第十七章肿瘤标志物检验-天然药物化学精品课程

第十七章肿瘤标志物检验为了提高对肿瘤的早期检测、鉴别诊断、疗效观察以及预后判断，人们从肿瘤细胞的化学特性、细胞病理、免疫反应和基因表达产物等诸多方面寻找各种特异性强、灵敏度高的肿瘤标志物。肿瘤标志物的研究对肿瘤的诊断有极其重要的意义。第一节概述一、肿瘤标志物的概念所谓肿瘤标志物，指在肿瘤发生和增殖过程中，由肿瘤细胞合成、释放，存在于组织、细胞或体液中，反映肿瘤存在和生长的一类物质。通过对这类物质的分析，能帮助人们从正常组织中区别肿瘤或测定肿瘤细胞核、细胞质以及对细胞膜上的特性进行分析，以此作为辨认肿瘤细胞的标志。理想的肿瘤标志物应该具有下列条件：①标志物的含量变化应与肿瘤的生长、消退、转移有直接的定性或定量的比例关系；②标志物应具有较高的特异性，能比较明显地区别于正常人群和良性肿瘤；③检测这类标志物的方法简便，易推广，而且成本较低。根据肿瘤标志物的来源以及它的特异性，大致可分为两大类。1.肿瘤特异性标志物是一种肿瘤所产生的特异性物质。例如前列腺特异性抗原（PSA）就是前列腺肿瘤所产生的特异性标志物质，只有患前列腺癌时，PSA才会显著性升高。2.肿瘤辅助标志物由一类组织类型相似而性质不同的肿瘤产生，其含量有较大的变化。这类标志物往往易同良性肿瘤或正常组织发生混淆。二、肿瘤标志物的分类肿瘤标志物分类大致有两种：其一按肿瘤标志物的来源，第二是按肿瘤标志物本身的化学特性。主要包括：①肿瘤胚胎性抗原标志物；②糖类标志物；③酶类标志物；④激素类标志物；⑤蛋白质类标志物；⑥基因类标志物。三、肿瘤标志物的临床应用近年来，肿瘤标志物在临床上已得到较广泛的应用，目前主要应用于：①肿瘤的普查；②肿瘤高危人群的筛选；③肿瘤的诊断和鉴别诊断；④肿瘤监测；⑤肿瘤分类、分期、定位；⑥肿瘤治疗。第二节常见的肿瘤标志物的测定一、胚胎性抗原标志物的测定在人类发育过程中，许多原本只在胎盘期才具有蛋白类物质，应随胎儿的出生而逐渐停止合成和分泌，但因某种因素的影响，特别是肿瘤状态时，会使得机体一些“关闭”的基因激活，出现了返祖现象，而重新开启并重新生成和分泌这些胚胎、胎儿期的蛋白。胚胎类肿瘤标志物名称性质相关肿瘤甲胎蛋白糖蛋白70ku肝细胞、胚细胞（非精原细胞瘤）β-癌胚抗原80ku结肠癌胚铁蛋白糖蛋白600ku肝癌胚抗原糖蛋白22ku结肠、直肠、胰腺、肺、乳腺胰癌胚抗原糖蛋白40ku胰腺鳞状细胞抗原糖蛋白44-48ku肺、皮肤、头和颈部组织多肽抗原细胞角蛋白8.18.19乳腺、结肠这类蛋白虽然与肿瘤组织不一定都具有特定的相关性，但与肿瘤的发生存在着内在的联系，故被作为一种较为常见的肿瘤标志物。（一）甲胎蛋白（AFP）AFP主要是由胎肝细胞和卵黄囊合成的单一多聚体肽链的糖蛋白。其分子量平均为70ku，含糖4％。AFP在电场中泳动于α-球蛋白区，是胎儿血清中的主要蛋白质。1964年Tatarinov发现肝癌患者血清中检测到AFP。【正常参考范围】成人血浆AFP浓度低于25μg/L。【临床意义】AFP是原发性肝癌的最灵敏、最特异的肿瘤标志物，80%以上的原发性肝癌患者血清AFP明显增高，AFP检测诊断肝癌的标准为：①血清AFP测定结果大于500μg/L持续4周；②AFP含量有不断增高者；③血清AFP测定结果大于200μg/L持续8周。肝癌患者血清AFP含量变化的速率和程度与肿瘤组织分化程度高低有一定相关性，分化程度较高的肿瘤AFP含量常大于200μg/L。血清AFP含量的检测对其它肿瘤的监测亦有重要临床价值。如睾丸癌、畸胎瘤、胃癌、胰腺癌等患者血清AFP含量可以升高。（二）癌胚抗原（CEA）癌胚抗原是1965年Gold和Freedman首先从胎儿及结肠癌组织中发现的，CEA是一种分子量为22ku的多糖蛋白复合物，45％为蛋白质。CEA的编码基因位于19号染色体。一般情况下，CEA是由胎儿胃肠道上皮组织、胰和肝的细胞所合成，通常在妊娠前6个月内CEA含量增高，出生后血清中含量很低。【正常参考范围】成人血清中CEA浓度小于2.5μg/L。【临床意义】当CEA大于60μg/L时，可见于结肠癌、直肠癌、胃癌和肺癌。CEA值升高，表明有病变残存或进展。如肺癌、乳腺癌、膀胱癌和卵巢癌患者血清CEA量会明显升高，大多显示为肿瘤浸润，其中约70％为转移性癌。一般来说，手术切除后6周，CEA水平恢复正常，否则提示有残存肿瘤，若CEA浓度持续不断升高，或其数值超过正常5-6倍者均提示预后不良。二、糖类抗原标志物的测定肿瘤标志物相关物质是指由肿瘤细胞表面的抗原物质或者是肿瘤细胞所分泌的物质，这类物质又是单克隆抗体，故又称为糖类抗原（carbohydrateantigen，CA）。这类标志物出现为临床肿瘤的诊断带来方便，糖类抗原标志物产生又可分为两大类，为高分子粘蛋白类和血型类抗原。糖类高分子粘蛋白抗原肿瘤标志物名称性质癌肿常用单克隆抗体CA125糖蛋白＞200ku卵巢、子宫内膜OC125CA15-3糖蛋白400ku乳腺、卵巢DF3和115D3CA549高分子量糖蛋白乳腺、卵巢BC4E549BC4n154CA27.29高分子量糖蛋白乳腺B27.29DU-PAN-2粘蛋白100-500ku胰腺、卵巢、胃DU-PAN-2血型类抗原肿瘤标志物名称性质癌肿常用单克隆抗体CA19-9唾液酸化Lexa胰腺、胃肠、肝116NS19-9CA19-5唾液酸化Lea和Leag胃肠、卵巢116NS19-5CA50唾液酸化Lea胰腺、胃肠、结肠Colo-50CA72-4唾液酸化Tn卵巢、乳腺、胃肠、结肠B27.3.cc49CA242唾液酸化CHO结肠、直肠、胰腺C242这类抗原标志物的命名是没有规律的，有些是肿瘤细胞株的编号，有些是抗体的物质编号，常用检测方法是单克隆抗体法。（一）CA19-9CA19-9是1979年Koprowski等用结肠癌细胞免疫小鼠，并与骨髓瘤杂交所得116NS19-9单克隆抗体，它是一种分子量为5000ku的低聚糖类肿瘤相关糖类抗原，其结构为Lea血型抗原物质与唾液酸Lexa的结合物。【正常参考范围】血清CA19-9含量为2～16U/ml（RIA法）。【临床意义】CA19-9是胰腺癌和结、直肠癌的标志物。血清CA19-9阳性临界值为37U/ml。胰腺癌患者85以上为阳性。肿瘤切除后CA19-9浓度会下降，如再上升，则可表示复发。结直肠癌、胆囊癌、胆管癌、肝癌和胃癌的阳性率也会很高，若同时检测CEA和AFP可进一步提高阳性检测率。良性疾患时如胰腺炎和黄疸，CA19-9浓度也可增高，但往往呈“一过性”，而且其浓度多低于120U/ml，必须加以鉴别。（二）CA125CA125是一种大分子多聚糖蛋白，是重要的卵巢癌相关抗原。分子量为200ku，加热至100℃时CA125的活性破坏。【正常参考范围】血清CA125＜35.0U/ml（RIA法）。CA125是上皮性卵巢癌和子宫内膜癌的标志物，浆液性子宫内膜样癌、透明细胞癌、输卵管癌及未分化卵巢癌患者的CA125含量可明显升高。当卵巢癌复发时，在临床确诊前几个月便可呈现CA125增高，尤其卵巢癌转移患者的血清CA125更明显高于正常参考值。动态观察血清CA125浓度有助于卵巢癌的预后评价和治疗控制，经治疗后，CA125含量可明显下降，若不能恢复至正常范围，应考虑有残存肿瘤的可能。（三）CA15-3CA15-3是一种乳腺癌相关抗原，于1984年由Kufu和Hilkens等人发现，CA15-3分子量为400ku，分子结构尚未清楚。【正常参考范围】血清CA15-3＜28U/ml（RIA法）。【临床意义】30%～50%的乳腺癌患者CA15-3明显升高，它也是监测乳腺癌患者术后复发的最佳指标，当CA15-3大于100U/ml时，可认为有转移性病变，其含量的变化与治疗结果密切相关。肺癌、胃肠癌、卵巢癌及宫颈癌患者的血清CA15-3也可升高，应予以鉴别，特别要排除部分妊娠引起的含量升高。（四）CA50CA50是1983年Lindholm等从抗人结、直肠癌Colo-205细胞株的一系列单克隆抗体中筛选出的一株对结、直肠癌有强烈反应，但不与骨髓瘤细胞及血淋巴细胞反应的单克隆抗体，所能识别的抗原称CA50。CA50存在于细胞膜内，其抗原决定簇为唾液酸Lea血型物质与唾液酸-N-四氧神经酰胺。【正常参考范围】血清CA50＜20U/ml（RIA法）。【临床意义】CA50是胰腺和结、直肠癌的标志物，因CA50广泛存在胰腺、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期才能活跃的某些转化酶被激活，造成细胞表面糖类结构性质改变而形成CA50，因此，它又是一种普遍的肿瘤标志相关抗原，而不是特指某个器官的肿瘤标志物。所以在多种恶性肿瘤中可检出不同的阳性率。三、酶类抗原标志物的测定酶及同工酶是最早出现和使用的肿瘤标志物之一。在肿瘤标志酶中根据来源可将其分为两类：①组织特异性酶，因组织损伤或变化而使储存在细胞中的酶释放，如前列腺特异性抗原等；②非组织特异性酶，主要是肿瘤细胞代谢加强，酶类肿瘤标志物名称分子量及同工酶相关肿瘤醛缩酶160ku3个肝碱性磷酸酶95ku7个骨、肝、白血病、肉瘤、卵巢等淀粉酶45ku胰腺等谷胱甘肽转移酶80ku多种肝、胃、结肠肌酸激酶83ku4个前列腺、肺、结肠、卵巢等γ-谷氨酰转移酶90ku12个肝乳酸脱氢酶135ku5个肝、淋巴瘤、白血病神经原特异性烯醇化酶73ku2个肺（小细胞）、神经母细胞瘤、类癌、黑色素瘤、嗜铬细胞瘤5-核苷酸酶6区带肝α-L岩藻糖苷酶230ku8个肝核糖核酸酶2个卵巢、肺、大肠等前列腺特异性抗原34ku前列腺在酶标志物分析中，肿瘤标志同工酶可分为三大类型：①异位型同工酶：指某种瘤组织改变了自己的分泌特性，而去分泌表达了其它成年组织的同工酶的类型；②胚胎型同工酶：某些组织在肿瘤状态时，使酶的同工酶谱退化到胚胎时未分化状态，而分泌出大量的胚胎期的同工酶，这种变化往往与肿瘤的恶性程度成正比；③胎盘型同工酶：有些肿瘤组织会分泌出某些原属胎盘阶段的同工酶谱。（一）前列腺特异性抗原（PSA）PSA是1979由Wang等从前列腺肥大症患者的前列腺组织中分离出来的丝氨酸蛋白酶，分子量34ku，编码基因定位于19q13，PSA仅存在于前列腺上皮细胞的胞质、导管上皮和粘液内，具有糜蛋白酶样和胰蛋白酶的活性，PSA具有高度的组织特异性。【正常参考范围】男性含量小于2.5μg/L（RIA法、ElA法）。【临床意义】PSA是前列腺癌的特异性标志物，也是目前少数器官特异性肿瘤标志物之一。前列腺癌是男性泌尿系统的主要囊性肿瘤，前列腺癌患者血清PSA明显增高，放疗后疗效显著者，50%以上2个月内血清PSA降至正常。故PSA测定可作为监测前列腺癌病情变化和疗效的重要指标。（二）前列腺酸性磷酸酶（PAP）PAP是前列腺分泌的一种含有两条肽链的糖蛋白酶，分子量102ku，含糖量13%。在pH5.0的酸性环境中活性最强，能水解各种有机磷酸酯。【正常参考范围】＜4U/L（RIA、ELISA法）【临床意义】测定PAP诊断前列腺癌的特异性比PSA高，可达96%。但灵敏度较PSA低，PAP和PSA联合使用可提高诊断的阳性率。（三）神经原特异性烯醇化酶（NSE）烯醇化酶是催化糖原酵解途径的酶。由3个不同的亚基α、β、γ，组成5种形式的同工酶αα、ββ、γγ、αβ、αγ。γγ亚基同工酶存在于神经原和神经内分泌组织，称为NSE。αα亚基同工酶定位于胶质细胞，称为非神经原特异性烯醇化酶（NNE）。NSE和NNE的分子量分别为78ku和87ku。【正常参考范围】0.6-5.4μg/L。【临床意义】NSE是神经母细胞瘤和小细胞肺癌的标记物。神经母细胞瘤是常见的儿童肿瘤，占1～14岁儿童肿瘤的8%-10%。NSE作为神经母细胞瘤的标志物，对该病的早期诊断具有较高的临床应用价值。小细胞肺癌（SCLC）是一种恶性程度高的神经内分泌系统肿瘤，约占肺癌的25%～30%，它可表现神经内分泌细胞的特性，有过量的NSE表达，比其它肺癌和正常对照高5-10倍以上。SCLC患