肿瘤标志物的临床实验室检查 樊绮诗

第一节 概述 肿瘤标志物的发展概况 肿瘤标志物的定义 肿瘤标志物的分类 肿瘤标志物的应用

肿瘤标志物发展概况 1845 Bence-Jones 本周蛋白 1930 Zondek HCG 1959 Markert 同工酶 1963 Abelev AFP 1965 Gold & Freeman CEA 1969 Hubner & Todaro 癌基因 1975 Kohler & Milstein 单克隆抗体 1978 Herberman 提出肿瘤标志物概念 1979 英国第7届肿瘤发生 TM被确认并应用临床 生物学和医学会议 1980 Koprowski CA19-9 1981 Bast et al CA125 1981 Colcher et al CA72-4 1984 Kufe et al CA15-3 …...

肿瘤标志物的定义 肿瘤标志物是一类存在于组织或体液中，能用化学或免疫方法定量的、能证实癌肿存在（或在某一脏器存在）的、能监测肿瘤治疗和预后的物质。这些物质必须在正常人中不存在或者是在癌肿患者中出现的水平显著高于正常人。

肿瘤标志物的分类 细胞肿瘤标志物： 位于细胞中的物质或抗原，如激素受体、白血病表型、分子基因等。 体液肿瘤标志物： 病理情况下，浓度增加时可在血液、尿液或其他体液中测得的物质，如AFP、CA19-9、 CEA、 CA15-3等。

肿瘤表型标志物： 酶、胚胎性抗原、异位性蛋白、激 素等,出现于癌细胞转化和临床进展阶 段。 肿瘤基因标志物： 基因突变、基因表达异常等，出现 于癌前起动阶段。

肿瘤标志物的分类 酶类标志物 激素类标志物 癌胚抗原类标志物 糖类抗原标记物 癌基因

理想的肿瘤标志物的标准 特异性100% 灵敏度100% 器官特异性 与肿瘤大小或分期有关 能进行疗效观察 与预后有关 可靠的预测价值

肿瘤标志物的临床应用 正常人群中的筛查 有症状者的辅助诊断 癌症的临床阶段的分期 疾病进程的预后指标 评估治疗方案 判断癌症是否复发 治疗应答的监测

普 查 一般不适宜对无症状人群进行普查 以CEA普查结肠癌为例：

肿瘤标志物用于普查的五项原则 应十分清楚该肿瘤的发病率 应能检测早期肿瘤 该肿瘤的早期治疗比晚期治疗更经济有效 测定方法的灵敏度、特异性和重复性良好 普查所需费用能被接受

定 位 TM基本上不能对肿瘤定位 极少数TM如PSA，甲状腺球 白等具器官特异性，但不是肿瘤特 异性。

确 诊 通常不能进行确诊 除假阴性结果。但本周蛋白(多发性骨 髓瘤）、 AFP（肝癌）、-HCG（绒 毛膜癌）和降钙素（C-细胞癌）等有 确 诊 通常不能进行确诊 因为TM无足够的灵敏度，不能排 除假阴性结果。但本周蛋白(多发性骨 髓瘤）、 AFP（肝癌）、-HCG（绒 毛膜癌）和降钙素（C-细胞癌）等有 助确诊。

分 期 大多数TM与疾病分期有关，且浓 度与肿瘤大小通常存在关联 但并不能根据个体测得值来判 断肿瘤大小，也不能以TM 浓度精 分 期 大多数TM与疾病分期有关，且浓 度与肿瘤大小通常存在关联 但并不能根据个体测得值来判 断肿瘤大小，也不能以TM 浓度精 确指示各期肿瘤，因为各期肿瘤的 TM浓度范围极广，且互相重叠。

TM评价治疗有效性方案 （Beastall, 1991)

预 后 术前TM浓度增加，术后降低，表 示这些TM对此肿瘤有预后价值。 在病程监测中，TM的浓度增加或 降低与疾病的预后密切相关。

预 测 PPV：阳性时患肿瘤的可能性 NPV：阴性时不患肿瘤的可能性 PPV和NPV与灵敏度、特异性和 患病率有关 预 测 PPV：阳性时患肿瘤的可能性 NPV：阴性时不患肿瘤的可能性 PPV和NPV与灵敏度、特异性和 患病率有关 TM的灵敏度、特异性、PPV、 NPV不是固定不变的，而是依赖 于选定的临界值。

第二节 常见的肿瘤标志物及其应用评价

正常参考范围的建立 参考值： 为了评估一个肿瘤标志物的有用 性，必须建立参考值，计算期望值评 价标志物的分布和决定这些值在疾病 处理中的作用。

临界值与参考值 对TM而言，以参考值表示基本无意义， 应以临界值来表示。 TM在实际应用中注重的是最佳临界值， 即区分“正常”的分界线。它不同与参 考值的运用，因为参考值来自一组对照 人群，而临界值是根据金标准确诊为病 人和对照两组人群所确定的。

正常参考范围的建立 正常人群的平均值±2SD 0.5 99.5

临 界 值 临界值由三方面决定 根据金标准确定病人和对照两组例数相 似的人群，并测出各组的实验数据。 用该实验数据的不同域值区分阳性和阴 临 界 值 临界值由三方面决定 根据金标准确定病人和对照两组例数相 似的人群，并测出各组的实验数据。 用该实验数据的不同域值区分阳性和阴 性的不同分界点，分别计算灵敏度和特 异性。 绘制ROC曲线，最接近左上角的点即 为最佳临界值，其灵敏度最高，特异性 最强。

良好的TM特异性应为95%，并以此值来考虑灵敏度。如果几种TM对某一肿瘤具有大致相当的灵敏度，应选择特异性最高的TM。如果考虑良性疾病TM升高的因素，而特异性保持不变，应将临界值略为提高，即设置边界区（borderline zone)，如TM在边界区内，应进一步明确诊断。 ROC曲线

临界值应根据需要确定 选择临界值不能同时提高灵敏度 和特异性。 将临界值提高，特异性增加但灵 敏度降低。 将临界值降低，灵敏度提高但特 异性下降。

一、肿瘤胚胎性抗原标志物 许多只应在胚胎期才具有的蛋白质随胎儿出生而逐渐停止合成和分泌，但在肿瘤状态时，机体中一些基因被激活，使机体重新生成和分泌这些胚胎期和胎儿期的蛋白。这些蛋白尽管与肿瘤组织不一定具相关性，但与肿瘤的发生有着内在联系，是一类较常见的肿瘤标志物。

（一）癌胚抗原（CEA） CEA于1965年被发现，用人直肠癌组织抽提物免疫动物所获抗血清经正常人直肠组织抽提液吸收。此抗血清能与肿瘤组织反应而不与正常组织反应。由于这种抗原也能在胚胎组织中发现，故称“癌胚抗原”。

CEA在正常情况下由胎儿胃肠道上皮、胰和肝细胞合成，分子量为22000，编码CEA的基因位于19号染色体。CEA经胃肠道代谢，肿瘤状态时CEA进入血和淋巴循环，使血清CEA上升。

正常群体CEA值：<3μg/L；吸烟者<5μg/L 清中含量很低。 CEA>60 μg/L：结肠癌、直肠癌、胃、肺癌 癌肿浸润、转移时CEA明显升高，手术后6周 CEA水平可恢复正常。 持续升高：预后不良

不同来源的体液中检测CEA，可判断不 同组织的癌肿。如： 胰液、胆汁：胰腺或胆道癌 浆液性渗出液：细胞学检查的辅助手段 尿液：膀胱癌

良性肿瘤时CEA亦可升高： 肝硬化（45%） 肺气肿（30%） 直肠腺癌（5%） 良性乳房疾患（15%） 溃疡性结肠炎（15%）

癌肿时CEA升高： 直肠癌 70% 胰腺癌 55% 肺癌 45% 卵巢癌 25% 胃肠癌 50% 膀胱癌 40% 乳腺癌 40%

临床中的应用 不宜作筛查：假阳性和假阴性 临床分期：与发展和转移有关 治疗评估：监测作用 乳腺癌患者：判断是否肺部或骨转移 肺癌患者：辅助区分小细胞肺癌

（二）甲胎蛋白（AFP） 甲胎蛋白是一种肝细胞和生殖细胞（非精原细胞）恶性肿瘤的标志物，分子量为70000 的糖蛋白。 AFP在胚胎发育期由卵黄囊和肝脏大量合成，是胎儿循环中的主要蛋白之一。婴儿出生后水平下降，至18月降至正常人水平。

正常成人：血清<10μg/L 母体妊娠：14周起上升至 2~3 g/L，逐渐 下降，足孕时70mg/L。婴儿出生后AFP 迅速下降。 良性肝病：可见AFP升高，但多<200μg/L AFP>500μg/L：多见于原发性肝癌，与肿 瘤组织大小相关。

AFP在临床中的应用 可用于筛查 判断预后 调整治疗

二、糖类抗原标志物 糖类抗原标志物是由肿瘤细胞分泌的或者是肿瘤细胞表面的抗原。针对这些抗原的单克隆抗体已成为临床上较为有用的肿瘤标志物，比天然分泌的标志物（如酶和激素）更敏感。

（一）糖类抗原12-5（CA125） 是卵巢癌和子宫内膜癌的肿瘤标志物 分子量为20万的糖蛋白 可被单克隆抗体OC125所识别 在卵巢肿瘤上皮和Mullerian副肾管来 源的病理和正常组织中表达，其生物 学功能不明。

糖类抗原12-5（CA125） 正常人血清中CA125的临界值为35U/ml

CA125在卵巢癌，尤其是上皮性卵巢 癌、子宫内膜癌可出现升高，还可在 肺癌、宫颈癌等肿瘤状态时升高。 CA125在子宫内膜异位症、1%的健 康妇女、3%的患良性卵巢疾病妇女 及其他非肿瘤患者也可见到升高。

CA125的临床应用 卵巢癌的辅助诊断 观察病情及预测预后 --血清CA125升高（或降低）2倍的患者 中大于80%的病例为病情进展（或消退） --CA125>35U/ml的病人中有95%在第二次 手术时仍有肿瘤存在

早期复发的监测 75%的患者在肿瘤复发前一年左右时间CA125的水平就已升高

CA125的临床应用 CA125升高：90%的卵巢癌Ⅲ和Ⅳ期 50%的Ⅰ期和90%的Ⅱ期 CA125升高水平与肿瘤大小和分期有关

CA125的临床应用 卵巢癌和良性卵巢疾病的鉴别诊断 连续测定CA125 8%的良性患者CA125大于65U/ml，而恶性患者占75% 通常认为血清CA125的连续检测有助于提高卵巢癌的阳性预测值，近年来不断有报道，血清CA125联合血清CA199联合应用也可以提高诊断的准确率。另外，血清CA125的检测对浆液性卵巢腺癌的诊断率更高。而且血清CA125越高，恶性肿瘤的可能性越大，尤其是大于65U/ml 。

CA125的临床意义 术后 CA125 的升高是癌肿复发的重要标志， 当CA125大于65U/ml时则不需作第二次手术探查

CA125的临床应用 9.8 12/122 子宫肌瘤 8.3 2/24 慢性输卵管炎 40.4 19/47 急性输卵管炎 非卵巢疾病 10.4 31/299 所有良性卵巢 14.3 1/7 纤维瘤 6.8 5/74 畸胎瘤 卵巢疾病 患者数 比例（%） CA125>35U/ml 良性疾病

小 结 CA125，尤其是与其他方法联合应用可以用于： --卵巢肿瘤的鉴别诊断 --监测疗效 --跟踪复发 --预测预后

（二）糖类抗原19-9（CA199） CA19-9是胰腺、胃和肠癌的标记物。 正常人群血清CA19-9阳性的临界值为 37U/ml

癌组织中的浓度要高于正常组织或 炎性组织；是胰腺癌诊断较好的指 标，还可用于胃肠癌的检测和筛选。 伴有黄疸的良性疾病患者也可出现 CA19-9升高，但一般不>120/ml， 经临床处理后可恢复到正常值范围。

CA19-9的临床应用 诊断 --可以作为胰腺和胆管癌较好的标志物用于临床，胰腺癌的阳性率可达70%~92%，胆管癌为66.7% --对胃癌、肝癌和结直肠癌的阳性率分别可达25%~60%、56%~60%，18%~58%

疗效监测 治疗中及术后含量下降乃至正常表示治疗方案正确 复发跟踪 升高可作为肿瘤复发转移的亚临床诊断或重要的辅助诊断指标

CA19-9水平在胰腺癌诊断中反应参数的比较 反应参数 CA 19-9 敏感性 81 % 76 % 66 % 特异性 PV+ PV- >37 U/ml >72 U/ml >170 U/ml 敏感性 81 % 76 % 66 % 特异性 79 % 90 % 95 % PV+ 80 % 89 % 93 % PV-

三、酶类标志物 根据来源可分为两类： 组织特异性酶：因组织损伤或变化使 储存在细胞中的酶释放（如前列腺特异 性抗原） 非组织特异性酶：主要是肿瘤细胞代谢 加强，特别是无氧酶酵解增强，大量释 放入血液中（如已糖激酶）

（一）前列腺特异性抗原（PSA） 属于器官特异性抗原，不具备肿瘤特异性 PSA属于酶类肿瘤标记物，具有糜蛋白酶 样和胰蛋白酶的活性 PSA在正常男性含量小于4g/L

游离PSA在正常男性含量小于1g/L 前列腺癌、前列腺增生、前列腺炎和 前列腺损伤都会导致血清PSA升高 血清 PSA在男性其他正常组织中和患 其他癌肿时血清PSA都不会升高

前列腺癌的诊断 64 43 58 总准确率 89 91 PV-(%) 40 28 33 PV+ (%) 59 27 44 特异性(%) 79 92 86 敏感性(%) 血清PSA 超声 直肠指检 诊断方法

Y Y PSA的检测 Total PSA 检查 Free PSA 检查 ACT PSA ACT PSA PSA66MAb PSA66MAb

PSA的临床应用 50岁以上男性每年普查1次 治疗前 治疗中 治疗后 第一年每年4次 第二年每年2次 第3-5年每年1次

小 结 绝大多数的前列腺癌患者血中PSA上升 PSA被广泛用来诊断前列腺癌 F-PSA+PSA：提高特异性 小 结 绝大多数的前列腺癌患者血中PSA上升 PSA被广泛用来诊断前列腺癌 F-PSA+PSA：提高特异性 F-PSA/PSA比值 ：鉴别诊断

（二）神经原特异性烯醇化酶（NSE） 同功酶类肿瘤标志物，正常仅存于神 经组织和红细胞中 正常人血清值为< 13g/L 小细胞肺癌、神经母细胞瘤和神经内 分泌肿瘤及脑损伤时升高 待测标本绝对禁止溶血，溶血可出现 NSE血清水平升高

NSE的临床意义 NSE在小细胞肺癌中的阳性率明显高于对照组，NSE可作为小细胞肺癌的高特异、高灵敏的肿瘤标志物

跟踪监测癌肿病情进展和疗效判断 --肺癌 NSE高于11.8 µg/L预示肺癌患者生存 期较短 化疗24小时后 NSE下降是治疗效果良 好的标志

其他癌症 癌症复发的早期标志，尤其是存在胸腔、肝、骨骼、脑、脊髓转移 NSE升高的癌症患者5年存活率仅为5%~12%

NSE的临床应用 60.9 66.8 PV- (%) 100 84.2 PV+ (%) 93.7 特异性(%) 43.0 敏感性(%) 鉴别小细胞肺癌与良性肿物 鉴别小细胞与非小细胞肺癌 NSE 反应参数

肿瘤标志物对分型的比较 阳性率 Ebert, W., et al. Anticancer Research, 1996,16:2161-2168

四、激素类肿瘤标志物 不同类型的恶性肿瘤可分泌不同种类的异生性激素或分泌出同一种的激素，而同一种肿瘤细胞可分泌一种或多种不同的异生性激素。 激素类肿瘤标志物根据分泌激素的部位不同而分为正位性激素和异位性激素两类。 不同类型的恶性肿瘤可分泌不同种类的异生性激素或分泌出同一种的激素，而同一种肿瘤细胞可分泌一种或多种不同的异生性激素。

人绒毛膜促性腺激素（HCG） 糖蛋白类激素，由蛋白核心与位于 羧基端的以唾液酸为终止的侧链组成 两个亚基组成:  & : 与 - LH, TSH 和 FSH相同 :与-LH有交叉 由合胞体滋养层细胞产生 被证实是一种原始物质 (可作为一种有用的肿瘤标志物)

hCG Epitopes     Free  Free  Intact hCG 11

Free -hCG Assay    Detecting Antibody Catching Antibody 13

HCG 临床应用： HCG上升：几乎所有绒毛膜上皮细胞 癌、70%的非精原细胞性睾丸癌，胃 肠道、肺、 乳腺肿瘤时亦可见 可用于监测治疗

五、肿瘤标志物的联合应用 肺癌：NSE、CYFRA21-1、CEA 乳腺癌：CA153、CEA 肝癌：AFP、AFU、CEA、AKP同工酶 胰腺癌：CA242、CA199、CA50 卵巢癌：CA125、CEA、CA199、HCG 联合应用可大大提高检出的灵敏度和特异性