1、肿瘤标记物 tumor markers,2014.09.30研究生：申长兴,Tumor markers,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、生物学及化学的方法检测的物质。,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
2、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-Ig-A、EA -Ig-A 。,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,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,一、胚胎抗原,甲胎蛋白（-Fetoprotein，AFP） 癌胚抗原（carcinoembryonic antigen，CEA） 癌
3、胚铁蛋白 胰癌胚抗原-癌胚抗原,甲胎蛋白（-Fetoprotein，AFP）,甲胎蛋白(Alpha-fetoprotein, AFP)是一种含有2条复合糖链的胚源性糖蛋白，60年代起，就将其作为肝脏恶性肿瘤的标志物。许多儿科疾病能引起AFP升高，但不同疾病导致的AFP升高，由于来源不同，其分子在糖链结构的亚结构上表现不同。这种结构上的差异，常称AFP异质体(Alpha-fetoproteine heterogeneity)。在胎儿发育到六周开始出现， 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
4、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，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。当谷丙转氨酶（ALT）正
5、常，用AFP来诊断肝癌，可取性可达100。,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。,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
6、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。,AFP在生殖腺肿瘤中的应用,卵黄囊瘤,AFP,Carcinoembryonic antigen,CEA,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。在一些成人肿瘤组织，其中包括胚胎性肿瘤，结肠、胃、肺、乳腺等癌组织中可出现表达，并分泌于体液中。,CEA的相关归类,CEA多肽，高度糖基化的大分子糖蛋白，糖占6070。CEA相关多肽，包括36种糖蛋白。CEA家族，CEA多肽与CEA相关多肽组成CEA家族与免疫球蛋白超家族分子结构
7、相类似，因此CEA又可属免疫球蛋白超家族中的一员。,CEA检测非特异性现象的原因,CEA家族及其与免疫球蛋白超家族的分子的同源性各种CEA的糖链分子在结构及组成上的差异因为抗体可以针对蛋白抗原决定簇，也可针对糖链半抗原抗体的多样性，必然会造成对抗原（CEA）检测时，出现非特异性,一、恶性肿瘤的辅助诊断,CEA在中晚期肿瘤中的阳性率胰腺癌 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,CEA的优势,CEA是一个结肠癌标记物，CEA与CA242联合应用目前被认为是对结肠癌的最佳标记物的搭配。在整个直肠癌治疗其间，CEA是一个有效的监视指标，是发现复发的理想
8、指标，其敏感性高于X线和直肠镜。,CEA的局限性,只在肿瘤的中晚期才有较显著的升高，也不只局限于某一类肿瘤，因此CEA对多数肿瘤的早期发现与鉴别诊断并无帮助。 CEA具有较高的假阳性和假阴性，并不适合用于肿瘤的普查 。,二、预后的评估,术前CEA水平正常的患者手术治愈率高，术后不易复发。若术前CEA已升高者，则大多数已有血管壁、淋巴系统和周围神经的侵犯和转移，预后较差。术后若癌症有转移或复发者，在临床症状出现前10周13个月，CEA就有可能开始升高，CEA浓度变化随病情进展而升高。,三、伴CEA升高的良性疾病,吸烟者溃疡性结肠炎胰腺炎结肠息肉,二、蛋白类标记物,正常细胞在恶变过程中必将伴随着细
9、胞表型及基因型的改变，导致某些与肿瘤相关的基因出现异常的高表达，有些表达的蛋白还可分泌进入宿主体液中。当肿瘤快速分化、增值时，一些在正常组织中不表达的蛋白类型或组分可大量出现，如作为细胞支架的角蛋白，可作为肿瘤标记物。,一、组织多肽抗原（tissue polypeptide antigen，TPA）,分子量在17 00045 000之间分子结构和细胞骨架蛋白相类似增值活跃的细胞，包括正常细胞和癌细胞，均能分泌这种蛋白 ，因此TPA不仅可作为一种细胞增值的指标，也可视为一种肿瘤标记物,TPA是鳞状上皮细胞的标记物，在基底细胞中无表达可反映肿瘤患者体内肿瘤细胞的增值及凋亡状况 在消化道肿瘤、乳腺癌
10、、肺癌、宫颈癌、前列腺癌、胃癌、卵巢癌及膀胱癌中均可出现异常升高，其中肺癌的阳性率可达60，胃肠道肿瘤的阳性率为54。,特点,不含糖或脂的多肽体现了肿瘤共有的增值特性器官特异性较差属广谱肿瘤标记物,TPA的应用,鉴别诊断胆管癌（TPA升高）和肝细胞癌（TPA不升高）和CEA以及糖蛋白类抗原结合判断膀胱癌、乳腺癌、直肠癌、肺癌、卵巢癌有无转移,二、细胞角蛋白 （cytokeratin，CK）,细胞角蛋白是细胞体间的中间丝，存在于所有的正常上皮细胞及上皮性癌细胞中，在细胞中起支架作用，支撑细胞及细胞核，根据其生化特性，可分为20多种不同的类型。作为标记物的细胞角蛋白主要是CK19,细胞角蛋白CK1
11、9,主要存在于单层上皮中，如肠上皮、胰管、胆囊、子宫内膜和肺泡上皮，这些细胞癌变时，CK19含量可增加。CK19是分子量为40 000的酸性蛋白Cyfra21-1是角蛋白CK19的一种，根据该蛋白的抗原性，现已制备成2种抗CK19的特异性单克隆抗体（Ks19-1，BM19-21）,应用,敏感性与肿瘤的组织学类型存在着一定的相关性，如肺鳞癌的敏感性为最高达76.5、腺癌为47.8、小细胞肺癌仅为42.1。血清中Cyfra21-1的含量与肺鳞癌患者的病程呈正相关，根据肺癌的TNM分期，期患者的敏感性分别为60.0、88.8、80和100Cyfra21-1与CA19-9联合对肺癌诊断的敏感性为76、
12、特异性为96。,三、鳞癌相关抗原（squamous cell carcinoma associated antigen，SCCAg）,由14种蛋白片断组成，每一片断的相对分子量在42 00048 000之间通过等电聚焦电泳法可把SCCAg分为中性和酸性两个亚组分恶性和正常鳞状上皮细胞中均含中性组分，而酸性组分仅见于恶性细胞,在子宫颈癌、非小细胞肺癌、皮肤癌、头颈部癌、消化道癌、卵巢癌和泌尿道肿瘤中都可见SCCAg 升高。 牛皮癣、肾功能不全或肺、肝、乳腺的良性疾病病人，其血清SCCAg也可出现非特异性升高此外汗液的污染也可引起假阳性结果。,应用,早期肿瘤SCCAg 很少升高，不适用于肿瘤的普查
13、SCCAg在小细胞肺癌中并不升高，而在肺鳞癌中常出现异常升高， SCCAg的检测有助于鉴别小细胞肺癌和非小细胞肺癌敏感性比Cyfra21-1低,SCCAg在血液中的半衰期仅为数十分钟，根治性肿瘤切除后，术前异常升高可在术后72h内迅速降至正常水平。姑息性切除术后，SCCAg水平可暂时性下降，但多数仍高于正常。连续动态检测SCCAg水平可以作为一项监测肺及食管鳞癌疗效，尤其是检测手术疗效的敏感指标。,三、糖类标记物,肿瘤细胞内糖基化过程发生变异，从而导致细胞分泌性或细胞膜上的糖蛋白或糖脂中的糖基序列发生改变，形成了一种和正常糖蛋白不同的特殊抗原，可利用单克隆抗体技术检测这些抗原，结果诞生了糖蛋白
14、类抗原。作为新一代的肿瘤标记物，远较酶和激素类标记物敏感、特异。,分类,由哺乳动物上皮细胞分泌的大分子量粘蛋白， 如：CA125、CA15-3、CA549、CA27-29。其中CA15-3、CA549、CA27-29是异构体，都是乳腺癌的肿瘤标记物唾液酸岩藻糖的衍生物如：CA19-9、CA19-5、CA50、CA72-4、CA242，可作为消化道肿瘤、胰腺癌的标记物。,一、CA125,分子量可达220 0001 000 000之间糖基含量仅占总蛋白质量的24CA-125是由鼠抗人乳头状囊性卵巢上皮细胞系OC125制备而成,CA-125的临床意义,临床意义：卵巢癌病人血清CA125水平明显升高，
15、化疗和手术有效者CA125水平很快下降。若有复发时，CA125升高可先于临床症状之前。其他非卵巢恶性肿瘤也有一定的阳性率，如乳腺癌40%、胰腺癌50%、胃癌47%、肺癌44%、结肠直肠癌32%、其他妇科肿瘤43%。对于肺癌患者，CA125的阳性率随肺癌分期进展而明显升高，临床研究表明 ：肺癌I期阳性率为7.8%，II期阳性率为18.6%，III期为32.5%，IV期为53.9%，总体阳性率为26.9%.2-3 非恶性肿瘤，如子宫内膜异位症、盆腔炎、卵巢囊肿、胰腺炎、肝炎、肝硬化等虽有不同程度升高，但阳性率较低。在胸腹水中发现有CA125升高，羊水中也能检出较高浓度的CA125。早期妊娠的头3个
16、月内，也有CA125升高的可能。存在于上皮性卵巢癌组织和病人的血清中，主要用于辅助诊断恶性浆液性卵巢癌，上皮性卵巢癌，同时也是卵巢癌术后、化疗后疗效观察的指标。可以持续动态的观察。,二、CA19-9,为唾液酸化的型乳糖系岩藻五糖，有六个糖基组成 正常在胰腺导管、胆道、胃、肠、子宫内膜和涎腺上皮细胞中均有表达,CA19-9的应用,CA19-9的器官特异性不强在各种腺癌特别是消化系统的恶性肿瘤如： 7193胰腺癌、67肝胆管癌、4050胃癌、3050肝癌、30直肠癌和15乳腺癌的CA19-9都有升高在急性胰腺炎、胆汁淤积性胆管炎、胆道结石和肝脏疾患中CA19-9也有可能升高，但很少超过120kU/
17、L，往往是呈“一过性”升高。,CA19-9在胰腺癌中的应用,CA19-9在胰腺癌中的阳性率最高，常被认为是针对胰腺癌的一种肿瘤标记物。早期胰腺癌CA19-9敏感性较低， T1期为60.7、T2期为78.4 检测胰腺癌的治疗效果及术后复发情况,三、CA15-3,CA15-3 是乳腺癌的最重要的特异性标志物。30%-50%的乳腺癌患者的CA15-3 明显升高，其含量的变化与治疗效果密切相关，是乳腺癌患者诊断和监测术后复发、观察疗效的最佳指标。CA15-3 动态测定有助于II 期和III 期乳腺癌病人治疗后复发的早期发现；当CA15-3 大于100U/ml 时，可认为有转移性病变。,其他疾病诊断,8
18、0的胰腺癌、71的肺癌、68的乳腺癌、64的卵巢癌、63的直肠癌、28的肝癌中也可见到CA15-3的升高5.5的正常人、一些良性肝病和良性乳腺病（16）也可见有 CA15-3的升高,四、CA27-29,由乳腺癌转移至腹水中的细胞作为抗原所诱导的抗体（B27.29）组成 临床作用和CA15-3一样，主要用于转移性乳腺癌的诊断。,五、CA50,CA50来自抗直肠腺癌细胞系（COLO 205）抗体 是一种广谱的肿瘤标记物广泛存在于胰腺、胆囊、肝、胃、结直肠、膀胱、子宫，当细胞恶变时，由于糖基转化酶的失活或胚胎时才活跃的某些转化酶被激活，造成细胞表面糖链结构的性质改变而形成CA50。,4171的食管癌
19、、4171的胃癌、5870的胆管癌、1478的肝癌和8097的胰腺癌都可见有CA50的升高。诊断直肠癌的阳性率与病情的分期密切相关，Duke A期1943、B期3059、C期和D期为5373的病人可出现CA50阳性在一些消化系统的良性病变，如胆管和胰管炎症、结石以及肝病中常见异常升高。CA50和CA19-9具有互补作用，同时测定可以提高检测的特异性和敏感性。,六、CA724,CA72-4是一种由cc49和B72.3两株单抗识别的粘蛋白样的高分子量糖蛋白，分子量为220-400KD,正常人血清中含量6 U/mL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CA19-9同时
20、检测，阳性率可达56%。,CA724,CA724（胃癌抗原）是检测胃癌和各种消化道癌症的化验标志!这也是一个非特异性肿瘤标志物,此指标升高不代表一定就是患了肿瘤主要见于胃肠道,卵巢肿瘤，对胃癌、卵巢粘液性囊腺癌和非小细胞肺癌敏感度较高，对胆道系统肿瘤、结直肠癌、胰腺癌等亦有一定的敏感性。,七、CA242,CA242是一种唾液酸化的鞘糖脂类抗原，几乎总是和CA50一起表达，但两者受不同的单克隆抗体识别。在临床上均被用于消化道恶性肿瘤尤其是胰腺癌、结直肠癌的诊断，与CA19-9、CA50相比，新一代的CA242在胰腺癌、胆囊癌和消化道癌中的灵敏度、特异性更高(CA50、CA19-9易受肝功能以及胆
21、汁郁积的影响，在良性阻塞性黄疸以及肝实质性损害记疾病时常出现假阳性)。,临床应用,诊断胰腺癌时，敏感性为7080，特异性为90。可用于初诊时筛选胰腺癌。对非小细胞肺癌的敏感性和特异性分别为28.5和95.6。肺鳞癌患者血清CA242水平显著低于非鳞癌患者（肺腺癌和大细胞肺癌），可用于肺癌的鉴别诊断 。,CA242、 CA50和CA19-9,相关系三者的作用十分相近数在0.810.95综合比较起来，CA19-9的敏感性和特异性要更好一些，因而更为常用 。,四、酶类标记物,肿瘤发生时，机体酶的活性常会发生较大的变化，这是因为：肿瘤细胞或组织本身诱导其它细胞或组织产生异常含量的酶肿瘤细胞代谢旺盛，细
22、胞通透性增加，使得肿瘤细胞内的酶进入血液肿瘤使得某些器官功能出现障碍，从而导致各种酶的灭活及排泄障碍肿瘤组织压迫某些空腔而使得某些通过这些空腔排出的酶返流而进入血液,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,PSA-前列腺特异抗原,前列腺特异抗原(Prostate Specific Antigen ，PSA)是由前列腺腺泡和导管的上皮细胞分泌的一种单链糖蛋白，在功能上属于类激肽释
23、放酶的一种丝氨酸蛋白酶，参与精液的液化过程，是临床常规用于前列腺良性与恶性疾病诊断与鉴别诊断及前列腺癌患者术后随访的重要指标。,正常人PSA主要存在于精液中，其浓度（0.55.5g/L）约为血清（0.4g/L ）的100万倍，每克前列腺癌组织可使血清中PSA升高3g/L，每克增生的列腺组织可使血清中PSA升高0.3g/L。,血清中总PSA（t-PSA）包括两种,较少的是游离型PSA（f-PSA），半衰期0.751.2小时大量存在的是复合型PSA （c-PSA），半衰期约23天，前列腺癌成功治疗后，高浓度的PSA降到正常值约需23周。,临床应用 ：,早期发现前列腺癌 临床分期和预后的判断监测前列
24、腺癌的复发,f-PSA和t-PSA的比例具有重要的诊断价值。特别是当t-PSA在4.010.0g/L时，血清中f-PSA/t-PSA比值为0.15可作为前列腺肥大和前列腺癌的鉴别临界点，比值0.15时前列腺癌的可能性较大。PSA浓度越高，f-PSA/t-PSA比值越小，前列腺癌的可能性就越大。临床上常用血清中f-PSA/t-PSA的比值来鉴别良、恶性前列腺肿瘤,五、神经元特异性烯醇化酶（neuron specific enolase，NSE）,NSE是参与糖酵解途径的烯醇化酶中的一种，存在于神经组织和神经内分泌组织中。NSE在脑组织细胞的活性最高，外周神经和神经分泌组织的活性水平居中，最低值见
25、于非神经组织、血清和脊髓液。它被发现在与神经内分泌组织起源有关的肿瘤中，特别是SCLC中有过量的NSE表达，导致血清中NSE明显升高。,临床意义有 ：,用于小细胞肺癌患者的疗效观察、复发预测和预后评估NSE对小细胞肺癌的敏感度为80，特异性为8090用于神经母细胞瘤的诊断、鉴别诊断、疗效观察、复发预测和预后评估，NSE对儿童型神经母细胞瘤阳性率为90作为精原细胞瘤的肿瘤标记，68.7%的转移性精原细胞瘤患者在行睾丸切除术前血清NSE水平可见升高,常用的多标记组合,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
26、率。其他如-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NSE；非小细胞性肺癌 (NSCLC)一般首选SCCAg和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
27、的研究工作。,胰腺癌首选CA19-9/CA242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。,“影像标记物”,肺腺癌有几种生长模式，包括鳞屑状，腺泡状，乳头状突起，微乳头或实性。接近 80% 的侵袭性肺腺癌具有 2 种或 2 种以上生长方式。现在的研究显示和特定基因突变一
28、样, 一些生长方式也与预后相关。在侵袭性癌中，乳头状为主的腺癌与预后不佳有关，也与 EGFR 突变有关。具有桑椹胚样结构腺癌中出现微乳头状，这可能说明桑椹胚样结构仅为微乳头状结构成分的过度生长。,日本东京国家癌症中心病理和临床实验室的 Koji Tsuta 教授等报道了 17 例具有桑椹胚样结构的原发性肺腺癌。分析了这一少见类型与 EGFR，KRAS，BRAF，HER2 和 ALK 相关的基因异常之间的关系。研究成果发表在 2014 年 5 月的 lung cancer 杂志上。该研究共纳入了 904 例手术切除的肺腺癌标本。桑椹胚样结构定义为肺腺癌腺体管腔中的梭形细胞增殖所形成的芽状结构。计算它们占肿瘤总大小的比例，并检测目的基因型 KRAS，EGFR,HER2 和 BRAF 的突变情况, 免疫组化分析 ALK 重排，采用 RT-PCR 和 / 或 FISH 确定免疫阳性病例。该研究共发现 17 例 (仅占 1.9%) 桑椹胚样结构肺腺癌病例，其与预后不佳和 EGFR 突变有关。,图例1,
