肿瘤标志物及其临床应用

中国教育装备采购网2015-03-24 16:14围观1028次我要分享

  肿瘤是严重威胁人类健康的高发病率和高死亡率性疾病,研究表明,平均每四个死亡病例中就有一个是肿瘤,因此,早期诊断和早期治疗是防治肿瘤与降低死亡率的最有效办法。自1978年Herberman提出肿瘤标志物(tumormarkers,TM)的概念后,许多与肿瘤相关的生化、免疫指标不断被发现,提供了实现肿瘤早期检测的可能途径。目前,随着肿瘤分子生物学和免疫学及人类基因组计划的进展,这个领域已成为肿瘤基础和临床研究的热点。

  TM是指在恶性肿瘤的发生和增殖过程中,由肿瘤细胞的基因表达而合成分泌的,或是由机体对肿瘤发生反应而异常产生或升高的,反映肿瘤存在和生长的一类物质。TM包括蛋白质、激素、酶(同工酶)、多胺及癌基因产物等,存在于患者的血液、体液、细胞或组织中,可用生物化学、免疫学及分子生物学等方法进行测定,对肿瘤的辅助诊断、鉴别诊断、疗效观察、监测复发及预后评价具有一定价值。

  一、理想的肿瘤标志物

  从临床诊断肿瘤的需求考虑,人们设想的理想TM应具有以下特性:①灵敏度高,能早期发现和早期诊断肿瘤;②特异性好,仅肿瘤患者呈阳性,能对良、恶性肿瘤进行鉴别诊断;③能对肿瘤进行定位,具有器官特异性;④与病情严重程度、肿瘤大小或分期有关;⑤能监测肿瘤治疗效果和肿瘤的复发;⑥能预测肿瘤的预后。

  二、肿瘤标志物的临床应用

  随着分子生物学和分子遗传学的发展,人们逐渐认识到癌症属于基因性疾病,每种癌症都有自己的分子生物学特征,这些分子标志物可应用于临床,检测癌细胞。现有荧光原位杂交(FISH)、多聚酶链反应(PCR)和酶联免疫吸附实验(ELISA)等高敏感度的方法,能从染色体、DNA、mRNA或蛋白水平检测少量的癌细胞,这些方法结合细胞磁珠/流式分选(MACs/FACs)可提高检测样本中微小转移性病灶,对无症状患者的复发作出早期诊断,提供分子分期及判断预后。

  (一)肿瘤普查、筛选项目的应用由于大部分TM既无器官特异性、又无良好肿瘤特异性,在正常人群,特别是良性病变中也可能存在,且与恶性肿瘤在浓度水平上存在交叉,同时,一般TM在癌变初期敏感性很低(约15%~20%),因此,TM通常不适宜于大范围无症状人群的普查,只有个别指标〔如甲胎蛋白(APF)和前列腺特异性抗原(PSA)〕可用于对高危人群筛查。

  (二)生物特点和疾病阶段的判定大多数情况下,TM浓度与肿瘤的大小和临床分期之间存在着一定的关联:肿瘤越大,细胞数越多,肿瘤细胞合成和分泌TM的速度越快,血液循环中TM的浓度越高。但由于各期肿瘤的TM浓度变化范围较宽,会有相互重叠的现象发生,因此目前还不能根据TM的浓度高低来判断肿瘤的大小和进行临床分期。

  (三)疗效与预后的判断临床可通过对TM在治疗前、后及随访中浓度变化的监测来了解肿瘤治疗是否有效,并判断预后。恶性肿瘤在治疗后,TM浓度变化与疗效之间有一定相关性:①治疗后TM浓度降至正常参考水平以下,提示治疗有效,预后良好;②浓度下降但未到正常参考水平,提示肿瘤残留或肿瘤转移;③浓度下降至正常参考水平,但一段时间后又重新升高,提示肿瘤复发或转移,预后差。通常在病程监测中,TM浓度增加或降低与疾病的预后密切相关:TM的基础水平越高,表示越可能处于癌症晚期,预后较差;TM的基础水平正常或仅轻微升高,预示着极有可能肿瘤不再复发、复发时间延长或存活时间长。

  (四)多项TM的联合应用,提高检测效率为提高TM的辅助治疗价值,可进行多项TM的联合检测,合理选择几项灵敏度、特异性能互补的TM组成最佳组合进行联合检测,可提高肿瘤阳性检出率,弥补灵敏度和特异性的不足,对每一种TM检测最好能够定期进行跟踪观察,这样能去除假阳性和假阴性的存在,也是解决特异性不强的最好方法。

  (五)免疫定位诊断可以应用放射性核素标记的抗肿瘤单克隆抗体,注入患者体内,进行影像定位,即放射免疫显像(RII),或在手术中,注入患者体内,以示踪指导手术切除部位,即放射性免疫导向手术(RIGS)。若RII检查结果阳性,在排除假阳性的可能后可确诊;但结果若阴性,则不能排除肿瘤的存在,因为待测肿瘤可能不表达该放射性核素标记抗体所针对的抗原决定簇。

  (六)免疫靶向治疗将放射性核素、毒素或化疗药物与抗肿瘤抗体结合,以抗体所针对的肿瘤细胞膜相关抗原、即TM为靶位,进行导向治疗。其最大的优点是治疗物质与肿瘤细胞接近,对肿瘤杀伤强,对正常细胞影响较小。

  三、肿瘤标志物检测的临床应用原则

  TM的应用价值取决于其敏感度和特异度。然而目前临床实验室常用的TM中,大多数的敏感性或特异性均不高,在TM检测和临床应用中,应对其有一个全面的了解,对优点和局限性有一个充分的认识。

  (一)高危人群筛查的应用原则应用TM对高危人群进行筛查时应遵循下列原则:(1)TM对早期发现具有较高的灵敏度;(2)测定方法的灵敏度、特异性和重复性好(如AFP和PSA);(3)筛查费用经济、合理;(4)对筛查中TM异常增高,但无症状和体征的患者,必须复查和随访。

  (二)肿瘤临床诊断和病程监测的应用原则

  1、动态监测:TM测定的临床价值在于动态观察。每个肿瘤患者对于各种TM都有各自的基础水平。大多数患者在患癌症之前,各种标志物的个体正常水平是未知的,可能非常低,也可能接近参考区间上限,甚至高于上限。因此健康成人参考区间上限并无很大意义,相反每个患者TM水平的动态变化才是至关重要的,有时甚至在参考区间内的浓度变化也是有价值的。

  一些非恶性疾病也可引起TM浓度升高,但大多是一时性,而恶性肿瘤引起TM浓度升高则是持续性的,因此,每隔2~3周连续测定可以排除假阳性。另外,血清TM浓度水平动态变化方向和变化幅度,对于判断恶性肿瘤的疗效与复发是非常重要的。治疗有效,TM浓度呈持续性下降;TM浓度下降缓慢或不下降,提示治疗无效或手术后有肿瘤组织残留;若连续3次(每次间隔2~4周)测定值均有较大幅度升高,则预示肿瘤复发。

  2、定期检测:应根据不同患者、不同的肿瘤制定不同时间表。一般而言,治疗前应对每个患者测定TM,通过1~2次检测确定个体基础值。治疗后2~14天内(测定时间应根据TM半衰期而定),进行第1次TM值疗效检测。在刚开始的第1~2年,应每月定期检测,至TM浓度明显下降后,每3个月测定1次。第3~5年,每半年检测1次。第5~7年,每年1次。每次改变治疗方案,或怀疑复发和转移时,应及时测定TM浓度,如发现明显增高,应在1个月后复查1次,连续2次升高,提示复发或转移。

  3、联合检测:同一种肿瘤或不同类型的肿瘤可有一种或几种TM异常,同一TM也可在不同的肿瘤中出现,因而,多指标应用可在某一范围内寻找有效的诊断和监测TM。此外,肿瘤组织和细胞的发生、发展是复杂的多步骤过程,肿瘤常有多种TM的异常,且在其不同的发展阶段或不同的肿瘤细胞类型中,TM可能还有所不同。为提高TM的辅助诊断价值,确定何种或哪几种TM可作为治疗和复发以及预后评估的监测指标,应进行TM联合检测。但联合检测指标须经科学分析、严格筛选。在上述前提下,合理选择几项灵敏度、特异性能互补的TM组成最佳组合,进行联合检测,通过临床应用,以循证医学观点来评价和修改联合检测的TM组合。

  四、肿瘤标志物使用过程中应注意的问题

  (一)确定正常参考值及判断结果时,实验室提供的“正常参考值”往往与临床所见相差甚远。重要的是,比较被检者在观察期中不同时间,或经临床治疗前后有关TM水平的变化。

  (二)检测结果必须与临床其他检查结果进行综合分析。由于TM的特异性、敏感性均存在局限性,因此检测结果不能独立作为诊断的依据,必须与临床患者状况、体征检查、X线、内窥镜,及超声波检查等各种诊断手段结果综合分析、判断。

  (三)在肿瘤临床诊治中的作用除极少数TM(AFP、PSA)外,大都不适用于肿瘤的初筛。TM主要应用于鉴别诊断、病程分析、疗效监测、复发或转移发现、治疗指导及预后判断。

  (四)比较针对一种肿瘤的不同标志,选择出最佳标志,相互补充,从而提高诊断的阳性率。在联合应用多种TM提高敏感性的同时,还要注意其特异性的下降。因此,选择出最佳组合,即敏感性高、特异性无明显下降、组合项目最少,可以极大地提高血清TM检测的有效性,避免盲目性,降低检查费用。

  (五)重视室内质控、室间质评及质量保证,加强管理,包括仪器的维护、试剂的选择、实验条件及流程规范。手工ELISA每次每板均应有阳、阴性对照及标准曲线的测定。虽然,迄今所知的TM还没有任何一个敏感性与特异性均能达到100%的程度,但是,当其应用合理时,的确可为临床提供非常有用的信息。因此,很多TM的测定在临床常规诊断中已经成为辅助工具。血清TM最佳组合的研究也应在肿瘤检验中引起注意。

  五、常见的肿瘤标志物生物学意义

  (一)甲胎蛋白(AFP)应用于原发性肝细胞癌、卵巢胚窦癌、睾丸非精原细胞癌的检测。AFP是原发性肝癌诊断中最佳的TM,我国原发性肝癌患者中60%~70%为AFP阳性。凡AFP>500μg/L持续1个月或AFP>200μg/L持续2个月而无肝炎活动证据,排除妊娠和生殖腺内、外胚胎性肿瘤,应高度怀疑肝癌。AFP对原发性肝癌的临床价值包括:(1)在各种诊断方法中专一性仅次于病理检查,假阳性率为2%;(2)目前最好的早期诊断方法之一,可在症状出现前6~12个月做出诊断;(3)灵敏地反映了病情变化和治疗效果;(4)有助于亚临床期复发与转移的发现。

  (二)癌胚抗原(CEA)应用于由内胚层分化而来的恶性肿瘤,如腺体肿瘤(乳腺癌、肺腺癌、胃癌、结肠癌、直肠癌),检出阳性率较高。癌性胸腹水、胃液可先于血清出现阳性表现。由于在某些良性肿瘤如肠息肉中CEA也发现有增高,因此特异性不强,不能用于肿瘤筛选试验,但可作为结直肠癌临床分期指标和病情动态检测项目之一。

  (三)糖类抗原(CA19-9)又称胃肠道癌性抗原,应用于胰腺癌、胆管癌的检测,结肠癌、胃癌也可以有较高阳性检出率。其中,胰腺癌和胆囊癌患者血清CA19-9明显升高,晚期患者更加显著,敏感度为65%~87%,特异性78%~94%。此外,CA19-9还可作为肝癌患者AFP联合检测指标,特别对AFP阴性原性肝癌患者,CA19-9有相当的阳性检出率。

  (四)糖类抗原(CA125)应用于妇科恶性肿瘤的鉴别诊断,如卵巢上皮细胞癌、浆液性囊性癌、内膜样癌、粘液性囊性癌、透明细胞癌、恶性纤维上皮癌、恶性间皮瘤、生殖细胞癌等,CA125水平均可明显增高。对肝癌、肺癌、结肠癌的诊断也有一定的参考价值。

  (五)糖类抗原(CA15-3)是一种与人类乳腺癌相关的抗原,是乳腺癌追踪监视的特异指标,也是乳腺癌治疗后监视复发较好的观察指标。乳腺癌伴有肝及骨转移时,CAl5-3增高。卵巢癌、子宫内膜癌有一定阳性检出率。

  (六)糖类抗原(CA724)从乳腺癌的肝转移病灶中分离出一种肿瘤相关蛋白,对胃癌敏感度为60%,均高于CA19-9和CEA,亦适合胃癌术后及化疗患者作为疗效观察和追踪复发指标。糖类抗原对胆道系统、结肠、直肠、胰腺肿瘤亦有一定敏感性,可作为联合检测参考指标。

  (七)血清铁蛋白是人体除血红蛋白以外含铁最丰富的蛋白质,可用于原发性肝癌检测,与AFP联合检测,可明显提高检测阳性率。在消化道肿瘤、鼻咽癌、乳腺癌发生骨转移及肝、淋巴腺转移时可明显升高,可作为治疗后动态观察,有利于转移癌发现或预后判断。

  此外,还有肺癌抗原CYFRA21-1、神经特异性烯醇化酶、前列腺酸性磷酸酶、前列腺特异抗原、碱性磷酸酶及同工酶、肌酸激酶及同工酶、乳酸脱氢酶及同工酶,对有关肿瘤的诊断及观察治疗后的康复,判断转移及预后有很大作用。常见TM的英文简称及主要临床应用见表1(略)。

  20世纪80年代以来,TM开始大量涌现,所能使用的单克隆抗体数以千计,且新的抗体正在不断问世,但人们至今尚未发现一种标志物为癌细胞所特有,病理诊断仍然是判断肿瘤最可靠手段。尽管目前TM还不能用于临床确诊,但在疗效监测、预后、指示复发和高危人群的普查中具有独特的价值,其发展空间将会更加广泛和深入。

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