肿瘤标志物的应用及其筛选技术研究进展-李策.pdf

PROGRESSINPHARMACEUTICALSCIENCES2014,38(1):1-131·前沿与进展·ADVANCESINPHARMACEUTICALSCIENCES编者按：恶性肿瘤严重威胁着人类生命安全及身心健康，而早期诊断是治愈肿瘤的关键。目前临床应用的X线检查、超声检查、CT检查、核磁共振检查、内腔镜检查等手段能从不同角度对肿瘤进行诊断，可在一定程度上提高肿瘤的早期诊断率，但又各有其局限性；肿瘤标志物的出现则为肿瘤的早期诊断带来了更多的希望。肿瘤标志物是肿瘤细胞通过基因表达而合成、分泌，或是机体对肿瘤反应而异常产生或表达水平异常的一类物质，其对肿瘤辅助诊断以及肿瘤预后、药物疗效的评价均具有重要意义。随着分子生物学和人类基因组计划的进展，越来越多的新型肿瘤标志物被相继发现和应用于临床，其筛选技术也发生了巨大的革新。在本期的“前沿与进展”栏目，特邀中国药科大学徐寒梅教授对肿瘤标志物的应用及其筛选技术的研究进展进行介绍，为肿瘤标志物的深入研发提供思路。肿瘤标志物的应用及其筛选技术研究进展李策，聂彩辉，张力君，徐寒梅*(中国药科大学生命科学与技术学院，江苏南京210009)[摘要]肿瘤标志物是肿瘤细胞通过基因表达而合成、分泌，或是机体对肿瘤反应而异常产生或表达水平异常的一类物质，在肿瘤早期发现、诊断及预后中均起到重要作用。随着生物技术的发展，新型肿瘤标志物不断被发现，肿瘤标志物的筛选方法也发生了根本性的变革。对新型肿瘤标志物及其筛选技术进行汇总和介绍，旨在为肿瘤标志物的临床应用与深入研究提供参考。[关键词]肿瘤标志物；联合诊断；检测技术；筛选[中图分类号]R730.43[文献标志码]A[文章编号]1001-5094（2014）01-0001-13AdvancesinResearchonApplicationofTumorMarkersandTheirScreeningTechniqueLICe,NIECaihui,ZHANGLijun,XUHanmei(SchoolofLifeScienceandTechnology,ChinaPharmaceuticalUniversity,Nanjing210009,China)[Abstract]Tumormarkersareakindofsubstancesbio-synthesizedandsecretedbygeneexpressionoftumorcells,orabnormallygeneratedandfluctuatingduetobodyresponsestowardtumors.Theyplayanimportantroleinearlydetection,diagnosisandprognosisoftumors.Withthedevelopmentofbiotechnology,thenewtumormarkershavebeendiscoveredcontinually,andthetumormarkerscreeningtechniqueshavebeenimprovedmarkedly.Thenewtumormarkersandtherelatedscreeningtechniqueshavebeensummarizedandintroducedinthispaper,soastoprovidereferencesfortheclinicalapplicationandthefurtherresearchoftumormarkers.[Keywords]tumormarker;combineddiagnosis;detectiontechnique;screening肿瘤标志物（tumormarker，TM）是指在恶性肿瘤的要作用。随着生物技术的发展，各种新型标志物逐渐被发发生和增殖过程中，因肿瘤细胞的相关基因表达或机体对现，且特异性和灵敏度不断提高，具有代表性的有癌基因、肿瘤产生反应而异常变化的一类物质[1]。肿瘤标志物自发抑癌基因及其产物，肿瘤DNA，细胞因子及其受体，肿瘤现至今已有100多年历史，从20世纪60年代开始，其在miRNA和肿瘤干细胞等；肿瘤标志物的联合诊断技术也成临床上开始被广泛应用，在肿瘤的发现和治疗中发挥了重为人们关注的热点，针对不同肿瘤的多标志物联合诊断大大提高了肿瘤检测的灵敏度。随着蛋白组学和质谱技术的*接受日期：2013-11-21发展，肿瘤标志物的筛选方法也出现了根本性的变革。本通讯作者：徐寒梅，教授；文对肿瘤标志物及其筛选方法作一综述，旨在为其深入研研究方向：多肽类药物的研究与开发；发提供参考。Tel：[phone]；E-mail：[e-mail]2014年1月第38卷第1期ProgPharmSciJan.2014Vol.38No.12李策,等：肿瘤标志物的应用及其筛选技术研究进展1肿瘤标志物概述肿瘤标志物在临床上主要用于原发肿瘤的发现、肿瘤高危人群的筛选、良性和恶性肿瘤的鉴别诊断、肿瘤类别和发展程度的判断、肿瘤治疗效果的观察和评价以及肿瘤复发和预后的预测等。1.1肿瘤标志物的主要特征及评价标准根据临床评价标准，肿瘤标志物应具备以下特征：1）必须由恶性肿瘤细胞产生，并可在血液、组织液、分泌液或肿瘤组织中检测到；2）在正常组织或良性肿瘤中含量较低；3）某一肿瘤的肿瘤标志物应该能在罹患该肿瘤的大多数患者中检测出来；4）临床上尚无明确肿瘤诊断证据之前就能测出；5）肿瘤标志物的量最好能反映肿瘤的大小；6）在一定程度上能有助于估计治疗效果、预测肿瘤的复发和转移[2]。理想的肿瘤标志物应具有高度的肿瘤特异性（即在良性疾病时该标志物水平不应升高）、器官特异性，以及敏感性（能提示微量瘤细胞的存在）。评价肿瘤标志物的指标如表1所示。表1评价肿瘤标志物的指标Table1Theevaluationindexesoftumormarkers指标名称定义计算公式敏感性检测肿瘤患者时某种肿瘤标志物的阳性率真阳性例数（TP）———————————TP+假阴性例数（FN）特异性在检测非肿瘤患者（包括正常人）时某种肿瘤标志物的阴性率真阴性例数（TN）———————————TN+假阳性例数（FP）阳性预测值肿瘤标志物阳性者中肿瘤患者的百分比TP————TP+FN阴性预测值肿瘤标志物阴性的人中非肿瘤患者的百分比TN————TN+FN有效性肿瘤标志物能准确区分肿瘤患者与非肿瘤患者的能力TP+TN————————TP+FP+TN+FN阳性似然比肿瘤标志物真阳性率与假阳性率之比，反映其正确判断阳性的可能性是错判阳性可TP/（TP+FN）能性的倍数————————FP/（FP+TN）阴性似然比肿瘤标志物真阳性率与假阳性率之比，反映其错判阴性的可能性是正确判断阴性可FN/（TP+FN）能性的倍数————————TN/（FP+TN）临界值能区分肿瘤患者与对照人群（包括健康人和一般良性疾病患者）的肿瘤标志物浓度即ROC曲线（receiveroperatingcharacteristicscurve），是以肿瘤标志物的敏感度对敏感度/特异性作图特异性所绘制的曲线图，反映特异性0%~100%范围内的敏感性，这与选定不同的临界值有关1.2临床主要肿瘤标志物总的来说，临床肿瘤标志物主要可分为以下几类：1）肿瘤胚胎性抗原，如CEA、AFP；2）异位激素，如HCG；3）酶和同工酶，如LDH、PAP；4）血浆蛋白，如β22M；5）肿瘤抗原，如CA19-9、CA125[3]。目前已命名的肿瘤标志物有100多种，临床常用的肿瘤标志物及其主诊的肿瘤类型见表2[4]。表2临床主要肿瘤标志物Table2Themainclinicaltumormarkers肿瘤标志中文名称主诊部位所预示的肿瘤正常人中该标志发现时物代号物的血清浓度间CEA癌胚抗原广谱结肠直肠癌，乳腺癌5μg·L-11965年AFP甲胎蛋白肝脏睾丸癌，肝细胞癌20μg·L-11963年CA125癌抗原125卵巢卵巢癌，胰腺癌，肺癌，乳腺癌35000U·L-11983年ProgPharmSciJan.2014Vol.38No.12014年1月第38卷第1期李策,等：肿瘤标志物的应用及其筛选技术研究进展3续表2肿瘤标志中文名称主诊部位所预示的肿瘤正常人中该标志发现时物代号物的血清浓度间CA19-9癌抗原19-9消化道胰腺癌，胆管癌，胃癌，肠癌35000U·L-1不详CA72-4癌抗原72-4胃胃癌，卵巢癌6.7μg·L-1不详CA15-3癌抗原15-3乳腺乳腺癌35000U·L-11984年CA50癌抗原50广谱胰腺癌，肝癌，卵巢癌，肠癌，胃20000U·L-11983年癌，肺癌AFUα-L岩藻糖甘酶肝原发性肝癌40U·L-11980年PSA前列腺特异性抗原前列腺前列腺癌5μg·L-11971年HCG人绒毛膜促性腺激素子宫胚胎细胞癌，滋养层肿瘤5μg·L-1不详NSE神经元特异性烯醇化酶肺小细胞肺癌，神经内分泌系统肿瘤13μg·L-1不详SCC鳞状上皮细胞癌抗原鳞癌鳞状细胞癌（肺、食道、上鄂、宫5μg·L-1不详颈、皮肤）CYFRA21-1细胞角蛋白19的可溶性片段肺非小细胞肺癌0.10~4μg·L-1不详除了临床主要肿瘤标志物外，还有一些常见的标志物，它们对于某些类型肿瘤的诊断起到重要作用（见表3）[4]。表3常见的其他临床肿瘤标志物Table3Theothercommonclinicaltumormarkers肿瘤标志物中文名称（简称）性质所预示的肿瘤胰胚胎抗原（POA）糖蛋白，相对分子质量40000胰腺癌EBVEB病毒淋巴瘤、鼻咽癌甲状腺素结合球蛋白（TBG）球蛋白骨肿瘤，转移性恶性肿瘤本周蛋白球蛋白多发性骨髓瘤降钙素多肽激素甲状腺髓样癌、肺腺癌、小细胞肺癌转化生长因子多肽类生长因子鳞癌、肾癌、乳腺癌β2-微球蛋白蛋白质，相对分子质量1200多发性骨髓瘤、B细胞淋巴瘤、慢性淋巴细胞白血病、Waldenstrom’s巨球蛋白血症醛缩酶酶类，相对分子质量160000肝癌癌胚铁蛋白糖蛋白，相对分子质量600000肝癌铁蛋白（SF）糖蛋白，相对分子质量450000肝癌、肺癌、乳腺癌、白血病CA242唾液酸化Tn抗原结肠癌，直肠癌，胰腺癌CA549高分子质量糖蛋白乳腺癌、卵巢癌PAP前列腺酸性磷酸酶胃癌、结肠癌、乳腺癌、甲状腺癌、肾癌、卵巢癌1.3肿瘤标志物的联合诊断同时期其释放标志物浓度也不一样，故在临床上多采用多单一肿瘤标志物监测诊断某一种恶性肿瘤的准确率不肿瘤标志物联合诊断和动态观察的方法，以达到提高肿瘤是很高，一般不会超过60%；特异性也会受到一定的限制。诊断阳性率的目的。目前临床联合诊断的肿瘤标志物及诊不同类型的肿瘤释放标志物浓度不同，且在肿瘤发展的不断的肿瘤类型见表4。2014年1月第38卷第1期ProgPharmSciJan.2014Vol.38No.14李策,等：肿瘤标志物的应用及其筛选技术研究进展表4肿瘤标志物的联合检测项目Table4Thecombineddetectionitemsoftumormarkers肿瘤种类联合检测标志物项目根据临床情况选做项目小细胞肺癌NSE、CEA、CA125CA19-9、CA24-2、CA50、CA15-3非小细胞肺癌CEA、SCC、CA125CyFRA211及CA19-9、CA24-2、CA50、CA15-3肝癌AFP、CEA、CA19-9、βHCGCA50、CyFRA211、CA24-2、βHCG胆管/胆囊癌CEA、CA19-9、CA24-2CyFRA211、SCC、CA72-4胰腺癌CA19-9、CEA、CA24-2CA125、CA50、CA72-4、AFP、CyFRA211食管癌CA19-9、SCC、CEACyFRA211、CA125、CA24-2、CA72-4、CA50胃癌CEA、CA24-2、CA19-9CA125、CA72-4、CA50、CyFRA211、TPA结/直肠癌CEA、CA24-2、CA19