章节内容
第一节 概述
一、肿瘤标志物的发展概况
| 年代 | 标志物 | 发现者 |
| 1846 | Bence-Jones | H. Bence-Jones |
| 1928 | 异位激素综合征 | W. H Brown |
| 1930 | 人绒毛膜促性激素 | B. Zondek |
| 1932 | 促肾上腺皮质激素 | H. Cushing |
| 1949 | 血型抗原 | K. Oh-Uti |
| 1959 | 同工酶 | C. Markert |
| 1963 | α-甲胎蛋白 | G. I. Abelev |
| 1965 | 癌胚抗原 | P. Gold and S. Freeman |
| 1969 | 肿瘤基因 | R. Heubner and G. Todaro |
| 1975 | 单克隆抗体 | H. Kohler and G. Milstein |
| 1980 | 肿瘤基因探针和转录 | G. Cooper,R. Weinbeerg and M. Bishop |
| 1985 | 抑癌基因 | H. Harris,R. Sager and A. Knudson |
二、肿瘤标志物的定义
所谓肿瘤标志物,指在肿瘤发生和增殖过程中,由肿瘤细胞生物合成、释放或者是宿主对癌类反应性的一类物质。这类物质可能是循环物质,可在细胞、组织或体液中出现,人们能利用化学、免疫和分子生物学等技术对血液或分泌物进行定性或定量地检测。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。近年来,分子生物学技术的发展,通过对细胞基因的遗传和表达物质的检测,为研究肿瘤的发生机制以及肿瘤的筛选及早期诊断提供了可靠的标志性的依据。
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。只是一种肿瘤所产生的特异性物质,称之为该肿瘤的特异性标志物。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。但更多的肿瘤标志物,则是在一类组织类型的相似而性质不同的肿瘤发生时,其含量会有较大的变化,一般称这类物质为肿瘤辅助标志物。这类标志物往往易同良性肿瘤或正常组织发生混淆。但在肿瘤发生时,这类标志物的含量要明显高出良性肿瘤或正常组织。
三、肿瘤标志物的分类
近年来,由于医学检测水平的提高,与肿瘤相关的标志性物质不断地被发现。但是肿瘤标志物的来源和性质非常复杂,所以至今还未有一个统一的肿瘤标志物的分类方法,综合各种专业书籍以及学术报告,肿瘤标导物分类大致有两种: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。本章是按后者的分类进行介绍,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。
四、肿瘤标志物的临床应用
| 主要存在于Ⅰ带的酶 | 均匀分布的酶 | 主要存在于Ⅲ带的酶 |
| 细胞色素氧化酶 | 磷酸甘油脱氢酶 | 谷氨酸脱氢酶 |
| 琥珀酸脱氢酶 | 苹果酸酶 | 丙酮酸激酶 |
| 乳酸脱氢酶 | 单胺氧化酶 | 异柠檬酸脱氢酶(NADP) |
| 苹果酸脱氢酶 | 葡萄糖激酶 | 乙醇脱氢酶 |
| 天冬氨酸氨基转移酶 | 已糖激酶 | 3-羟丁酸辅酶A脱氢酶 |
| 丙氨酸氨基转移酶 | 已糖二磷酸激酶 | NADH-四唑还原酶 |
| 糖原合成酶 | 磷酸甘油醛脱氢酶 | NADP-四唑还原酶 |
| 糖原磷酸化酶 | ||
| 磷酸葡萄糖异构酶 | ||
| 葡萄糖-6-磷酸酶 | ||
| 磷酸烯醇丙酮酸激酶 |
第二节 常见的肿瘤标志物及其应用评价
肿瘤标志物经过一百多年的发展历史,尽管至今为止,具有明确诊断作用的标志物不是很多,但有不少标志物经过临床实践已被大家熟悉和应用。
一、肿瘤胚胎性抗原标志物
| 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 |
二、糖类抗原标志物
| 名称 | 性质 | 癌肿 | 常用单克隆抗体 |
| CA125 | 糖蛋白>200ku | 卵巢、子宫内膜 | OC125 |
| CA15-3 | 糖蛋白400ku | 乳腺、卵巢 | DF3和115D3 |
| CA549 | 高分子量糖蛋白 | 乳腺、卵巢 | BC4E549 BC4n154 |
| CA27.29 | 高分子量糖蛋白 | 乳腺 | B27.29 |
| 类粘蛋白 | 糖蛋白350ku | b-12 | |
| 肿瘤相关抗原 | |||
| DU-PAN-2 | 粘蛋白100-500ku | 胰腺、卵巢、胃 | DU-PAN-2 |
| 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 | 116NS19-9 |
| CA19-5 | 唾液酸化Lea和Leag | 胃肠、卵巢 | 116NS19-5 |
| CA50 | 唾液酸化Lea | 胰腺、胃肠、结肠 | Colo-50 |
| CA72-4 | 唾液酸化Tn | 卵巢、乳腺、胃肠、结肠 | B27.3.cc49 |
| CA242 | 唾液酸化CHO | 结肠、直肠、胰腺 | C242 |
| 鳞状细胞抗原 | 糖蛋白 | 子宫颈、肺、皮肤、头颈部 | SCC |
三、酶类标志物
| 名称 | 分子量及同工酶 | 相关肿瘤 | |
| 醛缩酶 | 160ku | 3个 | 肝 |
| 碱性磷酸酶 | 95ku | 7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 | 83ku | 4个 | 前列腺、肺、结肠、卵巢等 |
| γ-谷氨酰转移酶 | 90ku | 12个 | 肝 |
| 乳酸脱氢酶 | 135ku | 5个 | 肝、淋巴瘤、白血病 |
| 神经原特异性烯醇化酶 | 73ku | 2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 | 230ku | 8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 | |
四、激素类标志物
| 激素 | 性质 | 相关肿瘤 |
| 儿茶酚胺类 | 嗜铬细胞 | |
| 促肾上腺皮质激素 | 4.5ku | 库欣综合征、肺(小细胞) |
| 抗利尿激素 | 肺(小细胞)、原发性类癌等 | |
| 降钙素 | 3.5ku | 甲状腺髓质 |
| 生长激素 | 21ku | 垂体腺瘤、肾、肺 |
| hGG | 45ku | 胚胎绒毛膜、睾丸(非精原细胞癌) |
| 人胎盘催乳素 | 22ku | 滋养层、性腺、肺、乳腺 |
| 甲状旁腺素 | 肝、肾、乳腺、肺等 | |
| 催乳素 | 22ku | 垂体腺瘤、肾、肺 |
| 胰高糖素 | 3ku | 胰高糖素瘤、嗜铬细胞瘤 |
| 转化生长因子 | 鳞瘤、肾、乳腺 |
五、其它蛋白质类标志物
| 名称 | 性质 | 相关肿瘤 |
| β2-微球蛋白 | 12ku | 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 |
| C多肽 | 3.6ku | 胰岛素瘤 |
| 铁蛋白 | 450ku | 肝、肺、乳腺、白血病 |
| 本周蛋白 | 22.5-45ku | 游离轻链病、多发性骨髓病 |
| 免疫球蛋白 | 160-900ku | 多发性骨髓瘤、淋巴瘤 |
| 铜蓝蛋白 | 126-160ku | 肝、胃肠、胰腺 |
| 甲状腺球蛋白 | 670ku | 甲状腺癌 |
六、肿瘤标志物的联合应用
用肿瘤标志物测定肿瘤在临床上已应用了许多年,为临床的诊断和疗效观察起了很多的作用,但在应用过程中,确实也存在着特异性不强、阳性率不高等不足。为了提高诊断的阳性差,临床上常将几项相关的标志物组成联合标志物组,同时对某一肿瘤进行检测,应用多变量分析的方法,提高临床的诊断的准确性。
(一)肺癌的诊断的标志物
CEA是最早用于肺癌的诊断,特别对非小细胞肺癌的诊断有一定的意义。目前临床上常将CEA和总唾液酸蛋白(TSA)联合检测,可提高诊断的灵敏度和特异性。或CEA与降钙素以及ACTH联合检测能对治疗的效果提供依据。
在肺癌的基因检测中,往往以检测P53基因和RB基因的表达为主。
肺癌的肿瘤标志物的临床应用如能结合细胞学的检查,其价值就更大。
(二)乳腺癌的诊断的标志物
乳腺肿瘤的标志物有不少,最早使用的是CEA、hCG、铁蛋白等。近年来,癌抗原物质的出现,特别是CA153、CA549标志物的检查为乳腺肿瘤的诊断带来一种较为可靠的依据。在基因检测方面,主要有P53、C-erb-2等。现有学者认为,乳腺肿瘤的患者的家族中存在着一种易感性的基因,这就是BRCA1和BRCA2,这对早期诊断和发现乳腺肿瘤有一定的意义。
(三)肝癌的诊断标志物
到目前为止,AFP仍然是肝癌诊断的最佳标志物,除此之外,还有γ-GT、AFU、GGT-Ⅱ、RNAase同工酶、AKP同工酶、醛缩酶同工酶、β2-微球蛋白相关抗原等。在肝癌的检测中,以几项标志物协同使用,能提高诊断阳性率。
(四)胰腺癌的诊断标志物
胰腺癌的早期诊断比较困难,手术切除率低,从目前的胰腺癌的诊断标志物来看,CA19-9是比较好的诊断标志物,其阳性值与肿瘤大小有一定的相关性。CA19-9又可与CA50或与胰腺癌组织抗原一起,作为胰腺癌诊断的联合指标。
(五)卵巢癌的诊断标志物
从目前的卵巢癌的诊断的单个标志物来看,特异性不高。如能将几个标志物联合检测可提高诊断的阳性率。
现可组合的标志物有:CEA、hCG、SIEX、CA125、CA19-9等单克隆抗体,在基因检测方面有K-ras癌基因等。
第三节 基因类肿瘤标志物的进展及其临床应用
随着分子生物学的理论和技术的发展,癌基因和抑癌基因的检测已成为肿瘤临床诊断新一代的标志物。
正常细胞的生长与增殖是由两大类基因调控的,一类是正向调控信号,主要是起促进细胞生长和增殖,并且阻止其发生终末分化倾向,癌的基因起着这一方面的作用,另一类为负向调控信号,主要是使细胞成熟,促进终末分化,最后是细胞凋亡,抑癌基因则在这方面起作用。正常情况下这两类信号保持着动态平衡,十分精确地调控细胞增殖和成熟。一旦这两类信号中有一类信号过强或过弱均会使细胞生长失控而恶变。
一、癌基因
| 癌基因 | 细胞株或原发肿瘤 | 相关肿瘤 |
| N-myc | 细胞株 | 神经母细胞瘤、视网膜母细胞瘤、肺癌(小细胞) |
| 原发肿瘤 | 神经母细胞瘤、视网膜母细胞瘤、横纹肌肉瘤 | |
| C-erb-2 | 原发肿瘤 | 胃腺癌、肾腺癌、乳腺癌 |
| N-ras | 细胞株 | 胃腺癌 |
| C-myc | 细胞株 | 乳腺癌、胃腺癌、肺癌(巨细胞) |
| 原发肿瘤 | 急性粒细胞白血病、结肠腺癌 | |
| H-ras | 细胞株 | 黑色瘤 |
| 原发肿瘤 | 膀胱癌、皮肤鳞癌 | |
| K-ras | 细胞株 | 结肠癌、骨肉瘤 |
| 原发肿瘤 | 膀胱癌、胰腺癌、卵巢癌 |
| 肿瘤类型 | 临床意义 |
| 乳腺癌 | c-Ha-ras基因mRNA水平升高与恶性肿瘤进展期中p21ras水平相关 |
| 结直肠癌 | 50%的肿瘤出现c-Ki-ras 基因点突变 |
| 肺癌 | 20%-30%肿瘤出现ras基因家族成员点突变,其中c-Ki-rad基因点突变与预后不良相关 |
| 胰腺癌 | 90%左右的肿瘤出现c-Ki-ras基因点突变 |
| 胃癌 | 在恶性肿瘤中p21表达水平明显升高,c-Ha-ras基因编码第12位氨基酸突变与肿瘤转移及预后不良相关 |
| 髓性白血病 | 10%-50%的肿瘤中出现c-N-ras基因突变 |
| 膀胱癌 | 部分病例可出现c-Ha-ras基因点突变及p21ras表达过度 |
| 肿瘤种类 | 临床意义 |
| 神经母细胞瘤 | 在20%的肿瘤中有N-myc基因扩增 |
| N-myc基因扩增是预后的预测因子 | |
| Burkitt's淋巴瘤 | 几乎100%的Burkitt淋巴瘤病人均有c-myc基因易位,主要有三种表现形式:①与免疫球蛋白重链位点易位:t(8;14)(q24;q23);②与免疫球蛋白κ轻链位点易位:t(8;14)(q24;q23);③与免疫球蛋白γ轻链位点易位:t(8;22)(q24;q11): |
| 急性T细胞性白血病 | 部分病例可见c-myc基因易位,表现为:t(8;14)(q24;q11) |
| 乳腺癌 | 6%-57%的肿瘤中可见c-myc基因扩增。c-myc基因mRNA水平升高与预后不良相关 |
| 结直肠癌 | 10%-20%的肿瘤中可见c-myc基因扩增 |
| 鳞状细胞癌 | c-myc基因扩增与进展期肿瘤相关 |
| 小细胞肺癌 | 30%肿瘤可见L-myc基因过度表达 |
| 视网膜母细胞瘤 | 均见N-myc基因扩增,却与肿瘤预后无关 |
| 胶质母细胞瘤 | 均见N-myc基因扩增,却与肿瘤预后无关 |
| 宫颈癌 | c-myc过度表达与预后不良相关 |
| 肿瘤类型 | 临床意义 |
| 乳腺癌 | EGFR表达过度见于21-33%的肿瘤中,过度表达与预后不良及短期复发相关 |
| 神经胶质瘤 | EGFR表达过度与基因扩增相关,在一些情况下EGFR的EGF结合区截断 |
| 膀胱癌 | 87%的侵袭性肿瘤中有EGFR过度表达,EGFR过度表达与肿瘤分期相关 |
| 肺癌 | 52%-80%非小细胞性肺癌中有EGFR过度表达 |
| 过度表达与预后不良相关 | |
| 卵巢癌 | 49%-64%的肿瘤出现过度表达,并与预后不良相关 |
| 食管癌 | 38%-47%的肿瘤出现过度表达,并与预后不良相关 |
二、抑癌基因(suppressergene)
| 抑癌基因 | 染色体 | 相关肿瘤 |
| RB | 13q14 | 视网膜母细胞瘤、骨肉瘤、乳腺癌、肺癌 |
| WT1 | 11p13 | Wilms肿瘤 |
| NF-1 | 17q11.1q | 神经纤维瘤 |
| DCC | 13q21.3 | 结肠癌 |
| P53 | 17q21-1q | 肺癌、结肠癌、胃癌 |
| Erb-B-2 | 7p | 乳腺癌 |
| 肿瘤类型 | 临床意义 |
| 乳腺癌 | 40%有p53突变,9%病人血清有p53蛋白 |
| 结肠癌 | 50%-86%表现p53突变 |
| 肺癌 | 45%-70%p53水平升高,57%的小细胞肺癌过度表达p53 |
| 食管癌 | 35%-44%有p53突变 |
| 肝癌 | 50%有p53点突变 |
| 膀胱癌 | 61%有p53基因突变 |
| 慢性髓性白血病 | p53表达的抑制调节造血细胞增殖 |
| 胃癌 | 37%的肿瘤有p53基因突变 |
| 非霍奇金淋巴瘤 | 61%病例有p53蛋白增加 |
| 宫颈癌 | <10%的病例有p53基因突变 |
| 甲状腺癌 | 约24%的肿瘤中有p53基因突变 |
| 神经纤维肉瘤 | 30%的肿瘤有p53基因突变 |
| 脑肿瘤 | <10%的肿瘤有p53基因突变 |
| 卵巢癌 | 50%的肿瘤有p53基因突变 |
| 骨肉瘤 | 33%-76%的肿瘤有p53基因突变 |