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肿瘤标志物的临床应用价值

2022-07-29
来源:求医网
肿瘤的早期诊断既是有可能的,又是困难的,因为目前大多数诊断技术还不能完全满足早期诊断的要求。长期来,人们致力于寻找一种能够尽早(在发生转移前)检出恶性肿瘤的指标,其中包括肿瘤标志物(tumor marker, TM)的研究。

肿瘤标志物的类型

TM的分类和命名尚未完全统一[1]。有按照TM的本质,将其分成蛋白质类、糖类、脂类、酶类、激素类和多胺类;也有将其分成肿瘤相关标志物(如正常分化抗原、主要组织相容性抗原复合物即MHC、病毒抗原和癌基因产物)和肿瘤标志物(如胚胎性标志物、激素、酶和糖蛋白)等等。本文根据TM存在部位将其分为两种类型,细胞肿瘤标志物和体液肿瘤标志物。

细胞肿瘤标志物,是指位于细胞中的物质或抗原,如激素受体、生长因子受体、白血病表型、分子基因等。体液肿瘤标志物,是指病理情况下,在血液、尿液或其他体液中该物质浓度增加,这些物质由癌细胞分泌或脱落,或是宿主对体内新生物反应而产生并进入体液的物质。由于肿瘤发生发展的原因至今未明,因此,TM的定义还有待不断补充。

肿瘤标志物的标准和应用价值

所谓“理想”的TM,一般认为应具有下列特征:(1)特异性100%,(2)灵敏度100%,(3)器官特异性,(4)与肿瘤大小或分期有关,(5)能进行疗效监测,(6)与预后有关,(7)可靠的预测价值。

但至今为止,尚无一种“理想”的标志物。由于肿瘤基因的复杂性,没有一种肿瘤是单一类型的,如乳腺癌至少有2种不同的癌类型,且具有约20种亚型。正因为不存在单一类型的肿瘤,因此发现“理想”的TM就十分困难。TM反映了肿瘤形成和发展过程中的复杂性,但理想TM的各项标准却是评价TM优劣的依据。

1.普查:如果一种TM能满足上述标准的第1、2点,则该标志物可用于普查,但实际上没有一种TM的特异性和灵敏度均能达到100%,从而使TM用于普查受到限制。以癌胚抗原(CEA)普查一组结肠癌为例,发病率为37/10万,假阳性数高达4998人,而检出的结肠癌患者只有26人。因此,这一类TM一般不适宜对无症状的人群进行普查。但某些TM可用于高危人群的普查。如在乙型肝炎表面抗原(HBsAg)携带者和肝硬化患者中检测甲胎蛋白(AFP)。

用TM进行普查应考虑下列原则:(1)应十分清楚该肿瘤的发病率,(2)该肿瘤标志物应能检测早期肿瘤,(3)该肿瘤的早期治疗应比晚期治疗更经济有效,(4)测定方法的灵敏度、特异性和重复性良好,(5)普查所需费用能被接受。

2.定位:TM基本上不能对肿瘤定位,因为绝大多数TM无器官特异性,只有极少数的TM如前列腺特异抗原(PSA),前列腺酸性磷酸酶(PAP),具有器官特异性,只可惜这些指标虽能进行器官定位,但不具肿瘤特异性。

3.确诊:由于TM无足够的灵敏度,不能排除假阴性结果,同时还有假阳性的可能,因此,通常不能单凭TM进行确诊。但本周蛋白、AFP、β-人绒毛膜促性腺激素(HCG)和降钙素等有助于确诊。

4.分期:大多数TM与疾病分期有关,且浓度与肿瘤大小(如结肠癌CEA浓度与肿瘤大小有关)或分期(如几乎所有的TM在肿瘤晚期时呈现较高的浓度)之间通常存在着关联,但这只是总体而言。由于各期TM的浓度范围极广,且互相重叠,因此,并不能根据个体测得值来判断肿瘤大小,也不能以TM的浓度来精确地指示各期肿瘤。

5.疗效监测:TM最重要的价值,是能明确手术、放疗或药物治疗是否有效。有的TM可反映肿瘤残存量,这种定量关系十分重要,如Rustin[2]用HCG监测绒毛膜癌的疗效、检测抗药性和推断“零肿瘤细胞”(检测极限以下),以决定何时停止治疗的报道就是最好的例子。

在自身对照的基础上,监测TM下降值,可为临床提供有关的信息[3]。下列公式可计算患者肿瘤标志物的生物半寿期和与此有关的已知“正常”半寿期:

t1/2=-0.3Δt/[log(MT/MT0)]

t1/2为标志物半寿期;MT和MT0分别代表T0和T时(d)所测得的TM值:Δt=|T-T0|。

任何标志物半寿期显著超过“正常”半寿期,均与残留肿瘤不断产生TM有关,表示手术切除得不完全,或肿瘤抗药,或肿瘤复发。虽然目前尚无一种能被普遍认可的、用TM浓度来评价治疗有效性的标准,但Beastall等[4]提出的方案是值得重视的,即:无效:TM浓度与治疗前相比下降<50%;改善:TM浓度与治疗前相比下降>50%;有效:TM浓度与治疗前相比下降>90%;显效:TM浓度下降至非恶性肿瘤的参考值内。

治疗中或治疗后TM浓度变化有3种基本类型:(1)浓度下降到正常水平,提示肿瘤全部除去或病情缓解;(2)浓度明显下降但仍持续在正常水平以上,或短期下降到正常水平后又重新增高,提示有肿瘤残留和(或)肿瘤转移;(3)浓度下降到正常水平一段时间(约数月)后,又重新增加,提示复发或转移。

应注意,如化疗、放疗或手术后立即测定TM浓度,可能会有短暂的升高,这是由于肿瘤坏死所致。另外,化疗、放疗或手术后TM浓度重新恒定升高,可能表示治疗无效,应尽可能改用其他治疗方式。并不是同一器官的肿瘤均表达相同的TM,为了确定何种TM适宜监测疗效,最好在手术前检测一组TM,然后选择升高的TM作为监测指标。但是,即使某些TM在手术前浓度并不增加,也可能可以作为预示复发和转移的指标。少数肿瘤也可采用组合TM来进行监测,如AFP和HCG监测睾丸癌。

6.预后:术前TM浓度增加,术后浓度降低,表示这些TM对此肿瘤具有预后价值。特别在病程监测中,TM的浓度增加或降低与疾病的预后密切相关。如Newlands等[5]报道,睾丸癌时以HCG和AFP作为预后指标,HCG<50 kU/L或AFP<500 kU/L的4年生存率为96%,HCG>50 kU/L或AFP>500 kU/L的4年生存率为56%。另外,结肠癌时CEA浓度、非何杰金淋巴瘤(特别是多发性骨髓瘤)时β2微球蛋白、卵巢癌时糖蛋白抗原(CA)125等都有预后的价值。

7.预测:TM另一重要的特性就是预测价值,其依据是Bayes′法则。可用阳性预期值(PPV)和阴性预期值(NPV)来表示。PPV与NPV不仅与灵敏度与特异性有关,还与人群的患病率有关。某一TM的灵敏度、特异性、PPV、NPV不是固定不变的,而是依赖于选定的临界值。将临界值提高,可增加特异性,但灵敏度随之降低;反之,将临界值降低,则灵敏度提高,但特异性下降。对TM而言,以正常参考值表示已基本无意义,通常以临界值来表示。因为,在实际应用中考虑的是最佳临界值,即区分“正常”的分界限。它不同于正常参考值的运用,正常参考值来自一组对照人群,而临界值是根据金标准确诊为患者和正常对照组两组人群所确定的。

临界值由以下3方面来决定:(1)根据金标准确定患者和对照组二组例数相似的人群,并测出各组的实验数据。(2)使用该实验数据的不同域值来区分阳性和阴性的不同分界点,并分别计算其灵敏度和特异性。(3)绘制接受器工作性能曲线(ROC),最接近左上角的点即为最佳诊断临界值,此时,其灵敏度最高,特异性最好。了解TM的灵敏度和特异性,可绘制ROC曲线,即灵敏度(Y轴)/特异性(X轴)曲线,特异性和灵敏度可分别从对应的任何一点中得到,一种TM的曲线灵敏度越靠近Y轴、特异性越靠近X轴,这种标志物就越好。

良好的TM其特异性应达到95%,并以此值来考虑灵敏度。如果几种TM对某一肿瘤具有大致相当的灵敏度,应选择最高特异性的TM。如果考虑良性疾病TM升高的因素,而特异性保持不变,在原临界值外,再将临界值略为提高,即设置边界区,如TM值在边界区内,应进一步明确诊断。

肿瘤标志物测定的影响因素

1.体内因素:肝、肾功能异常和胆汁淤滞等均可造成TM浓度增高,如CEA、AFP。风湿病时CA19-9浓度可增高。强烈的治疗作用(手术、放疗、化疗)和连续的细胞死亡、肿瘤部位供血障碍等均可导致TM浓度变化。某些药物会影响TM的浓度,如前列腺癌抗雄激素治疗可抑制PSA产生。另外,已发现屡次进行直肠检查后,PSA和PAP值可升高,因此采血前不应进行直肠检查。

2.体外因素:血清是测定肿瘤标志物最常用的样品,但由于血液的稀释作用,检测的阳性率有一定的局限性,若能直接收集肿瘤组织或其附近组织分泌的体液进行测定,可提高检测灵敏度和特异性。例如,经内窥镜采集胰液测定CA19-9、CA72-4含量,可明显提高胰腺癌的检出率。同样,如用乳汁作为CA15-3和CEA的测定样品,则乳腺癌的阳性检出率也比用血样品大大提高[1]

汗液、唾液和其他体液中均含有鳞状上皮细胞癌抗原(SCC),因此,检测SCC抗原时,如污染上述体液可造成假性升高结果。红细胞、浆细胞和血小板中存在神经特异性烯醇化酶(NSE),因此样本在离心前放置一段时间(60~90 min),血液中NSE浓度可能增高。另外,血清保存于室温中,PAP可因抗原不稳定而在几小时内降解。有些TM如CA15-3对蛋白酶和神经酰胺酶很敏感,因此,血清样本应避免微生物污染,以免影响测定结果[6]

目前检测TM的方法多采用双抗体夹心酶联免疫吸附试验(ELISA)或免疫放射分析法。如待测样本中抗原浓度过高,会出现“hook”效应,此时免疫反应被明显抑制,出现错误的低读数,要消除这种干扰,只<