肿瘤标志物测定

一、肿瘤标志物

【概述】肿瘤标志物(tumor marker,TM)是指在肿瘤的发生和增殖过程中,由肿瘤细胞本身所产生的或者是由机体对肿瘤细胞反应而产生的,反映肿瘤存在和生长的一类物质,包括蛋白质、激素、酶(同工酶)、多胺及癌基因产物等。肿瘤抗原可以是肿瘤标志物,但肿瘤标志物不一定是肿瘤抗原。肿瘤患者血液或体液中肿瘤标志物的检测,对肿瘤的辅助诊断、鉴别诊断、疗效观察、病情监测以及预后评价具有一定的价值。

【特性】①灵敏度高;②特异性好;③能对肿瘤进行定位;④与病情严重程度、肿瘤大小或分期有关;⑤监测肿瘤治疗效果;⑥监测肿瘤的复发;⑦预测肿瘤的预后。但至今还没有一种肿瘤标志物能完全满足上述要求。

【分类】肿瘤标志物可存在于细胞表面、细胞质、细胞核和细胞外(血液、体液)中。肿瘤标志物的分类和命名尚未完全统一,体液中的肿瘤标志物一般分为胚胎抗原类、糖链蛋白类、激素类、酶和同工酶类及癌基因产物类等。

1.胚胎抗原类　如AFP、CEA等,是从肝癌、结肠癌的组织中发现的,而胚胎期的肝、胃肠管组织也能合成,并存在于胎儿的血液中,因此称为胚胎抗原。

2.糖链抗原类　是用各种肿瘤细胞株制备单克隆抗体,来识别的肿瘤相关抗原,大多是糖蛋白或黏蛋白。

3.激素类　正常情况下不产生激素的某些组织,在发生恶变时能产生和释放一些肽类激素(异位内分泌激素)并导致相应的症候群,因此,这些异位内分泌激素升高也可作为肿瘤相关的标志物。

4.酶和同工酶类　当机体某个部位发生肿瘤时,肿瘤细胞代谢异常,使某些酶或同工酶合成增加;或由于肿瘤组织的压迫和浸润,导致某些酶的排泄受阻,使肿瘤患者血清中某些酶或同工酶活性异常升高。酶是较早发现并用于临床诊断的一类肿瘤标志物。

5.蛋白质类　β2-微球蛋白、铁蛋白等在肿瘤发生时会升高;多发性骨髓瘤时本-周蛋白阳性,是临床常用的肿瘤标志物。

6.癌基因产物类　癌基因的激活和抑癌基因的变异,可使正常细胞发生恶变,导致肿瘤的发生。因此,癌基因表达的蛋白可作为肿瘤标志物。

【影响因素】①肿瘤的大小和肿瘤细胞的数目;②肿瘤细胞合成和分泌肿瘤标志物的速度;③肿瘤组织的血液供应好坏;④肿瘤细胞是否有坏死和坏死的程度;⑤肿瘤细胞的分化程度和肿瘤的分期;⑥肿瘤细胞是否表达和合成肿瘤标志物;⑦肿瘤标志物在体内的降解和排泄速度。

【临床应用】①高危人群的筛查;②肿瘤的辅助诊断;③肿瘤治疗效果的评价;④肿瘤复发的监测和预后判断。

二、常见肿瘤标志物

(一)甲胎蛋白测定

【概述】甲胎蛋白(α-fetoprotein,AFP)是胎儿发育早期,由肝脏和卵黄囊合成的一种血清糖蛋白,氨基酸顺序与血清白蛋白极为相似,与不饱和脂肪酸有高度亲和性,因而推测其在向恶性增殖细胞传递这类物质的过程中起作用。电泳时位于白蛋白和α1球蛋白之间,胎儿出生后不久即逐渐消失。

【检测方法】常用方法有放射免疫法(RIA)、化学发光法(CLIA)、电化学发光法(ECLIA)、酶联免疫吸附法(ELISA)和金标记免疫渗滤法等。

【参考区间】正常成人血清中AFP的含量极低,<20μg/L。

【临床意义】AFP含量明显升高见于:①原发性肝癌,68.8%的患者AFP升高,常>300μg/L,但也有部分患者AFP始终不升高,尚未发现AFP含量与肿瘤大小、恶性程度等有关系;②病毒性肝炎与肝硬化,患者血清中AFP可有不同程度的增高,但一般在300μg/L以下,随着受损肝细胞的恢复,患者血清AFP的含量逐渐下降直至恢复正常;③生殖系统肿瘤和胚胎性肿瘤,如睾丸癌、畸胎瘤等;④妊娠,妇女妊娠3个月后,血清AFP含量开始升高,7～8个月达到高峰,一般在400μg/L以下,分娩后3周恢复正常。若孕妇血清或羊水中AFP异常升高,提示胎儿神经管缺陷、脊柱裂、无脑症等,AFP降低(结合孕妇年龄)提示未出生的婴儿有Down综合征的危险性。

【注意事项】

1.测定标本严重溶血影响结果,标本应置-20℃存放,避免反复冻融。

2.不同批号试剂不能混用,每批试剂应分别制作标准曲线。试剂用前应平衡至室温(18～25℃)。

(二)癌胚抗原测定

【概述】癌胚抗原(carcino-embryonic antigen,CEA)是一种结构复杂的可溶性糖蛋白,该家族已鉴定的有36种之多,主要的为CEA和非特异反应抗原(NCA)。主要存在于胃肠或肺来源有关的外胚层组织的癌细胞中。

【测定方法】常用方法有放射免疫法(RIA)、化学发光法(CLIA)、电化学发光法(ECLIA)、酶联免疫吸附法(ELISA)和金标记免疫渗滤法等。

【参考区间】正常情况下,血清CEA<5.0μg/L。各实验室应建立自己的正常参考区间。

【临床意义】CEA是一种广谱肿瘤标志物,虽然不能作为诊断某种恶性肿瘤的特异性指标,但在恶性肿瘤的鉴别诊断、病情监测、疗效评价等方面仍有重要价值。CEA测定不适用于普通人群的癌症筛查,因为CEA正常不能排除恶性疾病的存在。

血清CEA升高主要见于:①胃肠道(结肠、直肠、胰腺等)恶性肿瘤、肺癌、乳腺癌及其他恶性肿瘤CEA升高,往往超过20μg/L;②肠道息肉、结肠炎、肝硬化、肝炎、胰腺炎和肺部疾病等也可有不同程度的升高,但远低于恶性肿瘤,一般小于20μg/L;③吸烟者中约有33%的人CEA>5μg/L。

(三)CA15-3测定

【概述】CA15-3是由单克隆抗体115D8和DF3识别的黏蛋白型糖蛋白MUC-1抗原上的表位,存在于乳腺、肺、卵巢、胰腺等恶性的或正常的上皮细胞膜上。

【检测方法】常用方法有化学发光法(CLIA)、电化学发光法(ECLIA)、酶联免疫吸附法(ELISA)等。

【参考区间】正常妇女血清CA15-3<30U/ml。各实验室应建立自己的正常参考区间。

【临床意义】CA15-3对乳腺癌的诊断和术后随访监察有一定的价值,与其他临床和诊断措施相结合,CA15-3动态测定有助于Ⅱ期和Ⅲ期乳腺癌患者治疗后复发的早期发现,也可监测乳腺癌转移患者对治疗的反应性。

血清CA15-3升高主要见于:①乳腺癌,但在乳腺癌的早期阳性率较低约为30%,转移性乳腺癌阳性率可达80%;②其他恶性肿瘤,如肺癌、结肠癌、胰腺癌、卵巢癌、宫颈癌、原发性肝癌等也有不同程度的阳性率;③肝脏、胃肠道、肺、乳腺、卵巢等非恶性肿瘤疾病,阳性率一般低于10%。CA15-3的测定可辅助乳腺癌患者的治疗监测。

(四)CA125测定

【概述】CA125是一种大分子多聚糖蛋白,其抗原表位在黏蛋白的蛋白质部分而不在糖链上。存在于上皮性卵巢癌组织和患者的血清中。

【检测方法】常用方法有化学发光法(CLIA)、电化学发光法(ECLIA)、酶联免疫吸附法(ELISA)等。

【参考区间】正常妇女血清CA125<35U/ml。各实验室应建立自己的正常参考区间。

【临床意义】尽管CA125是非特异的指标,但却是迄今为止用于监测卵巢癌患者治疗效果、观察疾病发展的最重要指标。升高主要见于:①卵巢癌,阳性率约为61.4%。手术和化疗有效者CA125水平很快下降,若有复发,CA125升高可先于临床症状出现之前。因此,CA125是观察疗效、判断有无复发的良好指标。②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41.4%、结肠直肠癌34.2%、其他妇科肿瘤43%。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、肝硬化等疾病也有不同程度升高,诊断时应注意鉴别。④妊娠早期,CA125有升高。

(五)CA19-9测定

【概述】CA19-9是唾液Lewisx-α物质,是由5个糖单位组成的糖脂。其抗原表位在糖蛋白或糖脂上,为一个重复的表面结构。与胰腺癌、胆囊癌、结肠癌和胃癌相关,又称胃肠癌相关抗原。胚胎期间胎儿的胰腺、胆囊、肝、肠等组织存在这种抗原,但正常人体组织中含量极微,但在含黏蛋白的体液中,如唾液、精液、胃液、羊水、尿、卵巢囊肿液及胰腺、胆囊和十二指肠的分泌物中,CA19-9含量极高,故只能以血清或血浆为检测标本。

【检测方法】常用方法有化学发光法(CLIA)、电化学发光法(ECLIA)、酶联免疫吸附法(ELISA)等。

【参考区间】电化学发光法正常人血清<27U/ml。各实验室应建立自己的正常参考区间。

【临床意义】血清CA19-9升高主要见于:①胰腺癌、胆囊癌、胆管壶腹癌患者血清CA19-9水平明显升高,阳性率约为74.9%,尤其是胰腺癌晚期患者,血清CA19-9浓度可达40万k U/L,是重要的辅助诊断指标;②胃癌阳性率约为50%,结肠癌阳性率约为60%;③测定值高低与肿瘤大小无关,但是血清CA19-9水平高于10 000U/ml时,几乎均存在外周转移;④急性胰腺炎、胆囊炎、胆汁淤积性胆管炎、肝硬化、肝炎等疾病,CA19-9也有不同程度的升高,注意与恶性肿瘤的鉴别。

(六)前列腺特异性抗原测定

【概述】前列腺特异性抗原(prostate specific antigen,PSA)是一种由前列腺上皮细胞分泌的蛋白酶。正常人血清内含量极微,在前列腺癌时,正常的腺管组织遭到破坏,可见血清中PSA含量升高。由于PSA也存在于尿道旁和肛门旁腺体及乳腺组织中,因此,女性血清中也可测出低水平的PSA。在血清中PSA以两种生化形式存在,一部分是以低分子量的游离PSA(f-PSA)形式存在;大部分是以PSA和α1-抗糜蛋白酶、α2-巨球蛋白等结合的形式存在,称复合PSA(c-PSA)。临床上测定的总PSA(t-PSA),包括血清中f-PSA和c-PSA。

【检测方法】常用方法有化学发光法(CLIA)、电化学发光法(ECLIA)、酶联免疫吸附法(ELISA)等。

【参考区间】正常血清t-PSA<4.0μg/L,f-PSA<0.8μg/L,f-PSA/t-PSA>25%。各实验室应建立自己的正常参考区间。

【临床意义】血清PSA升高见于:①前列腺癌:但大约25%已明确诊断为前列腺癌的患者,其PSA水平正常;而大约有50%的良性前列腺疾病患者PSA水平增高。②前列腺肥大、前列腺炎和泌尿生殖系统的疾病,也可见血清PSA水平升高,故当PSA在4.0～10.0μg/L的灰区时,需进行f-PSA和f-PSA/t-PSA比值的测定,若t-PSA、f-PSA同时升高,而且f-PSA/t-PSA比值降低<10%时,则要考虑前列腺癌的可能,须进行前列腺穿刺活检来明确诊断。在采集患者的血标本前进行直肠指诊、前列腺按摩、导尿等,将会导致血清PSA升高,应注意避免。

(七)神经元特异性烯醇化酶测定

【概述】神经元特异性烯醇化酶(neuron specific enolase,NSE)是烯醇化酶的一种同工酶,以多种二聚体的形式存在,此酶在正常人脑组织中含量最高,起源于神经内分泌细胞的肿瘤组织也有异常表达。肿瘤组织糖酵解作用加强,细胞增殖周期加快,细胞内的NSE释放进入血液增多,导致此酶在血清内含量增高。

【检测方法】常用方法有化学发光法(CLIA)、电化学发光法(ECLIA)、酶联免疫吸附法(ELISA)等。

【参考区间】正常人血清<15μg/L。各实验室应建立自己的正常参考区间。

【临床意义】血清NSE升高见于:①NSE被认为是监测小细胞支气管癌的首选标志物,可用于鉴别诊断,监测小细胞肺癌放疗、化疗后的治疗效果;②用于神经母细胞瘤和Wilms瘤的诊断和鉴别诊断;③神经内分泌细胞肿瘤,如嗜铬细胞瘤、胰岛细胞瘤、甲状腺髓样癌、黑色素瘤、视网膜母细胞瘤等血清NSE也可增高;④血清NSE升高(<12μg/L)见于良性肺病和中枢系统疾病;⑤主要在CSF中升高者可见于脑血管脑膜炎、弥散性脑炎、脊髓小脑退化、脑缺血、脑梗死、脑内血肿、蛛网膜下腔出血、头部损伤、炎症性脑疾病、器质性癫、精神分裂症和克罗伊茨费尔特-雅各布综合征等。

【注意事项】NSE也存在于正常红细胞中,标本溶血会影响测定结果,因此采血时要特别注意避免溶血。

(八)α-L-岩藻糖苷酶测定

【概述】α-L-岩藻糖苷酶(α-L-fucosidase,AFU)是一种溶酶体酸性水解酶,广泛分布于人体各种细胞的溶酶体内以及血液和体液中,参与体内糖蛋白、糖脂和寡糖的代谢。血清AFU测定有助于原发性肝癌的辅助诊断、疗效观察、术后随访,可作为原发性肝细胞癌新的标志物。

【检测方法】速率法、终点法。

【参考区间】酶活性为<40U/L。各实验室应建立自己的正常参考区间。

【临床意义】血清AFU升高见于:①原发性肝癌患者血清中AFU活性明显升高,AFP阴性的肝癌患者中AFU也可见升高,因为AFU活性与AFP浓度无相关性,特别是小细胞肝癌患者,AFU阳性率显著高于AFP,因此,两者联合检测有较好的互补作用;②其他恶性肿瘤,如肺癌、结肠癌、乳腺癌、子宫颈癌等也可有部分病例升高;③慢性肝炎、肝硬化患者中部分病例AFU升高,随病情好转AFU下降,动态监测有助于与肝癌的鉴别;④妊娠期间,AFU升高,分娩后迅速下降;⑤胆管癌患者血清AFU的活性显著升高。

(九)人绒毛膜促性腺激素测定

【概述】人绒毛膜促性腺激素(human chorionic gonadotropin,HCG)是胎盘滋养层细胞分泌的一种糖蛋白类激素。由β链和α链两条肽链组成,其中β链具有抗原特异性,为免疫学检测HCG的靶位。

【检测方法】通常采用的方法有化学发光法(CLIA)、电化学发光法(ECLIA)、酶联免疫吸附法(ELISA)等。

【参考区间】男性与未绝经女性<5U/L,绝经期女性>10U/L。各实验室应建立自己的正常参考区间。

【临床意义】血清HCG升高见于:①滋养层肿瘤和生殖细胞肿瘤,绒毛膜细胞癌HCG 100%升高,可达100万U/L。胚胎性肿瘤除HCG升高外,AFP也呈阳性。②其他恶性肿瘤,如乳腺癌、胃肠道癌、肺癌、胰腺癌等也可见升高,但百分率较低。③良性疾病,如卵巢囊肿、子宫内膜异位症、肝硬化等HCG也可见增高。

(十)β2-微球蛋白

【概述】β2-微球蛋白(β2-microglobulin,β2-MG)是一种单链小分子多肽。几乎在所有的有核细胞表面均有β2-微球蛋白的表达,尤其以淋巴细胞表面的浓度最高。β2 MG分子量小,易于由肾小球滤过,几乎全部由近曲小管重吸收,因此正常人血和尿中β2-MG含量很低。

【检测方法】通常采用的方法有化学发光法(CLIA)、电化学发光法(ECLIA)等。

【参考区间】血清:1.3～2.7μg/ml;随意尿:<0.2μg/ml。

【临床意义】在恶性肿瘤以及肾脏疾病时,血和尿中的β2-MG常升高,可作为评估肾功能和肿瘤病情变化的监测指标。

血清β2-MG升高见于:①恶性肿瘤,如肝癌、肺癌、胃癌、结肠直肠癌、多发性骨髓瘤、非霍奇金淋巴瘤、慢性淋巴细胞白血病等,血清β2-MG明显升高,尿中β2-MG也可增高;②肾脏疾病,尿中β2-MG升高;③肾移植排斥反应时,尿中β2-MG升高;④免疫性疾病,血清中β2-MG升高。

(十一)铁蛋白测定

铁蛋白(ferritin,Fer)是体内含铁最丰富的蛋白,主要在肝脏合成。血清铁蛋白升高还与肿瘤有关,癌细胞具有较强合成铁蛋白的能力,因此也是一种肿瘤标志物,可协助对肿瘤的诊断和预后的估计。

(十二)其他常用肿瘤标志物

近年来,新的肿瘤标志物层出不穷,已达上百种,表1-5-3中为一些常用的肿瘤标志物,仅供参考。

表1-5-3　其他常用的肿瘤标志物

三、肿瘤标志物检测的注意事项

【标本采集】血液标本的正确采集和保存是肿瘤标志物测定结果准确的重要保证。如前列腺按摩、前列腺穿刺、导尿和直肠镜检查后,血液PSA和PAP值可升高;肝、肾功能异常和胆道排泄不畅、胆汁淤滞等均可造成肿瘤标志物如CEA、ALP、GGT等浓度增高。某些药物会影响肿瘤标志物的浓度,如抗雄激素治疗前列腺癌时可抑制PSA产生,导致PSA假阴性结果。血液标本采集后应及时离心,保存于4℃冰箱中;如在2～3个月内测定,则应在-20℃保存。酶类和激素类肿瘤标志物不稳定,易降解,应及时测定或低温保存。由于红细胞和血小板中也存在神经元特异性烯醇化酶(NSE),因此,样本溶血可使血液中NSE浓度增高。

【检测方法和试剂】从方法学来看手工操作的方法重复性较差,误差比较大,操作时要特别认真;用自动化仪器进行测定,重复性好,误差小。

不同的试剂盒测定也有差异。有时即使使用同一抗体,也可能因抗原异质性(如原发肿瘤转移后,失去了原有的抗原性而停止分泌原有的肿瘤抗原)或基质的影响而得到不同的结果。导致分析间误差的主要原因是没有测定的标准化,包括缺乏统一的抗原、校正品和参考方法等。因此,在工作中要尽量使用同一种方法、同一种仪器和同一厂家的试剂盒进行测定。

四、肿瘤标志物检测的干扰因素

【携带污染】紧随在高浓度标本后面的标本,若出现偏高的结果,应复查有无标本被携带污染。

【钩状效应】酶联免疫测定或免疫放射测定时,若待测样本中抗原浓度过高,会出现高浓度后带现象,即“钩状效应”(hook effect),此时免疫反应被明显抑制,出现错误的低值,要消除这种干扰,只有对样本进行适当稀释后重新测定。

【嗜异性抗体】大多数肿瘤标志物的测定中常使用一对鼠单克隆抗体来与肿瘤抗原反应,如果患者血清中存在嗜异性抗体(特别是人抗鼠抗体),它可能在两种鼠单克隆抗体间起“桥梁”作用,导致在无抗原的情况下,出现肿瘤标志物浓度增高的假象。避免的办法是在样本中先加入提纯的鼠IgG,经温育后,再用PEG沉淀鼠IgG和人抗鼠Ig G复合物,然后再进行测定。嗜异性抗体可出现在曾被鼠或宠物咬过的人,以及使用过动物免疫剂(如单克隆抗体)治疗过的人。

五、肿瘤标志物的联合应用

一种肿瘤可分泌多种肿瘤标志物,而不同的肿瘤或同种肿瘤的不同组织类型可有相同的肿瘤标志物,而且在不同的肿瘤患者体内,肿瘤标志物的质和量变化也较大。因此,单独检测一种肿瘤标志物,可能会因为测定方法的敏感性不够而出现假阴性,联合检测多种肿瘤标志物有利于提高检出的阳性率。为此,选择一些敏感性好,特异性较高,可以互补的肿瘤标志物联合测定,对提高肿瘤的检出率是有价值的。常用肿瘤标志物的联合使用见表1-5-4。

表1-5-4　常用肿瘤标志物联合检测的临床应用

敏感性和特异性常常是一对矛盾,提高了敏感性,降低了特异性,提高了肿瘤的检出率的同时提高了肿瘤的假阳性率;反之,提高了特异性,降低了敏感性,提高了肿瘤诊断的准确性的同时降低了肿瘤的检出率,导致漏诊。

(张金艳　李永军　王爱武)