概述
腫瘤標誌物(Tumor Marker)是反映腫瘤存在的化學類物質。它們或不存在於正常成人組織而僅見於胚胎組織,或在腫瘤組織中的含量大大超過在正常組織里的含量,它們的存在或量變可以提示腫瘤的性質,藉以了解腫瘤的組織發生、細胞分化、細胞功能,以幫助腫瘤的診斷、分類、預後判斷以及治療指導。主要有以下幾類:①癌胚蛋白(oncofetalproteins),如甲胎蛋白、癌胚抗原;②腫瘤相關抗原(tumor-associatedantigens),如CA19-9、CA125;③酶(enzyme),如乳酸脫氫酶、神經元特異性烯醇化酶、前列腺酸性磷酸酶;④特殊血漿蛋白(specialserumproteins),如β2-巨球蛋白、本周蛋白;⑤激素(hormone),如降鈣素、絨毛膜促性腺激素、促腎上腺皮質激素;此外,原癌基因、抑癌基因及其產物也被越來越廣泛地用作腫瘤標誌物。
用腫瘤標誌物測定腫瘤在臨床上已套用了許多年,為臨床的診斷和療效觀察起了很多的作用。為了提高診斷的準確性,臨床上常將幾項相關的標誌物組成聯合標誌物組,同時對某一腫瘤進行檢測。
分類
腫瘤標誌物可以分為兩類
1)腫瘤組織產生,包括:
分化抗原;胚胎抗原(AFP,CEA);同工酶(NSE);激素(HCG)
組織特異性抗原(PSA,free PSA);粘蛋白、糖蛋白、糖脂(CA125)
癌基因及其產物;多胺類 等
2)腫瘤與宿主相互作用後產生,包括:
血清鐵蛋白;免疫複合物;急性時相蛋白
同工酶;白細胞介素受體;腫瘤壞死因子等
癌胚蛋白
在個體發育中,一些蛋白質只在胎兒期表達,但成年動物細胞發生癌變時,出現去分化現象,一些關閉的基因被激活,重新分泌胚胎時期特有的蛋白,稱為癌胚蛋白。
甲胎蛋白(alpha-fetoprotein,AFP):正常成人血清中含量為5.8μg/L以下,男性略高於女性。AFP由卵黃囊及胚胎肝臟產生,在妊娠5個月時達高峰,出生時下降。胎兒出生後1年,血清AFP應降至正常成人水平。AFP是原發性肝癌的最靈敏、最特異的腫瘤標誌,血清AFP測定結果大於500μg/L以上,或含量有不斷增高者,更應高度警惕。
癌胚抗原(carcinoembryonicantigen,CEA):為存在於結腸癌及胚胎結腸黏膜上皮細胞的一種糖蛋白。由胎兒胃腸道上皮組織、胰和肝的細胞所合成,通常在妊娠前6個月內CEA含量增高,出生後血清中含量已很低下,健康成年人血清中CEA濃度小於2.5μg/L。胃腸道腫瘤時因極性消失,CEA反流入淋巴或血液而而使血清CEA升高,當CEA高於20μg/L時,則意味著可能有消化道腫瘤。
胰胚胎抗原(pancreaticoncofetalantigen,POA):是一種糖蛋白,正常人群血清中小於7U/ml。胰腺癌的POA的陽性率為95%,其血清含量大於20U/ml,當肝癌、大腸癌、胃癌等惡性腫瘤時也會使POA升高,但陽性率較低。
腫瘤抗原
腫瘤抗原(carcinomicantigen,CA,也可以寫作cancerantigen)是腫瘤細胞膜的結構成分,各不相同,為糖蛋白或糖脂,也叫糖類抗原(carbohydrateantigen,CA)。這類抗原是用單克隆抗體技術從腫瘤細胞系(株)中鑑定出來的,所以在特定腫瘤的診斷方面具有較高的準確性。
CA15-3:由分泌性上皮細胞(如乳腺、肺、胃腸道、子宮的)分泌,正常人排泄物中也可檢出。此抗原雖然沒有器官和腫瘤特異性,在乳腺癌、肺癌、前列腺癌、卵巢癌和胃腸道癌中指標均有升高(大於30U/ml),但可作為監測乳腺癌患者術後復發的最佳指標。在其它乳腺疾病和部分孕婦(約8%)中CA15-3也有升高。
CA19-9:是一種糖脂,正常人血清中小於37U/ml,85%-95%的胰腺癌患者該項指標較高。手術切除腫瘤後,CA19-9濃度會下降,如再上升,則可表示復發。結直腸癌、膽囊癌、膽管癌、肝癌和胃癌的陽性率也會很高,若同時檢測CEA和AFP可進一步提高陽性檢測率。
CA125:是上皮性卵巢癌和子宮內膜癌的標誌物,正常人血清中小於35U/ml。胰腺癌、肝癌、乳腺癌和子宮內膜炎,急性胰腺炎、腹膜炎、肝炎、肝硬化腹水也可使CA-125升高,CA-125升高還與腫瘤復發有關。
CA50:抗原決定簇為唾液酸Lea血型物質與唾液酸-N-四氧神經醯胺。正常人血清濃度小於20U/ml。一般認為,CA50是胰腺和結、直腸癌的標誌物。
PSA:前列腺特異性抗原(prostatespecificantigen),是一種絲氨酸蛋白酶,為糖蛋白,發現於前列腺和精漿提取物,是前列腺癌的特異性標誌物。正常男性PSA含量小於2.5μg/L。
酶類標誌物
腫瘤狀態時,機體的某些酶活力或同工酶譜將發生改變,因此檢測血清中某些酶的活性是否異常、或同工酶譜是否發生改變,也是腫瘤診斷的重要途徑之一。
前列腺酸性磷酸酶(prostaticacidphosphatase,PAP):酸性磷酸酶是溶酶體的標誌酶,前列腺組織中其活性較其他組織種高出l00-1000倍。未轉移的前列腺癌PAP正常或輕度上升。己轉移的前列腺癌患者血清中,PAP活力增加可達正常值幾十倍。但前列腺肥大、胃癌、結腸癌、乳腺癌、甲狀腺癌、腎癌、卵巢癌、何杰金氏病、多發性骨髓瘤患者的血清中酸性磷酸酶也可有中度升高。
乳酸脫氫酶(lactatedehydrogenase,LDH):LDH總活性在腫瘤患者血清中升高.但許多疾病如心肌梗塞、感染和惡性貧血均可見LDH升高。而在惡性淋巴瘤、白血病、卵巢癌患者血清中異常增高。經治療病情好轉時LDH下降,復發時又上升。LDH有5種同功酶。在惡性腫瘤時LDH4和LDH5增高,而LDH1和LDH2相對減少。原發性肝癌時LDH5>LDH4,而繼發性肝用時則LDH4>LDH5。
α-L岩藻糖苷酶(α-L-fucosidase,AFU):也是一種溶酶體酸性水解酶,是原發性肝癌的一種新的診斷標誌物,廣泛分布於人體組織細胞、血液和體液中,參與體內糖蛋白、糖脂和寡糖的代謝。原發性肝癌患者血清AFU活力顯著高於其它各類疾患(包括良、惡性腫瘤)。
鹼性磷酸酶(Alkalinephosphatase,ALP):為糖蛋白,在肝、骨和胎盤組織中合成,是檢測原發性骨癌和腫瘤向肝/骨遷移的標誌物。
γ-谷氨醯轉肽酶(γ-glutamyltranspeptidase,γ-GT),是細胞膜上的糖蛋白,用4%-30%聚丙烯醯胺梯度凝膠電泳可將血清γ-GT分成12-13條酶帶。自陽極起其中I'、II及II'酶帶為原發性肝癌所特有,對AFP陰性肝癌的診斷有一定參考價值。
神經原特異性烯醇化酶(neuron-specificenolase,NSE):烯醇化酶是糖酵解的關鍵酶。有5種同工酶,NSE為神經原和神經內分泌組織特有,是神經母細胞瘤和小細胞肺癌的標誌物。
谷胱甘肽S-轉移酶(glutathioneS-transferase,GST):GST有三種同工酶(α、μ、π),其中GST-π可作為消化道惡性腫瘤的標誌物。
其它的一些酶:如醛縮酶、半乳糖轉移酶、鹼性磷酸酶、5’磷酸二酯酶等的同工酶也可作為某些腫瘤的標誌物。
端粒酶(telomerase):是一種反轉錄酶,可修補端粒序列。在正常機體中除少數幹細胞和生殖細胞外,體細胞中端粒酶均處於失活狀態,但是幾乎在所有腫瘤細胞中均可檢測到此酶的活性,因此可作為腫瘤標誌物。
激素
非內分泌癌組織中出現激素樣物質,稱為異位激素。內分泌腺癌使分泌的激素增加,稱為原位激素異常。這兩種情況均可作為腫瘤診斷的依據。
降鈣素(calcitonin,CT):是32個胺基酸組成的多肽激素,甲狀腺髓樣癌、肺腺癌及小細胞肺癌的病人,血清CT明顯升高。血清CT過高應高度警惕早期肺癌的可能。乳腺癌、肝癌、腎癌、前列腺癌、胰腺癌、上頜竇癌、膀胱癌等亦可見CT升高。某些良性疾病如甲狀腺機能亢進、變形性骨炎和肺部疾患亦發現CT升高。
人絨毛膜促性腺激素(humanchorionicgonadotropin,hCG):是由胎盤滋養層細胞所分泌的一類糖蛋白類激素,在妊娠和患絨毛膜上皮癌時,hCG明顯增高。hCG還會在乳腺癌、睪丸癌、卵巢癌增高。當子宮內膜異位症、卵巢囊腫等非腫瘤狀態時,hCG也會增高。
其它激素:人胎盤催乳素(HPL)、促腎上腺皮質激素(ACTH)、生長激素(GH)、甲狀腺旁激素(PTH)等。
血漿蛋白
蛋白質腫瘤標誌是最早發現的標誌物。如β2微球蛋白、免疫球蛋白。一般來講這類標誌物特異性稍差,但檢測方法相對比較容易,常作常規檢測項目。
β2-微球蛋(β2-microglobulin,β2m):表達在大多數有核細胞表面,是人類白細胞抗原(HLA)的輕鏈部分。臨床上多用於證實淋巴系統腫瘤,如白血病、淋巴瘤、多發性骨髓瘤。其水平與腫瘤細胞數量、生長速率、預後及疾病活動性有關。
鐵蛋白(ferritin,Fer):是一種鐵結合蛋白,存在於各組織,病理狀態下釋放入血液中,不是腫瘤特異的標誌,在多種癌症患者血液中,均有不向程度的陽性率,肝癌患者的陽性率在70%以上,所以可輔助診斷肝癌。此外在進展性乳癌患者Ferritin水平也有顯著提高,且與病程有關。
本周蛋白(Bence-Jonesprotein,BJP):1845年由一位內科醫生兼化學病理學家HenryBenceJones首次描述了這種蛋白,為單克隆游離免疫球蛋白輕鏈(病理狀態下,輕鏈合成過多,則游離於血清中),本周蛋白是多發性骨髓瘤的典型標誌物。
糖類抗原
20世紀80年代,專家利用雜交瘤技術獲得了能識別腫瘤特異性大分子糖蛋白抗原(carbohydrate antigen,CA),並研製了單克隆抗體識別系統。CA是腫瘤細胞的相關抗原。常用的CA系列有:CA 125(卵巢癌相關抗原);CA 19-9(胰腺、腸癌相關抗原);CA 15-3(乳腺癌相關抗原)。
套用
1.腫瘤普查、篩選項目的套用;
2.腫瘤診斷與鑑別診斷;
3.療效與預後判斷;
4.生物特點和疾病階段的判定;
5.手術、化療、放療的監測;
6.確定不知來源的轉移腫瘤的原發腫瘤;
7.多項腫瘤標誌物的聯合套用,提高檢測效率;
附:Elecsys電化學發光免疫分析儀上可檢測以下腫瘤標誌物項目:
AFP、CEA、CA19-9、CA72-4、CA125、CA15-3、NSE、Cyfra21-1、PSA、free PSA
理想特點
敏感性高,能早期檢測出腫瘤患者;
特異性好,能準確鑑別腫瘤/非腫瘤患者;
有器官特異性,方便對腫瘤的定位;
血清中水平與腫瘤體積大小、臨床分期相關,用以判斷預後;
半衰期短,可反映腫瘤的動態變化,監測治療效果、復發和轉移
測定方法精密度、準確性高,操作方便。
意義
1.AFP
主要相關腫瘤:肝細胞癌和生殖細胞癌。
其它相關腫瘤:胚胎細胞癌、卵巢畸胎瘤、胃癌、膽道癌、胰腺癌等。
其他影響因素:良性疾病包括肝炎、肝硬化、腸炎以及遺傳性酪氨酸血症等會升高;懷孕時也可一時性升高。
2.CEA
主要相關腫瘤:廣譜的腫瘤標誌物。
其它相關腫瘤:常見於肺癌、大腸癌、胰腺癌、胃癌、乳腺癌、甲狀腺髓樣癌等。
其他影響因素:吸菸者假陽性較多,妊娠期婦女和心血管疾病、糖尿病、非特異性結腸炎等疾病患者中約有15%~53%的血清CEA也會升高。
3.CA242
主要相關腫瘤:胰腺癌、胃、結腸癌。
其它相關腫瘤:肝癌、食管癌、肺癌。
其他影響因素:良性胃腸疾病如胰腺癌、肝炎、肝硬化患者會有所升高。
4.CA125
主演相關腫瘤:卵巢癌。
其它相關腫瘤:肺癌、胰腺癌、乳腺癌、肝癌、胃腸道惡性腫瘤、子宮癌。
其他影響因素:女性盆腔炎、子宮內膜異位、行經期、卵巢囊腫、子宮肌瘤、慢性肝炎、胰腺炎、膽囊炎、肺炎等會升高。
5.CA19-9
主要相關腫瘤:胰腺癌、胃、結直腸癌。
其它相關腫瘤:肝癌、膽囊癌、膽管癌等。
其他影響因素:很多消化系統的良性疾病患者中也有升高,據報導又近10%的胰腺炎患者血清CA19-9有中等度升高。
6.CA153主要相關腫瘤:乳腺癌的首選標誌物。
其它相關腫瘤:肺癌、卵巢癌、肺腺癌、結直腸癌等均可增高。
其他影響因素:良性乳腺疾患、子宮內膜異位、卵巢囊腫等患者的血清CA15-3也可超過正常值。
7.CA724
主要相關腫瘤:胃癌的最佳腫瘤標誌物之一。
其它相關腫瘤:對其他胃腸道癌、乳腺癌、肺癌、卵巢癌等也有不同檢出率。
其他影響因素:良性疾病對CA72-4影響較小。
8.A50
主要相關腫瘤:胰腺和結、直腸癌的標誌物。
其它相關腫瘤:胃癌、膽囊癌、肝癌、肺癌、乳腺癌。
其他影響因素:萎縮性胃炎、胰腺炎、結腸炎和肺炎發病時,CA50也會升高。
9.NSE
主要相關腫瘤:小細胞肺癌。
其它相關腫瘤:肺腺癌、大細胞肺癌、神經系統癌。
其他影響因素:若發生溶血或者採血後停滯時間過長在分離血漿血清或離心不當使細胞破壞,均可導致NSE升高。
10.CYFRA21-1
主要相關腫瘤:肺鱗癌、宮頸癌、食管癌。
其它相關腫瘤:膀胱癌、鼻咽癌、卵巢癌、胃腸道癌。
其他影響因素:肝炎、胰腺炎、肺炎、前列腺增生也可有一定的升高。
11.f-PSA
主要相關腫瘤:前列腺癌。
其它相關腫瘤:某些婦科腫瘤和乳腺癌。
其他影響因素:前列腺增生會引起升高。
12.t-PSA
主要相關腫瘤:前列腺癌。
其它相關腫瘤:某些婦科腫瘤、多囊卵巢綜合症、乳腺癌。
其他影響因素:前列腺炎、前列腺肥大會引起升高。
13.Freeβ-hCG
主要相關腫瘤:婦科腫瘤和非精原性睪丸癌。
其它相關腫瘤:乳腺癌、精原性睪丸癌、肺癌、肝癌等。
其他影響因素:患子宮內膜異位症、卵巢囊腫等非腫瘤狀態、肺炎、前列腺增生時,Free β-hCG含量也會有有所升高。
14.SCCA
主要相關腫瘤:宮頸鱗癌。
其它相關腫瘤:肺鱗癌、頭頸部鱗癌、食管癌以及外陰部鱗狀細胞癌等。
其他影響因素:肝炎、肝硬化、肺炎、結核病患者中SCCA值有所升高。
15.β2-MG
主要相關腫瘤:惡性腫瘤輔助性標誌物,慢性淋巴細胞白血病、淋巴細胞肉瘤、多發性骨髓瘤等尤為明顯。
其它相關腫瘤:肺癌、乳腺癌、胃腸道癌及子宮頸癌中也可見升高。
其他影響因素:腎功能衰竭、多種血液系統疾病及炎症時會升高,而且在多種疾病中均可增高,故應排除由於某些炎症性疾病或腎小球濾過功能見底所致的血清β2-MG增高。