血清肿瘤标志物检测中的实际问题和局限性

血清肿瘤标志物检测中的实际问题和局限性

作者：Daniel M. Hoefner, MT, PhD, DABCC, FACB

这篇综述的第一部分总结了使用最多的肿瘤标志物的用途；这些分析物包括甲胎蛋白（AFP）、CA125、CA15-3、CA27.29、CA19-9、癌胚抗原（CEA）、绒毛膜促性腺激素（hCG）、PSA和甲状腺球蛋白。这些标志物的主要用途是评价癌症病人的疗效以及监控治疗后病人的疾病复发。第二部分将会讲述检测这些分析物时所遇到的实际问题和提示。为探究这些问题，首先要阐明一种理想肿瘤标志物的特征并将其与目前常用的检测进行对比；这些特征列于表1。这样的理想肿瘤标志物如果存在，它将满足这篇综述第一部分所提到的所有用途，即协助癌症的诊断、监控复发、预后及分级、检测残余病变、筛查和监控治疗。虽然我们正努力寻找符合这些标准的标志物，但目前尚没有一个标志物符合这些要求。

表1. 理想肿瘤标志物的特征

灵敏度和特异性

一个理想的标志物应有很高的特异性以保证来自非癌症病人的样品不会出现假阳性。而这一点正是大多数正在使用的肿瘤标志物的最大缺点。为使检测的灵敏度达到足够查出较大比例患者的程度，上限参考值（URL）需要设定到低得可能使为数不少接受检测的健康人也出现阳性。肿瘤标志物检测的临床（诊断）灵敏度指的是癌症病人具有升高的肿瘤标志物结果的百分比。虽然某一项检测在多数恶性肿瘤病人中有升高结果，但如果它在即使一个较小比例的非肿瘤病人（非特异性）中也有升高结果的话，那么它若用于筛查，就会有高得无法接受的假阳性结果（由于在人口中相对较低的癌症发生率所致）。

大多数现在使用的标志物的另一个缺点是它们不只是在一种癌症中有升高，因此它们没有被用作确切地认定肿瘤类型。甚至PSA（前列腺特异性抗原）也不

像我们从前认为的只在前列腺中表达。许多研究表明其他一些组织也表达这种蛋白，包括尿道周腺、女性乳腺、与性别无关的胰腺和唾液腺。灵敏度和特异性的关键是找到一个分析物在特定浓度下在健康人和患者之间没有重叠——但这样的肿瘤标志物是不存在的。

参考区间

PSA经常被喻为现有的最理想的肿瘤标志物。因此可以PSA为例来说明肿瘤标志物所遇到的一些问题。传统的PSA参考范围是4.0 ng/ml。分隔因素很重要，但分析物水平受年龄和种族的影响很大。对于肿瘤标志物而言，来自健康人群队列的第95个百分点确定（非参数）常用于设定URL值。健康白种人在第95个百分点时的PSA浓度对应于40岁、50岁、60岁、70岁和80岁男性分别是2.0、2.7、3.8、5.4和7.4 ng/ml。非洲裔美国人比同年龄白种男性有明显高的PSA 水平，拉丁美洲人和亚洲人之间的PSA水平也有差别。对年龄特异性范围的使用存在着支持和反对两种观点，争论的焦点集中在上限的设定值。在大多数情况下，不论年龄和种族，目前推荐使用的两个URL值是2.5 ng/ml和4.0 ng/ml。现在的两难局面是多达三分之二的癌症可能在4.0 ng/ml这一水平被漏检；而基于最近使用的2.5 ng/ml URL值的不同人群的检测数据表明只有40.5％的癌症被检出。相反，URL值设定的越低，出现假阳性结果的人数就越多；这不仅将会给病人增加心理负担、也会增加附加的检验和不必要的活组织切片检查。虽然随着年龄的增长PSA浓度会升高已是一个众所周知的现象，但年龄似乎也影响其他肿瘤标志物的结果。例如，Lopez等人曾指出CEA、CA19-9、CA15-3和PSA水平在健康老年个体中都会增高，并得出结论称这种增高与年龄的增长有关而与是否存在癌症无关。

还有其他令人混淆的问题。由于PSA水平可能在良性前列腺肥大（BPH）和前列腺炎中升高，升高的水平对于恶性肿瘤不够特异（～50％患有BPH的男性其PSA水平大于4.0 ng/ml）。而且PSA水平与癌症的侵入性没有联系。对于早期复发的检测，如果肿瘤能显示出产生了特定标志物的话，那么许多肿瘤标志物都能用来对其做出检测。但是在一些晚期癌症中PSA有时从未升高过，其他一些恶性肿瘤及其原型标志物也有这样的情况。最后，生产厂商的检测试剂盒之间的一些差异也有可能会影响参考区间的决定。

动力学和其他因素

肿瘤标志物水平经常被用于监控治疗的效果。如果治疗成功，标志物水平通常会下降；如果病人对治疗的反应不佳，标志物水平可能持平或实际升高。然而由于肿瘤的异质性，可能会出现肿瘤负担在增加而对应的肿瘤标志物水平却在降低的情况。应注意有时浓度会误导判断而且低水平和/或下降的水平并不总是表示病人在康复。总体上讲，大多数分析物水平可反应肿瘤负担程度，但它们不可能在所有情况下都符合这个标准。和其他诊断工具一样，检测费用应当能让整个病人群体所接受，检测步骤应尽可能减少对病人的侵入，并且检测结果应该能在常规检测平台上进行分析。

高剂量钩状效应（前带现象或抗原过量）

许多检测干扰并非针对肿瘤标志物，而是检测的结果。在一步法双抗体夹心免疫检测中，可能存在着很高水平的抗原（肿瘤标志物）从而超过捕获抗体的量，

因此过量的（游离）抗原会与结合抗原竞争信号标记抗体的结合位点。这种“未捕获”的抗体抗原复合物在定量前就被清洗步骤去除，从而导致错误的偏低结果。这就是众所周知的“高剂量钩状效应”，如图1所示。当这个现象发生时，显示的结果虽然依然在上升但可能只表示了实际水平的一小部分。检测的分析物有很宽的病理生理范围这是很常见的，肿瘤通常标志物也是这样。虽然两步法检测似乎能克服这个困难，但依然不能完全不受这个问题的影响。

图1. 高剂量钩状效应

异嗜性抗体

针对未定义抗原的抗体被认为是异嗜性抗体。这个术语也用于定义针对动物抗体的人抗体（人抗动物抗体或HAAA）。它们可能产生于被动暴露在处理宠物和动物的工作中或直接产生于接受动物源性免疫球蛋白制剂的注射治疗。更为普通的一些（尚有疑问）是抗鼠抗体，一般是指HAMA。当进行双抗体夹心法免疫检测时，病人样品中的HAAA可能与动物源性抗体试剂反应，或者在空间上阻碍（封闭）动物源试剂或者与动物源试剂发生交叉结合，导致正确结果出现错误性地降低或升高。

几乎所有免疫检测产品的文献都包括了有关异嗜性抗体的潜在干扰的评论。另外，包括临床实验室所用试剂盒在内的大多数试剂盒中的说明书都有类似“该检测结果应与整体临床表现（病历、临床检查、其他检测和诊断程序）结合进行解释”的用语，并且提示升高的水平也可能出现于非肿瘤情况。这些警告对于存在着如此多告诫的肿瘤标志物而言是尤其正确的，并且仅靠实验室数据就做出临床判断其本身就是轻率的。即使按照生产厂商提供的通过使用封闭液以防止干扰发生的操作进行并同时考虑到产品的警告，错误的报告依然屡见不鲜。在最近一篇论文中，12名妇女由于异嗜性抗体引起的hCG错误性升高结果而被错误地诊断为绒毛膜癌。不过比错误的癌症诊断更悲惨的是许多妇女在异嗜性抗体的干扰被确定之前已遭受了无意义的手术和/或化疗。

非线性稀释

当血清样品稀释时，极少情况下会发生明显过度恢复的肿瘤标志物浓度。当缺乏游离条件时，含大量糖链的肿瘤标志物如CA19-9可能会聚集在一起——随着血清肿瘤标志物浓度的升高这个现象会更为常见。造成这种现象可能有许多因素，包括糖类的组成和数量的千差万别以及自然出现的低亲和力抗糖类抗体在体内的水平。实验室工作人员和临床医生应注意这个潜在问题，因为由稀释样品得到的检测结果可能比未稀释样品的结果高许多。

试剂更换的处理过程

与在实验室检测的许多其他分析物不同，肿瘤标志物浓度随时间的变化是最有用的。凭单一值不能得出决定——当参照以前的数值时单一的结果才会变