NSE在小细胞肺癌诊断中的意义
肺癌：NSE可作为检测小细胞肺癌首选标志物， 而CYFRA 21-1在非小细胞肺癌检测中优于NSE。
60-81%小细胞肺癌病例NSE浓度升高。尽管NSE浓度与转移部位或脑部转移没有相关性，但是与临床分期如疾病进展有很好的相关性。
NSE在肺癌治疗监测中的意义
首个化疗周期开始后24-72小时NSE浓度有短暂的升高，原因是肿瘤细胞溶解。这种NSE浓度升高可持续1周或首个化疗周期结束时血清浓度迅速下降（治疗前浓度增加）。相反地，对化疗无反应的患者NSE浓度持续升高或没有下降到参考范围。
NSE在肺癌预后评估中的意义
病情缓解期间，80-96%患者NSE浓度正常，而病情复发时NSE浓度升高。一些病例其1-4月潜伏期中NSE浓度升高，常为指数式升高（10-94天浓度翻倍），这与生存期有关。NSE可用于评估小细胞肺癌患者预后情况、治疗有效性和相关病因： 诊断灵敏度93%，阳性预测值92%。
神经母细胞瘤：62%患儿NSE血清浓度高于30ng/ml，升高值与疾病进展有关。异常NSE值大小或频率与疾病严重程度有明显的相关性；与无病生存期呈负相关性。
NSE在其他肿瘤疾病中的应用
Apudoma神经内分泌肿瘤：34%患者血清NSE浓度升高（>12.5ng/ml）。
精原细胞瘤：临床上68-73%患者有明显的NSE浓度增加，与疾病临床分期有关。
其他肿瘤：22%非肺部恶性疾病患者（任何期别肿瘤）NSE浓度高于25ng/ml。脑部肿瘤如神经胶质瘤、脑脊膜瘤、纤维神经瘤和神经瘤仅偶尔有血清NSE值升高。在原发脑瘤或脑转移性瘤10和恶性黑色素瘤及肾上腺嗜铬细胞瘤（PC）患者中， 可发现中枢神经系统CNS的NSE值升高。14%器官排斥和46%转移性肾癌患者NSE浓度升高，与病情有关，可作为一个独立的预后因子。
良性疾病：良性肺部和脑部疾病NSE浓度略有升高（>12ng/ml），主要见于CSF中，包括下列疾病患者：脑脊膜炎、弥漫性脑膜炎、脊髓与小脑退化、脑梗塞、脑血肿、蛛网膜下出血、脑外伤、脑炎、器质性癫痫、精神分裂症和Jakob-Creutzfeld病。