实验诊断学：肿瘤标志物

1、肿瘤标志物 tumor markers恶性肿瘤世界（WHO） 年新发恶性肿瘤患者 390万 年死亡恶性肿瘤患者 430万 每10个死亡者中就有1个死于恶性肿瘤 心、脑血管病 恶性肿瘤 意外事故 肿瘤标志物(tumor markers，TM) 1978年Herberman在美国国立癌症研究所召开的人类肿瘤免疫诊断会上提出的。肿瘤标记物（tumor marker）又称肿瘤标志物，是指特征性存在于恶性肿瘤肿瘤细胞，或由恶性肿瘤细胞异常而产生的物质，或是宿主对肿瘤的刺激反应而产生的物质，并能反映肿瘤发生、发展，监测肿瘤对治疗反应的一类物质。存在于肿瘤患者的组织、体液和排泄物中，能够用免疫学、生物学及化

2、学的方法检测。肿瘤标记物的来源 肿瘤细胞的代谢产物，如：糖酵解产物、组织多肽抗原、核酸分解产物分化紊乱的细胞基因产物 ，如：异位的ACTH片断，甲胎蛋白、癌胚抗原、胎儿同工酶肿瘤细胞坏死崩解释放进入血液循环的物质 ，主要是某些细胞骨架蛋白成分，如角蛋白成分Cyfra21-1，多胺类物质肿瘤宿主细胞的细胞反应性产物 ，如：VCA-IgA(鼻咽癌 )肿瘤标记物发展的历史第一阶段，1846年1928年，发现本周蛋白第二阶段，1929年1962年，发现一些激素、酶、同工酶和蛋白在肿瘤发生时异常，如：异位激素、促性腺激素、碱性磷酸酶、乳酸脱氢酶第三阶段，1963年1975年，发现了一些胚胎蛋白性标记物

3、，AFP、CEA第四阶段，1976年至今，单克隆抗体技术的建立，大量的肿瘤标记物涌现出来，如CA15-3、CA125 、CA19-9等肿瘤标志物的用途 肿瘤的早期发现 肿瘤筛查肿瘤的诊断、鉴别诊断与分期 肿瘤疗效的检测 肿瘤复发的指标 肿瘤的预后判断 理想的TM 特异性高，100%敏感性高，能在极早期发现肿瘤，不漏诊在体液中的浓度应与瘤体大小、肿瘤转移、恶性程度相关，并可据此判断预后半衰期短，可根据其水平的升降监测治疗效果及肿瘤是否复发或转移存在于体液特别是血液中易于检测肿瘤标志物常用检测技术免疫学检测技术酶免疫测定荧光免疫测定放射免疫测定RIA免疫组织化学分子生物学检测技术DNA杂交限制性内

4、切酶片段长度多态分析（RFLP）PCR肿瘤标记物的分类 由于肿瘤标记物的来源和性质非常复杂，至今尚未有一个统一的分类方法。 目前的分类方法有两种：一是按肿瘤标记物的来源，二是按肿瘤标记物本身的化学性质和免疫学特性。 按肿瘤标记物本身的性质分类胚胎抗原蛋白类标记物糖类标记物酶类标记物激素类标记物基因类标记物其他肿瘤标记物 肿瘤标记物一些的指标评价 胚胎抗原甲胎蛋白（AFP） 癌胚抗原（CEA） 胚胎抗原蛋白类标记物糖类标记物酶类标记物激素类标记物基因类标记物其他肿瘤标记物 甲胎蛋白（-Fetoprotein，AFP） 糖蛋白，含590个氨基酸，分子量70kD，半衰期在5天左右。在胎儿发育到六周开

5、始出现， 在出生一周后消失。成人血清中含量甚微。AFP升高的因素生理条件下，AFP在卵黄囊的内胚层细胞和胚肝、新生儿肝细胞中高度表达，在胃肠道粘膜上皮细胞中也有见表达。病理状况下，见于正常成年个体的肝细胞被破坏后的再生（急、慢性肝炎，重症肝炎恢复期，肝硬化）、先天性胆管闭塞、畸形胎儿（无脑儿、脊柱裂等）以及原发性肝细胞肝癌、畸胎瘤或部分胃肠道肿瘤 AFP异质体的检测用扁豆凝集素（LCA）可将其分为LCA亲和型与不亲和型。肝癌中AFP主要是LCA亲和型；而良性肝病中主要是LCA不亲和型。LCA亲和型AFP25%时提示肝癌；与LCA亲和型AFP500g/L持续1个月或AFP200g/L持续2个月，

6、应高度怀疑肝癌，同时应有医学影像学的证据参与诊断；低浓度（50200g/L）持续时间超过2个月的患者，应视为肝癌的高危人群。 在进行肝癌诊断时，应排除由妊娠、活动性肝炎、生殖腺胚胎癌、继发性肝癌和少数消化道肿瘤等引起的AFP升高，通常由非原发性肝癌引起的AFP升高，一般都不会高于400g/L。3.65.2的胆管上皮癌、84以上的肝母细胞癌和70左右的生殖性畸胎瘤及较少比例的胰腺癌、肺癌、肾癌和白血病患者也可出现AFP低浓度的异常升高。 AFP的临床意义(二)缺点对原发性肝癌的敏感性只有70左右对转移性肝癌的诊断效果就更差对AFP指标阴性，临床可疑的患者应结合其他检查资料或多项指标联合检测，如同

7、时检测-GT-、AFU、ALP等，以期优势互补，减少漏诊 二、疗效观察和预后的评估 若AFP及胆红素同时明显升高，病人存活期很短。原发性肝癌在治疗过程中，如AFP含量保持在术后水平，示病情稳定；下降示病情好转，持续不降说明疗效不佳。 癌胚抗原（carcinoembryonic antigen，CEA） CEA 1965年 结肠癌血清中发现 参考值：15ng/ml妊娠期2个月起存在于胎儿消化系统中，如肠道、胰腺和肝脏中。胎儿出生后其浓度明显下降。与腺上皮源性癌有关，胚胎性肿瘤，结肠、胃、肺、乳腺等癌升高吸烟者、溃疡性结肠炎、胰腺炎、结肠息肉 也可升高恶性肿瘤的辅助诊断 CEA在中晚期肿瘤中的阳性

8、率胰腺癌 8891肺癌 76结肠癌 73乳腺癌和卵巢癌 73膀胱癌、宫颈癌和子宫内膜癌中也有升高 蛋白类标记物 胚胎抗原蛋白类标记物糖类标记物酶类标记物激素类标记物基因类标记物其他肿瘤标记物 组织多肽抗原前列腺特异性抗原细胞角蛋白CK19鳞癌相关抗原组织多肽抗原（tissue polypeptide antigen，TPA） 多肽,正常细胞也能分泌,与细胞增值有关在消化道肿瘤、乳腺癌、肺癌、宫颈癌、前列腺癌、胃癌、卵巢癌及膀胱癌出现异常升高，其中肺癌的阳性率可达60，胃肠道肿瘤为54。 组织特异性差,和CEA以及糖类抗原结合判断有助提高敏感性与特异性肝炎、胰腺炎、肺炎妊娠后3个月可升高1973

9、年 PSA存在于前列腺上皮细胞的胞浆中参考值： 5.4 ug/L前列腺癌血清PSA升高，阳性率在50%-80%前列腺增生、前列腺炎、肾脏和泌尿生殖系统的疾病也可升高前列腺特异性抗原（prostate special antigen，PSA） 细胞角质素片段抗原21-1（CYFRA21-1）血清CYFRA21-1是指细胞角蛋白19的片段（CK19），是构成细胞骨架的一种中间丝状物。主要分布在单层上皮细胞，如肠上皮、胰管、胆囊、子宫内膜、输尿管及肺泡上皮。参考值： 3.3 ug/L鳞状上皮细胞癌、非小细胞肺癌、大细胞肺癌、肺癌、腺癌、小细胞肺癌，转移性肺癌血清CK19升高子宫癌、卵巢癌、乳腺癌、膀

10、胱癌、前列腺癌、胰腺癌、胃癌、结肠癌、肝癌血清CYFRA21-1升高血清CYFRA21-1值与肿瘤的进展程度和组织分型相关鳞状上皮癌相关抗原（SCC-Ag）1977年 子宫颈鳞状细胞癌中获得，参考值 2.5ug/LSCC-Ag在子宫颈癌、肺癌、食道癌、头颈部癌等各种鳞癌中升高 子宫颈癌的阳性率 80% 肺鳞癌的阳性率 46.5% 食道癌的阳性率 31% 监测疗效、复发、转移、预后等肝炎、肝硬化、肺炎、肾衰、结核等，有一定的SCC-Ag阳性率糖类标记物CA50CA724CA199胚胎抗原蛋白类标记物糖类标记物酶类标记物激素类标记物基因类标记物其他肿瘤标记物 肿瘤细胞分泌性或细胞膜上的糖蛋白或糖脂

11、中的糖基序列发生改变，形成新的特殊抗原新一代的肿瘤标记物，较酶和激素类标记物敏感、特异 CA125CA153CA242CA:Carbohydrate antigen ? cancer antigen?糖类抗原50（CA50）1983年 广谱肿瘤标志物，抗直肠腺癌细胞系（COLO 205）抗体 参考值 20U/ml肝、肺、胃、结/直肠、胰腺、胆囊、肾、子宫、卵巢、乳腺、膀胱、前列腺癌、淋巴、黑色素瘤等肺炎、肾炎、胰腺炎、结肠炎、自身免疫性疾病等某些感染性疾病血清CA50升高糖类抗原724（CA724）CA72-4 1981年参考值：6U/ml临床意义：（1）胃癌的阳性率65-70%，有转移者更高

12、（2）结/直肠癌、胰腺癌、肝癌、肺癌、乳腺癌、卵巢癌也有一定的阳性率（3）CA72-4还可作为治疗后随访的指标以及复发和预后的判断糖类抗原125（CA125）CA125 1983年 卵巢浆液性囊腺癌细胞免疫小鼠，+骨髓瘤杂交=单克隆抗体 OC125 OC125识别的抗原为CA125参考值 35U/ml临床意义：（1）卵巢癌血清CA125升高，阳性率61.4%； 治疗有效CA125下降；复发CA125升高先于症状；CA125是判断疗效和复发的良好指标。糖类抗原125（CA125）（2）其他非卵巢恶性肿瘤也有一定的阳性率。宫颈癌、宫体癌、子宫内膜癌 43%、胰腺癌50% 肺癌41% 胃癌47% 结

13、/直肠癌34% 乳腺癌40%（3）其他非恶性肿瘤，也有不同程度的升高，但阳性率较低；如子宫内膜异位症、盆腔炎、卵巢囊肿、胰腺炎、肝炎、肝硬化等（4）在许多良性和恶性胸、腹水中发现CA125升高（5）早期妊娠，也有CA125升高糖类抗原15-3（CA15-3）1980s，对乳腺癌的诊断和治疗随访有一定价值，但在乳腺癌的早期敏感性较低是其不足参考值 28U/ml临床意义：（1）乳腺癌患者CA15-3升高， 乳腺癌初期的敏感性 60% 乳腺癌晚期的敏感性 80%糖类抗原15-3（CA15-3）CA15-3对乳腺癌的疗效观察、预后判断，复发和转移的诊断有重要价值（2）其他恶性肿瘤也有一定的阳性率如：肺

14、癌、结肠癌、胰腺癌、卵巢癌、子宫颈癌、原发性肝癌等（3）肝脏、胃肠道、肺、乳腺、卵巢等非恶性肿瘤性疾病，阳性率一般10%糖类抗原19-9（CA19-9）1979年 胚胎期间的胎儿的胰腺、胆囊、肝脏、肠等组织也存在这种抗原。参考值 37U/ml检测患者血清CA19-9可作为胰腺癌、胆囊癌等恶性肿瘤的辅助诊断指标，对监测病情变化和复发有很大意义。其他恶性肿瘤也有一定的阳性率如：乳腺癌、卵巢癌、肺癌等某些消化道炎症CA19-9也有不同程度的升高，如：急性胰腺炎、胆囊炎、胆汁淤积性胆管炎、肝炎、肝硬化等CA19-9的检测对上述肿瘤的疗效观察、预后判断、复发和转移的诊断均有重要意义。糖类抗原242（CA

15、242）是一种唾液酸化的鞘糖脂抗原参考值： 12U/ml胰腺癌、胆管癌CA242的阳性率高达88%-100% 肺腺癌阳性率76% 直肠腺癌阳性率79% 食管和乳腺癌阳性率为62% 小细胞肺癌的阳性率为50% 肺鳞癌的阳性率为9% 533的消化道良性疾病中可见有升高四、酶类标记物前列腺酸性磷酸酶（PAP）神经特异性烯醇化酶（NSE）-L-岩藻糖苷酶异常凝血酶原胚胎抗原蛋白类标记物糖类标记物酶类标记物激素类标记物基因类标记物其他肿瘤标记物 前列腺酸性磷酸酶（PAP）PAP是前列腺分泌的唯一酶类参考值： 2.5ug/L临床意义：（1）前列腺癌血清PAP升高，是前列腺癌诊断、分期、疗效观察及预后的重要

16、指标。（2）前列腺炎和前列腺增生PAP也有一定程度的增高。神经特异性烯醇化酶（NSE）NSE是神经母细胞瘤的肿瘤标志物NSE也是小细胞肺癌最敏感、最特异的肿瘤标志物，参考值 15 ug/L临床意义：（1）小细胞肺癌的鉴别诊断、监测效果、复发（2）神经母细胞瘤的鉴别诊断、监测病情变化、疗效、复发等（3）神经内分泌肿瘤 NSE升高 如：嗜铬细胞瘤、甲状腺髓样癌、黑色素瘤、胰岛细胞瘤等异常凝血酶原肝脏合成凝血酶原无活性前体，经维生素k，r羧化为活性形式。参考值250g/l，为标准，肝癌阳性率为69.4%，肝癌符合率为62.2%原发性肝癌有较高的特异性，各种非癌肝病、继发性肝癌及良性肝肿瘤的假阳性极低

17、，可能成为有价值的肝癌标志物 -L-岩藻糖苷酶（-L-fucosidase，AFU） 是水解糖蛋白或糖脂中-L-岩藻糖苷键的酶 AFU对肝癌诊断的灵敏度和特异度分别为75和91，且与AFP的浓度无明显的相关性AFP阴性肝癌和小肝癌患者血清中AFU阳性率分别为76.1和70.8，其中在小肝癌中AFU的阳性率高于AFP的阳性率转移性肝癌和良性肝脏占位性病变AFU的假阳性率仅为17.6甲胎蛋白（AFP） 肝癌癌胚抗原（CEA） 腺癌组织多肽抗原 广谱前列腺特异性抗原 前列腺癌细胞角蛋白CK19 鳞癌鳞癌相关抗原 宫颈癌前列腺酸性磷酸酶 前列腺癌-L-岩藻糖苷酶 肝癌异常凝血酶原 肝癌神经特异性烯醇化

18、酶 肺小细胞癌CA125 卵巢癌CA153 乳腺癌CA242 胰腺癌CA50 消化道肿瘤CA199 胆胰癌CA724 卵巢、消化道癌常用肿瘤标志物-总结多种肿瘤标记物联合应用 TM的现实：1.TM非常之多 2.单个标记物的敏感性或特异性偏低，不能满足临床要求。3. 同时测定多种标记物，以提高敏感性和特异性TM与患者个体差异TM的分析要结合临床情况TM一般不是肿瘤确诊的依据，需与影像学、病理肿瘤确诊是一定要有组织或细胞病理学的诊断依据 主要肿瘤的常用多标记组合肝癌首选AFP、CEA和CA19-9，AFP是原发性肝癌诊断、鉴别诊断、疗效及预后评估的必测指标。CEA对于继发性肝癌具有良好的诊断率。其

19、他如-谷氨酸转肽酶(-GT)、CD24。近年来开展了应用RT-PCR技术扩增AFP基因转录RNA来进行诊断原发性肝癌，其阳性率为36%。 肺癌小细胞肺癌(SCLC)一般首选CEA和SccAg；非小细胞性肺癌 (NSCLC)一般首选NSE、CEA和降钙素(CT)。 乳腺癌首选CA15-3和CEA，其他的TM对乳腺癌的早期诊断阳性率较低。 前列腺癌首选PAP、PSA和F-PSA。近年来又提出PSA密度、 PSA升高的速率、以年龄调整参考值范围的上限和f-PSA和t-PSA的比例等指标，以提高诊断前列腺癌的阳性率此外开展了PCR检测PSA RNA和RT-PCR检测前列腺特异性膜抗原(PSM)等的研究

20、工作。 胰腺癌首选CA19-9和CEA等。在胰腺癌病人中CA19-9、CA242和CA50的阳性率分别为65%-79%,71%-95%和71%-92%。目前已开展组织和血清的-ras基因检测来诊断胰腺癌的研究。 胃癌首选CEA、CA72-4和CA19-9。 卵巢癌首选CA125,CEA和CA72-4。子宫颈癌首选SCC,CEA和HCG。睾丸癌首选HCG、CEA和AFP等。膀胱癌首选TPA和CEA等。用于诊断肝癌的价值：AFU对肝癌诊断的灵敏度和特异度分别为75和91，且与AFP的浓度无明显的相关性AFP阴性肝癌和小肝癌患者血清中AFU阳性率分别为76.1和70.8，其中在小肝癌中AFU的阳性率

21、高于AFP的阳性率转移性肝癌和良性肝脏占位性病变AFU的假阳性率仅为17.6肿瘤发生时酶类的具体变化与分化功能相关的同工酶活性降低或消失与细胞增值功能相关的同工酶活性的增高，其中尤其明显的是某些成年型同工酶减少而出现一些胚胎同工酶和异位酶肿瘤快速增值时，往往导致缺氧，糖酵解相关酶如己糖激酶、葡萄糖异构酶、醛缩酶、乳酸脱氢酶均较正常糖有氧氧化时升高同工酶的分辩和检测胚胎型同工酶，某些组织在肿瘤状态时，使酶的同工酶谱返祖为胚胎时期的未分化状态，而分泌出大量的胚胎时期的同工酶，这种变化往往与肿瘤的恶性程度呈正比胎盘型同工酶，有些肿瘤组织会分泌出某些原属胎盘阶段的同工酶，目前已知的胎盘型同工酶已达20

22、余种异位同工酶，是指某些肿瘤组织改变了自身的分泌特性，而去分泌表达在其它成年组织上的同工酶。酶类标记物有如下特点 酶类广泛存在特异性不高敏感性较高，但其低特异性限制了酶类标记物的应用同工酶分析的应用提高了酶类标记物的敏感性和特异性目前临床上主要测定酶的活性，酶的活性可受多种因素的影响和干扰，稳定性较差，有不少学者建议以测定酶的质量来代替测定酶的活性三、碱性磷酸酶（alkaline phosphatase，ALP） 正常存在于肝脏、胎盘和骨组织异常可见于原发及继发性肝癌、胆管癌、前列腺癌、白血病、肉瘤、淋巴瘤可分成胎盘型、小肠型和肝型3种同工酶ALP与其同工酶相结合，可提高诊断的敏感性和特异性

23、胎盘型ALP 正常胎盘大量表达，同时在宫颈、睾丸等组织也可出现不同程度的表达 精原细胞瘤、卵巢癌、胃癌、乳腺癌、何杰金病及肝癌中可观察到不同程度的异常升高。精原细胞瘤患者中，80以上可见胎盘型ALP的升高，仅有20存在HCG的升高吸烟者胎盘型ALP可比正常人高10倍以上 肝型ALP肝型ALP在肝病患者中可有升高在肝癌中阳性率达14.324.0肝型ALP协助判断肝癌转移较优可以作为AFP阴性肝癌诊断的辅助指标骨型ALP（BALP）大多出现在有骨转移的肿瘤患者中，尤其是见于某些高钙型的肿瘤患者单独测定ALP在肿瘤早期很难反映肿瘤的转移。如，单独测定骨型ALP无法区分正常人、前列腺肥大和前列腺癌对于

24、晚期骨转移的前列腺癌具有重要的诊断价值。ALP急剧升高常意味着成骨细胞的破坏；ALP缓慢升高意味着溶骨性损伤，常见于乳腺癌的骨转移五、激素类标记物 激素类肿瘤标记物分类原位激素（eutopic hormone）异位激素（ectopic hormone） 原位激素 由内分泌腺体的肿瘤导致相应的激素的过量分泌，往往在未检出肿瘤前，血清中相应的激素水平即可升高，导致机体出现某些功能亢进。异位激素 是指在正常情况下不产生激素的细胞恶性转化后形成的肿瘤细胞合成和分泌的激素或激素样物质。 判定异位激素的条件：由非内分泌腺体的细胞合成的激素某种内分泌腺体的细胞分泌的是其它内分泌腺体的激素肿瘤患者应伴有相应的

25、内分泌异常综合征肿瘤细胞在体外培养时也能产生激素肿瘤切除或经治疗消退时，血清中激素水平下降，内分泌综合征症状改善激素类肿瘤标记物的特点： 除良性肿瘤外，恶性肿瘤异位激素分泌的量较少，且不恒定，临床上应用较多的是HCG。除少数肿瘤外，大部分肿瘤和激素的关系并不固定，有时同一种肿瘤可分泌多种激素，同一激素也可有多种肿瘤分泌。肺癌分泌激素的种类最多。肿瘤发生时，激素本身并不增加，只是相应的激素受体增加。如乳腺癌病人雌激素和孕激素水平并不增加或增加很少，但其受体数量可明显增加。 一、人绒毛膜促性腺激素（human chorionic gonadotrophin，HCG） 由在妊娠期有胎盘滋养细胞分泌的

26、糖蛋白含145个氨基酸，分子量45kD，半衰期1220小时HCG由和两个亚基组成，亚基也是其它激素如卵泡刺激素（FSH）、黄体生成素（LH）和促甲状腺素（TSH）的组成部分，亚基仅存在于HCG中临床意义： 早孕诊断可以作为睾丸肿瘤和胎盘肿瘤即绒毛膜上皮癌或葡萄胎的标记物100滋养体瘤和绒毛膜上皮细胞癌-HCG异常升高，可达100万IU/L 70的非精原细胞性睾丸癌-HCG低度升高（常和AFP同时升高）10的精原细胞瘤-HCG也有升高。 乳腺癌、卵巢癌、宫颈癌、子宫内膜癌、肝癌、肺癌、白血病和淋巴瘤患者中也可见有HCG轻度升高肝硬化、十二指肠溃疡和一些炎症中也可见有升高此外，由于-HCG无法穿过

27、血脑屏障，所以一旦脑脊液中出现-HCG，并且和血清中-HCG的比例超过1：60，常预示着出现脑转移二、儿茶酚胺类物质（catecholamines，CA） 儿茶酚胺类物质是一类结构中都含有儿茶酚的物质的总称，包括肾上腺素、去甲肾上腺素、香草扁豆酸（vanillylmandelic acid，VMA）等。 肾上腺素 检测尿中肾上腺素浓度可间接地了解体内儿茶酚胺的分泌香草扁豆酸增多主要见于嗜铬细胞瘤患者，交感神经节细胞瘤和神经母细胞瘤 高香草酸升高可见于神经母细胞瘤和儿童交感神经瘤 促肾上腺皮质激素（ACTH）大约70的肺癌病人有ACTH的升高，升高的ACTH大多无生物活性，但可生成黑色素细胞刺激

28、素，故肺癌病人很少合并库欣综合症，但常伴有皮肤色素沉着。 六、其他肿瘤标记物 多胺唾液酸抗EB病毒相关抗原的抗体 一、多胺（polyamines）腐胺（putrecine）精脒（spermidine）精胺（spermine）尸胺（cadaverine） 多胺可与核酸结合，增强核酸和蛋白质的合成，促进细胞增值。细胞快速生长促使多胺生成增加，而多胺的增加又为细胞快速生长提供了条件。 在生长旺盛的组织，如胚胎组织、再生组织以及癌组织，均有多胺合成并分泌至胞外，使血清和尿中的多胺浓度升高。血清中以腐胺升高最为常见，其次是精脒，且多胺的增多和肿瘤的生长相一致，是追踪病情变化的比较理想的指标。精脒是了解肿瘤细胞破坏的指标，可借此判断化疗药物的疗效。 腐胺水平和细胞增值有关，它可用于评估肿瘤生长速度。 非癌性患者如细菌感染、创伤或骨愈合以及失血或贫血恢复期也可见有尿中多胺的升高