神经元烯醇化酶是神经元和神经内分泌细胞特有的酶，如果神经元烯醇化酶增高，可能见于神经细胞的损伤，比如脑出血、脑梗死、脑缺氧、感染、中毒、营养不良等等。另外，神经元烯醇化酶在神经内分泌细胞中含量较高，因此可以被用于小细胞肺癌的诊断以及预后的评价。
其他类型的肿瘤，也可能出现神经元烯醇化酶增高，比如常见的胰岛素细胞瘤、嗜铬细胞瘤、甲状腺髓样癌、黑色素瘤、视网膜细胞瘤等等。一旦出现这种肿瘤标志物的增高，应该立即进行肺部CT的检查，以除外小细胞肺癌。
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