肿瘤标志物测定的临床应用

1. 肿瘤标志物测定的临床应用 皖南医学院弋矶山医院 王荣鑫 2007年 3月

2. 讲 述 内 容一. 概 述二. 肿瘤标志物的分类及临床应用三. 肿瘤标志物的临床应用价值四. 肿瘤标志物合理应用及注意事项

3. 一.概述癌症对人类健康和生命的威胁很大。它和心血管疾患一起，已成为医学上的两大难关。全世界52亿人口中，每年约有700万人新患癌症，每年约有500多万人死于癌症， 几乎每6秒钟就有一名癌症患者死亡。 近年来，我国癌症的发病率呈上升趋势，恶性肿瘤居城市人口死因的首位。

4. 据卫生部统计，我国每年有106万恶性肿瘤新的患者，良性肿瘤患者106.7万,合计212.7万,发病率为1.65‰。芜湖市有三区三县，人口220万，按上面的发病率计算，每年有3630人患肿瘤。肿瘤的防治是摆在芜湖市全体医务人员面前的艰巨任务。据卫生部统计，我国每年有106万恶性肿瘤新的患者，良性肿瘤患者106.7万,合计212.7万,发病率为1.65‰。芜湖市有三区三县，人口220万，按上面的发病率计算，每年有3630人患肿瘤。肿瘤的防治是摆在芜湖市全体医务人员面前的艰巨任务。

5. 随着医学的进步和发展，诊断方法不断进步可以使大约80-90%的癌症得到确诊，而且，1／3的癌症患者能在早期发现。世界卫生组织作出的最新权威性结论：癌症患者如果能早期发现，治愈率可达80％。因此，早期肿瘤诊断已成为全世界医务人员长期以来极尽全力研究的热门课题。随着医学的进步和发展，诊断方法不断进步可以使大约80-90%的癌症得到确诊，而且，1／3的癌症患者能在早期发现。世界卫生组织作出的最新权威性结论：癌症患者如果能早期发现，治愈率可达80％。因此，早期肿瘤诊断已成为全世界医务人员长期以来极尽全力研究的热门课题。

6. 早期诊断肿瘤有二大类方法：一 是医学影像学方法；二 是检验诊断学、核医学方法。这里讨论的肿瘤标志物的测定，就属于这一类。

8. 肿瘤标志物（tumor markers，简称TM）是体液中存在的表示病人患肿瘤一些生化物质。目前的定义是：指癌细胞分泌或脱落到体液或组织中的物质，或是缩主对体内新生物反应而产生并进入到体液或组织中的物质。从临床应用角度出发，它们主要指那些在血清或其他体液中可以检测到的有关物质。

9. 随着分子生物学技术的发展，从分子水平发现基因结构或功能的改变以及具有一定生物学功能的基因产物的非正常表达均与肿瘤的发生、发展亦有密切关系，所以癌基因、抑癌基因及其产物也属TM之列。 为了与前面讲过的血清或其他体液中TM区别，前面一类称为体液TM。后面一类称为细胞TM。没有说明哪一类的TM，就指体液TM。

10. "理想"的肿瘤标志物认为应具有下列特点：(1)敏感性高，能早期测出所有肿瘤患者；(2)特异性好，鉴别肿瘤和非肿瘤患者应100％准确；(3)有器官特异性，能对肿瘤定位；(4)血清中浓度与瘤体大小、临床分期相关，可用以判断预后；(5)半衰期短，能反映肿瘤的动态变化，监测治疗效果、复发和转移；(6)测定方法精密度、准确性高，操作简便，试剂盒价廉。但至今为止，尚无一种"理想"的TM。"理想"的肿瘤标志物认为应具有下列特点：(1)敏感性高，能早期测出所有肿瘤患者；(2)特异性好，鉴别肿瘤和非肿瘤患者应100％准确；(3)有器官特异性，能对肿瘤定位；(4)血清中浓度与瘤体大小、临床分期相关，可用以判断预后；(5)半衰期短，能反映肿瘤的动态变化，监测治疗效果、复发和转移；(6)测定方法精密度、准确性高，操作简便，试剂盒价廉。但至今为止，尚无一种"理想"的TM。

11. 在检验诊断学、核医学方法中。肿瘤标志物的测定广泛采用标记免疫学分析法。具体的内容有：放射免疫分析、酶免疫分析、化学发光免疫分析、时间分辨荧光免疫分析等方法。放射免疫分析是应用较早、成本低、临床应用价值高的免疫分析法。1978年。我们医院成功开展了放射免疫火箭电泳自显影测定甲胎蛋白（AFP）。同一年，我们与学院生化教研室一起，举行了安徽省放射免疫火箭电泳自显影学习班。在检验诊断学、核医学方法中。肿瘤标志物的测定广泛采用标记免疫学分析法。具体的内容有：放射免疫分析、酶免疫分析、化学发光免疫分析、时间分辨荧光免疫分析等方法。放射免疫分析是应用较早、成本低、临床应用价值高的免疫分析法。1978年。我们医院成功开展了放射免疫火箭电泳自显影测定甲胎蛋白（AFP）。同一年，我们与学院生化教研室一起，举行了安徽省放射免疫火箭电泳自显影学习班。

13. 放射免疫基本原理放射免疫分析(radioimmunoassay,RIA)是竞争性体外放射分析建立 最 早、用最广泛的这一类技术。其原理： Ag+Ab Ag·Ab + *Ag *Ag·Ab

16. 化学发光免疫分析的基本原理 化学发光免疫分析(chemiluminescence immu-noassay,CLIA)与RIA的基本原理一样，包括免疫结合反应(抗原抗体反应)和产生信号的标记物(放射性核素与光子)两部分组成。与前者不同的是所用的标记物与检测信号不同。CLIA是利用化学反应中释放大量自由能，产生激发态中间体，当其回到稳定的基态时发射出光子（hν），用发光信号测量仪对所发出的光量子进行定量测量。

17. CLIA将发光物质（或触发产生发光的物质）直接标记在抗原（化学发光免疫分析）或抗体（免疫化学发光分析），其发光的基本过程为：激发发光剂→电子激发态中间体→基态+hν（光量子）CLIA将发光物质（或触发产生发光的物质）直接标记在抗原（化学发光免疫分析）或抗体（免疫化学发光分析），其发光的基本过程为：激发发光剂→电子激发态中间体→基态+hν（光量子）

18. 1998年，我们科引进的美国Chiron公司ACS:180仪器，配套的发光试剂是吖啶酯，在过氧化离子的作用下生成电子激发态的中间体N-甲基唑啶酮，当其回到基态时发射出λem=398nm，λem=430nm的光子（hν）。1998年，我们科引进的美国Chiron公司ACS:180仪器，配套的发光试剂是吖啶酯，在过氧化离子的作用下生成电子激发态的中间体N-甲基唑啶酮，当其回到基态时发射出λem=398nm，λem=430nm的光子（hν）。

22. 化学发光分析与放射免疫分析相比有如下优越性：1、灵敏度高 由于免疫分析材料或生物样本中几乎没有产生化学发光现象，背景噪声低，检测的灵敏度可达10-18mol/L。2、稳定性好 吖啶酯直接化学发光，对pH和温度相对不敏感，仪器的工作性能良好。采用计算机技术，测定时间精确控制在μs级水平，保证了检测结果的稳定性和重复性。

23. 3、反应快速，发光过程1s钟完成。 由于标记物包被在极细（1~2μm）的磁性颗粒上，表面积极大地增加，反应在分散悬浮液的状态下进行，温度恒定在37℃，反应过程快速。4、结合与游离体分离采用磁性分离技术，方便、简单、快速、彻底。5、试剂稳定，无放射性，无毒性。

24. 时间分辨荧光免疫分析 时间分辨荧光免疫分析（time-resolved flu-oroimmunoassay,TrFIA）是80年代初的元素 有Eu3+（铕），Tb3+（铽）和Sm3+（钐）,而Eu3+是标记抗原抗体应用最多的元素。它是 Pettersson等和Eskola等创立的一种非放射性标记免疫分析技术。它与传统的荧光素标记完全不同，它以镧系元素为标记物。

26. TrFIA操作方便，标记物稳定性好，制备简单并可长期保存，加之标准曲线范围广，仪器自动化程度高等优点，深受生物医学工作者的重视。法国CIS公司1996年在欧洲推出的KRYPTOR全自动时间分辨荧光免疫分析系统，试剂盒有肿瘤标志物，性功能激素测定，心血管疾病，骨代谢、甲状腺自身免疫性疾病等多项指标的测定项目。TrFIA操作方便，标记物稳定性好，制备简单并可长期保存，加之标准曲线范围广，仪器自动化程度高等优点，深受生物医学工作者的重视。法国CIS公司1996年在欧洲推出的KRYPTOR全自动时间分辨荧光免疫分析系统，试剂盒有肿瘤标志物，性功能激素测定，心血管疾病，骨代谢、甲状腺自身免疫性疾病等多项指标的测定项目。

27. 在国家级省级杂志发表及省内外学术会议交流的文章在国家级省级杂志发表及省内外学术会议交流的文章 编号 题 目 发表/ 交流情况 年份 • 01 体外放射分析质量控制（一） 省内学术交流 1983 • 02 体外放射分析质量控制（二） 省内学术交流 1983 • 03 袖珍计算机在临床核医学中的初步应用 皖医学报 4：70，1985 • 04 放射免疫检测T4质量控制 皖医学报 5（1）：67，1986 • 05 体外放射分析标准曲线探讨 皖医学报 5（2）：146， 1986 • 06 β2-m标准曲线分段拟合 中华核医学杂志 9（1）：39，1989 • 07 RIA标准曲线分段斜率计算 放射免疫学杂志 2（6）：357 ，1989 • 08 RIA标准曲线的初步研究 皖医学报 9（1）：28， 1990 • 09 RIA过失误差与避免方法 中华核医学杂志 （增刊）：187，1991 • 10 医技科工作质量三要素 省内学术交流 1995 • 11 质量控制工作三步曲 省内学术交流 1999 • 12 抓质量从这一“点”开始 弋矶山医院报 2004.03.11

29. 二、肿瘤标志物的分类及临床应用用于临床诊断的肿瘤标志物有许多种，可分为癌胚抗原类、酶类、激素类、糖蛋白类、癌基因类和细胞表面肿瘤抗原类等6大类。前4类为体液肿瘤标志物，后两类为细胞肿瘤标志物。前者用于临床检测的较多。以下主要讲这一类。二、肿瘤标志物的分类及临床应用用于临床诊断的肿瘤标志物有许多种，可分为癌胚抗原类、酶类、激素类、糖蛋白类、癌基因类和细胞表面肿瘤抗原类等6大类。前4类为体液肿瘤标志物，后两类为细胞肿瘤标志物。前者用于临床检测的较多。以下主要讲这一类。

30. 肿瘤标志物分类及其用途表类 别 名 称 用 途1. 癌胚抗原类 甲种胎儿蛋白(AFP) 原发性肝细胞癌 癌胚抗原(CEA)② 结直肠癌等消化道肿瘤2. 糖蛋白抗原类 CA-50 结直肠癌、胃癌、肝癌CA-125 卵巢癌等CA-153 乳腺癌CA19-9 胰腺癌等消化道肿瘤CA549 乳腺癌、卵巢癌、前列腺癌CA72-4 各种消化道肿瘤、卵巢癌SCC 宫颈癌, 肺鳞癌,食道鳞状上皮癌 CA242 胰腺癌,结肠癌    NMP22 膀胱癌

31. 肿瘤标志物分类及其用途(续表)类 别 名 称 用 途3.蛋白质抗原类 CYFRA21-1) 小细胞肺癌 β2-m 白血病、淋巴瘤及多发性骨髓瘤 Ferritin： 多种癌症 PSA 前列腺癌 f-PSA 前列腺癌 4． 酶类 NSE 神经母细胞瘤,小细胞肺癌 PAP 前列腺癌5 .激素类 β-HCG 非精原细胞瘤, 妇科恶性肿瘤 6 .组织肿瘤标志物

32. 芜湖市五院检验科化学发光免疫分析法肿瘤标志物测定项目项目名称 临 床 意 义1. 癌胚抗原（CEA） 原发性结肠癌、胃癌、肠梗阻2．甲胎蛋白（AFP） 原发性肝癌、胃癌、胰腺癌3．总前列腺特异性抗原（PSA） 前列腺癌4．游离前列腺特异性抗原(f-PSA) 区别前列腺癌和前列腺增生5．糖类抗原CA50 广谱肿瘤标记物，辅助诊断肿瘤6．糖类抗原CA125 广谱肿瘤标记物，辅助诊断肿瘤7．糖类抗原CA153 广谱肿瘤标记物，辅助诊断肿瘤8．糖类抗原CA199 广谱肿瘤标记物，辅助诊9．铁蛋白 反映机体铁贮存敏感指标，缺铁性贫血

33. 甲胎蛋白(AFP)甲胎蛋白（alpha-fetoprotein,AFP）在胚胎期是功能蛋白，合成于卵黄囊、肝和小肠，脐带血含量为1000－5000μg/L，出生后1年内降为成人水平＜40μg/L，终生不变。主要用于原发性肝细胞癌的普查、诊断、疗效观察和预后判断。肝细胞癌约70％以上AFP在400μg/L以上，并逐渐升高，但亦有不高于400μg/L，甚至在正常水平的患者。产前诊断胎儿宫内死亡、神经管畸形、无脑儿和脊柱裂。急慢性肝炎AFP可以增高，个别病人维持1000μg/L以上可达6周，以后逐步下降。甲胎蛋白(AFP)甲胎蛋白（alpha-fetoprotein,AFP）在胚胎期是功能蛋白，合成于卵黄囊、肝和小肠，脐带血含量为1000－5000μg/L，出生后1年内降为成人水平＜40μg/L，终生不变。主要用于原发性肝细胞癌的普查、诊断、疗效观察和预后判断。肝细胞癌约70％以上AFP在400μg/L以上，并逐渐升高，但亦有不高于400μg/L，甚至在正常水平的患者。产前诊断胎儿宫内死亡、神经管畸形、无脑儿和脊柱裂。急慢性肝炎AFP可以增高，个别病人维持1000μg/L以上可达6周，以后逐步下降。

34. 癌胚抗原(CEA)癌胚抗原(carcino-embryonic antigen,CEA),是一种酸性糖蛋白。胚胎期在小肠、肝脏、胰腺合成，成人血清含量极低(<5μg/L ，如吸烟者为15-20μg/L，6．5％可达20-40μg/L )。 CEA，l965年发现时，认为是结肠癌的标志物(60%-90％患者升高)，但以后发现胰腺癌(80%)、胃癌(60％)、肺癌(75％)和乳腺癌(60％)亦有较高表达。

35. 2.糖蛋白抗原 细胞恶变时，基因表达出现异。其表面的糖蛋白和糖脂产出变化，伴随糖类抗原异常。（糖类抗原英文为Carbohydrate antigen，简称CA。）肿瘤细胞株免疫BALB/C纯种小鼠，与骨髓瘤细胞杂交得到的单克隆抗体（McAb）能与某种特定的CA起反应。肿瘤细胞株不同，得到的McAb和识别CA亦不同，用相应的序号来表示。比如CA50，CA19-9，CA125等等。

36. （1）糖蛋白抗原CA50：这是一种唾液酸酯和唾液酸糖蛋白，正常组织中一般不存在。当细胞恶变时，糖基化酶被激活，造成细胞表面糖基结构改变而成为CA50。正常血＜20μg/L，许多恶性肿瘤患者血中皆可升高，如66．6％的肺癌、88．2％的肝癌、68．9％的胃癌、88．5％的卵巢或子宫颈癌、94．4％胰或胆管癌，70％以上的直肠癌、膀脏癌等皆有升高。这类能检测多种肿瘤的TM称为广谱的标志物。（1）糖蛋白抗原CA50：这是一种唾液酸酯和唾液酸糖蛋白，正常组织中一般不存在。当细胞恶变时，糖基化酶被激活，造成细胞表面糖基结构改变而成为CA50。正常血＜20μg/L，许多恶性肿瘤患者血中皆可升高，如66．6％的肺癌、88．2％的肝癌、68．9％的胃癌、88．5％的卵巢或子宫颈癌、94．4％胰或胆管癌，70％以上的直肠癌、膀脏癌等皆有升高。这类能检测多种肿瘤的TM称为广谱的标志物。

37. （2） CA125：最初认为是卵巢癌特异的，但深入研究，它也是一种广谱的标志物。正常值以35kU／L为界，82．2％卵巢癌、58％胰腺癌、32％肺癌，及其他非妇科肿瘤皆有不同程度的升高。但作为卵巢癌的辅助诊断是个重要的标志物，且与病程有关。

38. （3 ）CAl5-3：是乳腺细胞上皮表面糖蛋白的变异体，近年推出作为乳腺癌标志物，正常＜40kU／L哺乳期妇女或良性乳腺肿瘤皆低于此值。乳腺癌晚期100％，其他 期75%此值明显升高。同样，该标志物也是广谱的，可见于50％肝细胞癌、53％肺癌、34％卵巢癌患者。由于CEA在乳腺癌中也有诊断价值，如两者联合将可提高10％阳性率。

39. （ 4 ）CA19-9： CAl9-9为唾液酸化的乳-N-岩藻戊糖II，是一种类粘蛋白的糖蛋白成分，与Lewis血型成分有关。血清内正常值＜37kU／L(＞95％)。异常升高也是在多种肿瘤出现，如79%胰腺癌、58%结肠癌、49％肝癌、67％胃癌、67如胆囊癌、肺癌、乳腺癌皆有10％左右是升高的。

40. （5）CA549： CA549也是乳腺癌的标志物，它是一种酸性糖 蛋白，大部分健康女性＜11kU／L。异常升高者比例并不高，可见于50％乳腺癌、卵巢癌、40%前列腺癌、33％肺癌患者。由此，作为乳腺癌的早期诊断，CA549还较欠缺，应联合应用其它TM。

41. （6） CA72-4： CA72-4是一种高分子量糖蛋白，正常人血清中含量＜6kU／L。异常升高在各种消化道肿瘤、卵巢癌均可产生。对于胃癌的检测特异性较高，以＞6kU／L为 临界值。良性胃病仅＜1％者升高，而胃癌升高者比例可达42．6％，如与CAl9-9同时检测，阳性率可达56％。

42. （7） 鳞状细胞相关抗原(SCC) 鳞状细胞相关抗原(Squamous Cell Cacinoma Associated AntigenSCC)是由宫颈癌细胞中提纯的，是宫颈癌较好的肿瘤标志物。 SCC在正常鳞状上皮细胞内也存在，随着鳞状上皮细胞的增殖(恶性)而释放入血。正常人血清水平＜2μg/L。异常升高可见于宫颈鳞癌，21％宫颈腺癌也有升高。肺鳞癌有较高的阳性率，各家报告从40％-100％不等，而小细胞肺癌阳性率则较低(3．7％)。食道鳞状上皮癌、口腔鳞状上皮癌皆有较高的阳性率，且随肿瘤的分期呈现不同变化(20％-80％)。可见SCC是鳞状上皮癌的重要标志物。

43. （8） CA242： 是一种粘蛋白型糖抗原，可作为胰腺癌和结肠癌校好的肿瘤标志物，其灵敏度与CA19-9相仿，但特异性、诊断效率则优于CA19-9。

44. （9） NMP22： 系核基质蛋白（nuclear matrix protein）是膀胱癌的一种新的标志物，检测尿NMP22可鉴别良恶性膀胱疾病。

45. 3． 蛋白质抗原（1） 细胞角蛋白19 细胞角蛋白19又称肺癌抗原 (Cytokeretin 19 Fragment, CYFRA21-1，有BM19-21,KS19-1两种单克隆抗体）是细胞体的中间丝，根据其分子量和等电点不同可分为20种不同类型，其中细胞角蛋白19在肺癌诊断中有很大价值，是非小细胞肺癌的重要标志物。在肺癌的血清浓度阈值为2．2μg/L，其敏感性、特异性及准确性分别为57．7％、91．9％和64．9％。从组织学角度看，鳞癌的敏感性 (76．5％)较腺癌(47．8％)为高。细胞角蛋白19与CEA联合应用，诊断非小细胞肺癌符合率已可达到78％。

46. （2）β2微球蛋白 β2微球蛋白（β2-microglobulin，β2-m）：表达在大多数有核细胞表面，是HLA-A、B和-C抗原链之一，分子量为11800。正常人血清水平2.25±0.44mg/L。临床上多用于证实淋巴增殖性疾病，如白血病、淋巴瘤及多发性骨髓瘤。其水平与肿瘤细胞数量、生长速率、预后及疾病活动性有关。例如骨髓瘤β2-microglobulin水平高于4．O mg／L时，预示生存时间短，高于6．0mg／L时，对化疗反应不敏感。此外，根据此水平还可用于骨髓瘤患者分期。

47. （3）铁蛋白： 铁蛋白（ Ferritin，SF或Fer）是一种铁结合蛋白，存在于各种组织，病理状态下，释放到血液增加，它不是肿瘤特异的标志，但在种癌症患者血中均有不同程度的阳性率，正常人血清水平：成人男性：12～245μg/L,女性：5～130μg/L。肝癌患者的阳性率在70％以上，所以可辅助肝癌诊断。此外，在进展性乳腺癌，Fer水平也有显著升高，且与病程有关。

48. （4） 前列腺特异性抗原(PSA) 　　　前列腺癌特异性抗原(Prostate Specific Antigen,PSA)是目前诊断前列腺癌最敏感的指标，可用于前列腺癌的早期诊断、监测治疗及预测复发。PSA是由前列腺上皮细胞产生的一种大分子糖蛋白，它具有极高的组织器官特异性。正常人体血清内PSA ＜4μg/L，这个正常值有随年龄增长有增高趋势。＜50岁者一般低于4．0μg/L，50-55岁为4．4μg/L，60-69岁为6．8μg/L，＞70岁可达7．7μg/L，异常升高预示有患前列腺癌的可能。以 ＞4μg/L为临界值，早期前列腺癌63％-70％阳性，总阳性率可达69-92．5％。有报告，PSA值如为4·0—10．0μg/L，特异性相对较低，只有25％确诊；但＞10．0μg/L者，往往又是晚期前列腺癌，失去早期治疗时机，这是个急待解决的问题。

49. (5) 游离PSA(f-PSA)： 游离PSA(f-PSA)，不与蛋白酶抑制物结合。由于未知的原因，前列腺癌患者血清f-PSA百分比比正常人和前列腺良性疾患为低。正常人游离PSA(f-PSA)：血清，男性0.05～0.25μg/L ,f-PSA/ tPSA，即F／T ：1/10～1/5。测定这项指标，有利于鉴定前列腺良性和恶性疾患，f-PSA百分比较低可能是前列腺癌恶性度较高。而f-PSA百分比受年龄、前列腺大小和总PSA(tPSA)水平影响，据报告，50-55岁F／T 临界值应＜20％，60-69岁应＜20％，70-75岁＜28％。如以t-PSA＞4．2μg/L为诊断标准，其敏感性 为 l00%，特异性仅 68%，符合率为74％；如以F／T值＜O．11为诊断标准，其敏感性为85%，特异性98％，符合率96％；如以tPSA＞4．2μg/L，同时F／T＜0．11为诊断标准，其敏感性为86%，特异性为99％，符合率97%。可见，最后一个指标为最佳。

50. 4． 酶类 （1）神经原特异性烯醇化酶(NSE)： 血清神经原特异性烯醇化酶(Neuron Specific Enolase, NSE)是神经内分泌肿瘤的特异性标志，如神经母细胞瘤、甲状腺髓质癌和小细胞肺癌(70％升高)。正常人血清NSE水平＜12．5kU／L。目前，已作为小细胞肺癌重要标志物之一。