A enolase específica dos neurónios é principalmente comum no cancro do pulmão de pequenas células e no neuroblastoma, e outros tumores relacionados são o adenocarcinoma do pulmão, o cancro do pulmão de grandes células e os cancros do sistema nervoso. Os doentes com cancro de pulmão de pequenas células têm níveis significativamente mais elevados de NSE do que os cancros de pulmão de células não pequenas, tais como adenocarcinoma de pulmão, carcinoma escamoso do pulmão e cancro de pulmão de grandes células, e podem ser utilizados para diagnóstico diferencial e monitorização dos efeitos do tratamento após radioterapia e quimioterapia para cancro de pulmão de pequenas células. Quando o tratamento é eficaz, as concentrações de NSE diminuem gradualmente para níveis normais, e a NSE sérica aumenta quando ocorre recorrência. A monitorização da recorrência do cancro de pulmão de pequenas células com enolase específica de neurónios é 4-12 semanas mais cedo do que a determinação clínica da recorrência semanas. Os níveis normais de NSE no soro devem ser inferiores a 16,3 ng/ml, e a NSE é agora utilizada como um dos marcadores importantes para o cancro do pulmão de pequenas células.