概述
腫瘤標誌物的研究可追溯到1848年，當時發現了本週氏（Bence-Jones）蛋白，可作爲診斷多發性骨髓瘤的實驗室依據。1964年～1965年發現了甲胎蛋白（AFP）和癌胚抗原（CEA），使腫瘤標誌物在臨牀上得到了比較廣泛的應用。1975年創立的淋巴細胞雜交技術，製備出單克隆抗體，已經建立了一系列特異性較強的腫瘤標誌物。1976年發現了原癌基因，是腫瘤標誌物從分子水平上升到基因水平。但直到1978年，才由Herberman正式提出腫瘤標誌物（tumor marker）的概念，1979年得到世界公認。腫瘤標誌物與腫瘤的診斷、判斷腫瘤預後和治療效果，以及檢測腫瘤復發和轉移，都有很大的臨牀價值。根據其來源和分佈，通常分爲五組：①原位性腫瘤相關標誌物；②異位性腫瘤相關標誌物；③胎盤和胎兒性腫瘤標誌物；④病毒性腫瘤標誌物；⑤癌基因、抗癌基因及其產物。其中第①～④組爲腫瘤基因表型標誌物，第⑤組爲腫瘤的基因標誌物。當出現了細胞癌變，並向臨牀腫瘤進展和演變時，腫瘤標誌物可作爲臨牀診斷和鑑別診斷、判斷療效及檢測復發的一種指標。其中有些標誌物有助於臨牀早期診斷，而基因突變和表達異常等腫瘤標誌物能反映細胞處於癌前啓動階段的變化，有助於臨牀監視的早期診斷。現代腫瘤標誌物雖然對肺癌還缺乏特異性，但結合臨牀對肺癌的診斷、判斷預後、治療效果、隨訪檢測等仍有較大的作用。
一、癌胚抗原
癌胚抗原（CEA）於1965年由加拿大醫生Glod首先發現，隨後經不斷純化後，現已廣泛地應用於臨牀，可用於所有能生產和分泌CEA並可進入局部體液和血循環的各種腫瘤，如結腸癌、直腸癌、肺癌、胰腺癌，在這些病人的血清、血漿及各種體液中，都可檢測出CEA的增高。CEA測定有助於輔助診斷、判斷預後和療效檢測，但其假陽性和假陰性都較高。
CEA是一種糖蛋白，結構複雜，分子量爲20×104，除含有癌抗原特異性決定族外，還存在與健康人體內的非特異性多種抗原相一致的共同抗原決定族。因而，臨牀上有CEA多克隆抗體（多抗）與CEA單克隆抗體（單抗）之分，而後者的特異性更高。
以多抗法測定肺癌患者SCEA時，不同病理類型之間的陽性率不同，以腺癌較高，依次是小細胞癌、鱗癌。這種差異可能與肺癌細胞的分化程度有關，也可能與使用的抗體的特異性有關。
目前發現，不同的CEA抗原決定族，不同廠家生產的CEA藥盒，對不同的腫瘤和不同類型的肺癌的陽性率可有較大的差別。如果能識別不同的CEA抗原決定族，製備不針對不同腫瘤或不同肺癌類型的特異性更高的CEA試劑盒，可進一步提高陽性率和檢測的特異性。
SCEA檢測陽性率與肺癌患者的病期也有比較密切的關係，有顯著的差異，科檢測病情變化，當發現在正常值以上3倍時，將預示可能有全身轉移。對於肺癌手術的患者，在術後可有短期SCEA升高，一般會在2個月左右下降恢復，如長期不下降或繼續升高，應當考慮有轉移的可能。
目前常用的CEA檢測方法有放射免疫法和酶聯免疫法。
二、β2微球蛋白
β2微球蛋白在多種血液系統性疾病和實體惡性腫瘤中升高，並與CEA呈負相關。肺癌患者血清β2微球蛋白的陽性率，歐洲爲18%～21%，日本爲53.5%～90%。
與CEA同時檢測，兩者有互補性，可使更多的患者出現陽性標誌，更有利於判斷預後。肺癌初診或復發的患者SCEA陽性率以腺癌最高，其次是鱗癌、SCLC；β2微球蛋白的陽性率則以腺鱗癌、鱗癌最高，其次爲腺癌、SCLC。SCEA測定值隨病情的進展而增高，隨病情的控制可降低或正常，而β2微球蛋白的結果正好相反。
SCEA濃度與肺癌患者預後密切相關，特異性較高，但陽性率較低，尤其在肺癌的早期更是如此；β2微球蛋白的陽性率較高，但也有較高的假陽性。兩者聯合應用，便可優勢互補，便於發現更多腫瘤標誌陽性的患者，利於檢測病情變化和確定更合理的化療間歇期，更有利於早期發現腫瘤復發，便於抓住時機檢查和治療。
三、鐵蛋白
鐵蛋白（Ferritin）是人體中普遍存在的鐵儲備蛋白，在鐵的儲存和代謝方面起重要的作用。今年來，作爲肺癌的腫瘤標誌物科協助診斷和檢測預後。然血清鐵蛋白不是一種特異性的腫瘤標誌物，在肺部疾病鑑別診斷中的意義不是很大，也無助於肺癌的早期診斷，但對檢測肺癌病情的演變，腫瘤的消長、復發和轉移仍有一定的臨牀價值。
在肺癌患者中，約有1/3的患者鐵蛋白增高，其原因至今未明，一般認爲於腫瘤細胞合成和分泌鐵蛋白的能力異常有關，也可能與腫瘤細胞本身的壞死有關，與化療或放療導致的組織損傷和細胞破壞有關，從而使細胞漿內的鐵蛋白釋放增加，以及肝功能受到損傷後對鐵蛋白的清除減少有關。
鐵蛋白還可作爲鑑別胸腹水良性或惡性的良好指標，當胸腹水中鐵蛋白濃度＞500ng/ml時，應懷疑惡性；當＞1000ng/ml時，有助於惡性診斷的確立，其敏感性爲76%，特異性爲94%，陽性診斷準確性爲91%，而陰性診斷的準確性爲83%。
在測定胸腹水中鐵蛋白時，不必同時測定血清鐵蛋白或計算胸腹水與血清鐵蛋白的比值。
四、神經元特異性烯醇化酶
神經元特異性烯醇化酶（Neuron-specific enolase，NSE）是神經母細胞瘤的腫瘤標誌物，由於SCLC是最常表現由神經內分泌性質的腫瘤，目前NSE也是SCLC最敏感最特異的腫瘤標誌物。近年來，NSE作爲神經元損傷的敏感性和特異性標誌，其與中樞神經系統疾病的關係已引起了國內外學者的極大關注。
1、生化特性
NSE是催化糖原酵解途徑中甘油分解的最後的酶。由3個獨立的基因片段編碼3種免疫學性質不同的亞基α、β、γ，組成5種形式的同工酶αα、ββ、γγ、αγ、βγ。二聚體是該酶分子的活性形式，γ亞基同工酶存在於神經原和神經內分泌細胞的胞漿中，稱爲NSE。α亞基同工酶定位於膠質細胞，其結構和免疫學特性與肝臟中的烯醇化酶相同，稱爲非神經原特異性烯醇化酶(NNE)；NSE和NNE的分子量分別爲78kD和87kD。
2、測定方法與正常參考值
烯醇化酶的測定方法主要有兩類，一是酶活性測定法，一是酶含量測定法。酶活性測定法主要有直接分光光度法、酶偶聯速率法、生物發光法和瓊脂糖凝膠電泳法等，酶含量測定主要採用免疫化學法。
目前NSE測定最常用的方法有RIA和ELISA兩種，RIA有放射污染，而ELISA無RIA的不足，並且靈敏度較高。國內陳惠鵬等建立的ABC-ELISA靈敏度爲2ng/ml;軍事醫學科學院建立的ELISA測定試劑盒，靈敏度達1ng/ml,且操作簡便，重複性好。最近國外學者報道用時間分辨熒光免疫分析法測定血清NSE,其重複 性好，靈敏度、特異性與RIA法一致，相關係數爲0.99,正常參考值女性爲2.9～9.6μg/L，男性爲3.4～11.7μg/L,性別間有顯著差異（P＜0.001）。不同方法的NSE測定值有一定差異，一般說來，健康成人血清NSE水平在10ng/ml以下均屬正常。
3、臨牀意義
NSE是神經母細胞瘤和小細胞肺癌的標誌物。神經母細胞瘤是常見的兒童腫瘤，佔1～14歲兒童腫瘤的8%～10%。NSE作爲神經母細胞瘤的標誌物，對該病的早期診斷具有較高的臨牀應用價值。神經母細胞瘤患者的尿中NSE水平也有一定升高，治療後血清NSE水平降至正常。血清NSE水平的測定對於監測療效和預報復發均具有重要參考價值，比測定尿液中兒茶酚胺的代謝物更有意義。小細胞肺癌(SCLC)是一種惡性程度高的神經內分泌系統腫瘤，約佔肺癌的25%～30%。它可表現神經內分泌細胞的特性，有過量的NSE表達，比其它肺癌和正常對照高5～10倍以上。SCLC患者血清NSE檢出的陽性率可高達65%～100%，目前已公認爲NSE可作爲SCLC高特異性、高靈敏性的腫瘤標誌物，有報道；NSE水平與SCLC轉移程度相關；但與轉移的部位無關；NSE水平與其對治療的反應性之間也有一個良好的相關性。
五、細胞角蛋白
細胞角蛋白是細胞體的中間絲，根據其分子量和雙向二維電泳中等電點的不同可以分爲20種不同類型，能在正常細胞、腫瘤細胞、細胞培養中分化不同的上皮細胞表達。細胞角蛋白19片段（CYFRA21-1）、組織多肽抗原（TPA）、組織多肽特異性抗原（TPS）都是細胞角蛋白的標誌物。
1、CYFRA21-1
在肺癌中含量尤其豐富，尤其是NSCLC患者的血清及胸水中CYFRA21-1濃度升高，其敏感性隨病情進展而增高，與肺癌的分期呈正相關，其敏感性也較高，對鱗癌的敏感性爲50%～70%，對腺癌爲30%～50%，對SCLC爲20%～50%。CYFRA21-1與放療、化療及其臨牀反應有良好的相關性，對化療有效的患者，血清CYFRA21-1水平將明顯降低，肺癌手術後其血清濃度也降低，並與肺癌患者的生存期密切相關，血清CYFRA21-1水平高者，預後不良，尤其可作爲肺鱗癌生存及復發的一種獨立性的預後因素。但在支氣管灌洗液中的CYFRA21-1水平，不能用於鑑別量惡性肺疾患。
2、TPA
是細胞角蛋白8、18、19片段的一部分，其表達反映細胞增生活躍。TPA是通過單克隆抗體確定的能識別增生腫瘤細胞釋放了TPA的特異性M3抗原決定蔟。肺癌患者血清中TPA檢測的敏感性爲30%～60%，特異性爲65%～90%。TPA水平與臨牀治療的療效及臨牀分期密切相關，隨TNM分期進展，TPA水平增加，能預示腫瘤有無復發，但與組織類型無關，對SCLC不敏感。
3、TPS
NSCLC患者血清中TPS檢測的敏感性爲36%，特異性爲90%。在伴淋巴結轉移的NSCLC患者及在化療中病情仍進展患者，血清中TPS明顯增高。TPS是重要的預後因素之一，其水平高者，其生存期也短；治療前TPS高的患者，可能預示對化療不敏感和預後不良。
六、鱗癌細胞抗原
鱗癌細胞抗原（SCC-Ag）是1977年由Koto從子宮組織中提取的一種糖蛋白，對多種鱗癌都有不同的特異性和敏感性。
SCC-Ag對肺鱗癌的敏感度爲33%～78%，特異度爲89%～100%，但對其他類型肺癌的臨牀意義不大。血清SCC-Ag水平與肺癌病期呈正相關，隨腫瘤擴散和轉移而增高，Ⅲb、Ⅳ肺鱗癌患者的陽性率明顯高於Ⅰ、Ⅱ、Ⅲa患者；初始SCC-Ag水平與肺鱗癌患者的生存期密切相關，可作爲判斷肺鱗癌預後和檢測疾病進展的指標。
七、碳水化合物抗原
碳水化合物抗原（CA）是一系列腫瘤的相關抗原，是細胞膜上的大分子糖蛋白，主要有CA19.9、CA50、CA125等。
CA19.9及CA50檢測肺癌的敏感性爲44%～51%，特異性爲67%～69%。治療前CA19.9與病期呈正相關，但與預後無關，治療後約有1/5的患者CA19.9下降。有遠處轉移的肺癌患者，其血清CA50高於無轉移者。
CA125是最重要的卵巢癌相關性抗原，對肺癌患者而言，CA125水平與TNM分期呈正相關，血清CA125高者均爲晚期患者，其生存期比正常者縮短，復發的可能性增高，可單獨提示NSCLC的預後。
八、肺癌基因診斷
20世紀生物醫學發展的重要特點之一，是對生命現象的認識逐漸向分子微觀水平深入。進入21世紀後，基因及基因診斷不再是“高深莫測”的東西。
1、基因診斷
指在基因水平上運用現代分子生物學和分子遺傳學方法，直接檢測作爲生命物質的基因的存在和缺陷、基因結構及其表達功能是否異常，從而對疾病（癌症）或人體狀態作出診斷。
基因診斷常用的實驗技術和檢測方法：蛋白質水平有免疫組化、Westem blot；在DNA水平有凝膠電泳、PCR、PCR-SSCP、序列分析、原位雜交、South-ern雜交；在RNA水平有凝膠電泳、RT-PCR、原位雜交、Northern雜交等。
2、肺癌的基因診斷
分子生物學研究表明，肺癌的發生發展是一個遺傳易感因素佔重要地位，涉及到一系列基因（癌基因和/或抑癌基因）異常改變的複雜過程。由正常細胞向癌細胞惡性轉化進程中的啓動階段、促進階段、進展階段等整個演變過程，均涉及到癌基因的激活突變、擴增及過度表達；抑癌基因的失活功能異常（主要失活方式爲缺失、點突變和甲基化）；以及某些染色體片段的丟失等，從而導致細胞動力學週期正常演進的紊亂，細胞增殖失控無限生長和惡性轉化形成癌腫。研究肺癌發生發展中的分子事件，對基因進行檢測分析，特別是對抑癌基因p16、Rb的研究，可建立起一種比較理想的肺癌早期診斷分子生物學檢測指標。
①癌基因
與肺癌相關的癌基因主要有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，均爲顯性致癌基因，在腫瘤形成過程中只需一條基因模板發生突變，所產生的突變體蛋白就可啓動細胞增殖信號而使細胞無限繁殖。
研究表明，myc家族幾乎與所有小細胞肺癌和許多非小細胞肺癌的發生有關；ras家族基因突變與不良預後有關，其通過特定部位的密碼子發生突變而活動，其產物p21與G蛋白有關，可爲細胞生長傳遞持續促有絲分裂信號，導致細胞不斷增殖，有ras突變的肺癌患者較無突變者生存期縮短；Her-2/neu基因編碼一種特異的跨膜電位酪氨酸激酶p185，在非小細胞肺癌中，該基因通過p185蛋白的表達，啓動細胞生長分化信號，細胞分化越差，p185陽性率越高，該基因的過度表達與肺癌侵襲轉移及多重耐藥性有關（特別是肺腺癌）。
與肺癌有關的其它癌基因還有：C-myb、C-fos、bcl-2、C-erbB2等。
②抑癌基因
與肺癌相關的抑癌基因主要有p16、Rb、p53基因，需二條模板都發生突變時，腫瘤纔會發生。
研究發現， p53的缺失或點突變、p16在人類腫瘤發生發展中可能作爲早期的激發事件，這就爲早期診斷肺癌提供了理論依據。Rb是最早分離出來的抑癌基因，其編碼產物在細胞週期調控中發揮重要作用。P16爲最新發現並克隆的抑癌基因，其失活在多數腫瘤中存在。
從分子病理學角度看，肺癌的發生演變首先是3P等位基因丟失，接着出現9p區域基因變異（p16基因正定位於9p21區域），最後纔出現p53基因或ras基因改變。
NSCLC中70%～80%發生p16缺失，而Rb缺失僅爲22%；而SCLC中95%以上有Rb缺失突變，提示p16基因在肺癌發生發展中起着極爲重要的作用，p16、Rb基因不但有可能用作肺癌早期診斷的重要檢測指標，還可用作SCLC與NSCLC早期分型診斷的重要依據。
衆所周知，任何腫瘤的早期診斷都不能靠完全單一的方法完成，必定是多種診斷方法的互補。無論是腫瘤標誌物還是肺癌基因，都不能單一的完全確診腫瘤，必須與臨牀緊密結合，才能做出早期診斷，進行分型、分級、分期，採取合理的恰如其分的治療方法，並對治療效果、預後、轉移潛能等做出預測。
（王傳慶）