肿瘤的生化诊断.ppt

1,教学目标与要求,掌握：肿瘤标志物的定义和分类以及AFP、CEA、CA125、CA19-9、CA15-3、HCG、PSA、NSE等常见肿瘤标志物的临床意义。熟悉：肿瘤标志物检测的影响因素，尤其是质量控制。了解：基因类肿瘤标志物的研究进展，肿瘤标志物的临床应用价值及范围。,2,肿瘤严重威胁人们的健康，乃当今世界人类的头号杀手，全世界每年有700多万人死于恶性肿瘤。我国肿瘤诊治的国策是早期发现，早期诊断，早期治疗。实验诊断是肿瘤检查中必不可少的手段之一，血清、体液、分泌物或排泄物中肿瘤细胞产生的糖蛋白、激素、酶类及代谢产物等肿瘤标志物（tumormarkers，TM）检测是目前肿瘤的诊断、疗效观察、复发判断等的重要手段,现状,3,目录,返回总目录,4,肿瘤发生的物质基础主要是DNA遗传密码的改变。细胞恶性增殖是基本特征，其发生、发展与机体的免疫功能密切相关。调节机体的免疫功能在肿瘤的防治中有极其重要的作用。,第一节肿瘤与肿瘤标志物的概念,一、肿瘤的发生机制,5,肿瘤的分类,良性,与相应正常细胞相似，呈缓慢、膨胀性生长，与正常组织分界明显，大多数可被完全切除而不复发，对人体危害较小。,恶性,与相应正常细胞有较大的差异，生长速度快，不受机体控制而恶性增生、浸润和转移，并有明显的异形性，对人体危害大。,依据肿瘤细胞的生长速度、对机体的侵袭能力和播散等生物学行为，分为两类：,6,肿瘤发生的整个过程分为启动（initiation）、促进（promotion）和演进（progression）三个阶段。每一阶段具有自己的特点，各阶段又互相连续及过渡，难以截然划分。,各种致瘤因素,生长调控失常,肿瘤,肿瘤发生的机制,7,肿瘤发生的三个阶段,启动,启动过程是正常细胞经致癌物作用后转变为潜伏性瘤细胞的过程，该过程比较短暂，其作用似无明确的阈剂量，一般是不可逆的,促进剂本身不能诱发肿瘤，促进阶段的初期具有可逆性，而后期是不可逆的。促进过程是潜伏性瘤细胞经促进剂作用后转变成瘤细胞的过程。,肿瘤形成过程中，细胞表现出不可逆的基因组合，逐渐表现出肿瘤的特征。演进可能涉及遗传物质的重大改变，如染色体结构变异丢失、易位或嵌入。,促进,演进,8,致癌物,放射性辐射、紫外线,病毒、真菌,9,二、肿瘤标志物及分类,肿瘤标志物是1978年在人类免疫及肿瘤免疫诊断会上提出的，在次年第七届肿瘤发生生物学和医学会议上获公认而广泛应用。,10,肿瘤标志物的定义：,肿瘤标志物（tumormarker，TM）是指在恶性肿瘤发生和增殖过程中，由肿瘤细胞的基因表达而合成分泌的或是由机体对肿瘤反应而异常产生和或升高的，反映肿瘤存在和生长的一类物质，包括蛋白质、激素、酶(同工酶)、多胺及癌基因产物等。TM存在于病人的血液、体液、细胞或组织中，可用生物化学、免疫学及分子生物学等方法测定，且对肿瘤的辅助诊断、鉴别诊断、观察疗效、监测复发以及预后评价具有一定的价值。,11,理想的肿瘤标志物的特征：,是恶性肿瘤特有的物质，或与良性疾病比较在质和量上有显著差异的物质，可协助判断有无恶性肿瘤；在血液、体液或肿瘤组织中有一定含量，能通过生物化学、免疫学或分子生物学方法检测出；其浓度在一定程度上能反映肿瘤细胞负荷量，和癌症的发展、转归有较好相关性，有助于评价疗效，预测肿瘤的复发与转移；取样容易，检测方法简便、特异性和灵敏度较高，费用合理。,12,肿瘤标志物的分类：,肿瘤标记物的来源和性质非常复杂，对肿瘤标志物的分类，目前有多种分类方法，尚无统一公认的标准。目前采用较多的是根据肿瘤标志物的生物化学和免疫学特性进行分类，包括胚胎抗原类、糖类、激素类、酶类、蛋白类、基因类及其他标志物（见下表）。,13,常见的肿瘤相关标志物,14,常见的肿瘤相关标志物,15,常见的肿瘤相关标志物,16,据来源分类,肿瘤组织产生：胚胎抗原、同工酶、激素、组织特异性抗原、粘蛋白、糖蛋白、糖脂、癌基因及其产物等。,肿瘤与宿主相互作用后产生：血清铁蛋白、免疫复合物、急性时相蛋白、同工酶、白细胞介素受体、肿瘤坏死因子等。,肿瘤标志物的分类,17,据分布分类,血浆/血清肿瘤标记物：包括胚胎抗原、糖决定簇、上皮粘蛋白、糖蛋白、激肽、酶、蛋白。,肿瘤标志物的分类,组织肿瘤标记物：激素受体、端粒酶、生长因子及其受体、CD抗原，蛋白酶，基因产物，粘附因子，癌基因及抗癌基因。,返回章目录,18,第二节肿瘤标志物的临床应用,肿瘤是单克隆的产物，由单一肿瘤细胞分化而来。大部分的肿瘤标志物既无器官特异性，又无肿瘤特异性。一般不主张对大范围的无症状人群的肿瘤筛查。只有一些TM对某些肿瘤有较高的诊断敏感性，可用于高危人群该肿瘤筛选。,一、肿瘤的筛查,19,二、肿瘤的预后判断,肿瘤标志物的血清浓度与肿瘤的发展具有良好的相关性，作为病情观察和疗效跟踪是其最重要的临床应用。专用于观察预后的指标有：雌激素受体、孕激素受体、表皮生长因子受体(EGFR)、肿瘤耐药基因糖蛋白等。,20,三、肿瘤的疗效监测,大部分肿瘤标志物的浓度动态变化测定值与肿瘤治疗效果相关。肿瘤标志物浓度下降程度反映了治疗成功程度。肿瘤标志物在肿瘤的复发和转移的早期检出上具有特别重要的意义。,21,肿瘤标志物检测与疗效监测,22,四、常用肿瘤标志物的联合应用,大部分单个肿瘤标志物敏感性或特异性偏低，不能满足临床需要。为提高TM的辅助诊断价值和确定何种TM可作为治疗后的随访监测指标，合理选择几项灵敏度、特异性能互补的TM构成最佳组合，进行联合检测。,23,常见肿瘤的标志物联合检测,游离前列腺特异抗原与总前列腺特异抗原的比值,EB病毒,鳞状细胞癌抗原,细胞角蛋白片段,返回章目录,24,第三节常见肿瘤标志物及其临床意义,四,六,五,三,二,25,甲胎蛋白（AFP）,1.AFP在胎儿发育早期分别由卵黄囊和胎肝合成，在胎儿诞生后18个月，清蛋白合成增加，AFP浓度下降。2.正常成人肝细胞几乎不产生AFP。当肝细胞或生殖腺胚胎组织等癌变时，有关基因重新被激活，又大量表达AFP。,化学发光免疫分析法,26,临床意义,AFP最大的作用是原发性肝癌临床辅助诊断及高危人群的筛查。良性肝脏疾病血清中AFP也升高，但95小于200g/L。转移性肝癌中，AFP值一般低于350g/L400g/L。AFP也用于肝癌的治疗效果及预后评估。手术后AFP200ng/L，提示肝癌组织未完全切除或有转移。若下降后又增高则可能复发。AFP和hCG联合检测可用于睾丸肿瘤的分型和分期。,27,癌胚抗原（CEA）,1.一种由641个氨基酸组成的糖蛋白，糖链含岩藻糖、甘露糖、半乳糖以及唾液酸。2.胎儿在妊娠两个月后由消化道分泌CEA，出生后消失。3.正常成人血清中CEA含量极低，而失去极性的癌变细胞可大量表达分泌CEA进入血液，导致血中CEA水平增高。,28,临床意义,CEA升高主要见于结/直肠癌、胃癌、肝癌、肺癌、胰腺癌、乳腺癌、卵巢癌、子宫及子宫颈癌、泌尿系肿瘤等，一般60g/L。良性疾病以及吸烟者血清中CEA也有不同程度的升高，但阳性的百分率较低。术前CEA水平正常的患者手术治愈率高，术后不易复发。术前CEA已升高者，则大多数已有侵犯和转移，预后较差。,29,CEA的优势及局限性,CEA是一个结肠癌标记物，与CA242联合应用目前被认为是对结肠癌的最佳标记物的搭配。在整个直肠癌治疗其间，CEA是一个有效的监视指标，是发现复发的理想指标，其敏感性高于X线和直肠镜。只在肿瘤的中晚期才有较显著的升高，也不只局限于某一类肿瘤，因此CEA对多数肿瘤的早期发现与鉴别诊断并无帮助。CEA具有较高的假阳性和假阴性，并不适合用于肿瘤的普查。,30,第三节常见肿瘤标志物及其临床意义,31,糖类抗原（CA),CA（Carbohydrateantigen）是由于细胞膜糖蛋白中糖基异常而形成的抗原。“CA”也意味着肿瘤，以往也称癌抗原。当正常细胞转化为恶性细胞时，细胞表面的糖蛋白发生变异，形成了一种和正常细胞不同的特殊抗原，通常存在于肿瘤细胞表面或由肿瘤细胞分泌。,32,CA125,1.大分子多聚糖蛋白，存在于胎儿体腔上皮分化而来的心包膜、腹膜、胸膜等组织。2.在浆液性卵巢癌、宫颈内膜腺癌、乳腺癌等高度表达。但在黏液性卵巢癌不表达。,33,临床意义,CA125是目前最重要的卵巢癌相关抗原，主要用于卵巢肿瘤的诊断，疗效观察。在鉴别卵巢包块的良恶性上特别有价值，其值的大小与肿瘤大小、肿瘤分期相关。在疗效方面，CA125持续增高提示进行性发展或治疗效果不佳，而下降则为预后良好和治疗有效的标志。CA125增高还可见于子宫内膜癌、乳腺癌等恶性肿瘤；女性盆腔炎、子宫内膜异位症等非恶性肿瘤疾病患者。,34,CA19-9,1.黏蛋白型的糖类蛋白2.存在于胰腺、胆道、胃、肠、子宫内膜、涎腺上皮上3.正常血清中含量较低，多种消化系统肿瘤细胞大量表达,35,临床意义,CA19-9的检出率以胰腺癌和胆管癌最高，是迄今报道的对胰腺癌敏感性最高的标志物。术前CA19-9水平对预后有一定提示作用，术后则可用作监测肿瘤的复发。良性疾患时如胰腺炎，胆囊炎和肝硬化，CA19-9浓度也可一过性增高。,36,CA15-3,1.糖蛋白类抗原，其抗原决定簇是由糖和多肽两部分组成。2.主要在乳腺癌、肺腺癌、胰腺癌等腺癌细胞表达,37,临床意义,主要用于乳腺癌的辅助诊断及病情监测和预后评估。良性乳腺疾病、卵巢囊肿等非恶性肿瘤疾病患者，孕妇以及部分肺癌、卵巢癌等恶性肿瘤患者，血清CA15-3也可增高。CA15-3与CEA联合检测时，可提高乳腺癌早期诊断的敏感性；与CA125联合检查，用于卵巢癌复发的早期诊断。,38,CA15-3在乳腺癌治疗中的动态变化,39,鳞状细胞癌抗原（SCCA）,1.分子量48KD的糖蛋白，是从子宫颈鳞状细胞分离的抗原TA-4的14种亚单位中的一种。2.良性和正常的鳞状上皮细胞均含中性组分，而酸性组分仅见于恶性细胞,40,临床意义,SCCA是一种鳞状细胞癌肿瘤标志物，特异性很好，但敏感性较低。可作为子宫颈鳞癌，肺鳞癌，头颈部鳞癌的辅助诊断指标和预后监测指标，其浓度随病情的加重而增高。肝炎，肝硬化，肺炎，肾功能衰竭，结核等疾病，也可见血清SCCA轻度升高。,41,CA72-4,高分子量的糖蛋白复合物，可被单克隆抗体B72.3所识别2.在成人的胃、结肠、直肠、胰腺、乳腺及卵巢等腺癌组织中呈强势表达,42,临床意义,CA72-4已成为胃肠道癌和卵巢癌的首选肿瘤标志物之一。一些良性疾病血清CA72-4亦可升高。CA72-4升高与疾病的分期有关系，在70%的复发病例中，CA72-4浓度首先升高。CA72-4还可作为治疗后随访的指标以及判断肿瘤的复发和预后。,43,CA242,1.与粘蛋白相关的唾液酸化的糖脂类抗原2.来源于人结-直肠癌细胞系Colo205，与CA50、CA19-9共同表达于同一粘蛋白抗原上,1.CA242主要用于胰腺、结直肠和胃癌等消化系统肿瘤的诊断。2.CA242还应用于预测胰腺癌预后以及观测和追踪病程进展，对胰腺癌的诊断效率优于CA19-9。,44,第三节常见肿瘤标志物及其临床意义,45,激素类肿瘤标志物,激素作为肿瘤标志物除良性肿瘤外，恶性肿瘤异位激素分泌量少，且不恒定。大部分肿瘤和激素关系并不固定。激素类肿瘤标志物包括人绒毛膜促性腺激素、儿茶酚胺类物质、降钙素、生长激素、催乳素等。,46,人绒毛膜促性腺激素（HCG）,参考范围,阴性25U/L,1.妊娠期胎盘滋养层细胞分泌的糖蛋白类激素，含28个30个氨基酸，分子量45KD。2.完整的HCG是由、二种亚基所组成，而亚基是HCG活性所特有的。,MEIA,微粒子酶免疫分析法,47,临床意义,-HCG是公认的诊断滋养层细胞肿瘤敏感性最高的标志物。非精原细胞性睾丸癌70轻度升高，并往往和AFP同时升高。部分卵巢癌、胆囊癌、乳腺癌、胃肠道癌、肺癌亦可见-HCG升高。炎症、十二指肠溃疡、肝硬化等良性病变-HCG可轻度异常。,48,儿茶酚胺类物质,一类结构中含有儿茶酚的物质总称。包括肾上腺素、去甲肾上腺素、香草扁桃酸（VMA）等。3.与儿茶酚胺类物质有关的物质还包括肾上腺皮质激素（ACTH）。,1.70神经母细胞瘤VMA升高。2.大约70肺癌病人ACTH增加。3.部分胰腺癌、乳腺癌、胃肠道癌症病人也可见大分子量的ACTH增加。,49,第三节常见肿瘤标志物及其临床意义,50,前列腺特异性抗原（PSA）,1.由前列腺上皮细胞分泌，分子量34KD，单链糖蛋白。2.PSA在血液中有三种形式：F-PSA、PSA-ACT、PSA-2M。现临床上检测的PSA是针对前两种。,参考范围,T-PSA4.0g/L,F-PSA0.8g/L,CLIA,51,临床意义,PSA是目前可用于筛查的肿瘤标志物，可用于前列腺癌的早期辅助诊断。前列腺癌患者F-PSA比正常人和前列腺良性疾患低，而F-PSA/T-PSA亦受年龄、前列腺大小和总PSA（T-PSA）水平影响。若F-PSA/T-PSA15，可作为前列腺增生和前列腺癌的鉴别点，高度提示前列腺癌变。T-PSA与前列腺酸性磷酸酶（PAP）同时测定，可提高前列腺癌的阳性检出率。,52,神经元特异性烯醇化酶（NSE）,是糖酵解中的关键酶，存在于神经组织和神经内分泌系统。,1.NSE是神经母细胞瘤和小细胞肺癌的最主要的肿瘤标志物。2.嗜铬细胞瘤、胰岛细胞瘤、甲状腺髓样癌、黑色素瘤、视网膜母细胞瘤等肿瘤时血清NSE也可增高。,53,-L-岩藻糖苷酶（AFU）,AFU是一种溶酶体酸性水解酶，可催化含岩藻糖基的糖蛋白和糖苷的分解代谢，广泛存在于人体各组织细胞溶酶体中。,54,临床意义,血清AFU是辅助诊断原发性肝癌的一项有指标。原发性肝癌患者的AFU活性显著高于正常对照，也显著高于转移性肝癌、肝硬化、先天性肝囊肿、胆管细胞癌和肝脏其他良性占位性病变。AFU与AFP同时测定，可将原发性肝癌的检出率提高至90以上。,55,-谷氨酰转肽酶（-GT）,1.是-谷氨酰循环中的关键酶2.分布于小肠粘膜上皮、唾液腺、附睾、脑组织、肾脏、肝脏、胰腺中，胚胎期各脏器-GT较高。,1.临床-GTII多用于AFP阴性的肝癌辅助诊断2.前列腺癌、骨肉瘤、胰腺癌、食道癌、胃癌时-GT也升高,56,第三节常见肿瘤标志物及其临床意义,57,细胞角蛋白（CK）,1.构成细胞骨架的中间丝状体的主要家族之一，在正常及恶性的上皮细胞中起支架作用,有20个亚型（CK1CK20）。2.肿瘤细胞中最丰富的是CK18和CK19，由细胞分解后释放至血中。3.当CK19片段被分泌释放进入血液循环，该可溶性片段即为Cyfra21-l。,58,临床意义,血清Cyfra21-1是非小细胞肺癌患者最有价值的肿瘤标志物，对非小细胞肺癌的诊断敏感性达80。Cyfra21-1水平可用来诊断鳞形细胞癌、腺癌、大细胞癌，且和肿瘤的恶化程度，转移相一致。Cyfra21-1也是一个对膀胱癌辅助诊断较有用的标志。,59,组织多肽抗原（TPA）,1.分子量约22KD25KD的单链多肽体，属于低分子量的细胞角蛋白混合物。2.存在癌细胞原生质膜或小胞体上的一种癌胎性抗原。,60,临床意义,TPA通常被看做细胞增殖的标志，目前主要用于鉴别诊断胆管癌和肝细胞癌，前者TPA升高而后者TPA不升高。TPA和CEA以及糖蛋白类抗原可结合判断膀胱癌、乳腺癌、直肠癌、肺癌、卵巢癌有无转移。,61,铁蛋白,1.呈球状，直径13mm，由24个亚基组成，外壳是由脱铁铁蛋白构成，内核为结晶状的氢氧化高铁2.其亚基分成H和L两类，胎儿组织和癌组织中以H型为主。3.铁蛋白是铁的主要贮存形式。,参考范围,男30mg/L400mg/L,女13mg/L150mg/L,ECLIA,增敏化学发光免疫分析法,62,临床意义,当铁负荷增多或肝病时铁蛋白可升高，除此之外很多肿瘤病人铁蛋白也可升高，其敏感度约为556。急性粒细胞性白血病患者血清铁蛋白可明显升高，而慢性粒细胞性白血病患者可在正常范围之内。监测血清铁蛋白浓度可提示慢粒是否急变。,63,第三节常见肿瘤标志物及其临床意义,64,基因类肿瘤标志物,癌基因（oncogene）：又称原癌基因，其正常表达产物促进细胞的生长和增殖，并阻止其发生终末分化。当某种原因令其激活时，引起细胞恶性生长转化成癌。抑癌基因（anti-oncogene）：又称抗癌基因、肿瘤抑制基因，是能够保护细胞使其免于细胞癌变的基因。当这个基因变异导致的功能丢失或减弱时，细胞能够发展成癌细胞。,65,基因类肿瘤标志物,肿瘤癌基因的异常表达已公认是肿瘤发生的起因。与肿瘤诊断有关的癌基因可分为3类：,在肿瘤中表达比较普遍：c-myc、k-ras在某些肿瘤中较特异性表达：c-adl、cerbB-2、临床意义还不明确：c-mos、c-yes,循环DNA是近年来用于恶性肿瘤基因诊断研究的新热点。,66,ras基因蛋白,生化特性,1.一种ras基因编码一种鸟苷酸结合蛋白，ras族基因编码酪氨酸激酶。2.当ras基因的第12位、第13位、第61位碱基发生点突变，可导致癌症形成。,临床意义,ras基因突变多见于消化道肿瘤、神经母细胞瘤、膀胱癌、急性白血病、乳腺癌，突变率约在1520。,67,myc基因蛋白,生化特性,1.是一种细胞癌基因，与之同源的病毒癌基因存在于MC29及其他一些具有高度致瘤性的猿逆转录病毒中。2.myc基因在细胞生长调控中具有重要作用，myc蛋白可与特定DNA序列相结合。,临床意义,1.myc基因在小细胞肺癌中扩增的频率较高，多见于转移的肿瘤组织。myc基因蛋白主要用于判断肿瘤的复发和转移。,68,p53抑癌基因蛋白,生化特性,1.一种抑癌基因，在DNA受到损伤时可使细胞停止于G1期，阻止具有癌变倾向的基因突变的发生。2.p53基因点突变常见第175，248，273位的碱基对变异。3.p53基因的产物是由393个氨基酸组成的含磷蛋白。,临床意义,1.人类肿瘤中约50%以上与人体p53抑癌基因异常有关。2.大部分肿瘤病人都可测到突变的p53蛋白，阳性率为1550。,69,循环DNA,1.存在于血液、滑膜液等体液中的细胞外游离DNA2.正常人外周血中游离DNA含量极其微弱3.肿瘤细胞死亡或主动释放、循环中肿瘤细胞溶解或微转移病灶排出，使大量的DNA释放人循环中,70,临床意义,循环DNA水平增高预示晚期肿瘤、肿瘤仍在进展，预后差。检测游离DNA对肿瘤的早期诊断、鉴别、分期、预后和治疗检测方面的重要意义。血浆/血清作为容易获得的检测对象比传统的癌组织活检具有更大的使用弹性和临床应用价值。,返回章目录,71,第四节肿瘤标志物检测的影响因素,TM的检测目前主要采用生物化学比色法（酶类）和标记免疫学技术。常用的标记免疫学技术：化学发光免疫分析、酶免疫分析、荧光免疫分析、放射免疫分析、金标记免疫分析等。标记免疫学技术有特异、敏感、快速、操作简单、稳定性好，能定量等优点，广泛用于科研和临床各实验室。,一、方法学评价和质量控制,方法学评价,72,质量控制,分析前,1.标本的采集应在临床诊疗操作前采集标本,2.标本保存,当天测定：室温近期测定：423个月内测定：20更长期测定：70,73,分析中的影响因素,测定方法和试剂手工操作重复性较差，误差较大；自动化仪器重复性好，误差小；不同的试剂盒测定也有差异。“钩状效应”可将高浓度结果错误报告为低浓度，标本需要稀释10倍后测定。交叉污染导致假阳性的潜在问题，应不时地复查。嗜异性抗体会出现肿瘤标志物浓度增高的假象。TM检测质量控制要求能得到的国际标准品种类少。,74,分析后的影响因素,参考范围的有效性,患者TM基础测定值的变化,测定结果上升或下降25%的临床意义,必须知道TM的半衰期,加强与临床的交流和沟通,75,分析后的影响因素,（1）参考范围的有效性：不同地区、不同人群、不同标本、不同方法、不同试剂和设备应建立自己实验室的参考范围。（2）患者TM基础测定值的变化：这对于结果的分析极有价值，故应监测病人治疗前、治疗中和治疗后各个阶段TM含量的变化。（3）测定结果上升或下降25%的临床意义：一般情况下，患者检测结果在排除检测方法引起的误差后，上升或下降25%都有临床价值。,76,分析后的影响因素,（4）必须知道TM的半衰期：这有助于选择TM的监测时间和解释TM浓度变化与临床疗效和肿瘤复发的关系。一般应在治疗结束后5个半衰期采血为好，这时原有的TM约97%已被清除。（5）加强与临床的交流和沟通：当改变TM检测方法和试剂时，必须通知临床，以免影响结果的判断。,77,二、肿瘤标志物的临床判断值,肿瘤标志物作定量检测时，当前最为提倡的