應用領域 | 醫療衛生,食品,生物產業,司法,制藥 |
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腫瘤標志物成像系統的生物分子質譜成像(MSI)技術已成功用于直接分析生物組織切片.不僅避免了繁瑣的樣品提取、純化和分離步驟,而且能夠獲取生物組織中蛋白質和多肽表達譜。并繪制二維質譜圖像。質譜成像技術不需要預知蛋白的種類,不要要抗體標記,甚至不需要熒光染色,就能鑒定出未知的蛋白質.
目前腫瘤標志物成像系統已廣泛用于生理和病理組織中蛋白質的表達以及其他分子標志物的發現。這一方法能夠使HE染色與質譜成像(MSI)的結果很好地關聯起來。
生物分子質譜成像(MSI)技術可以全面、快速、高通量的進行生物標志物的發現,協助評價生物標志物、組織病理特征和疾病診斷研究,終為藥物療效和開發提供技術支撐。目前研究涉及的疾病包括胰腺癌、卵巢癌、乳腺癌、帕金森病、非小細胞肺癌、阿爾茨海默氏癥、法布里病、肌肉萎縮癥、狂犬病、腎臟疾病、肝癌、非酒精性脂肪肝、心血管疾病、神經膠質瘤、霍奇金淋巴瘤、胃腸道的癌前病變和神經節苷脂沉積病等。
MEDING等利用質譜成像技術成功將六種常見的癌癥探測出來,包括食管癌、乳腺癌、結腸癌、肝細胞癌、胃癌和甲狀腺癌。研究者們利用生物分子質譜成像(MSI)技術建立各種已知癌癥類型的不同蛋白分子標志物的數據庫,根據其蛋白質組學的差異性,將癌癥細胞特定的圖譜提取出來并進行分類,獲得了很高的可信性。
阿爾茨海默氏癥研究
胰腺癌的病理研究
對非癌性(胰腺外分泌)和癌性(浸潤性導管胰腺癌)組織的比較
在B和C中顯示了非癌區(綠色)和癌區(紅色)中兩種質量分子的分布
A:組織切片顯微圖像; B:m/z14,836的非癌組織質譜成像;
C:m/z13,777的癌組織質譜成像 D:質量范圍為12-16.5kDa的譜圖。
超全的腫瘤標志物
1、甲胎蛋白(AFP)AFP是胚胎期肝臟和卵黃囊合成的一種糖蛋白,在正常成人血循環中含量極微<20μg/L。AFP是診斷原發性肝癌的標志物,診斷陽性率為60%~70%。血清AFP>400μg/L持續4周,或200~400μg/L持續8周者,結合影像檢查,可作出原發性肝癌的診斷。急慢性肝炎,肝硬化患者血清中AFP濃度可有不同程度升高,其水平常<300ug/L。生殖胚胎性腫瘤(睪丸癌,畸胎瘤)可見AFP含量升高。
2、癌胚抗原(CEA) 癌胚抗原是從胎兒及結腸癌組織中發現的一種糖蛋白胚胎抗原,屬于廣譜性腫瘤標志物。血清CEA正常參考值<5μg/L。CEA在惡性腫瘤中的陽性率依次為結腸癌(70%)、胃癌(60%)、胰腺癌(55%)、肺癌(50%)、乳腺癌(40%)、卵巢癌(30%)、子宮癌(30%)。部分良性疾病直腸息肉,結腸炎,肝硬化,肺病疾病也有不同程度的CEA水平升高,但升高程度和陽性率較低。CEA屬于粘附分子,是多種腫瘤轉移復發的重要標志。
3、癌抗原125(CA125)CA125存在于上皮卵巢癌組織和病人血清中,是卵巢癌標記物,在早期篩查、診斷、治療及預后的應用研究均有重要意義。CA125對卵巢上皮癌的敏感性可達約70%。其他非卵巢惡性腫瘤(宮頸癌、宮體癌、子宮內膜癌、胰腺癌、肺癌、胃癌、結/直腸癌、乳腺癌)也有一定的陽性率。良性婦科病(卵巢囊腫等)和早期妊娠可出現不同程度的血清CA125含量升高。
4、癌抗原15-3(CA15-3)CA15-3可作為乳腺癌輔助診斷,術后隨訪和轉移復發的指標。對早期乳腺癌的敏感性較低(60%),晚期的敏感性為80%,轉移性乳腺癌的陽性率較高(80%)。其他惡性腫瘤也有一定的陽性率,如:肺癌、結腸癌、胰腺癌、卵巢癌、子宮頸癌、原發性肝癌等。
5、糖類抗原19-9(CA19-9)CA19-9是一種與胃腸道癌相關的糖類抗原,通常分布于正常胎兒胰腺、膽囊、肝、腸及正常成年人胰腺、膽管上皮等處。檢測患者血清CA19-9可作為胰腺癌、膽囊癌等惡性腫瘤的輔助診斷指標,對監測病情變化和復發有很大意義。胃癌、結/直腸癌、肝癌、乳腺癌、卵巢癌、肺癌等患者的血清CA19-9水平也有不同程度的升高。某些消化道炎癥CA19-9也有不同程度的升高,如:急性胰腺炎、膽囊炎、膽汁淤積性膽管炎、肝炎、肝硬化等。
6、癌抗原50(CA50)CA50是胰腺和結、直腸癌的標志物,是常用的糖類抗原腫瘤標志物,因其廣泛存在胰腺、膽囊、肝、胃、結直腸、膀胱、子宮,它的腫瘤識別譜比CA19-9廣,因此它又是一種普遍的腫瘤標志相關抗原,而不是特指某個器官的腫瘤標志物。CA50在多種惡性腫瘤中可檢出不同的陽性率,對胰腺癌和膽囊癌的陽性檢出率居*,占94.4%;其它依次為肝癌(88%)、卵巢與子宮癌(88%)和惡性胸水(80%)等。可用于胰腺癌、膽囊癌等腫瘤的早期診斷,對肝癌、胃癌、結直腸癌及卵巢腫瘤診斷亦有較高價值。
7、糖類抗原242(CA242)CA242是與胰腺癌、胃癌、大腸癌相關的糖脂類抗原。血清CA242用于胰腺癌,大腸癌的輔助診斷,有較好的敏感性(80%)和特異性(90%)。肺癌,肝癌,卵巢癌患者的血清CA242含量可見升高。
8、胃癌相關抗原(CA72-4)CA72-4是目前診斷胃癌的腫瘤標志物之一,對胃癌具有較高的特異性,其敏感性可達28-80%,若與CA19-9及CEA聯合檢測可以監測70%以上的胃癌。CA72-4水平與胃癌的分期有明顯的相關性,一般在胃癌的Ⅲ-Ⅳ期增高,對伴有轉移的胃癌病人,CA72-4的陽性率更遠遠高于非轉移者。CA72-4水平在術后可迅速下降至正常。在70%的復發病例中,CA72-4濃度首先升高。與其它標志物相比,CA72-4主要的優勢是其對良性病變的鑒別診斷有*的特異性,在眾多的良性胃病患者中,其檢出率僅0.7%。結/直腸癌、胰腺癌、肝癌、肺癌、乳腺癌、卵巢癌也有一定的陽性率。
9、鐵蛋白(SF)鐵蛋白升高可見于下列腫瘤:急性白血病、何杰金氏病、肺癌、結腸癌、肝癌和前列腺癌。檢測鐵蛋白對肝臟轉移性腫瘤有診斷價值,76%的肝轉移病人鐵蛋白含量高于400μg/L,當肝癌時,AFP測定值較低的情況下,可用鐵蛋白測定值補充,以提高診斷率。在色素沉著、炎癥、肝炎時鐵蛋白也會升高。升高的原因可能是由于細胞壞死,紅細胞生成被阻斷或腫瘤組織中合成增多。
10、前列腺特異抗原(PSA)PSA是由人前列腺上皮細胞合成并分泌至精漿中的一種糖蛋白,PSA主要存在于前列腺組織中,女性體內不存在,正常男性血清中PSA的含量很低,血清參考值<4μg/L;PSA具有器官特異性,但不具有腫瘤特異性。診斷前列腺癌的陽性率為80%。良性前列腺疾病也可見血清PSA水平不同程度升高。血清PSA測定是前列腺癌術后復發轉移和療效觀察的監測指標。在血液中以兩種形式存在:結合PSA和游離PSAF-PSA/T-PSA比值是鑒別前列腺癌和良性前列腺疾病的有效指標。F-PSA/T-PSA>0.25多為良性疾病;F-PSA/T-PSA<0.16高度提示前列腺癌。
11、前列腺酸性磷酸酶(PAP)前列腺癌血清PAP升高,是前列腺癌診斷、分期、療效觀察及預后的重要指標。前列腺炎和前列腺增生PAP也有一定程度的增高。
12、β2微球蛋白(β2-MG)β2微球蛋白(β2-microglobulin,β2-m)表達在大多數有核細胞表面。臨床上多用于診斷淋巴增殖性疾病,如白血病、淋巴瘤及多發性骨髓瘤。其水平與腫瘤細胞數量、生長速率、預后及疾病活動性有關。此外,根據此水平還可用于骨髓瘤患者分期。血清β2-MG可以在腎功能衰竭、炎癥及多種疾病中均可增高。故應排除由于某些炎癥性疾病或腎小球濾過功能減低所致的血清β2-MG增高。
13、神經元特異性烯醇化酶(NSE)NSE為烯醇化酶的一種同工酶。NSE是小細胞肺癌(SCLC)的腫瘤標志物,診斷陽性率為91%。有助于小細胞肺癌和非小細胞肺癌(NSCLC)的鑒別診斷。對小細胞肺癌的療效觀察和復發監測也有重要價值。神經母細胞瘤,神經內分泌細胞瘤的血清NSE濃度可明顯升高。
14、細胞角蛋白19(Cyfra21-1)Cyfra21-1是細胞角蛋白-19的可溶性片段。Cyfra21-1是非小細胞肺癌,特別是肺鱗癌的標志物。與CEA和NSE聯合檢測對肺癌的鑒別診斷,病情監測有重要價值。Cyfra21-1對乳腺癌,膀胱癌,卵巢癌也是很好的輔助診斷和治療監測指標。
15、鱗狀細胞癌抗原(SCCA)鱗狀細胞癌抗原(SCCA)是從宮頸鱗狀上皮細胞癌組織提取的腫瘤相關抗原TA-4,正常人血清含量極微<2.5μg/L。SCCA是鱗癌的腫瘤標志物,適用于宮頸癌、肺鱗癌、食管癌、頭頸部癌,膀胱癌的輔助診斷,治療觀察和復發監測。
16、核基質蛋白-22(NMP-22)NMP-22(NuclearMatrixProtein-22)是細胞核骨架的組成成分。與細胞的DNA復制、RNA合成、基因表達調控、激素結合等密切相關。膀胱癌時大量腫瘤細胞凋亡并將NMP22釋放入尿,尿中NMP22可增高25倍。以10kU/mL為臨界值,對膀胱癌診斷的敏感度為70%,特異度78.5%。對浸潤性膀胱癌診斷的敏感度為100%。
17、α-L-巖藻糖苷酶(AFU)AFU是對原發性肝細胞性肝癌檢測的又一敏感、特異的新標志物。原發性肝癌患者血清AFU活力顯著高于其它各類疾患(包括良、惡性腫瘤)。血清AFU活性動態曲線對判斷肝癌治療效果、估計預后和預報復發有著極其重要的意義,甚至優于AFP。但是,值得提出的是,血清AFU活力測定在某些轉移性肝癌、肺癌、乳腺癌、卵巢或子宮癌之間有一些重疊,甚至在某些非腫瘤性疾患如肝硬化、慢性肝炎和消化道出血等也有輕度升高,在使用AFU時應與AFP同時測定,可提高原發性肝癌的診斷率,有較好的互補作用。
腫瘤標志物(TM)的檢測意義重大,概括如下:
一、腫瘤篩查
腫瘤篩查就是從無癥狀人群中尋找可疑者。腫瘤標志物檢測是腫瘤初篩的有效方法。常用于高危人群篩查。
AFP:篩查原發性肝癌。
PSA:50歲以上男性篩查前列腺癌。
高危型HPV :篩查宮頸癌。
CA125+超聲:50歲以上婦女篩查卵巢癌。
腫瘤標志物異常升高,無明顯癥狀和體征,需進行復查、隨訪。如持續增高,應及時確診。
二、診斷
輔助診斷:腫瘤標志物的特異性不夠強,不能單純依據腫瘤標志物確診腫瘤,但可提供進一步診斷線索。
鑒別診斷:本-周氏蛋白、AFP、HCG、PSA等具有特征性癌譜。
不能定位診斷:腫瘤標志物缺乏組織器官特異性。
動態觀察:腫瘤標志物進行性升高具有明確診斷意義;良性疾病的標志物升高為一過性;
惡性腫瘤的標志物升高為持續性。
三、監測病情和療效
監測療效、復發轉移是腫瘤標志物重要的臨床應用。
腫瘤患者經手術,化療或放療后,特定的腫瘤標志物含量升降與療效有良好的相關性,通過動態觀察可反映腫瘤有無復發、轉移。