肺癌的肿瘤标志物

肺癌的肿瘤标志物（Tumor Marker for Lung Cancer）

概述

肿瘤标志物的研究可追溯到1848年，当时发现了本周氏（Bence-Jones）蛋白，可作为诊断多发性骨髓瘤的实验室依据。1964年～1965年发现了甲胎蛋白（AFP）和癌胚抗原（CEA），使肿瘤标志物在临床上得到了比较广泛的应用。1975年创立的淋巴细胞杂交技术，制备出单克隆抗体，已经建立了一系列特异性较强的肿瘤标志物。1976年发现了原癌基因，是肿瘤标志物从分子水平上升到基因水平。但直到1978年，才由Herberman正式提出肿瘤标志物（tumor marker）的概念，1979年得到世界公认。肿瘤标志物与肿瘤的诊断、判断肿瘤预后和治疗效果，以及检测肿瘤复发和转移，都有很大的临床价值。根据其来源和分布，通常分为五组：①原位性肿瘤相关标志物；②异位性肿瘤相关标志物；③胎盘和胎儿性肿瘤标志物；④病毒性肿瘤标志物；⑤癌基因、抗癌基因及其产物。其中第①～④组为肿瘤基因表型标志物，第⑤组为肿瘤的基因标志物。当出现了细胞癌变，并向临床肿瘤进展和演变时，肿瘤标志物可作为临床诊断和鉴别诊断、判断疗效及检测复发的一种指标。其中有些标志物有助于临床早期诊断，而基因突变和表达异常等肿瘤标志物能反映细胞处于癌前启动阶段的变化，有助于临床监视的早期诊断。现代肿瘤标志物虽然对肺癌还缺乏特异性，但结合临床对肺癌的诊断、判断预后、治疗效果、随访检测等仍有较大的作用。

一、癌胚抗原

癌胚抗原（CEA）于1965年由加拿大医生Glod首先发现，随后经不断纯化后，现已广泛地应用于临床，可用于所有能生产和分泌CEA并可进入局部体液和血循环的各种肿瘤，如结肠癌、直肠癌、肺癌、胰腺癌，在这些病人的血清、血浆及各种体液中，都可检测出CEA的增高。CEA测定有助于辅助诊断、判断预后和疗效检测，但其假阳性和假阴性都较高。

CEA是一种糖蛋白，结构复杂，分子量为20×10⁴，除含有癌抗原特异性决定族外，还存在与健康人体内的非特异性多种抗原相一致的共同抗原决定族。因而，临床上有CEA多克隆抗体（多抗）与CEA单克隆抗体（单抗）之分，而后者的特异性更高。

以多抗法测定肺癌患者SCEA时，不同病理类型之间的阳性率不同，以腺癌较高，依次是小细胞癌、鳞癌。这种差异可能与肺癌细胞的分化程度有关，也可能与使用的抗体的特异性有关。

目前发现，不同的CEA抗原决定族，不同厂家生产的CEA药盒，对不同的肿瘤和不同类型的肺癌的阳性率可有较大的差别。如果能识别不同的CEA抗原决定族，制备不针对不同肿瘤或不同肺癌类型的特异性更高的CEA试剂盒，可进一步提高阳性率和检测的特异性。

SCEA检测阳性率与肺癌患者的病期也有比较密切的关系，有显著的差异，科检测病情变化，当发现在正常值以上3倍时，将预示可能有全身转移。对于肺癌手术的患者，在术后可有短期SCEA升高，一般会在2个月左右下降恢复，如长期不下降或继续升高，应当考虑有转移的可能。

目前常用的CEA检测方法有放射免疫法和酶联免疫法。

二、β₂微球蛋白

β₂微球蛋白在多种血液系统性疾病和实体恶性肿瘤中升高，并与CEA呈负相关。肺癌患者血清β₂微球蛋白的阳性率，欧洲为18%～21%，日本为53.5%～90%。

与CEA同时检测，两者有互补性，可使更多的患者出现阳性标志，更有利于判断预后。肺癌初诊或复发的患者SCEA阳性率以腺癌最高，其次是鳞癌、SCLC；β₂微球蛋白的阳性率则以腺鳞癌、鳞癌最高，其次为腺癌、SCLC。SCEA测定值随病情的进展而增高，随病情的控制可降低或正常，而β₂微球蛋白的结果正好相反。

SCEA浓度与肺癌患者预后密切相关，特异性较高，但阳性率较低，尤其在肺癌的早期更是如此；β₂微球蛋白的阳性率较高，但也有较高的假阳性。两者联合应用，便可优势互补，便于发现更多肿瘤标志阳性的患者，利于检测病情变化和确定更合理的化疗间歇期，更有利于早期发现肿瘤复发，便于抓住时机检查和治疗。

三、铁蛋白

铁蛋白（Ferritin）是人体中普遍存在的铁储备蛋白，在铁的储存和代谢方面起重要的作用。今年来，作为肺癌的肿瘤标志物科协助诊断和检测预后。然血清铁蛋白不是一种特异性的肿瘤标志物，在肺部疾病鉴别诊断中的意义不是很大，也无助于肺癌的早期诊断，但对检测肺癌病情的演变，肿瘤的消长、复发和转移仍有一定的临床价值。

在肺癌患者中，约有1/3的患者铁蛋白增高，其原因至今未明，一般认为于肿瘤细胞合成和分泌铁蛋白的能力异常有关，也可能与肿瘤细胞本身的坏死有关，与化疗或放疗导致的组织损伤和细胞破坏有关，从而使细胞浆内的铁蛋白释放增加，以及肝功能受到损伤后对铁蛋白的清除减少有关。

铁蛋白还可作为鉴别胸腹水良性或恶性的良好指标，当胸腹水中铁蛋白浓度＞500ng/ml时，应怀疑恶性；当＞1000ng/ml时，有助于恶性诊断的确立，其敏感性为76%，特异性为94%，阳性诊断准确性为91%，而阴性诊断的准确性为83%。

在测定胸腹水中铁蛋白时，不必同时测定血清铁蛋白或计算胸腹水与血清铁蛋白的比值。

四、神经元特异性烯醇化酶

神经元特异性烯醇化酶（Neuron-specific enolase，NSE）是神经母细胞瘤的肿瘤标志物，由于SCLC是最常表现由神经内分泌性质的肿瘤，目前NSE也是SCLC最敏感最特异的肿瘤标志物。近年来，NSE作为神经元损伤的敏感性和特异性标志，其与中枢神经系统疾病的关系已引起了国内外学者的极大关注。

1、生化特性

NSE是催化糖原酵解途径中甘油分解的最后的酶。由3个独立的基因片段编码3种免疫学性质不同的亚基α、β、γ，组成5种形式的同工酶αα、ββ、γγ、αγ、βγ。二聚体是该酶分子的活性形式，γ亚基同工酶存在于神经原和神经内分泌细胞的胞浆中，称为NSE。α亚基同工酶定位于胶质细胞，其结构和免疫学特性与肝脏中的烯醇化酶相同，称为非神经原特异性烯醇化酶(NNE)；NSE和NNE的分子量分别为78kD和87kD。

2、测定方法与正常参考值

烯醇化酶的测定方法主要有两类，一是酶活性测定法，一是酶含量测定法。酶活性测定法主要有直接分光光度法、酶偶联速率法、生物发光法和琼脂糖凝胶电泳法等，酶含量测定主要采用免疫化学法。

目前NSE测定最常用的方法有RIA和ELISA两种，RIA有放射污染，而ELISA无RIA的不足，并且灵敏度较高。国内陈惠鹏等建立的ABC-ELISA灵敏度为2ng/ml;军事医学科学院建立的ELISA测定试剂盒，灵敏度达1ng/ml,且操作简便，重复性好。最近国外学者报道用时间分辨荧光免疫分析法测定血清NSE,其重复 性好，灵敏度、特异性与RIA法一致，相关系数为0.99,正常参考值女性为2.9～9.6μg/L，男性为3.4～11.7μg/L,性别间有显著差异（P＜0.001）。不同方法的NSE测定值有一定差异，一般说来，健康成人血清NSE水平在10ng/ml以下均属正常。

3、临床意义

NSE是神经母细胞瘤和小细胞肺癌的标志物。神经母细胞瘤是常见的儿童肿瘤，占1～14岁儿童肿瘤的8%～10%。NSE作为神经母细胞瘤的标志物，对该病的早期诊断具有较高的临床应用价值。神经母细胞瘤患者的尿中NSE水平也有一定升高，治疗后血清NSE水平降至正常。血清NSE水平的测定对于监测疗效和预报复发均具有重要参考价值，比测定尿液中儿茶酚胺的代谢物更有意义。小细胞肺癌(SCLC)是一种恶性程度高的神经内分泌系统肿瘤，约占肺癌的25%～30%。它可表现神经内分泌细胞的特性，有过量的NSE表达，比其它肺癌和正常对照高5～10倍以上。SCLC患者血清NSE检出的阳性率可高达65%～100%，目前已公认为NSE可作为SCLC高特异性、高灵敏性的肿瘤标志物，有报道；NSE水平与SCLC转移程度相关；但与转移的部位无关；NSE水平与其对治疗的反应性之间也有一个良好的相关性。

五、细胞角蛋白

细胞角蛋白是细胞体的中间丝，根据其分子量和双向二维电泳中等电点的不同可以分为20种不同类型，能在正常细胞、肿瘤细胞、细胞培养中分化不同的上皮细胞表达。细胞角蛋白19片段（CYFRA21-1）、组织多肽抗原（TPA）、组织多肽特异性抗原（TPS）都是细胞角蛋白的标志物。

1、CYFRA21-1

在肺癌中含量尤其丰富，尤其是NSCLC患者的血清及胸水中CYFRA21-1浓度升高，其敏感性随病情进展而增高，与肺癌的分期呈正相关，其敏感性也较高，对鳞癌的敏感性为50%～70%，对腺癌为30%～50%，对SCLC为20%～50%。CYFRA21-1与放疗、化疗及其临床反应有良好的相关性，对化疗有效的患者，血清CYFRA21-1水平将明显降低，肺癌手术后其血清浓度也降低，并与肺癌患者的生存期密切相关，血清CYFRA21-1水平高者，预后不良，尤其可作为肺鳞癌生存及复发的一种独立性的预后因素。但在支气管灌洗液中的CYFRA21-1水平，不能用于鉴别量恶性肺疾患。

2、TPA

是细胞角蛋白8、18、19片段的一部分，其表达反映细胞增生活跃。TPA是通过单克隆抗体确定的能识别增生肿瘤细胞释放了TPA的特异性M₃抗原决定蔟。肺癌患者血清中TPA检测的敏感性为30%～60%，特异性为65%～90%。TPA水平与临床治疗的疗效及临床分期密切相关，随TNM分期进展，TPA水平增加，能预示肿瘤有无复发，但与组织类型无关，对SCLC不敏感。

3、TPS

NSCLC患者血清中TPS检测的敏感性为36%，特异性为90%。在伴淋巴结转移的NSCLC患者及在化疗中病情仍进展患者，血清中TPS明显增高。TPS是重要的预后因素之一，其水平高者，其生存期也短；治疗前TPS高的患者，可能预示对化疗不敏感和预后不良。

六、鳞癌细胞抗原

鳞癌细胞抗原（SCC-Ag）是1977年由Koto从子宫组织中提取的一种糖蛋白，对多种鳞癌都有不同的特异性和敏感性。

SCC-Ag对肺鳞癌的敏感度为33%～78%，特异度为89%～100%，但对其他类型肺癌的临床意义不大。血清SCC-Ag水平与肺癌病期呈正相关，随肿瘤扩散和转移而增高，Ⅲb、Ⅳ肺鳞癌患者的阳性率明显高于Ⅰ、Ⅱ、Ⅲa患者；初始SCC-Ag水平与肺鳞癌患者的生存期密切相关，可作为判断肺鳞癌预后和检测疾病进展的指标。

七、碳水化合物抗原

碳水化合物抗原（CA）是一系列肿瘤的相关抗原，是细胞膜上的大分子糖蛋白，主要有CA19.9、CA50、CA125等。

CA19.9及CA50检测肺癌的敏感性为44%～51%，特异性为67%～69%。治疗前CA19.9与病期呈正相关，但与预后无关，治疗后约有1/5的患者CA19.9下降。有远处转移的肺癌患者，其血清CA50高于无转移者。

CA125是最重要的卵巢癌相关性抗原，对肺癌患者而言，CA125水平与TNM分期呈正相关，血清CA125高者均为晚期患者，其生存期比正常者缩短，复发的可能性增高，可单独提示NSCLC的预后。

八、肺癌基因诊断

20世纪生物医学发展的重要特点之一，是对生命现象的认识逐渐向分子微观水平深入。进入21世纪后，基因及基因诊断不再是“高深莫测”的东西。

1、基因诊断

指在基因水平上运用现代分子生物学和分子遗传学方法，直接检测作为生命物质的基因的存在和缺陷、基因结构及其表达功能是否异常，从而对疾病（癌症）或人体状态作出诊断。

基因诊断常用的实验技术和检测方法：蛋白质水平有免疫组化、Westem blot；在DNA水平有凝胶电泳、PCR、PCR-SSCP、序列分析、原位杂交、South-ern杂交；在RNA水平有凝胶电泳、RT-PCR、原位杂交、Northern杂交等。

2、肺癌的基因诊断

分子生物学研究表明，肺癌的发生发展是一个遗传易感因素占重要地位，涉及到一系列基因（癌基因和/或抑癌基因）异常改变的复杂过程。由正常细胞向癌细胞恶性转化进程中的启动阶段、促进阶段、进展阶段等整个演变过程，均涉及到癌基因的激活突变、扩增及过度表达；抑癌基因的失活功能异常（主要失活方式为缺失、点突变和甲基化）；以及某些染色体片段的丢失等，从而导致细胞动力学周期正常演进的紊乱，细胞增殖失控无限生长和恶性转化形成癌肿。研究肺癌发生发展中的分子事件，对基因进行检测分析，特别是对抑癌基因p16、Rb的研究，可建立起一种比较理想的肺癌早期诊断分子生物学检测指标。

①癌基因

与肺癌相关的癌基因主要有myc基因家族（C-myc，N-myc，L-myc）、ras基因家族（K-ras，H-ras，N-ras）和Her-2/neu基因，均为显性致癌基因，在肿瘤形成过程中只需一条基因模板发生突变，所产生的突变体蛋白就可启动细胞增殖信号而使细胞无限繁殖。

研究表明，myc家族几乎与所有小细胞肺癌和许多非小细胞肺癌的发生有关；ras家族基因突变与不良预后有关，其通过特定部位的密码子发生突变而活动，其产物p21与G蛋白有关，可为细胞生长传递持续促有丝分裂信号，导致细胞不断增殖，有ras突变的肺癌患者较无突变者生存期缩短；Her-2/neu基因编码一种特异的跨膜电位酪氨酸激酶p185，在非小细胞肺癌中，该基因通过p185蛋白的表达，启动细胞生长分化信号，细胞分化越差，p185阳性率越高，该基因的过度表达与肺癌侵袭转移及多重耐药性有关（特别是肺腺癌）。

与肺癌有关的其它癌基因还有：C-myb、C-fos、bcl-2、C-erbB2等。

②抑癌基因

与肺癌相关的抑癌基因主要有p16、Rb、p53基因，需二条模板都发生突变时，肿瘤才会发生。

研究发现， p53的缺失或点突变、p16在人类肿瘤发生发展中可能作为早期的激发事件，这就为早期诊断肺癌提供了理论依据。Rb是最早分离出来的抑癌基因，其编码产物在细胞周期调控中发挥重要作用。P16为最新发现并克隆的抑癌基因，其失活在多数肿瘤中存在。

从分子病理学角度看，肺癌的发生演变首先是3P等位基因丢失，接着出现9p区域基因变异（p16基因正定位于9p21区域），最后才出现p53基因或ras基因改变。

NSCLC中70%～80%发生p16缺失，而Rb缺失仅为22%；而SCLC中95%以上有Rb缺失突变，提示p16基因在肺癌发生发展中起着极为重要的作用，p16、Rb基因不但有可能用作肺癌早期诊断的重要检测指标，还可用作SCLC与NSCLC早期分型诊断的重要依据。

众所周知，任何肿瘤的早期诊断都不能靠完全单一的方法完成，必定是多种诊断方法的互补。无论是肿瘤标志物还是肺癌基因，都不能单一的完全确诊肿瘤，必须与临床紧密结合，才能做出早期诊断，进行分型、分级、分期，采取合理的恰如其分的治疗方法，并对治疗效果、预后、转移潜能等做出预测。

（王传庆）