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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，只有对样本进行稀释后重新测定。
同一患者使用不同的试剂盒有时结果差异极大，其原因可能是由于使用的抗体抗同一抗原的不同位点所致。有时即使使用同一抗体，也可能因抗原异质性(如原发肿瘤转移后，失去了原有的抗原性而停止分泌原有的肿瘤抗原)或基质的影响得到不同的结果，造成肿瘤缓解或进展的假象，这种现象特别容易发生在疗效评价中，尤其在使用前一种试剂盒测定的值作为后一种试剂盒测定参考值时。Spitz［7］使用12种不同CEA试剂盒检测1∶1稀释的WHO标准2/22J(约CEA20μg/ml)，测定的结果差异可达到500%。因此，每当使用一种新的试剂盒时，均应对患者标本进行2～3次对照测定。
大多数TM试剂盒使用两种鼠单抗，如血清中存在嗜异性抗体，特别是已知的人抗鼠嗜异性抗体时，可能在两种鼠单抗间起“桥梁”作用，导致在无抗原的情况下，出现TM浓度增高的假象。避免的办法是样本中加入鼠IgG，用PEG前处理沉淀嗜异性抗体，或对样本进行适当的预处理，但有时即使加入鼠IgG，也不能得到满意的结果。Boehringer mannhein开发了一种抗干扰蛋白，可用于所有相应的Enzymun-Test诊断试剂盒，消除由嗜异性抗体引起的干扰。但不能完全消除对因免疫闪烁显像后造成的增高值。
不同肿瘤标志物的灵敏度和特异性比较
评价TM，最常用的指标是灵敏度和特异性。同一肿瘤不同TM的灵敏度和特异性比较有2种不同的方法，即2种方法检测同一组患者(相关数据)或2种方法检测不同组患者(不相关数据)。
相关数据的比较：其灵敏度可依表1直接比较。
表1 相关数据的灵敏度比较
| 方法1 | 方法2阳性 | 方法2阴性 | 总计 |
| 阳性 | α | β | α+β |
| 阴性 | γ | δ | γ+δ |
| 总计 | α+γ | β+δ | (α+β+γ+δ) |
灵敏度：方法(1)(α+β)/(α+β+γ+δ)；方法(2)(α+γ)/(α+β+γ+δ)
表中差异值应是β和γ，同一灵敏度的试验必定β=γ=0，可是，绝大多数试验由于受样本误差的影响，β和γ之间的随机误差将不一致。因此，当β和γ出现差异时，必须用统计学方法处理。通常使用t检验。
式中n代表样本总数(α+β+γ+δ)，当n无穷大时，t值≥2表示95%可信区域。如果(β+γ)≤20，应用下列公式：
特异性用类似的方法比较。但所使用的样本是无病人群，且用卡方检验(χ2)代替t检验，了解数据分布(β和γ)是否随机。χ2=［｜(β-γ)｜-1］2/(β+γ)。如果(β+γ)≥20，则分子可简化成［｜(β-γ)｜］2。在95%可信限下，如果χ2＞3.84，则β和γ之间有统计学意义。
不相关数据的比较：对不相关数据而言，2种相等的试验应该在任何特异性的情况下，灵敏度相同，反之亦然。实际上，存在差异是不可避免的，必须要确定的是此差异是样本误差还是统计学上的差异。
证实2种不相关数据TM的灵敏度和特异性是否相同，同样可采用t检验或χ2试验。首先用下列公式计算组合的灵敏度(A)：A=(TP1+TP2)/(TP1+TP2+FN1+FN2)=ΣTP/Σ疾病组；同样，用下列公式计算组合的特异性(B)：B=(TN1+TN2)/(TN1+TN2+FP1+FP2)=ΣTN/Σ对照组；为了比较灵敏度，t值可用下列公式计算：
a1-a2分别代表所调查的2种TM的灵敏度，n1和n2分别代表2组样本数，A为组合灵敏度；TP和FP分别代表真阳性和假阳性，TN和FN分别代表真阴性和假阴性。
特异性的计算，只需将上述公式中的分子改为｜b1-b2｜，分母中的A用B代替。
肿瘤标志物的合理应用及注意事项
1.动态记录TM的浓度变化：TM测定的临床价值在于动态观察，有时即使在参考值范围内的浓度变化，可能也是有价值的。某些肿瘤如术后CEA浓度快速增高(每6个月＞4μg/L)表示骨和肝转移，而术后CEA浓度缓慢增加(每6个月2～4 μg/L)表示脑、软组织和皮肤转移［8］。因此，每个患者总是最佳的自身对照。但为了保证结果的可靠性，当测得的TM浓度增加时，应在短期内(14～30 d)进行重复测定。
2.定期测定TM浓度：应根据不同的患者，不同的肿瘤制定不同的测定时间表。一般而言，治疗前应测定每个患者TM的原始值，治疗后第1～2年，应每月测定(测定时间应根据TM的半衰期，通常在2～14 d完成)，至TM浓度明显下降后，每3个月测定1次。第3～5年，应每年测定1～2次。第6年起，每年1次。但每次改变治疗之前、TM浓度增加或怀疑复发和转移时，均应及时测定TM浓度。
3.合理选用TM：同一肿瘤可含有一种或多种TM，而不同或同种肿瘤的不同组织类型既可有共同的TM，也可有不同的TM。因此，选择一些特异性较高的TM联合测定某一肿瘤，有利于提高检出的阳性率；而且，合理选用TM，常可在临床症状出现之前数月鉴别出复发和转移。
4.TM组合测定：可提高检测的灵敏度，但常导致特异性下降，NPV增高，PPV降低。因此，TM的组合测定应同时考虑灵敏度、特异性、NPV和PPV。Jacobs等［9］用CA125普查了1010例绝经期妇女卵巢癌，续之用超声波检查，发现CA125＞30×103 u/L(作者报道的临界值)的妇女有31例，其中超声波异常的有3例，3例妇女手术后发现1例为早期卵巢癌，作者结论是CA125对卵巢癌具有较高的特异性，如果将临界值从30×103 u/L下降至23×103 U/L(事实上，普遍认可的临界值为35×103 u/L)可以增加灵敏度，使CA125成为早期诊断的指标(表2)。
表2 CA125普查1 010例绝经期妇女卵巢癌的数据
| CA125 | 卵巢癌阳性 | 卵巢癌阴性 | 总计 |
| 阳性 | 1(TP) | 31(FP) | 32(TP+FP) |
| 阴性 | 0(FN) | 978(TN) | 978(TN+FN) |
| 总计 | 1(TP+FN) | 1 009(TN+FP) | 1 010(全部) |
注：(1)TP：真阳性，FP：假阳性，TN：真阴性，FN：假阴性；
(2)灵敏度=TP/(TP+FN)×100%=100%，特异性=TN/(TN+FP)×100%=97%，患病率=(TP+FN)/(TP+TN+FP+FN)×100%=0.1%，阳性预测值=TP/(TP+FP)×100%=3.1%，实验有效率=(TP+TN)/(TP+TN+FP+FN)×100%=97% 根据以上的数据，并无理由将临界值降低至23，因为其灵敏度已经为100%。且这些数据的可信性不高，因为该研究中真阳性只有1例，假阴性为零，例数太少。此报道的灵敏度可能过高，1例真阳性的患者CA125为32 u×103/L，因此，如果作者根据降低灵敏度选择最佳特异性的原则，就极有可能遗漏该患者。作者选择较高灵敏度的理由是因为有第2种有效的试验来筛选CA125产生的大部分假阳性，不使任何病例遗漏。但尽管本组灵敏度为100%，特异性为97%，而阳性预测值仅为3.1%，完全不能作为一种选择手术的指标。
组合检测有2种不同的方法。第1种方法是顺序检测(series testing)，如上例，即一个试验完成后，根据检测的结果进行另一个试验。在顺序检测中，在所有试验中皆为阳性结果的患者才算阳性患者。在此应考虑所选试验的检测顺序，以取得最佳效益。第2种方法是平列检测(parallel testing)，即同时对所有患者进行所有试验的检测。此时，只要其中一个(或几个)试验为阳性结果的患者即为阳性患者。
由于这2种方法判断阳性患者的标准不相同，因此灵敏度、特异性并不相同。为了比较不同方法的优劣，假设有2种肿瘤标志物X和Y，人群的患病率为1%，平行检测了100000人，数据如表3。由表3可见，(1)灵敏度：X标志物阳性92.8%，Y标志物阳性79.9%，X标志物和Y标志物阳性(顺序检测)74.1%，X标志物或Y标志物阳性(平列检测)：98.6%。(2)特异性：X标志物阴性90.1%，Y标志物阴性96.5%，X或Y标志物阴性(顺序检测)98.7%，X标志物和Y标志物皆阴性(平列检测)86.9%。(3)阳性预测值［TP/(TP+FP)］：标志物X阳性为8.6%，标志物Y阳性18.6%，标志物X或标志物Y阳性7.1%。
表3 2种肿瘤标志物测定的数据
| 组别 | X+Y- | X-Y+ | X+Y+ | X-Y- | 总计 |
| 疾病组 | 187 | 58 | 741 | 14 | 1 000 |
| 对照组 | 9 501 | 3 172 | 314 | 86 013 | 99 000 |
| 总计 | 9 688 | 3 230 | 1 055 | 86 027 | 100 000 |
可见，X标志物与Y标志物相比，灵敏度较高，但特异性较低。因此，当二者一起使用时，可作为互补指标。而顺序检测中，组合灵敏度都低于二种指标单独应用(74.1%比92.8%和79.9%)，因为只有X和Y均阳性时才作为组合阳性。但是，顺序检测中，组合特异性较高(98.7%比90.1%和96.5%)，因为所有其他组合(X+Y-，X-Y+，X-Y-)均被认为是阴性。相反，平列检测中，组合灵敏度较任何一种单一TM高(98.6%比92.8%和79.9%)，因为一种试验只要有阳性就被认为是阳性结果。而组合特异性则比任何一种单一试验要低(86.9%比90.1%和96.5%)。因此，在普查中如用组合检测时应考虑选择顺序检测，虽然灵敏度有所降低，但取得较大特异性并降低费用，特别在发病率较低时。
实际应用时应考虑平列检测和顺序检测的阳性预测值。表3数据表明，平列检测的阳性预测值低于任何一种单一试验，这是平列检测保持较高灵敏度的结果。
对顺序检测而言，因为不是所有样本都需完成所有的检测，因此，存在着选择检测项目的顺序的问题。选择检测项目顺序时，有许多因素应予以考虑，如所选试验的相对费用、发病率、灵敏度和特异性等。如果不考虑费用，不同顺序的检测结果为：(1)X方法完成所有样本的检测结果，灵敏度为92.8%，特异性为90.1%。(2)X方法检测阳性的样本，用Y方法再检测的结果，灵敏度为79.9%，特异性为96.5%；阳性预测值为68.3%。(3)Y方法完成所有样本的检测结果，灵敏度为79.9%；特异性为96.5%。(4)Y方法检测阳性的样本，用X方法再检测的结果，灵敏度为92.8%，特异性为90.1%，阳性预测值为68.4%。
比较上述检测结果，就会在普查中明智地选择顺序检测，而不是平列检测，因为顺序检测的阳性预测值要高得多(68.3%比7.1%)，而且需检测的样本数要少得多(104284比200 000)。尽管阳性预测值与检测顺序无关。
80年代以后，TM大量涌现，所能使用的单克隆抗体数以千计，而且新的抗体还在不断问世，但至今并未发现一种标志物为癌细胞所特有，病理诊断仍是肿瘤的最可靠手段。TM虽然目前还不能用于确诊，但在疗效监测、预后、指示复发和高危人群的普查中具有独特的价值。随着对肿瘤发病机理的深入研究和分子生物学技术的不断发展、新抗体的不断出现、以及人染色体基因图工程的完成，有望在分子水平的检测中出现更多、更特异的TM。
参考文献
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