемическим инсультом, раннее и стабильное высвобождение вскоре после инсульта, предсказуемый клиренс, потенциал для оценки риска осложнений, контроль терапии, а также способность количественно и быстро измеряться и не иметь высокую стоимость [2].

Поиск наиболее информативных показателей, отражающих различные процессы, происходящие при инсульте, является актуальным и перспективным.

Существует много молекулярных маркеров, связанных с ишемией головного мозга, однако они дают мало дополнительной информации на индивидуальной основе, помимо той, что может быть получена при стандартной клинической оценке и при нейровизуализации. Маловероятно, что один биомаркер или группа маркеров вытеснят нынешний метод диагностики инсульта с помощью клинического и нейровизуализационного подхода. Диагностическая перспектива состоит в том, чтобы определить, каким образом эти маркеры могут повысить ценность существующих и регулярно получаемых данных. Конечно, наиболее многообещающим может стать применение биомаркеров в случаях, когда текущие клинические возможности ограничены: в определении типа инсульта, в прогнозировании исходов, в индивидуализации лечения и в мониторинге эффектов терапии [3].

После анализа данных литературы был выбран маркер — нейрон-специфическая енолаза (НСЕ), представляющая значительный интерес для дальнейшего изучения как биомаркер инсульта именно с этой позиции.

Цель исследования — рассмотреть НСЕ в качестве биомаркера инсульта.

НСЕ является димерным изоферментом гликолитического фермента енолазы [5—7]. НСЕ при нормальных условиях находится в основном в цитоплазме нейронов и клеток нейроэндокринного происхождения, и лишь незначительное его количество может присутствовать в периферической крови (в эритроцитах и тромбоцитах) и цереброспинальной жидкости (ЦСЖ) [7, 8]. Концентрация НСЕ в периферической сыворотке крови (СК) в среднем в норме составляет 8,7±3,9 нг/мл (8,9±3,9 у мужчин, 8,3±4,0 у женщин), в ЦСЖ — 17,3±4,6 нг/мл (17,4±4,2 у мужчин, 17,0±5,2 у женщин). Уровни НСЕ в СК и ЦСЖ варьируют в широких пределах среди нормальной популяции, их четкой зависимости от пола и возраста не прослеживается, как и корреляции между значениями СК и ЦСЖ [9].

НСЕ выделяется в системный кровоток после повреждений мозга, включая инсульт, травматическое или гипоксическое повреждение [10—14]. Хотя НСЕ относительно специфична для нейронов, однако также обнаруживается в нейроэндокринных клеточных линиях и связанных с ними раковых заболеваниях [7].

По результатам ранее проведенных экспериментальных исследований, изучавших НСЕ при остром ИИ, было установлено, что у крыс при закупорке средней мозговой артерии уровни НСЕ в ЦСЖ коррелируют с объемом инфарктной ткани [15—17]. F. Barone и соавт. [18] также обнаружили в СК у крыс после постоянной или временной окклюзии средней мозговой артерии повышенные уровни НСЕ, начинающиеся через 2 ч и сохраняющиеся в течение 2,5 сут.

В 1987 г. L. Persson и соавт. [19] (Упсала, Швеция) проанализировали уровень НСЕ в ЦСЖ 47 пациентов с различной патологией (инфаркт головного мозга, транзиторная ишемическая атака, внутримозговое кровоизлияние, субарахноидальное кровоизлияние (САК) и травма головы). Они обнаружили повышенные концентрации НСЕ не только при крупных, но и при небольших инфарктах и транзиторных ишемических атаках. Повышенные концентрации НСЕ отмечались через 18 ч и нарастали до 4 сут инфаркта головного мозга и транзиторных ишемических атак. Концентрация НСЕ в ЦСЖ также отражала тяжесть заболевания у пациентов с внутримозговой гематомой, САК и травмой головы. Уже тогда был сделан вывод о том, что повышенный уровень НСЕ может быть показателем степени повреждения головного мозга и быть полезным для выбора тактики лечения.

При проведении анализа литературы, представленного в настоящей статье, был сделан акцент на исследованиях, которые включали пациентов, находящихся в остром периоде инсульта, учитывали изменение уровней НСЕ в СК и (или) в ЦСЖ в первые 72 ч и затем в динамике, связь биомаркера с объемом очага в головном мозге, тяжестью неврологического дефицита, функциональным исходом и возможностью использования НСЕ для дифференциации ишемического (ИИ) и геморрагического инсульта (ГИ). Таким образом было отобрано 45 исследований, проведенных в период с 1991 по 2018 г. (см. таблицу).

Повышение уровня НСЕ в СК по сравнению со здоровым контролем было обнаружено в большинстве проанализированных исследований, при этом пик концентрации при ИИ наблюдался в различное время: через 24 ч от начала симптомов [7], через 48 ч [5, 20, 21], через 72 ч [22], на 4-е сутки [23, 24], на 5-е сутки [25], на 7-е сутки [20]; при ГИ — через 24 ч [22].

При ИИ первоначальное повышение НСЕ в СК также возникало в разное время и имело различную динамику. N. Gruener и соавт. [20] (госпиталь Кармель, Хайфа, Израиль) обнаружили, что в первые 24 ч заболевания уровень НСЕ не был повышен, однако его концентрация увеличивалась через 2 сут, достигая своих пиковых значений через 1 нед (в 2—3 раза по сравнению с исходными значениями). В совместной работе исследователей из Университета Торонто (Торонто, Канада) и Университета МакМастер (Гамильтон, Канада) в 2000 г. было выявлено увеличение уровня НСЕ в СК в первые 24 ч ИИ в 89% случаев. Ученые из клиники Мангейм Гейдельбергского университета (Германия) [27] описали повышение уровня НСЕ уже через 4 ч от начала симптомов ИИ и отметили значимые увеличения уровня НСЕ через 8, 10, 24 и 72 ч по сравнению с контрольной группой. Результаты исследования R. Butterworth и соавт. [28] (Лондон, Великобритания) показали, что уровень НСЕ значимо выше у пациентов с инсультом по сравнению с контрольной группой, однако отсутствует корреляция между уровнем НСЕ и временем от начала инсульта (через 24, 48 и 72 ч).

В 1999 г. M. Wunderlich и соавт. [29] изучали уровень НСЕ в течение первых 4 сут ИИ и наблюдали его повышение через 7—18 ч после появления симптомов и непрерывное его последующее увеличение. При этом пациенты с неблагоприятным неврологическим исходом имели значительно более высокое и значительно более длительное высвобождение НСЕ. Однако в 2006 г. M. Wunderlich и соавт. [30] при ежечасном исследовании уровня НСЕ определили первое повышение НСЕ уже через 2—3 ч после появление первых симптомов инсульта, с последующим его снижением и повторным увеличением на 5-е сутки.

H. Zhan и соавт. [25] получили более высокий уровень НСЕ по сравнению со здоровым контролем (p<0,01) у больных в первые 48 ч ИИ, пик концентрации на 5-е сутки (p<0,001) и восстановление нормального уровня — на 18-е. П.Р. Камчатнов и соавт. [31] определили повышенный уровень НСЕ в первые 24 ч ИИ, а также обратную корреляцию между концентрациями НСЕ и аутоантител к НСЕ (r=–0,301; p<0,028).

При изучении связи концентрации НСЕ с сахарным диабетом были получены неоднозначные данные. В исследовании A. Nayak и соавт. [32] (Нагпур, Индия), включавшем 104 пациентов с ИИ (из них 29 — с диабетом 2-го типа), значимых отличий в уровне НСЕ пациентов с диабетом и без диабета выявлено не было. Однако G. Sulter и соавт. [33] (Гронинген, Нидерланды) обнаружили у пациентов с ИИ, осложненным гипергликемией, значительно более высокий уровень НСЕ, чем у пациентов с нормогликемией, однако надо отметить, что при лакунарных инсультах существенных различий уровня НСЕ не было.

В совместной работе N. Al-Rawi (Шарджа, ОАЭ) и K. Atiyah (Кадисия, Ирак) [34] был исследован уровень НСЕ не только в СК, но и в слюне. Концентрации НСЕ в слюне и СК были значительно выше у пациентов с инсультом, чем в группе здоровых. Было определено пороговое значение НСЕ для слюны, которое составило 3,7 мкг/л с точностью 80% для дифференциации ИИ от здоровых контрольной группы, при пороговом значении в СК 13,1 мкг/л с точностью 90%.

В 8 из 45 проанализированных исследований определяли уровень НСЕ при ГИ [22, 23, 28, 35—40], и во всех случаях НСЕ был выше, чем в группе контроля.

Так, Ö. Alatas и соавт. [40] (Элязыг, Турция) выявили у 35 пациентов с ГИ в 1-е сутки заболевания значимо более высокий уровень НСЕ, чем в контрольной группе (21,97±11,13 и 31,66±13,43 нг/мл соответственно, p<0,01), однако на 5-е сутки различия становились незначимыми (21,97±11,13 и 26,56±12,77 нг/мл, p>0,05).

В ЦСЖ уровень НСЕ определялся в 5 из 44 исследований. Различий с контрольной группой не было получено только в 1 работе [41], тогда как повышение НСЕ у пациентов с инсультом было отмечено в 4 из 5 источников [20, 42—44].

Таким образом, НСЕ позволяет в остром периоде инсульта подтвердить наличие повреждения мозговой ткани, а измерение уровня НСЕ в динамике может быть использовано для отслеживания усугубления патологических изменений и регулирования терапевтических подходов.

В большинстве литературных источников была отмечена положительная корреляционная связь уровня НСЕ с объемом очага поражения мозговой ткани как при ИИ [5, 21, 23, 25, 26, 28, 29, 42, 43, 45—51], так и при ГИ [28].

R. Cunningham и соавт. [45] (Белфаст, Северная Ирландия) в 1991 г. наблюдали уровень НСЕ в СК через 24, 48, 72 и 96 ч после начала заболевания. Через 72 ч была выявлена корреляция между значениями НСЕ в СК и объемом инфаркта (p=0,012), через 48 ч корреляция приближалась к статистической значимости (p=0,067), через 24 и 96 ч корреляция отсутствовала. В 1996 г. R. Cunningham и соавт. [23] показали, что максимальное значение НСЕ в СК, как правило, возникало позднее у пациентов с ИИ с большими инфарктами (p=0,0035). Наблюдалась корреляция между объемом инфаркта и уровнем НСЕ в СК через 48 и 96 ч после дебюта заболевания (r=0,27, p=0,015 и r=0,27, p=0,015 соответственно); с объемом кровоизлияния существенной корреляции выявлено не было. Был сделан вывод о том, что забор проб на НСЕ должен продолжаться, по крайней мере, у пациентов с большими инфарктами, дольше 4 сут.

Интересно отметить, что в 3 исследованиях уровень НСЕ при ИИ был выше у пациентов с корковыми очагами, чем с подкорковыми [21, 33, 46].

H. Schaarschmidt и соавт. [35] сообщили, что в случаях церебрального инфаркта или внутримозгового кровоизлияния с вторичным разрушением нейронов (например, из-за злокачественного отека) повышение концентрации НСЕ в плазме предшествовало изменению клинических или других диагностических параметров. Кроме того, уровень НСЕ был выше у пациентов в остром периоде ИИ с развитием мультиинфарктной деменции [42].

Следовательно, НСЕ целесообразно использовать для оценки объема поражения ткани головного мозга, а при наблюдении этого показателя в динамике можно определять степень гибели нейронов даже без повторного проведения нейровизуализационных исследований.

В 24 исследованиях определялась связь уровня НСЕ с тяжестью инсульта, при этом в 20 из них эта связь была положительной как при ИИ, так и при ГИ.

Пиковые уровни НСЕ достоверно коррелировали с показателями по шкале инсульта Национального института здоровья (National Institutes of Health Stroke Scale — NIHSS) при поступлении (первые 72 ч) (p<0,05) и баллами по шкале Rankin при выписке (p<0,05) [7, 22, 26, 52—55].

S. Geiger и соавт. [49] проверяли уровень НСЕ у пациентов с ИИ ежедневно в течение 1-й недели. Была обнаружена обратная корреляционная связь между уровнем НСЕ на 3-и и 6-е сутки и индексом Barthel при поступлении (r=–0,423, p=0,0009 и r= –0,448, p=0,0007), что свидетельствует о более тяжелом неврологическом дефиците при повышенном уровне НСЕ.

V. Selakovic и соавт. [43] (Белград, Сербия) сообщили о значительной корреляции между степенью неврологического и функционального дефицита и концентрацией НСЕ как в ЦСЖ (r=0,828, r=0,735, r=0,796 соответственно; p<0,001), так и в плазме (r=0,810, r=0,681, r=0,783 соответственно; р<0,001).

Лишь в 4 исследованиях связи уровня НСЕ с тяжестью инсульта получено не было (3 — в СК [37, 56, 57] и 1 — в ЦСЖ [41]).

Таким образом, уровень НСЕ может быть использован не только для контроля степени повреждения мозговой ткани, но и в качестве средства для мониторинга эффективности терапии и осложнений.

Данные о связи между повышенным уровнем НСЕ и неблагоприятным клиническим исходом были представлены в 28 из 45 исследований, при этом лишь в 4 эта связь была отрицательной [5, 27, 45, 56], в остальных 24 — положительной.

R. Cunningham и соавт. [45] анализировали уровень НСЕ в СК через 24, 48, 72 и 96 ч после начала заболевания. Концентрация НСЕ в СК сравнивалась с клиническим исходом, определяемым по шкале Глазго, но значимых различий максимального уровня НСЕ между пациентами, имеющими 1—3 и 4—5 баллов, не было.

Были получены положительные корреляции между сывороточными концентрациями НСЕ и функциональным исходом при выписке, а также при концентрациях НСЕ выше 14,85 мкг/л через 96 ч после начала инсульта и плохим функциональным исходом через 90 сут [30].

W. Haupt и соавт. [58] (Кельн, Германия) анализировали уровень НСЕ в СК ежедневно в течение 6 сут с момента заболевания у пациентов с ИИ в бассейне средней мозговой артерии. Краткосрочный исход оценивали по модифицированной шкале Rankin на 7—10-е сутки. Уровень НСЕ был выше у пациентов с инсультом, чем в контрольной группе. В группе с плохим исходом был отмечен непрерывный рост уровня НСЕ в течение всего времени наблюдения. Пик концентрации НСЕ у пациентов с хорошим краткосрочным исходом приходился на 4-е сутки.

Исследование H. Sienkiewicz-Jarosz и соавт. [59] показало, что существенными независимыми предикторами исхода у пациентов с ИИ через 3 мес после начала заболевания (шкала Rankin) были: уровень HCЕ через 12 ч от появления симптомов (ОШ 2,4; 95% ДИ 0,7—8,1; р=0,037), через 24 ч (ОШ 10,2; 95% ДИ 2,4—43,2; р=0,0007) и через 72 ч (ОШ 10,2; 95% ДИ 2,3—45,0; р=0,0001), что отражало существенный риск неблагоприятного функционального исхода при повышенном уровне НСЕ.

A. Bharosay и соавт. [60] при оценке тяжести состояния по шкале NIHSS на 7-е сутки после проявления симптомов инсульта у пациентов с гипертонической болезнью и дислипидемией выявили более худший результат больных с более высоким уровнем НСЕ.

K. Lu и соавт. [61] (Шанхай, Китай) изучали уровень сывороточной НСЕ у пациентов с ИИ, получавших внутривенный активатор плазминогена рекомбинантного типа (rt-PA) в течение 4,5 ч после начала заболевания и пришли к выводу, что более низкие уровни сывороточной НСЕ ассоциировались с благоприятным исходом, оцененным по NIHSS через 90 сут. Напротив, E. Jauch и соавт. [7] не обнаружили разницы в уровне НСЕ у пациентов, получавших внутривенный rt-PA, и функционального исхода через 90 сут. Полученные результаты свидетельствуют о том, что уровень НСЕ можно использовать в качестве показателя клинического прогноза ИИ, однако он не позволяет прогнозировать объем церебрального ишемического очага после проведения системного тромболизиса.

C. Jung и соавт. [38] определяли уровень НСЕ в СК и ЦСЖ у пациентов с ГИ (САК) и вторичным ишемическим повреждением головного мозга в результате церебрального вазоспазма и выявили, что НСЕ не коррелирует ни с вазоспазмом, ни с церебральной ишемией.

B. Kim и соавт. [62] из медицинского центра Асан (Сеул, Корея) оценивали уровни НСЕ в СК больных в остром периоде ИИ последовательно в течение 1-й недели после поступления. У пациентов с двумя пиками НСЕ частота мерцательной аритмии и геморрагической трансформации была значимо повышена (p=0,02). Кроме того, второй пик НСЕ и начальный объем повреждения были независимо связаны с геморрагической трансформацией (ОШ 6,844 и 1,024, p=0,04 и 0,02 соответственно). Ученые пришли к выводу, что последовательный анализ НСЕ во время острого периода ИИ полезен для мониторинга геморрагической трансформации.

Имеющиеся данные позволяют рассматривать НСЕ в качестве прогностического биомаркера при инсульте.

В литературе имеются противоречивые данные об уровнях НСЕ при сравнении пациентов с ИИ и Г.И. Так R. Cunningham и соавт. [23] сообщили о том, что при ИИ уровень НСЕ в СК значимо выше, чем при ГИ через 48 ч (p=0,0003) и 72 ч (p=0,04), тогда как данные A. Pandey и соавт. [39] свидетельствовали об обратном: при ГИ значение НСЕ выше, чем при ГИ, в первые 72 ч (р<0,001). При этом R. Butterworth и соавт. [28] выявили незначительно более высокие показатели НСЕ при ГИ, чем у пациентов с ИИ (р=0,082), такие же результаты получили S. González-García и соавт. [37]. J. Undén и соавт. [36] вообще не обнаружили значимых различий.

Таким образом, можно сделать вывод о том, что НСЕ в качестве маркера не подходит для дифференциальной диагностики ИИ и ГИ.

Поиск и определение значимости лабораторных диагностических маркеров, несомненно, является на сегодняшний день одним из приоритетов в исследованиях, посвященных инсульту.

Определение уровня НСЕ в СК и в ЦСЖ является относительно несложной и быстро выполнимой процедурой. Проведенный анализ литературы показал, что НСЕ можно считать подходящим на роль биомаркера инсульта, хотя назвать его специфичным и высокочувствительным нельзя. Этот показатель не позволяет дифференцировать ишемический и геморрагический процесс при инсульте, однако имеющиеся данные проведенных исследований свидетельствуют о возможности применения НСЕ для определения степени разрушения мозговой ткани как в первые часы инсульта, так и в динамике. Кроме того, анализ концентрации НСЕ может быть полезен для мониторинга течения заболевания, отслеживания усугубления патологического процесса и увеличения размера очага, а также для контроля эффективности проводимой терапии. Ценным можно считать прогностический потенциал НСЕ, использование которого может способствовать раннему предотвращению осложнений и определению персонифицированных подходов к терапии.

Авторы заявляют об отсутствии конфликта интересов.

The authors declare no conflicts of interest.

Сведения об авторах

Топузова М.П. — https://orcid.org/0000-0002-0175-3085; e-mail: topuzova_mp@almazocentre.ru

Алексеева Т.М. — https://orcid.org/0000-0002-4441-1165

Панина Е.Б. — https://orcid.org/0000-0003-3637-5405

Вавилова Т.В. — https://orcid.org/0000-0001-8537-3639

Ковзелев П.Д. — https://orcid.org/0000-0003-1430-3195

Портик О.А. — https://orcid.org/0000-0002-6904-1746

Скоромец А.А. — https://orcid.org/0000-0002-5884-3110

Как цитировать:

Топузова М.П., Алексеева Т.М., Панина Е.Б., Вавилова Т.В., Ковзелев П.Д., Портик О.А., Скоромец А.А. Возможность использования нейрон-специфической енолазы как биомаркера в остром периоде инсульта. Журнал неврологии и психиатрии им. С.С. Корсакова. 2019;119(8 вып. 2):53-62. https://doi.org/10.17116/jnevro201911908253

Автор, ответственный за переписку: Топузова Мария Петровна — e-mail: topuzova_mp@almazovcentre.ru