影响因素

1.肿瘤标志物具有特异性和非特异性的双重特点。

2.各种肿瘤特性的不同,如肿瘤的分期、大小、定位、组织来源及转移趋向等的不同。

3.各种抗体的不同,如多克隆抗体、单克隆抗体、抗体决定簇和抗体亲和性等的不同。

4.各种检测系统的不同,如检测原理、标记物、实验条件、检测技术、检测仪器和检测敏感度等的不同。

5.检验人员的专业水平和技术经验、以及实验室条件和实验的可靠性等的差异。

(1)甲胎蛋白(AFP)

分子量约为7万的糖蛋白,由590个氨基酸组成,存在于胎儿肝脏和卵黄囊。 主要用于原发性肝癌的诊断和分类,以及非精原睾丸癌、畸胎瘤等的诊断,是唯一一种和癌症有明确特点关系的TM。在妊娠妇女和某些肝炎、肝硬化病人中轻度增高。利用亲和电泳和免泳固定技术可将AFP分为L1、L2、L3型。其中L3型是肝细胞癌早期特异性标志物,在检测小肝癌和区别肝癌与良性肝病有很大价值。某些病理类型的肝癌(如假腺管型)细胞可能不分泌AFP。

(2)癌胚抗原(CEA)

分子量约180万的多糖蛋白复合物,位于胚胎和胎儿期的肠粘膜中。 分泌CEA的肿瘤大多位于空腔脏器。首选为结、直肠癌的标志物,特别是大肠癌,其次为胃、肝、肺、胰、乳腺癌的标志物。腺癌常高于上皮癌。未患癌人群中吸烟者有轻度增高。胰液和胆汁内CEA 含量可用于诊断胰腺或胆道癌,尿液中CEA含量可作为判断膀胱癌预后的参考。血清CEA结合甲状腺钙素测定,有助于甲状腺髓样病的诊断和复发的估计。

(3)血清β2微球蛋白(β2 -MG)

分子量为11500的低分子量蛋白,为淋巴细胞、巨噬细胞分泌。临床用于诊断多发性骨髓瘤。在肾功能不良时也升高。

(4)血清铁蛋白(SF)

分子量为43-45万的大分子蛋白,作为储存铁,存在于肝、脾和骨髓中。临床为诊断隐性贫血较灵敏的指标。癌细胞具有较强合成SF的能力,可协助对肿瘤的诊断和预后估计。

(5)前列腺酸性磷酸酶(PAP)和前列腺特异抗原(PSA)

PAP为分子量约十万的糖蛋白,酸性磷酸酶同功酶之一,是细胞的溶解体和分泌物的正常成分。具有组织特异性,主要用于诊断前列腺癌。

PSA是前列腺上皮细胞分泌的一种激肽释放酶样的蛋白酶,分子量为33000的单链糖蛋白。前列腺癌时PSA检出率为70%~90%,在良性前列腺组织增生和女性乳腺癌时也可升高。 F-PSA占T-PSA10%~20%,前列腺癌时结合型PSA显著增加,故F-PSA/T-PSA比值下降。

(6)人绒毛膜促性腺激素(HCG)

由胎盘滋养层细胞所分泌的一类分子量为4.5万的糖蛋白类激素,含有145个氨基酸,由两个独立的氨基酸肽链α及β亚单位组成。肿瘤细胞以分泌β亚单位为特征。是绒毛膜上皮癌和恶性葡萄胎的肿瘤标志物。在性腺器官如卵巢、睾丸等发生胚胎性癌时也可检出,可作为这些疾病的疗效监测和预后判断。少数肺癌、子宫内膜癌、子宫颈癌和白血病等恶性肿瘤亦能发现β-HCG升高,但阳性率不高。

(7)神经特异性烯醇化酶(NSE)

是烯醇化酶的一种同工酶,分子量约为87000, 是神经元、神经内分泌细胞中参与糖酵解的酶。肿瘤组织中糖酵解作用加强,细胞增殖周期加快,细胞内的NSE释放进入血液,导致在血清中含量增加。是小细胞肺癌首选的TM(敏感性70%~80%)。在神经母细胞瘤时升高。脑脊液中NSE可作为脑损伤、脑梗死的诊断指标。

(8)细胞角蛋白相关TM

细胞角蛋白(CK)参与构成上皮细胞骨架。依其氨基酸序列不同分为CK1~CK20共20种。Cyfra21-1为角蛋白19的片断,适用于非小细胞肺癌(总的敏感性52.9%)的诊断,尤其是鳞癌。

(9)鳞状上皮癌相关抗原(SCCA)

为组织抗原,可由妇女生殖道上皮以及不同器官的磷状上皮癌分泌。为宫颈鳞癌的首选TM,也用于肺、食管、口腔、颌、面鳞癌,敏感性比Cyfra21-1低。

(10)胃蛋白酶原Ⅰ、Ⅱ(PGI、II)

PGⅠ见于胃底粘膜的主细胞、颈粘液细胞及主颈粘液移行细胞;PGⅡ见于胃底腺主细胞、幽门腺、十二指肠腺。胃几乎是PG的唯一来源,PG变化能够反映出胃粘膜功能变化。胃癌患者血清PGⅠ、GⅠ/Ⅱ比值明显下降。

日本学者以血清PGⅠ<70ng/ml、PGⅠ/ PGⅡ比值<3为临界值,对胃癌的敏感性和特异性分别为84.6%和73. 5%。在对一万余人进行健康体检筛查时发现,有20%左右的人PGI水平降低,进一步作胃镜检查,确认胃癌21例,其中早期胃癌19例。

(11)糖类抗原(CA)

CA19-9 属糖脂,其中粘蛋白分子量为106D,抗原为3.6×104D,由各种癌细胞、胎儿胃肠道、上皮和一些粘液细胞产生。

在由内胚层细胞分化来的多种上皮类恶性肿瘤血清中均可见升高。主要用于诊断消化道肿瘤,以胰腺癌的特异性最高,其次为结、直肠癌。

(12)生长激素(HGH)

HGH是一种蛋白质类激素,由脑垂体分泌,通过血液传输到全身。恶性肿瘤所分泌的异位激素,如垂体腺瘤、肾、肺等器官肿瘤均会引起HGH含量的升高,因此HGH的检测有利于肾癌、肺癌及垂体瘤的联合诊断。

(13)其他

组织多肽抗原(TPA)作为组织相关抗原,主要用于消化道肿瘤、肺癌和乳腺癌等的诊断。组织多肽特异性抗原(TPS)更能提供肿瘤复发、转移和进展的信号。膀胱癌抗原(UBC)主要用于膀胱癌的诊断。

几种新的肿瘤标志物

(1)NMP22(nuclear matrix protein 22)

核基质蛋白22。膀胱移行上皮癌患者尿液中NMP22明显高于正常人,有80%的特异性和准确性。尿路损伤可暂时、轻微升高。为非侵入性操作,对上尿路肿瘤的筛选有优势,特别适合复发患者的随访。 2000年FDA通过的ELISA试剂盒,标本为尿液,血尿对检测无影响。

NMP22与细胞学诊断膀胱肿瘤的敏感性的比较(G为恶性程度)

(2)Survivin

为凋亡抑制蛋白(inhibitor of apoptosis protein,IAP),正常终末期细胞不表达,胚胎期及肿瘤细胞表达。各种肿瘤细胞都有一定的阳性率。特别是对膀胱移行上皮癌有100%的阳性率(RT-PCR),特异性>90%。现有ELISA试剂盒(尿液标本),优点同上。

uPM3

检测PCA3。PCA3是一个特异在前列腺癌表达的蛋白质,而且表达量大。通过检测尿液中PCA3是诊断前列腺癌的又一新指标。 uPM3试验的特异性和敏感性都超过tPSA仅次于前列腺活检。

理想的肿瘤标志物特点和临床意义

1)敏感性高 (指在患某种肿瘤的病人中出现阳性检测结果的频率,也就是真阳性率) 能早期检测出肿瘤患者,可用于肿瘤普查。

AFP普查在我国是筛选和诊断无症状小肝癌的最主要方法。提高了早期肝癌的检出率和5年生存率。前列腺酸性磷酸酶PSA是第一个由美国推荐用于筛查50岁以上男性前列腺癌的肿瘤标志[3]。

2)特异性好 (指没患某肿瘤的人中出现阴性检测结果的频率,也就是真阴性率)能准确鉴别肿瘤/非肿瘤患者。

在肿瘤高危人群的筛选中,如家族性甲状腺髓样癌的亲属中患该癌症的机会比一般人群高,对这些高危人群检测降钙素水平有助于筛选出可能患早期甲状腺髓样癌的患者。

3)有器官特异性,可用于肿瘤的诊断和鉴别诊断 PSA不同于其他组织中酸性磷酸酶,可用于前列腺癌的诊断和判断转移癌是否来自前列腺;用CEA和NSE可区别胃肠道肿瘤是腺癌(CEA阳性,NSE阴性)还是类癌(CEA阴性、NSE阳性);恶性淋巴瘤的诊断和分类:如CD20(L26)-B细胞; CD3-T细胞;CD56-NK细胞; CyclinD1-套细胞;TdT-淋巴母细胞; Ki67-Burkitt淋巴瘤等。

4)肿瘤标志物水平与肿瘤体积大小、临床分期相关,用以判断预后 PSA水平可辅助前列腺癌诊断分期;在卵巢上皮癌组织HER-2 过表达对患者具有预后价值。

5)可反映肿瘤的动态变化,监测治疗效果、复发和转移 在肿瘤治疗前、中、后检测肿瘤标志物的水平可帮助了解治疗效果,监测肿瘤有无复发和转移,如CEA对大肠癌、AFP对肝癌、HCG对绒毛膜癌的监测、CA125监测上皮性卵巢癌。

6)可为临床选择化疗药提供依据 化疗失败的主要原因是肿瘤产生了耐药性。肿瘤产生耐药性与多种因素有关,如多药耐药基因(MDR1)、谷胱甘肽-S-转移酶(GST-π)、拓扑异构酶II(TOPOII)等。其中最重要的是MDR1表达增高及其编码产物的p-糖蛋白(P-gp)增多。许多肿瘤在化疗前即有MDR1表达增高,在化疗后比例更高。

克服肿瘤化疗耐药的策略:根据检测MDR1、P-gp、TOPOII、GST-π结果选择非耐药类的化疗药;采用耐药逆转剂,疗效较为满意的代表药物有异博定、环孢素、利血平、酚噻嗪等。

7)可为临床提供靶向治疗依据 90%的B细胞淋巴瘤表达CD20抗原。1997年美国FDA通过用于临床的第1个单抗-Rituximab(美罗华)。它的抗瘤机制是通过抗体依赖性细胞毒作用和补体介导的细胞毒作用杀伤CD20阳性B淋巴细胞。 2001年,由法国、比利时、瑞士的86个中心完成的临床试验,比较美罗华与CHOP化疗联合使用与单一CHOP化疗治疗弥漫性大B细胞淋巴瘤,结果联合组完全缓解(CR)率明显提高(76% 对 63%,P=0.005)而且不显著增加临床毒性。美罗华与IL-12联合的II期试验43例成人B细胞淋巴瘤,结果显示69%的患者达到CR或部分缓解(PR)。

FDA推荐在每例原发性乳腺癌和转移病灶中检测ER和PR,无论是绝经期前后,还是辅助治疗或姑息性治疗,激素受体状况决定患者是否从内分泌治疗中获益。

FDA批准使用荧光原位杂交法检测C-erbB-2/ HER-2基因。25%~30%的乳腺癌患者HER-2呈过度表达,1998年FDA通过第2个用于临床的单抗-Trastuzumab (Herceptin 赫赛汀)。赫赛汀治疗HER-2过表达的乳腺癌患者,HER-2过表达的水平越高疗效越好[11]。469例化疗与赫赛汀联用和单用化疗在HER-2阳性转移性乳腺癌患者表明联用能显著提高疗效,延长中位生存期。

bcr-abl融合基因及其蛋白产物是慢性髓细胞性白血病(CML)慢性期发病的单一原因,而STI571(Gleevec)可特异性地抑制bcr-abl酪氨酸激酶,彻底切断异常酪氨酸激酶的信号传导,从而达到抗肿瘤作用。目前STI571经FDA批准,用于治疗干扰素治疗失败的CML慢性期、危象期以及加速期。用STI571治疗了54例干扰素治疗失败的CML慢性期患者,完全血液学反应率为98%(53/54),54%的患者产生细胞遗传学反应(29/54),其中13%的患者达到完全细胞遗传学缓解(7/54)。

STI571在治疗48例复发或难治性Ph(+)的急性淋巴细胞性白血病完全血液学缓解率19%,完全骨髓缓解率10%。

临床应用

由于各标志物有组织特异性,在同一肿瘤可以出现几种肿瘤标志物,又可在不同肿瘤出现同一种肿瘤标志物,因此提出了多种标志物联合监测的必要性。根据不同肿瘤和不同肿瘤标志物的特性,适时、适当选择特定肿瘤标志物非常重要。目前不少肿瘤标志物的临床价值尚不确定,并缺乏标准化的试剂、质控标准和测定方法。不经选择就进行多种标志物联合检测达不到提高检测效率,还会增加检测成本。肿瘤标志物并非联合越多越好,应以最少的联合达到最佳的效果,选择出常见肿瘤的最佳标志物组合。

(1)肺 癌

CEA对肺腺癌较为敏感并且其阳性率随病程发展而增高。

SCC和Cyfra21-1对肺鳞癌敏感。

NSE是小细胞肺癌的良好标志物。

血清CA125水平高于70μg/L的肺癌患者均属于晚期。组织多肽抗原(TPA)和Cyfra21-1水平增高提示晚期肺癌。

GST-π在鳞癌和腺癌中表达阳性率分别为94%和70%,但在小细胞肺癌中表达很低。GST-π和NSE可作为不同病理类型肺癌鉴别诊断的重要检测指标。

在肺原发性肿瘤中,良性者p16表达89%以上,随着癌组织分化程度的降低p16的表达也降低,特别是小细胞癌最低,故p16可提示肿瘤细胞的增殖活性并可预报预后。

(2)鼻咽癌

SCC和Cyfra21-1对鼻咽鳞癌敏感。

CEA对鼻咽腺癌较为敏感。

DR70蛋白对鼻咽癌的敏感性为84.8%,可与EBV IgA /VCA联合应用,提高鼻咽癌诊断水平。

(3)原发性肝癌

AFP是原发性肝癌的首选标志物,但仍有25%~35%的原发性肝癌患者血清AFP呈阴性或低浓度阳性。如AFP、AFP异质体与B超检查结合,可在症状出现前6~12个月作出诊断,使小肝癌诊断率提高到97.5%。AFP、AFP异质体也是反映病情变化和治疗效果的敏感指标,有助于检出亚临床期复发与转移。肝癌CA19-9 阳性率为64.6%。此外,γ-谷氨酰转移酶(γ-GT)、谷胱甘肽S-转移酶(GSTs)和脱-γ-羟基凝血酶原(DCP)等有较好的诊断价值,其中以γ-GT和GSTs敏感性和特异性最佳,对于小肝癌及AFP阴性肝癌诊断有重要意义。

(4)食管癌

SCC和Cyfra21-1对食管鳞癌敏感。食管癌患者外周血中CD44%升高可提示肿瘤复发或属于晚期病人。

(5)胃癌

CEA、CA72-4、CA19-9是较好的联合检测胃癌指标,可显著提高胃癌诊断的阳性率,有助于观察疗效和发现复发。

日本利用PGI、PGII进行人群普查,使胃癌的早诊率提高到了90%。PGI/PGII比值降低是胃癌和胃腺瘤的高危信号。

在胃癌组织中H-ras(p21)过表达和淋巴结转移状态密切相关。

胃癌患者外周血中CD44百分比升高与肿瘤发生部位、肿瘤大体类型、肿瘤大小、肿瘤分化程度、淋巴结转移情况、临床分期、年龄均有相关性。

(6)结、直肠癌

CEA和CA24-2联合检测是最佳标志物组合,可显著提高诊断结直肠癌的敏感性和准确性。也可用于结、直肠癌术后疗效评价、病情分期和复发监测。血清CEA水平变化与结肠癌Duke分期密切相关。当发生肝转移时,CEA升高更为明显。

美国推荐在结直肠癌术前CEA检测有助于分期和制定治疗计划。但不应以CEA指标确定是否进行辅助化疗。推荐术后2年或2年以上每2~3个月检查1次血清CEA,若CEA升高,有必要进一步检查转移灶,但不推荐单用CEA作为常规疗效监测指标。p53和ras也不作为筛选、诊断、分期和疗效监控指标。

肠癌患者外周血中CD44百分比升高与肿瘤发生部位、肿瘤大体类型、肿瘤大小、肿瘤分化程度、淋巴结转移、临床分期、性别、年龄均有相关性。

(7)胰腺癌

CA19-9对胰腺癌的敏感性达80%,血清中含量的高低提示手术的难易程度,CA19-9低者预后较好;肿瘤复发时,CA19-9可再度升高。如果联合CA 24-2、CEA则可把诊断率提到90%以上。CA125、CA50在胰腺癌也有一定的敏感性。

(8)乳腺癌

FDA推荐监测ER、PR和HER-2基因,为临床提供治疗依据。

CA15-3对早期(I、II期)乳腺癌阳性率较低。有研究显示CA15-3升高较临床症状及其他试验提前5.3个月提示乳腺癌复发。

CEA对乳腺癌早期阶段敏感性较高。CA15-3、CEA、Cyfra21-1联合检测有助于提高乳腺癌诊断和病情监测的敏感性和特异性。但FDA不推荐作为乳腺癌筛选、诊断、分期和常规疗效监测检查,在缺乏可测量病灶时,CEA升高提示治疗失败。在乳腺癌中检测p53和组织蛋白酶D无临床意义。

有报道检测乳腺癌组织中的P-gp表达与否,对病人的预后判断、治疗方案的选择以及联合应用MDR逆转剂有积极的意义。

(9)卵巢癌

CA125是卵巢癌上皮癌的首选标志物[6],但主要在卵巢浆液性癌及未分化癌中的阳性率比较高,而在粘液性癌中则阳性率比较低。CA125的升高较临床上能检查到肿瘤要早3~6个月。CA125和CA19-9联合检测提高了卵巢癌诊断的敏感性(91.6%)。CA 125对卵巢癌的疗效和复发监测也有重要价值。应于术后第6天开始测定CA 125,然后依照其半衰期随查,CA 125半衰期若≤25天,经过减瘤术后化疗达到病理完全缓解(CR)的机率较半衰期>25天的高3.585倍,半衰期长者显示预后差,应给予加强治疗。如果CA 125不能恢复到正常范围,应考虑到有残留肿瘤的可能性。卵巢癌治疗后的1年中,应每3个月检测1次CA 125,1年后每6个月测定1次。

CA125与CA72-4联合检测,两者均阳性时特异性为100%,两者均阴性时,说明无残余肿瘤。

AFP是生殖腺内、外胚胎性肿瘤的首选标志物。AFP升高提示肿瘤组织中存在有内胚瘤成分,卵巢内胚窦瘤中特异性AFP升高,可用于诊断、疗效观察和预后判断。

β-HCG检测有利于绒毛膜癌进行临床分期、疗效观察和预后判断。

(10)宫颈癌、宫内膜癌

SCC和Cyfra21-1对宫颈鳞癌敏感。

CEA对宫颈腺癌、宫内膜腺癌较为敏感。

ER和PR可作为宫内膜癌常规检测内容并指导内分泌治疗。

检测HPV可辅助诊断宫颈癌。

(11)前列腺癌

PSA是诊断前列腺癌最敏感的指标,血清PSA水平与前列腺癌肿瘤体积成一定比例关系,PSA水平越高,病情越重,预后较差。

f-PSA和总PSA(t-PSA)的联合应用,采用f/t比值可以明显提高诊断的敏感性,可作为良、恶性的鉴别指标。

(12)睾丸癌

血清AFP和β-HCG可进行临床分期、疗效观察和预后判断。

(13)膀胱癌

NMP22已由FDA批准用于膀胱癌患者监测。但良性泌尿生殖系统疾病的假阳性率很高。

检测尿中UBC也是FDA批准用于监测膀胱移行细胞癌。

Cyfra21-1用4ng/ml标准,其对膀胱癌检出的敏感性可达96%,特异性可达74%。不仅对诊断,还可作为随访,预测复发。

FCM检测尿液,膀胱冲洗液DNA可预测患者治疗后肿瘤复发可能性。

(14)白血病和淋巴瘤

T细胞来源:CD2、CD3 (CD4、CD8 ) 、CD5、CD7

B细胞来源:CD19、CD20、CD22

造血干细胞:CD34

各期髓细胞:CD13、CD14、CD33、MPO(髓过氧化物酶)

红白血病:GlyA(血型糖蛋白A)

巨核细胞白血病:CD41、CD42、CD61

霍奇金病:CD15、CD30

Ph1、bcr-abl融合基因检测有利于靶向治疗。

FCM动态观察白血病化疗前后DNA可发现微小残留病变。

多种TM的联合检测及临床应用

一般肿瘤治疗后4-8周,如果TM的浓度明显降低至正常水平,则表明肿瘤已基本消除;如果浓度降低很少,甚至不降低,则表明肿瘤还在增生或治疗后复发,也可能发生转移。目前单一标志物的检测灵敏度及特异性尚难满足临床对早期诊断、疗效及预后评估的要求,故多采用联合检测的方法。

遗传标志物检测的临床应用

遗传标志物(基因肿瘤标志物):在正常细胞转化成恶性细胞的整个演变过程,均涉及到癌基因及相关基因的活化、抑癌基因的失活以及某些染色体片段的丢失。