肿瘤标志物（姚见儿）

检验之星

1.1 肿瘤标志物概述

肿瘤标志物（tumor markers）是1978年召开的人类免疫及肿瘤免疫诊断会上提出的，次年在第七届肿瘤发生生物学和医学会议上作为一专用术语被大家公认。肿瘤标志物是恶性肿瘤细胞产生或宿主的其它细胞对恶性肿瘤反应而产生的物质。大部分肿瘤标记物在正常人群中也可以测得一定的浓度，但肿瘤病人其浓度会显著升高。肿瘤标志物可在血液、尿液、粪便、胸腹水及肿瘤组织中被发现。业内提及的“肿瘤标志物”通常是指侠义上的“血清肿瘤标志物”。也是应用最广市场容量最大的部分。本节的重点也是围绕血清肿瘤标志物来论述。广义上来说，与肿瘤筛查、诊断、用药及预后相关的各种基因突变、表达、甲基化等指标也都是肿瘤标志物。

目前在临床上常用的血清肿瘤标志物有接近二十个指标。这些标志物中少部分指标只与一种类型的肿瘤有关，而另大部分指标可能会与多种肿瘤相关。目前尚未发现“通用”肿瘤标志物，也就是说不能用一种标志物检测所有肿瘤。迄今也尚未发现灵敏度特异度都理想的肿瘤标志物。也就是某些非肿瘤的人群肿瘤标志物有时会升高，同时某些肿瘤病人现有肿瘤标志物可能都不高。所有在解释肿瘤标志物的检测结果时，应注意肿瘤标志物的这些局限性。

1.2肿瘤标志物的发现和临床应用的发展历史
1.2.1肿瘤标志物的发展史
肿瘤标志物的发展历史大体可分为五个阶段：
自从1846年Henrey Bence-Jones在多发性骨髓瘤患者的尿液和体液中发现了最早的肿瘤标志物—本-周蛋白(Bence-Jones protein)后，有关肿瘤标志物的研究到目前已有160多年的历史。这是肿瘤标志物的发展的开始阶段也是第一阶段。

1927年Zondek B发现绒毛膜上皮激素（hCG）与妇女妊娠有关，也与妇科肿瘤有关[3]。1928年Brown等报道了促肾上腺皮质激素(ACTH)与肺癌异位内分泌综合征相关。1959年，Markert研究发现了某些酶和(或)同工酶酶谱变化与一些恶性肿瘤之间的关系。这是肿瘤标志物发展的第二阶段[1]。

1963年Abelev证实并发现了原发性肝癌标志物甲胎蛋白（AFP）。1965年Gold和Freedman发现的直肠癌标志物癌胚抗原（CEA）。1975年Rose SW等发现胚胎蛋白可作为肿瘤标志物，并根据20世纪60年代初Yalow RS等建立的免疫学测定法检测血中的肿瘤标志物，从而开始在临床上检测血清中的肿瘤标志物[6]。1975年Kohler和Milstein创造性地运用杂交瘤技术制备单克隆抗体，并因此获得了诺贝尔奖[7]。随着技术的发展更多的肿瘤标志物如CA系列抗原被发现。1978年，Herberman在美国NCI召开的人类免疫及肿瘤免疫诊断学术大会上提出了肿瘤标志物的概念，1979年在英国第七届肿瘤发生生物学和医学会议上被确认。这是肿瘤标志物发展的第三阶段。

1989年因Weinbery和Bishop发现癌基因研究中的卓越贡献获得了当年的诺贝尔医学奖，他们将肿瘤标志的研究扩展提高到基因水平。之后由于人类基因组计划（HGP）使人类基因组序列草图顺完成以及各种分子检测技术的发展，使肿瘤标志进入了肿瘤基因标志阶段，即发展的第四阶段。
肿瘤标志发展的第五阶段即由肿瘤基因标志阶段进入蛋白质组学阶段，目前蛋白质组学技术已经广泛应用于生命科学领域，使肿瘤标志概念延伸到生物学标志，并促使其发展成了一个系统的学科，即肿瘤标志学。

1.2.2肿瘤标志物的临床应用
1.2.2.1肿瘤的筛查
由于目前肿瘤标志物阳性率和特异性均不理想，很少被用于健康人群普查。目前已经用于或理论上能用于无症状人群进行筛查的有前列腺特异抗原（PSA）和甲胎蛋白（AFP），日本等国家把胃蛋白酶原作为胃癌筛查的指标。由于受到灵敏度特异性等的局限以及投入产出比的困扰，肿瘤标志物用于筛查尚面临诸多挑战。大多肿瘤标志物均只能针对高危人群进行检查。

1.2.2.2肿瘤的鉴别诊断与分期
肿瘤标志物可用于鉴别良、恶性肿瘤，此时临床已获得足够证据证明患者可能患某脏器肿瘤，肿瘤标志物往往能提供有用的信息帮助区分良、恶性肿瘤。
由于部分血清肿瘤标志物的升高水平常和肿瘤的大小和恶性程度有关，肿瘤标志物的定量检测可以有助于临床分期，能判断疾病处于稳定期、进展期或恶化期。 但需注意各期肿瘤的肿瘤标志物浓度变化范围较宽，会有相互重叠。

1.2.2.3肿瘤的预后判断
一般来说治疗前肿瘤标志物浓度明显异常，表明肿瘤较大，患病较长，可能已有转移，预后较差。

1.2.2.4肿瘤的疗效监测
大部分肿瘤标志物的测值和肿瘤治疗效果相关，因此有助于评价手术、放疗、化疗和生物治疗手段是否有效。标志物下降程度反映了治疗成功程度。

1.2.2.5肿瘤复发监测
恶性肿瘤治疗结束应定期监测治疗前升高的肿瘤标志物，以监测复发情况。一般建议治疗后第6周做第1次检测，随后每3个月检测一次，至第4年时可降低频率检测。如果出现明显升高25%，应在1个月内复测，连续两次升高，可预示复发或转移。

1.3肿瘤标志物主要检测方法发展
如前所叙，肿瘤标志物包括血清蛋白激素类和基因类指标。所以，检测方法也分别相对应地有标记免疫检测和分子检测。目前血清蛋白肿瘤标志物标记免疫检测常有如下方法：放射性免疫分析、酶联免疫吸附法（ELISA）、化学发光法、流式荧光发光法等。各个方法学发展历程见下表：

表：免疫检测方法发展概况

年代	方法学名称	概况
1959年	放射免疫分析技术（RIA）	Yalow与Berson合作，首先成功地用放射免疫分析技术(Radioimmunoassay)测定血浆胰岛素的浓度。由于该方法使用了放射性物质，目前该方法已经很少使用。
1966年	酶联免疫吸附测定方法（ELISA）	瑞典斯德哥尔摩大学的Engvall和Perlman首次建立了酶联免疫吸附测定方法。是最为经典和广泛使用的一种标记免疫技术。目前由于自动化发光方法的兴起，临床检测中应用逐渐减少。
1977年	化学发光免疫分析技术(CLIA俗称化学发光法)	Halmann在RIA和ELISA基本理论的基础上，以化学发光信号示踪，建立了化学发光免疫分技术。目前被广泛应用在标记免疫检测中。
1990年	电化学发光免疫分析（ECLA）	Leland等人建立了电化学发光反应系统之后，以电子得失过程中的电位差作能量激发源的电化学发光免疫分析。
1997年	流式荧光发光法	结合流式细胞技术和编码微球技术，可实现蛋白与核酸的高通量检测。是一种高通量的发光技术。

1.4被国家药监局批准的主要血清肿瘤标志物
目前肿瘤标志物在体外诊断试剂的分类目录上是被划分成三类医疗器械。全部的肿瘤标志物相关试剂都归属于国家食品药品监督管理总局受理审评。截止2015年年底，已经被批准的血清肿瘤标志物检测试剂盒总结如下（由于有分子诊断专门的章节，核酸分子类的肿瘤标志物不在此赘述）：

表：已注册的血清常见肿瘤标志物及其主要应用范围

肿瘤标志物	主要应用范围
甲胎蛋白（AFP）	肝癌和精原细胞瘤
癌胚抗原（CEA）	消化道癌、肺癌等
糖类抗原125（CA125）	卵巢癌
糖类抗原19-9（CA19-9）	胰腺癌
糖类抗原15-3（CA15-3）	乳腺癌
糖类抗原72-4（CA72-4）	胃癌
糖类抗原50（CA50）	消化道癌
糖类抗原242（CA242）	胰腺癌和消化道癌
神经特异性烯醇化酶（NSE）	小细胞肺癌
细胞角蛋白19片段（Cyfra21-1）	非小细胞肺癌及
游离绒毛膜促性激素hCG	非精原细胞瘤、绒毛膜上皮细胞癌
总/游离前列腺特异抗原（PSA）	前列腺癌
鳞状细胞癌抗原 （SCCA）	鳞状细胞癌
人附睾蛋白4（HE4）	卵巢癌
胃泌素释放肽前体（ProGRP）	小细胞肺癌
甲胎蛋白异质体（AFP-L3）	肝癌
胃蛋白酶原I、II（PG I、II）	胃癌

1.5国内肿瘤标志物相关检测产品主要生产企业
1.5.1目前临床使用肿瘤标志物检测试剂盒获证情况
所有已经注册的试剂都可以在国家食品药品监督管理总局的网站的数据库内检索到。本文统计了截至2015年12月15日前获批医疗器械注册证的肿瘤标志物类试剂盒相关情况。根据检索到的数据，2015年国内总计有78家体外诊断试剂公司涉及肿瘤标志物检测试剂盒的生产，累计有400个左右的医疗器械注册证书。

表：国内拥有肿瘤标志物有效注册证数前10位企业（不含校准品、质控品）

排名	公司名称	有证产品数	使用方法学
1	上海透景生命科技股份有限公司	25	流式荧光发光法、磁微粒化学发光法
2	郑州安图生物工程股份有限公司	25	板式化学发光、磁微粒化学发光、ELISA
3	苏州长光华医生物试剂有限公司	22	磁微粒化学发光
4	北京大成生物工程有限公司	21	板式化学发光、磁微粒化学发光
5	北京北方生物技术研究所	18	板式化学发光、时间分辨荧光、ELISA
6	威海威高生物科技有限公司	16	板式化学发光、磁微粒化学发光
6	北京同生时代生物技术有限公司	16	板式化学发光、流式细胞仪检测法
8	北京科美生物技术有限公司	15	板式化学发光法
9	深圳市新产业生物医学工程股份有限公司	14	化学发光法
10	北京华科泰生物技术有限公司	14	板式化学发光法

图 已获证肿瘤标志物检测试剂国产产品各类型占比分析

图 国产肿瘤标志物检测试剂产品使用检验方法学占比情况

1.5.2国内主要公司简介
1.5.2.1 上海透景科技股份有限公司
上海透景生命科技股份有限公司（Tellgen Corporation， 简称透景科技）成立于2003年11月，座落在有“药谷”之称的浦东张江高科技园区。

透景科技最具特色的技术是流式荧光发光技术。该技术平台最重要的特点为多重高通量检测，即一次检测可以获得多达几十种上百种生物标志物的检测结果；同时，该技术平台的检测速度可高达每小时120-4000测试，是目前最高通量最快速度的检测方法。该技术的应用能大大提高检测的速度和效率。

透景科技目前累计获得50余项产品的注册证。方法学包括流式荧光平台、化学发光平台和荧光PCR平台。涉及肿瘤标志物、质控品、男性不育、宫颈癌筛查等。

透景科技共有肿瘤标志物定量检测试剂盒注册证25个，可检测肿瘤标志物种类多达18种，是国内肿瘤标志物项目较全的公司之一。透景科技目前主要采用两种方法学，一种为流式荧光发光法，该方法特点是可以实现多肿瘤标志物的并行定量检测，是为数不多的可实现多肿瘤标志物高通量检测的试剂盒。另外一种方法为化学发光法。

1.5.2.2 郑州安图生物工程股份有限公司
安图生物成立于1999年，专业从事体外诊断试剂及仪器的研发、生产和销售，形成了以免疫诊断产品为主、微生物检测产品特色发展的格局，产品品种齐全，能够为临床诊断提供一系列解决方案。

目前公司已获得 228 项产品注册证书，产品覆盖了免疫诊断、微生物检测等领域的诸多方向，能够满足终端用户的多种检测需求。试剂品种涉及传染病、肿瘤、生殖内分泌、甲状腺功能、肝纤维化、优生优育、糖尿病、高血压、心脏病、泌尿生殖道疾病、呼吸系统疾病以及细菌分离培养、鉴定和药敏分析等多个检测方向。

其中肿瘤标志物注册证累计为25个，是国内肿瘤标志物产品较全的公司之一。包括板式化学发光、磁微粒化学发光、ELISA三种不同的方法学。

1.5.2.3北京科美生物技术有限公司
北京科美生物技术有限公司成立于1999年，目前现有员工200余名，资产过亿，拥有符合国家医疗器械生产质量管理规范要求的净化车间，并通过ISO13485认证，年生产能力达到5000万人份。

北京科美生物技术有限公司目前共获得产品注册证138个，产品集中在生化领域、、传染病、肿瘤检测、糖尿病、性激素检测、甲状腺功能检测等领域。

肿瘤标志物检测使用方法学板式化学发光法。共获得肿瘤标志物定量检测试剂盒注册证15个，使用方法学为板式酶促化学发光法，公司同意大利合作开发有配套的全自动化学发光检测仪，仪器在瑞典生产。

1.5.2.9深圳市新产业生物医学工程股份有限公司
深圳市新产业生物医学工程股份有限公司成立于1995 年12 月，是专业从事研发、生产、销售“化学发光免疫分析仪器及体外诊断试剂”的国家级高新技术企业，注册资本37040万。公司自成立以来，一直专注于化学发光免疫分析领域的研究，并于2010年2月将第一台全自动化学发光免疫分析仪及配套试剂成功推上市场。
新产业生物公司目前主要拥有两个技术平台及配套试剂：（1）磁分离全自动化学发光免疫分析仪器及配套化学发光试剂（肿瘤标志物、心肌标志物、肝纤维化、激素、糖代谢、骨代谢等检测试剂项目）；（2）全自动生化分析仪器及配套生化试剂。公司共获得产品注册证92个，产品集中在生化领域、传染病、肿瘤检测、糖尿病、性激素检测、甲状腺功能检测等领域。

肿瘤标志物检测试剂盒共获得14个注册证，肿瘤标志物检测使用方法学为磁微粒ABEI直接化学发光法。

1.6 肿瘤标志物的市场
国内目前的医疗体系下，肿瘤病人一般都在大医院就诊。故肿瘤标志物产品主要用户为高等级的医院。比如三级医院和大二级医院。这些医院采购的意愿总体还是偏向采购进口试剂。

肿瘤标志物检测产品这个细分领域国内确切的市场容量尚没有来源可靠的统计数据。根据相关报告，2015年化学发光总的市场容量大约在69亿元。肿瘤标志物市场大概占化学发光总容量的40-60%左右。则市场容量在28-41亿元。肿瘤标志物检测产品的市场约80%被进口产品占领。进口品牌主要是罗氏、雅培、西门子和贝克曼。国内该领域的生产厂家最近几年也发展较快，在肿瘤指标的数目上已经超过了进口厂家。随着国内全自动仪器的陆续上市和质量的逐渐提高，国内的厂家逐渐提高市场份额将成为趋势。

目前肿瘤标志物试剂各厂家结果的一致性还不够。这可能与各厂家采用的检测方法学不一样，或者各厂家采用的检测抗体表位不一致以及缺乏国际国家统一标准品等因素有关。今后国家如能在标准品这个点入手，推出统一可溯源的国家级标准品，将有利于解决结果一致性和结果互认的难题。

1.7 肿瘤标志物研究领域未来展望
1.7.1新肿瘤标志物的筛选
虽然针对肿瘤的生物标志物已经得到广泛研究，然而，现已确认或临床证实可用于恶性肿瘤早期检测、恶化或风险评估的生物标志物却不多。目前应用较多的肿瘤标志物，其灵敏度和特异性仍不甚理想。肿瘤标志物研究已经遇到了临床应用的瓶颈，我们还需要进行大量的基础研究找到更为理想的肿瘤标志物。因此未来肿瘤标志物的发展方向是开发高特异性和高灵敏度的标志物，对肿瘤能达到极高的早期诊率，能够准确地预示肿瘤转移，病人的预后及生存期，对化疗及生物药物的药效及预后有着有效和准确的评价。

1.7.2肿瘤标志物的联合检测
为提高肿瘤标志物的辅助诊断价值，通常可进行肿瘤标志物的联合检测。现在对肿瘤标志物联合检测有两种意见，一种是通过严格筛选、科学分析后进行肿瘤标志物的组合，以有针对性地进行检测；另一种是利用生物芯片技术，将目前能用于诊断的肿瘤标志物尽可能点在一张芯片上进行检测，以充分获得信息，提高诊断的灵敏度[22-23]。因而，未来肿瘤标志物领域的研究将转向通过将高通量检测技术应用于一系列的肿瘤标志物联合来检测代替单个或少数几个肿瘤标志物检测，并且结合临床提高联合诊断的检出率和准确率。

1.7.3分子肿瘤标志物、循环肿瘤细胞及高通量测序
从分子生物学角度，一般认为人类癌症是由癌基因和肿瘤抑制基因突变积累造成的，包括基因点突变、重排、缺失、甲基化、扩增和插入等。目前在国际上已经用于临床诊断的常见基因类肿瘤标志物主要是个性化用药体细胞突变相关指标、DNA甲基化指标两类。

国内已经注册的基因类肿瘤标志物有多个指标。比如个性化用药相关的EGFR、K-RAS、B-RAF、ALK突变检测试剂等，也有与早期诊断相关的甲基化标志物如Septin 9。另外2015年CFDA还批准了首个microRNA相关的胰腺癌检测试剂盒--微小核糖核酸（microRNA-25）定性检测试剂盒（荧光PCR法）。该试剂盒由江苏命码生物科技有限公司研制和生产的。预计未来几年个性化用药相关分子指标和甲基化指标会有越来越多的新产品上市。

国外还上市了一类检测多个基因表达谱用作肿瘤的预后及疗效评估。比如OncotypeDx®和 Mammaprint®产品分别检测与乳腺癌治疗效果和药物选择相关的21个和70个基因的表达。这类产品已经在国外广泛使用。但由于法规等各种原因，国内尚未有产品注册。

近年来，循环肿瘤细胞和循环核酸检测也是研究的一个热点。该类技术有时被俗称为“液体活检”。CFDA 2012年批准了强生公司的cellsearch®系统用于体外定量检测转移性乳腺癌患者全血中的上皮起源型(CD45-、EpCAM+、以及细胞角蛋白8、18+、及/或19+)循环细胞(CTC)。预计今后会有更多的产品注册上市。

在新技术上，无疑高通量测序NGS是最近几年最为耀眼的一个明显技术。已经有大量的研究尝试把NGS用在肿瘤的检测领域，包括肿瘤易感相关的SNPs、个性化用药相关体细胞突变表达等。由于NGS涉及的指标众多，一个检测可能包含几十到几百个指标。按照法规来进行临床验证和注册有非常大的困难。迄今为止CFDA尚未批准任何产品上市。预计今后还需要与政府监管部门协商如何解决这类创新技术的法规适用性问题。

总之，未来肿瘤标志物的发展最为活跃的领域将从血清肿瘤标志物转移到各种基因分子标志物上来。技术方法上，血清肿瘤标志物的各种发光检测平台已经基本能满足临床的需求。但分子诊断方面将会蓬勃发展，各种新技术也会层出不穷。

（作者：中国体外诊断网、上海透景生命科技股份有限公司董事长: 姚见儿）