常见的肿瘤标记物临床应用与研究演示教学.ppt
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1、常见的肿瘤标记物临床应用与研究主要内容主要内容l概述概述 肿瘤标志物定义及发展史肿瘤标志物定义及发展史l肿瘤标记物评价指标及肿瘤标记物评价指标及分类及意义分类及意义人体癌症地图人体癌症地图在肿瘤发生和增殖过程中,由肿瘤细胞合在肿瘤发生和增殖过程中,由肿瘤细胞合 成、释放、或者是宿主对肿瘤反应产生的成、释放、或者是宿主对肿瘤反应产生的 一类生化物质一类生化物质在血液、体液及组织中肿瘤标志物的定量在血液、体液及组织中肿瘤标志物的定量 或定性检测可以作为肿瘤筛查(仅或定性检测可以作为肿瘤筛查(仅AFPAFP与与 PSAPSA用于高危人群)、鉴别诊断、用于高危人群)、鉴别诊断、治疗后治疗后 病情监测及
2、预后判断的标志与依据病情监测及预后判断的标志与依据 肿瘤标志物肿瘤标志物 【tumor markers,TM】肿瘤标志物发展概况肿瘤标志物发展概况1978年 HerbermanHerberman在美国国立癌症研究所(NCI)召开的人类肿瘤免疫诊断会上提出的1979年确认并开始使用 1845 Bence-Jones 本周蛋白本周蛋白1930 Zondek HCG1959 Markert 同工酶同工酶1963 Abelev AFP1965 Gold&Freeman CEA1969 Hubner&Todaro 癌基因癌基因1975 Kohler&Milstein 单克隆抗体单克隆抗体1978 Her
3、berman 提出肿瘤标志物概念提出肿瘤标志物概念1979 英国第英国第7届肿瘤发生生物学和医学会议届肿瘤发生生物学和医学会议 TM被确认应用临床被确认应用临床1980 Koprowski CA19-91981 Bast et al CA1251981 Colcher et al CA72-41984 Kufe et al CA15-3.肿瘤标记物发展史肿瘤标记物发展史第一阶段,1845年1928年,发现本周蛋白第二阶段,1929年1962年,发现一些激素、酶、同工酶和蛋白在肿瘤发生时异常,如:异位激素、促性腺激素、碱性磷酸酶、乳酸脱氢酶第三阶段,1963年1975年,发现了一些胚胎蛋白性标记
4、物,AFP、CEA第四阶段,1976年至今,单克隆抗体技术的建立,大量的肿瘤标记物涌现出来,如CA15-3、CA125、CA19-9等肿瘤标志物开发的肿瘤标志物开发的5 个阶段个阶段1.临床前实验室研究阶段2.临床验证阶段3.以回顾性研究验证标志物是否可以做为一种筛检指标并确定其诊断标准4.以前瞻性研究来进一步验证其对疾病的筛检效果确定假阳性率5.设计随机对照试验来评价这种筛检在人群中应用的价值评价肿瘤标记物的指标评价肿瘤标记物的指标这些指标的概念及含义这些指标的概念及含义敏感性(sensitivity)即某种TM 检测肿瘤患者时的阳性率特异性(specificity)某种TM 在检测非肿瘤患
5、者(包括正常人)时阴性率阳性预测价值(positive predictive value)指TM 阳性者中肿瘤患者的百分比阴性预测价值(negative predictive value)指TM阴性的人中非肿瘤患者的百分比理想的理想的TM 特异性高,对肿瘤与非肿瘤鉴别的准确性可达100%。敏感性高,能在极早期发现肿瘤,不漏诊。在体液中的浓度应与瘤体大小、临床分期密切相关,并可据此判断预后。半衰期短,可根据其水平的升降监测治疗效果及肿瘤是否复发或转移。肿瘤标记物的浓度和肿瘤转移、恶性程度相关,可通过定量或定性检测而协助肿瘤的分期和预后的判断;存在于体液特别是血液中易于检测。肿瘤标记物的分类肿瘤标
6、记物的分类 由于肿瘤标记物的来源来源和性质性质非常复杂,至今尚未有一个统一的分类方法。目前的分类方法有两种:一是按肿瘤标记物的来源二是按肿瘤标记物本身的化学性质和免疫学特性。按肿瘤标记物的来源分类按肿瘤标记物的来源分类肿瘤的特异性标记物,指仅有某一种肿瘤所产生的特异性物质。肿瘤辅助标记物,在一类组织类型相似而性质不同的肿瘤发生时,其水平都有升高。按肿瘤标记物本身的性质分类按肿瘤标记物本身的性质分类一、胚胎抗原一、胚胎抗原甲胎蛋白(甲胎蛋白(-Fetoprotein,AFP)癌胚抗原(癌胚抗原(carcinoembryonic antigen,CEA)癌胚铁蛋白 胰癌胚抗原-癌胚抗原 生化特性:
7、生化特性:糖蛋白,糖蛋白,4%糖,电泳糖,电泳-1-迁移率迁移率分子量:分子量:70,000发生部位:发生部位:卵黄囊、胚胎肝卵黄囊、胚胎肝参考值范围:参考值范围:15ng/ml临床应用:临床应用:发现原发性肝细胞癌发现原发性肝细胞癌,监测治疗效果监测治疗效果;用用 于诊断生殖细胞肿瘤于诊断生殖细胞肿瘤影响因素:影响因素:肝炎疾病可使肝炎疾病可使AFP水平短暂升高水平短暂升高;AFP可通过胎盘可通过胎盘,妊娠妊娠3236周可达高峰;羊水中周可达高峰;羊水中AFP浓度与胎儿身长与孕周呈负相关(其浓度与胎儿身长与孕周呈负相关(其95%参考上限参考上限5500200ng/ml,2441孕周),于正常
8、提示胎儿畸形、死胎、无脑儿和开孕周),于正常提示胎儿畸形、死胎、无脑儿和开放性神经缺损等放性神经缺损等甲胎蛋白甲胎蛋白【AFP】肝癌细胞AFP+HCC患者外周血AFP mRNA RT-PCR(反转录)产物电泳图谱AFP升高的因素升高的因素生理条件下,AFP在卵黄囊的内胚层细胞和胚肝、新生儿肝细胞中高度表达,在胃肠道粘膜上皮细胞中也有见表达。病理状况下,见于正常成年个体的肝细胞被破坏后的再生(急、慢性肝炎,重症肝炎恢复期,肝硬化)、先天性胆管闭塞、畸形胎儿(无脑儿、脊柱裂等)以及原发性肝细胞肝癌、畸胎瘤或部分胃肠道肿瘤 AFP升高诊断价值升高诊断价值1、诊断肝癌、诊断肝癌在我国6070的肝癌病人
9、存在AFP高于正常值。正常人血清AFP值为1030g/L,凡AFP500g/L持续1个月或AFP200g/L持续2个月,应高度怀疑肝癌,同时应有医学影像学的证据参与诊断;低浓度(50200g/L)持续时间超过2个月的患者,应视为肝癌的高危人群。当谷丙转氨酶(ALT)正常,用AFP来诊断肝癌,可取性可达100。在进行肝癌诊断时,应排除由妊娠、活动性肝炎、生殖腺胚胎癌、继发性肝癌和少数消化道肿瘤等引起的AFP升高,通常由非原发性肝癌引起的AFP升高,一般都不会高于400g/L。3.65.2的胆管上皮癌、84以上的肝母细胞癌和70左右的生殖性畸胎瘤及较少比例的胰腺癌、肺癌、肾癌和白血病患者也可出现A
10、FP低浓度的异常升高。100 80 60 40 20(%)959127142293900 15 15100 1001000 100010,000 10,000100,000原发性肝细胞癌原发性肝细胞癌肝转移癌肝转移癌AFP(ng/ml)g/ml)原发性肝细胞癌原发性肝细胞癌和其他恶性肿瘤肝转移癌中和其他恶性肿瘤肝转移癌中AFP表达状况表达状况参考值范围:参考值范围:15ng g/ml巨型快多结节型介入介入缺缺 点点对原发性肝癌的敏感性只有70左右对转移性肝癌的诊断效果就更差对AFP指标阴性,临床可疑的患者应结合其他检查资料或多项指标联合检测,如同时检测-GT-、AFU、ALP等,以期优势互补,
11、减少漏诊 2、疗效观察和预后的评估、疗效观察和预后的评估 若AFP及胆红素同时明显升高,病人存活期很短。原发性肝癌在治疗过程中,如AFP含量保持在术后水平,示病情稳定;下降示病情好转,持续不降说明疗效不佳。3、良性病变中的、良性病变中的AFP升高升高 升高一般是散在的和暂时的,肝炎病人,10升高,水平50g/L肝硬化病人,30升高,水平100 kU/L 时,肯定有转移,敏感性高于CEA、TPA。80的胰腺癌、71的肺癌、68的乳腺癌、64的卵巢癌、63的直肠癌、28的肝癌中也可见到CA15-3的升高5.5的正常人、一些良性肝病和良性乳腺病(16)也可见有 CA15-3的升高 CA15-3生化特
12、性:生化特性:糖脂糖脂,Lewis()血型决定基半抗原血型决定基半抗原分子量:分子量:抗原抗原:36,000;粘蛋白粘蛋白:106D发生部位:发生部位:各种肿瘤各种肿瘤,在胎儿胃肠道上皮细胞在胎儿胃肠道上皮细胞,许多许多 粘膜细胞粘膜细胞参考值范围:参考值范围:37U/ml临床应用:临床应用:监测胰腺癌疗效监测胰腺癌疗效影响因素:影响因素:结直肠结直肠TM的第二选择的第二选择糖类抗原糖类抗原19-9【CA19-9】是是1981年由年由Koprowski从大肠腺癌细胞系和从大肠腺癌细胞系和免疫鼠杂交瘤产物分离而成免疫鼠杂交瘤产物分离而成CA19-9生化特性:生化特性:糖蛋白糖蛋白,以卵巢癌细胞系
13、免疫所获以卵巢癌细胞系免疫所获 单克隆抗体所证实单克隆抗体所证实分子量:分子量:200,000发生部位:发生部位:卵巢癌卵巢癌(膜结合物膜结合物),胎儿和成人支气胎儿和成人支气 管正常上皮细胞管正常上皮细胞参考值范围:参考值范围:35U/ml (65U/ml)临床应用:临床应用:监测卵巢癌病程及疗效,透明细胞癌,子宫内膜癌、输卵监测卵巢癌病程及疗效,透明细胞癌,子宫内膜癌、输卵 管癌及未分化卵巢癌明显升高管癌及未分化卵巢癌明显升高影响因素:影响因素:来源于体腔上皮细胞衍生物的分化抗原来源于体腔上皮细胞衍生物的分化抗原(Mller管上皮管上皮),特特 异性低;血清浓度轻微升高正常妇女,以及良性卵
14、巢疾患,异性低;血清浓度轻微升高正常妇女,以及良性卵巢疾患,怀孕前怀孕前3个月、行经期、肝硬化、子宫纤维变性、急性输卵个月、行经期、肝硬化、子宫纤维变性、急性输卵 管炎、胸膜炎和心包感染等也稍高。管炎、胸膜炎和心包感染等也稍高。糖类抗原糖类抗原125【CA125】1981年由年由Bast发现的由鼠抗人乳头状囊性卵巢上皮细胞系发现的由鼠抗人乳头状囊性卵巢上皮细胞系OC125制备而成制备而成CA125生化特性:生化特性:糖蛋白糖蛋白,即由两个单克隆抗体所识别的即由两个单克隆抗体所识别的 TAG72:1:CC49,2:B72-3分子量:分子量:400,000发生部位:发生部位:上皮细胞上皮细胞参考值
15、范围:参考值范围:3U/ml临床应用:临床应用:胃癌胃癌,卵巢粘液癌卵巢粘液癌影响因素影响因素:与与CEA联合检测胃癌联合检测胃癌,卵巢癌的卵巢癌的 第二选择标志物第二选择标志物癌抗原癌抗原72-4 【CA72-4】1989年由年由Gero首先测定首先测定糖类抗原糖类抗原242【CA242】CA242是一种唾液酸化的新型粘蛋白类糖类肿瘤抗原是一种唾液酸化的新型粘蛋白类糖类肿瘤抗原.肺鳞癌患者血清肺鳞癌患者血清CA242水平显著低于非鳞癌水平显著低于非鳞癌(腺癌和大腺癌和大细胞肺癌细胞肺癌)患者,发生远处转移者的患者,发生远处转移者的CA242浓度高于未浓度高于未转移者,且转移者,且期浓度逐渐增
16、加。期浓度逐渐增加。CA242可作为胰腺癌和结肠癌较好可作为胰腺癌和结肠癌较好TM,其灵敏度与,其灵敏度与CA19-9相仿,但特异性、诊断效率则优于相仿,但特异性、诊断效率则优于CA19-9参考值:参考值:25U/ml糖类抗原糖类抗原50 【CA50】生化特性:生化特性:糖类抗原糖类抗原CA50是一种以唾液酸酯和唾液酸糖蛋白为主是一种以唾液酸酯和唾液酸糖蛋白为主 的肿瘤标志物的肿瘤标志物参考范围:参考范围:23U/ml临床意义:临床意义:糖类抗原糖类抗原CA50是一种非特异性的广谱肿瘤标志物,与是一种非特异性的广谱肿瘤标志物,与癌抗原癌抗原19-9有一定的交叉抗原性,主要用于胰腺癌、结肠直肠有
17、一定的交叉抗原性,主要用于胰腺癌、结肠直肠癌、胃癌的辅助诊断,其中胰腺癌病人增高最明显。增高:见于癌、胃癌的辅助诊断,其中胰腺癌病人增高最明显。增高:见于胰腺癌(阳性率可达胰腺癌(阳性率可达87)、结肠直肠癌、胃癌、肺癌。肝癌。)、结肠直肠癌、胃癌、肺癌。肝癌。卵巢癌、乳腺癌等恶性肿瘤;溃疡性结肠炎、肝硬化、黑色素瘤、卵巢癌、乳腺癌等恶性肿瘤;溃疡性结肠炎、肝硬化、黑色素瘤、淋巴瘤、自身免疫性疾病等也增高淋巴瘤、自身免疫性疾病等也增高CA242、CA50和CA19-9三者的作用十分相近相关系数在0.810.95综合比较起来,CA19-9的敏感性和特异性要更好一些,因而更为常用 四、酶类标记物
18、肿瘤发生时,机体酶的活性常会发生较大的变化,这是因为:肿瘤细胞或组织本身诱导其它细胞或组织产生异常含量的酶肿瘤细胞代谢旺盛,细胞通透性增加,使得肿瘤细胞内的酶进入血液肿瘤使得某些器官功能出现障碍,从而导致各种酶的灭活及排泄障碍肿瘤组织压迫某些空腔而使得某些通过这些空腔排出的酶返流而进入血液同工酶的分辩和检测胚胎型同工酶,某些组织在肿瘤状态时,使酶的同工酶谱返祖为胚胎时期的未分化状态,而分泌出大量的胚胎时期的同工酶,这种变化往往与肿瘤的恶性程度呈正比胎盘型同工酶,有些肿瘤组织会分泌出某些原属胎盘阶段的同工酶,目前已知的胎盘型同工酶已达20余种异位同工酶,是指某些肿瘤组织改变了自身的分泌特性,而去
19、分泌表达在其它成年组织上的同工酶。酶类标记物有如下特点 酶类广泛存在特异性不高敏感性较高,但其低特异性限制了酶类标记物的应用同工酶分析的应用提高了酶类标记物的敏感性和特异性目前临床上主要测定酶的活性,酶的活性可受多种因素的影响和干扰,稳定性较差,有不少学者建议以测定酶的质量来代替测定酶的活性生化特性:生化特性:单链糖蛋白,前列腺分泌产物单链糖蛋白,前列腺分泌产物分子量:分子量:36,000发生部位:发生部位:前列腺分泌腺管前列腺分泌腺管参考值范围:参考值范围:3.7ng/ml临床应用:临床应用:监测前列腺癌监测前列腺癌影响因素:影响因素:具有组织特异性,但不是肿瘤所特异具有组织特异性,但不是肿
20、瘤所特异 的,注意:应在的,注意:应在直肠癌指诊前取血直肠癌指诊前取血,前列腺癌患者多高于前列腺癌患者多高于10ng/ml前列腺特异抗原前列腺特异抗原 【t-PSA】PCR及重叠延伸产物的琼脂糖凝胶电泳 构建抗前列腺特异抗原(PSA)单链抗体(scFv)/人羧肽酶A(hCPA)融合 基因 总PSA(t-PSA)中80%以结合形式存在,称复合PSA(c-PSA);20%以游离形式存在,称游离PSA(f-PSA);t-PSA及f-PSA升高,而f-PSA/t-PSA比值降低,提示前列腺癌当总PSA在3.010.0ng/ml时,f-PSA/t-PSA比值低于0.190.10时,前列腺癌的可能性较大血
21、清中总PSA(t-PSA)包括两种较少的是游离型PSA(f-PSA),半衰期0.751.2小时大量存在的是复合型PSA(c-PSA),半衰期约23天,前列腺癌成功治疗后,高浓度的PSA降到正常值约需23周。PSA在前列腺癌各期的浓度范围前列腺肥大10.028.97g/L;前列腺癌,A期9.398.09g/L、B期17.458.83g/L、C期55.1451.65g/L、D期118.9250g/L。一些分化较差的前列腺癌中PSA结果常不太可靠,与前列腺酸性磷酸酶(PACP)同时检测,以提高诊断的准确率。用ELISA法测定,血清PSA的正常值4.8g/L,良性前列腺肥大时介于两者之间,约为3.4g
22、/L。PSA对前列腺癌具有高度的特异性,总的阳性率可达8297之间,PSA测定对包膜内癌的敏感性为70、转移癌为100。临床应用 早期发现前列腺癌 临床分期和预后的判断监测前列腺癌的复发 改善PSA的早期诊断能力的措施以年龄调整参考值范围的上限,4049岁为2.5g/L,5059岁为3.5g/L,6069岁为4.5g/L,7079岁为6.5g/L;PSA升高的速率,高速增长者(0.75g/(L*y)为癌症;PSA密度,即PSA浓度/超声测量的前列腺体积,如PSA为410g/L,直肠指检阴性,但密度呈阳性,则可能是前列腺癌;f-PSA和t-PSA的比例具有重要的诊断价值。特别是当t-PSA在4.
23、010.0g/L时,血清中f-PSA/t-PSA比值为0.15可作为前列腺肥大和前列腺癌的鉴别临界点,比值0.15时前列腺癌的可能性较大。PSA浓度越高,f-PSA/t-PSA比值越小,前列腺癌的可能性就越大。临床上常用血清中f-PSA/t-PSA的比值来鉴别良、恶性前列腺肿瘤血清碱性磷酸酶血清碱性磷酸酶【alkaline phosphatase,ALP 或AKP】是一组底物特异性较低,在碱性环境中能水解很多是一组底物特异性较低,在碱性环境中能水解很多磷酸单酯化合物的酶磷酸单酯化合物的酶AKP在器官组织的含量:在器官组织的含量:肝肾胎盘小肠骨参考值:女性:参考值:女性:112岁岁500U/L;
24、15岁,岁,40150U/L 男性:男性:112岁岁500U/L;1215岁,岁,750U/L 15岁,岁,40150U/L异常可见于原发及继发性肝癌、胆管癌、前列腺癌、白血病、肉瘤、淋巴瘤可分成胎盘型、小肠型和肝型3种同工酶ALP与其同工酶相结合,可提高诊断的敏感性和特异性 酸性磷酸酶测定酸性磷酸酶测定【acidphosphatase,ACP】磷酸麝香草酚酞(YMP)ACP麝香草酚酞 +无机磷碱液终止反应麝香草酚酞 呈蓝色595nm-磷酸萘胺磷酸萘胺 ACP 酸性条件-萘胺萘胺 +磷酸磷酸固红TR盐重氮化合物重氮化合物总酸性磷酸酶活性总酸性磷酸酶活性非前列腺酸性磷酸酶活性非前列腺酸性磷酸酶活
25、性=前列腺酸性磷酸酶活性前列腺酸性磷酸酶活性酒石酸抑制405nm参考值:成人总酶活性为参考值:成人总酶活性为09U/L,前列腺酸性磷酸酶活性为,前列腺酸性磷酸酶活性为03U/LACP含量无性别差异,新生儿出生后含量无性别差异,新生儿出生后1个月血清酶活性甚高,随年龄增长而逐渐个月血清酶活性甚高,随年龄增长而逐渐下降;青春期又可出现一活性峰值,至下降;青春期又可出现一活性峰值,至20岁降至成人水平岁降至成人水平ACP主要用于前列腺癌的辅助诊断及疗效观察指标,特别是转移时,血清主要用于前列腺癌的辅助诊断及疗效观察指标,特别是转移时,血清ACP可可明显增高明显增高溶血性疾病、变形性骨炎、急性尿潴留及
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