腫瘤標志物的關鍵性臨床應用.ppt

腫瘤標志物的臨床應用 上海交通大學醫(yī)學院附屬瑞金醫(yī)院 樊綺詩,20世紀以來腫瘤的死亡率明顯增加，據(jù)1997年全國腫瘤防治研究所辦公室的統(tǒng)計資料表明，我國惡性腫瘤的死亡率為108.39/10萬，占死亡人數(shù)的17.94%，居死亡原因的第二位。,2000年發(fā)病率,中國腫瘤死亡率,腫瘤死亡率變化,常見的惡性腫瘤死亡原因,腫瘤的早期診斷雖有可能(因為腫瘤潛伏期可長達數(shù)月至數(shù)年)，但實際上十分困難，因為目前大多數(shù)的診斷技術都不適合腫瘤的早期診斷。,用生物物理方法，如X線，CT和超聲等檢查，只有當腫瘤大小至少到12cm時才能發(fā)現(xiàn)，而此時腫瘤細胞數(shù)已達109以上。,The development of tumor and their diagnostic by immunological and biophysical methods,用免疫學方法檢測，腫瘤細胞需達到106才可檢出，但此時可能已經(jīng)發(fā)生腫瘤轉(zhuǎn)移，而且并不是所有腫瘤在此時都能被檢出。 長期以來人們致力于尋找一種能夠盡早檢出惡性腫瘤的指標，并將已經(jīng)發(fā)現(xiàn)的一些物質(zhì) 稱之為腫瘤標志物（Tumor Marker, TM）。,腫瘤標志物的定義,腫瘤標志物是一類存在于組織或體液中， 能用化學或免疫學方法定量的、能證實癌腫存 在（或在某一臟器存在）的、能監(jiān)測腫瘤治療 和預后的物質(zhì)。這些物質(zhì)必須在正常人中不存 在或者是在癌腫患者中出現(xiàn)的水平顯著高于正 常人。,腫瘤標志物的分類,細胞腫瘤標志物： 位于細胞中的物質(zhì)或抗原，如激素受體、 白血病表型、分子基因等。 體液腫瘤標志物： 病理情況下，濃度增加時可在血液、尿液 或其他體液中測得的物質(zhì)，如AFP、CA199、 CEA、 CA15-3等。,腫瘤表型標志物： 酶、胚胎性抗原、異位性蛋白、激素等, 出現(xiàn)于癌細胞轉(zhuǎn)化和臨床進展階段。 腫瘤基因標志物： 基因突變、基因表達異常等，出現(xiàn)于癌前起動階段。,腫瘤標志物的分類,酶類標志物 激素類標志物 癌胚抗原類標志物 糖類抗原標記物 癌基因,理想的腫瘤標志物應具有： 特異性100% 靈敏度100% 器官特異性 與腫瘤的大小或分期有關 與預后有關,至今尚無任何腫瘤標志物能滿足所有上述標準,腫瘤標志物的臨床應用,正常人群中的篩查 有癥狀者的輔助診斷 癌癥的臨床階段的分期 疾病進程的預后指標 評估治療方案 判斷癌癥是否復發(fā) 治療應答的監(jiān)測,普 查,一般不適宜對無癥狀人群進行普查 以CEA普查結(jié)腸癌為例：,腫瘤標志物用于普查的五項原則,應十分清楚該腫瘤的發(fā)病率 應能檢測早期腫瘤 該腫瘤的早期治療比晚期治療更經(jīng)濟有效 測定方法的靈敏度、特異性和重復性良好 普查所需費用能被接受,定 位,TM基本上不能對腫瘤定位 極少數(shù)TM如PSA, 甲狀腺球白等具器 官特異性，但不是腫瘤特異性。,確 診,通常不能進行確診 因為TM無足夠的靈敏度，不能排除假陰性 結(jié)果。但本周蛋白(多發(fā)性骨髓瘤）、AFP (肝 癌)、-HCG（絨毛膜癌）和降鈣素（C-細胞 癌）等有助確診。,分 期,大多數(shù)TM與疾病分期有關，且濃度與腫瘤大 小通常存在關聯(lián) 但并不能根據(jù)個體測得值來判 斷腫瘤大 小，也不能以TM 濃度精確指示各期腫瘤，因 為各期腫瘤的TM濃度范圍極廣，且互相重 疊。,預 后,術前TM濃度增加，術后降低，表示這些TM 對此腫瘤有預后價值。 在病程監(jiān)測中，TM的濃度增加或降低與疾病的預后密切相關。,TM評價治療有效性方案 （Beastall, 1991),無效：TM濃度與治療前相比下降50% 有效：TM濃度與治療前相比下降90%,跟 蹤 復 發(fā),預 測,利用ROC曲線進行 PPV和NPV與靈敏度、特異性和患病率有關 TM的靈敏度、特異性、PPV、 NPV不是 固定不變的，而是依賴于選定的臨界值。,預 測,敏感性 陽性結(jié)果在腫瘤患者中的比例 敏感性 特異性 在非癌癥患者個體中(如健康人或良性疾病患者), 陰性實驗結(jié)果的比例 特異性,真陽性結(jié)果數(shù),患病人群總數(shù),真陰性結(jié)果數(shù),對照組人群總數(shù),實驗結(jié)果的期望值 期望值: 陽性期望值(PV+)：在陽性結(jié)果的病人中，癌癥存在的可能性 PV 陰性期望值(PV)：在陰性結(jié)果病人中, 非癌癥存在的可能性 PV= 臨界值:把健康人和癌癥病人分開的TM的濃度,真陽性結(jié)果數(shù),陽性結(jié)果總數(shù),真陰性結(jié)果數(shù),陰性結(jié)果總數(shù),檢驗項目參考范圍的設定,通常以正常人群的 95%的可信區(qū)間為 正常參考范圍。,參考范圍的設定 (x2SD),對于腫瘤標志物，由于雙側(cè)通常是無 意義的，因此一般取左單側(cè) 95%為正常參 考范圍。但尚有5%的正常人在檢測時其值 會超過正常參考范圍，引起臨床的假陽性 結(jié)果。,百分位數(shù)：95%,參考范圍的設定,97.5%,參考范圍的設定,均數(shù)+2SD,參考值與臨界值,對TM而言，應以臨界值來表示。 TM 在實際應用中注重最佳臨界值，即區(qū) 分“正?！迸c否的分界線。 參考值來自一組對照人群，而臨界值是根 據(jù)金標準確診為病人和對照兩組人群所確 定的。,特異性 100% 真陰性 100%,敏感性 100% 真陽性 100%,臨 界 值,臨界值由三方面決定 根據(jù)金標準確定病人和對照兩組例數(shù)相似 的人群，并測出各組的實驗數(shù)據(jù)。 用該實驗數(shù)據(jù)的不同域值區(qū)分陽性和陰性 的不同分界點，分別計算靈敏度和特異性。 繪制ROC曲線，最接近左上角的點即為最 佳臨界值，其靈敏度最高，特異性最強。,ROC曲線,良好的TM特異性應為95%，并以此值來 考慮靈敏度。如果幾種TM對某一腫瘤具有大 致相當?shù)撵`敏度，應選擇特異性最高的 TM。 如果考慮良性疾病TM也升高的因素，而 特異性保持不變，應將臨界值略為提高，即 設置邊界區(qū)(borderline zone)，如測得值在邊界 區(qū)內(nèi)，此時應進一步明確診斷。,臨界值應根據(jù)需要確定,選擇臨界值不能同時提高靈敏度和特異性。 將臨界值提高，特異性增加但靈敏度降低。 將臨界值降低，靈敏度提高但特異性下降。 體檢時應選擇較高的靈敏度，將有問題的人 盡量多地檢出 確診時應選擇較高的特異性，以減少假陽性,待測物質(zhì)濃度與檢測手段,臨床化學分析,pg/mL,ng/mL,mg/mL,mg/mL,g/L,免疫分析,Therapeutic Drugs,Thyroid Hormone,Fertility Hormone,Allergy,Cancer Markers,Infectious Disease,Vitamins,Plasma Proteins,標記免疫學的基本原理 示蹤物的標記技術+免疫學技術 根據(jù)示蹤劑的不同可分為 化學發(fā)光免疫分析 酶免疫分析 熒光免疫分析 放射免疫分析 金標記免疫分析,腫瘤標志物的檢測最好是定量測定,標記免疫方法,P.A. Bonini et al. “Immunoassay systems” 標記物類型 標記物名稱 可達到的檢測限（/L） 放射性同位素 3H 5x10-15 mole 125I 5x10-17 mole 酶 Beta-galactosidase 1.5x10-16 mole Horseradish peroxidase 3x10-16 mole Alkaline phosphatase 5x10-17 mole 生物發(fā)光 Firefly luciferin/luciferase 5.6 x10-16photons/min/mg Enzyme enhanced 10-19mole Firefly luciferin/luciferase 10-19mole 熒光 Europium(III) ion 2x10-17 mole Fluorescein 10-13 mole 酶/化學發(fā)光 Peroxidase/luminol/enhancer 10-15 mole Glucose-6-phosphate dehydrogenase peoxidase/ 10-18 mole isoluminol * AMPPD 10-21 mole,各種方法學/發(fā)光底物與靈敏度,診斷靈敏度,可發(fā)射信號大小 檢測器的靈敏度 例如：AFP（1000ng/ml） 方法一：可發(fā)射信號為1000，檢測器靈敏度為1，則其診 斷靈敏度為1ng/ml，它可區(qū)分1與2之間的差別。 方法二：可發(fā)射信號為100,000，檢測器靈敏度為1，則 其診斷靈敏度為0.01ng/ml，它可區(qū)分0.01與 0.02之間的區(qū)別。 診斷靈敏度對cutoff值附近的數(shù)據(jù)特別重要。,常見的腫瘤標志物及其應用評價,常用的腫瘤標志物,一、腫瘤胚胎性抗原標志物 許多只應在胚胎期才具有的蛋白質(zhì)隨胎兒出生而逐漸停止合成和分泌，但在腫瘤狀態(tài)時，機體中一些基因被激活，使機體重新生成和分泌這些胚胎期和胎兒期的蛋白。這些蛋白盡管與腫瘤組織不一定具相關性，但與腫瘤的發(fā)生有著內(nèi)在聯(lián)系，是一類較常見的腫瘤標志物。,（一）癌胚抗原（CEA） CEA于1965年被發(fā)現(xiàn)，用人直腸癌組織抽提物免疫動物所獲抗血清經(jīng)正常人直腸組織抽提液吸收。此抗血清能與腫瘤組織反應而不與正常組織反應。由于這種抗原也能在胚胎組織中發(fā)現(xiàn)，故稱“癌胚抗原”。,CEA在正常情況下由胎兒胃腸道上皮、 胰和肝細胞合成，經(jīng)胃腸道代謝。腫瘤狀態(tài) 時CEA進入血和淋巴循環(huán)，使血清CEA上 升。,正常群體CEA值：60 g/L：結(jié)腸癌、直腸癌、胃、肺癌 癌腫浸潤、轉(zhuǎn)移時CEA明顯升高，手術后6周 CEA水平可恢復正常。 持續(xù)升高：預后不良,不同來源的體液中檢測CEA，可判斷不 同組織的癌腫。如： 胰液、膽汁：胰腺或膽道癌 漿液性滲出液：細胞學檢查的輔助手段 尿液：膀胱癌,良性腫瘤時CEA亦可升高： 肝硬化（45%） 肺氣腫（30%） 直腸腺癌（5%） 良性乳房疾患（15%） 潰瘍性結(jié)腸炎（15%）,癌腫時CEA升高： 直腸癌 70% 胰腺癌 55% 肺癌 45% 卵巢癌 25% 胃腸癌 50% 膀胱癌 40% 乳腺癌 40%,臨床中的應用 不宜作篩查：假陽性和假陰性 臨床分期：與發(fā)展和轉(zhuǎn)移有關 治療評估：監(jiān)測作用 乳腺癌患者：判斷是否肺部或骨轉(zhuǎn)移 肺癌患者：輔助區(qū)分小細胞肺癌,（二）甲胎蛋白（AFP） 甲胎蛋白是一種肝細胞和生殖細胞（非 精原細胞）惡性腫瘤的標志物，AFP在胚胎 發(fā)育期由卵黃囊和肝臟大量合成，是胎兒循 環(huán)中的主要蛋白之一。嬰兒出生后水平下 降，至18月降至正常人水平。,正常成人：血清500g/L：多見于原發(fā)性肝癌，與腫 瘤組織大小相關。,AFP在臨床中的應用 可用于篩查 判斷預后 調(diào)整治療,二、糖類抗原標志物 糖類抗原標志物是由腫瘤細胞分泌 的或者是腫瘤細胞表面的抗原。針對這 些抗原的單克隆抗體已成為臨床上較為 有用的腫瘤標志物，比天然分泌的標志 物（如酶和激素）更敏感。,（一）糖類抗原12-5（CA125） 是卵巢癌和子宮內(nèi)膜癌的腫瘤標志物 正常人血清中CA125的臨界值為35U/ml 半衰期僅4.8天，在血中很快代謝，所測結(jié) 果能反映腫瘤近期的變化狀態(tài),62,CA125在卵巢癌，尤其是上皮性卵巢 癌、子宮內(nèi)膜癌可出現(xiàn)升高，還可在 肺癌、宮頸癌等腫瘤狀態(tài)時升高。 CA125在子宮內(nèi)膜異位癥、1%的健 康婦女、3%的患良性卵巢疾病婦女 及其他非腫瘤患者也可見到升高。,63,CA125的臨床應用,卵巢癌的輔助診斷 觀察病情及判斷預后 -血清CA125升高（或降低）2倍的患者中 80%以上的病例為病情進展（或消退） -CA12535U/ml的病人中有95%在第二次手 術時仍有腫瘤存在,早期復發(fā)的監(jiān)測 75%的患者在腫瘤復發(fā)前一年左右時 CA125的水平就已升高,CA125的臨床應用,卵巢癌和良性卵巢疾病的鑒別診斷 連續(xù)測定CA125 聯(lián)合檢測CA199可提高準確性，敏感性可 從83.3%提高到91.6% 卵巢上皮性癌患者CA125明顯高于對照 組，敏感性可達82%到93.5% 8%的良性患者CA125大于65 U/ml，而惡 性患者占75%,CA125的臨床意義,術后 CA125 的升高是癌腫復發(fā)的重要 標志， 當CA125大于65U/ml時則不需作第 二次手術探查,CA125的臨床應用,第二次手術探查結(jié)果和復發(fā)癌CA125的變化(U/ml),項目 例數(shù) 20 2035 35 二探陰性 27 23 4 0 二探陽性 41 6 13 22 鏡下癌 17 5 12 0 大體癌 24 1 1 22 2cm 5 1 1 3 2cm 19 0 0 19 復發(fā)癌 26 4 2 20,小 結(jié),CA125，尤其是與其他方法聯(lián)合 應用可以用于： -卵巢腫瘤的鑒別診斷 -監(jiān)測療效 -跟蹤復發(fā) -預測預后,（二）糖類抗原19-9（CA199） CA19-9是胰腺、胃和腸癌的標記物。 癌組織中的濃度要高于正常組織或炎性組 織；是胰腺癌診斷較好的指標。 伴有黃疸的良性疾病患者也可出現(xiàn)CA19-9 升高。,CA19-9的臨床應用,輔助診斷（胰腺、膽管） 療效監(jiān)測 復發(fā)跟蹤,三、酶類標志物,根據(jù)來源可分為兩類： 組織特異性酶：因組織損傷或變化使儲存 在細胞中的酶釋放（如前列腺特異性抗原） 非組織特異性酶：主要是腫瘤細胞代謝加 強，特別是無氧酶酵解增強，大量釋放入血 液中（如已糖激酶）,（一）前列腺特異性抗原（PSA）,PSA是前列腺的特異性標記物 屬于器官特異性抗原，不具備腫瘤特異性 PSA屬于酶類腫瘤標記物，具有糜蛋白酶 樣和胰蛋白酶的活性 PSA在正常男性含量小于4g/L,74,游離PSA在正常男性含量小于1g/L 前列腺癌、前列腺增生、前列腺炎和前列 腺損傷都會導致血清PSA升高 血清 PSA在男性其他正常組織中和患其 他癌腫時都不會升高,前列腺癌的診斷,PSA的臨床應用,50歲以上男性每年普查1次 治療前 治療中 治療后 第一年每年4次 第二年每年2次 第35年每年1次,PSA的兩種主要形式,游離PSA,結(jié)合PSA (PSA-ACT) -1-antichymotrypsin,抗原結(jié)合部位,PSA,PSA,ACT,35%,30%,25%,20%,15%,10%,5%,0%,良性疾病的可能性增加,前列腺癌的可能性增加,FREE PSA % 結(jié)果解釋,前 列 腺 癌 的 可 能 性 %,CI* Confidence Interval,小 結(jié),絕大多數(shù)的前列腺癌患者血中PSA上升 PSA被廣泛用來診斷前列腺癌 F-PSA+PSA：提高特異性 F-PSA/PSA比值：鑒別診斷良惡性,（二）神經(jīng)原特異性烯醇化酶（NSE）,同功酶類腫瘤標志物，正常僅存于神經(jīng)組織和 紅細胞中 小細胞肺癌、神經(jīng)母細胞瘤和神經(jīng)內(nèi)分泌腫瘤 及腦損傷時升高 待測標本絕對禁止溶血，溶血可出現(xiàn)NSE血清含 量升高,NSE的臨床意義,NSE在小細胞肺癌中的陽性率明顯高 于對照組，可作為小細胞肺癌的高特異、 高靈敏的腫瘤標志物。,NSE重新升高是癌癥復發(fā)的早期標志，尤 其是存在胸腔、肝、骨骼、腦、脊髓轉(zhuǎn)移時。 NSE升高的癌癥患者5年存活率僅為5%12%。,NSE的臨床應用,不同腫瘤標志物對肺癌分型的比較,陽性率,Ebert, W., et al. Anticancer Research, 1996,16:2161-2168,四、激素類腫瘤標志物,激素類腫瘤標志物根據(jù)分泌激素的部位不同而分為正位性激素和異位性激素兩類。 不同類型的惡性腫瘤可分泌不同種類的異生性激素或分泌出同一種激素，而同一種腫瘤細胞可分泌一種或多種不同的異生性激素。,人絨毛膜促性腺激素（HCG）,糖蛋白類激素，由蛋白核心與位于羧基端 的以唾液酸為終止的側(cè)鏈組成 兩個亞基組成: & : 與 - LH, TSH 和 FSH相同 :與-LH有交叉 由合胞體滋養(yǎng)層細胞產(chǎn)生，被證實是一種 原始物質(zhì)(可作為一種有用的腫瘤標志物),hCG Epitopes,Intact hCG,Free ,Free ,Free -hCG Assay,Catching Antibody,Detecting Antibody,b-HCG的臨床應用,HCG上升：幾乎所有絨毛膜上皮細胞癌、 70%的非精原細胞性睪丸癌，胃腸道、肺、 乳腺腫瘤時亦可見 HCG水平與腫瘤大小、疾病預后有關 腦脊液中HCG上升提示腫瘤有腦轉(zhuǎn)移 可用于監(jiān)測治療,五、腫瘤標志物的聯(lián)合應用,肺癌：NSE、CYFRA21-1、CEA 乳腺癌：CA153、CEA 肝癌：AFP、AFU、CEA、AKP同工酶 胰腺癌：CA242、CA199、CA50 卵巢癌：CA125、CEA、CA199、HCG 聯(lián)合應用可大大提高檢出的靈敏度和特異性,單一指標的判定對卵巢惡性腫瘤的診斷價值 檢測指標 臨界值 敏感性 特異性 診斷準確性 (%) (%) (%) AFP 20ug/L 12.73 88.31 56.82 CEA 15ug/L 18.18 94.81 62.88 CA199 37U/ml 40.00 77.92 62.12 CA50 20U/ml 32.73 88.31 65.15 CA125 60U/ml 85.45 79.22 81.82 CA125 35U/ml 94.55 68.83 79.55,聯(lián)合檢測對卵巢惡性腫瘤的診斷價值(%) 陽性項數(shù) 敏感性 特異性 診斷準確性 1項及1項以上 98.5 47.9 74.6 2項及2項以上 95.5 80.3 87.7 3項及3項以上 86.6 94.4 90.6 4項及4項以上 73.1 100 87.0 5項 34.3 100 68.1,不同臟器腫瘤標志物,腫瘤標志物的應用,1.有關標志物聯(lián)合檢測 - 提高特異性 2.陽性標志物動態(tài)觀察 - 提高準確性 不應以單項、單次檢測結(jié)果下診斷,為了使腫瘤標志物檢測在臨床中發(fā)揮更好的作用，中華檢驗學會腫瘤標志物專家委員會制定了腫瘤標志物臨床檢測應用原則,腫瘤標志物臨床檢測應用原則（1） 腫瘤標志物是腫瘤輔助診斷、預后判斷、療效觀察、復發(fā)檢測的重要指標。實驗室應使用國家有關機構批準的儀器和試劑，做好室內(nèi)質(zhì)控和參加室間質(zhì)評，以保證實驗結(jié)果的準確性和重復性。,腫瘤標志物臨床檢測應用原則（2） 由于腫瘤標志物對于惡性腫瘤的診斷目前尚無足夠的靈敏度和特異性，故主要用于腫瘤的輔助診斷。不能單憑腫瘤標志物陽性進行診斷；也不提倡對無癥狀人群進行普查（除甲胎蛋白和前列腺特異性抗原外），但可用于高危人群的篩查。,腫瘤標記物檢測的臨床意義,一般人群篩選 有限 在有癥狀的人群中作輔助診斷 可以 腫瘤分期 有限 預測預后 可以 監(jiān)測治療效果 可以 追蹤疾病的復發(fā) 可以,腫瘤標志物臨床檢測應用原則（3） 應用腫瘤標志物對高危人群進行篩查時應遵 循下列原則： 1、該腫瘤標志物對早期腫瘤有較高的靈敏度。 2、測定方法的靈敏度高、特異性和重復性良好。 3、對該腫瘤有較好的早期治療的方法。 4、篩查費用經(jīng)濟、合理。,腫瘤標志物臨床檢測應用原則（4） 由于絕大多數(shù)腫瘤標志物的器官特異性不強，因此腫瘤標志物陽性不能對腫瘤進行