第二十七章 肿瘤免疫与免疫学检验

1. 第二十七章 肿瘤免疫与免疫学检验

2. 第一节 肿瘤抗原 一、根据肿瘤抗原的特异性分类 二、根据肿瘤抗原产生机制分类 思考题 小结 第二节 机体抗肿瘤的免疫学效应机制 一、抗肿瘤的细胞免疫机制 二、抗肿瘤的体液免疫机制 第三节 肿瘤免疫学检验 一、肿瘤标志物 二、肿瘤患者免疫功能状态的检测及临床意义

3. 肿瘤免疫学( tumor immunology) 是研究肿瘤抗原性质、机体对肿瘤的免疫应答、机体免疫功能与肿瘤发生、发展的相互关系以及肿瘤免疫学诊断和免疫学防治的科学。

4. 第一节 肿瘤抗原 肿瘤抗原（tumor antigen） 是指在肿瘤发生、发展过程中新出现的或过度表达的抗原物质。

5. 机体产生肿瘤抗原的可能机制为： ① 基因突变； ② 细胞癌变过程使原本不表达的某些基因被激活； ③ 抗原合成过程的某些环节发生异常，如糖基化异常； ④ 胚胎时期抗原或分化抗原的异常、异位表达； ⑤ 某些基因产物尤其是信号转导分子的过度表达； ⑥ 外源性基因（如病毒基因）的表达。

6. 一、根据肿瘤抗原的特异性分类 1．肿瘤特异性抗原（tumor specific antigen, TSA） 是肿瘤细胞所特有的新抗原，它只表达于肿瘤细胞，而不存在于正常组织细胞。 2．肿瘤相关性抗原 ( tumor associated antigen, TAA)是指非肿瘤细胞所特有的，正常组织或细胞也可表达的抗原物质，但此类抗原在癌变细胞的表达水平远远超过正常细胞。

7. 二、根据肿瘤抗原产生机制分类 1．理化因素诱发的肿瘤抗原 2．病毒诱生的肿瘤抗原 3．自发性肿瘤抗原 4．正常细胞成分的异常表达 ⑴ 分化抗原： ⑵ 过度表达的抗原： ⑶ 胚胎抗原： ⑷ 细胞突变产生的独特型抗原：

8. 病毒诱生的肿瘤抗原

9. 第二节 机体抗肿瘤的免疫学效应机制 机体抗肿瘤的免疫学效应十分复杂，涉及特异性和非特异性抗肿瘤机制相互交错，体液免疫与细胞免疫机制相互协调和补充，从而共同执行免疫监视功能。

10. 一、抗肿瘤的细胞免疫机制 ㈠ T细胞 1. CD4+T细胞 2. CD8+T细胞(在抗肿瘤效应中起关键作用) 3. γδ+ T细胞 ㈡NK细胞 ㈢ 巨噬细胞

11. 二、抗肿瘤的体液免疫机制 1．补体的溶细胞效应 2．抗体依赖的细胞介导的细胞毒效应 3．抗体的免疫调理作用 4．抗体封闭肿瘤细胞表面某些受体 5．抗体干扰肿瘤细胞粘附作用 6．其他机制

12. 第二节 肿瘤免疫学检验 肿瘤免疫学检验是指用免疫学的方法检测肿瘤抗原、抗体等肿瘤标志物和肿瘤患者的免疫功能状态，为肿瘤的诊断、观察病情、评价疗效及预后具有重要价值。

13. 一、肿瘤标志物 近年来随着现代科技的不断发展，免疫学，分子生物学，细胞生物学，生物化学的深入研究，发现了许多特异性较强，有一定临床价值的肿瘤标志物100多种，受到国内外学者的高度重视。

14. （一）肿瘤标志物的慨述 1. 肿瘤标志物的定义 肿瘤标志物（tumor marker，TM）是指在肿瘤的发生和增殖过程中，由肿瘤细胞本身所产生的或者是由机体对肿瘤细胞反应而产生的，反映肿瘤存在和生长的一类物质，包括蛋白质、激素、酶（同工酶）、多胺及癌基因产物等。患者血液或体液中肿瘤标志物的检测，对肿瘤的辅助诊断、鉴别诊断、疗效观察、病情监测以及预后的评价具有一定的价值。

15. 理想的肿瘤标志物 灵敏度高，能肿瘤能早期发现。 特异性好 与肿瘤类型 (大小/分期) 有关 具有器官特异性 监测肿瘤治疗效果 监测肿瘤的复发 预测肿瘤的预后

16. 2. 肿瘤标志物的分类 体液肿瘤标志物的分类和命名尚未完全统一，一般分为： ⑴ 胚胎抗原类：如AFP，CEA等， ⑵ 糖链抗原类：如CA125，CA15-3，CA19-9等。 ⑶ 激素类：如患甲状腺髓样癌时降钙素升高，患绒毛膜 细胞癌时hCG明显升高。 ⑷ 酶和同工酶类：γGT，PAP等。 ⑸ 蛋白质类：β2微球蛋白，铁蛋白，本周蛋白等 ⑹ 癌基因产物类如ras基因蛋白，myc基因蛋白，p53抑癌基因蛋白等。

17. 3. 影响血液和体液中肿瘤标志物浓度的因素 ⑴ 肿瘤的大小和肿瘤细胞的数目 ⑵ 肿瘤细胞合成和分泌肿瘤标志物的速度 ⑶ 肿瘤组织的血液供应好坏 ⑷ 肿瘤细胞是否有坏死和坏死的程度 ⑸ 肿瘤细胞的分化程度和肿瘤的分期 ⑹ 肿瘤细胞是否表达和合成肿瘤标志物 ⑺ 肿瘤标志物在体内的降解和排泄速度

18. 4. 肿瘤标志物的临床应用 ⑴ 高危人群的筛查 ⑵ 肿瘤的辅助诊断 ⑶ 肿瘤治疗效果的评价 ⑷ 肿瘤复发的监测和预后判断

19. （二）常见肿瘤标志物 1. 胚胎抗原类肿瘤标志物 ⑴ 甲胎蛋白（α-fetoprotein，AFP） AFP是胎儿发育早期合成的一种糖蛋白(α1球蛋白)，分子量70kD，胎儿出生后不久即逐渐消失。 参考值：血清AFP<20μg/L

20. ① 原发性肝癌，77%的患者AFP>300μg/L，但有部分患者AFP始终不升高； ② 病毒性肝炎与肝硬化患者，血清中AFP可有不同程度的增高，但一般在300μg/L以下； ③ 生殖系统肿瘤和胚胎性肿瘤，如睾丸癌、畸胎瘤等升高； ④ 妊娠三个月后，血清AFP含量开始升高，分娩后三周恢复正常。若孕妇血清中AFP异常升高，应考虑有胎儿神经管缺损畸形的可能性。

22. ⑵ 癌胚抗原（carcino-embryonic antigen，CEA） 1965年CEA发现于成人结肠癌组织中，分子量约为200kD，可溶性糖蛋白，主要存在于成人癌组织以及胎儿的胃肠管组织中，故名癌胚抗原，是一种广谱肿瘤标志物。 参考值：血清CEA< 5.0μg/L ① 结肠癌、直肠癌、胰腺癌、肺癌、乳腺癌、胃癌，转移性 恶性肿瘤也有不同程度的阳性率；在恶性肿瘤的随访， 病情监测，疗效评价等方面有重要价值。 ② 肠道息肉、憩室炎、结肠炎、肝硬化、肝炎、胰腺炎和肺 部疾病也可有不同程度的升高； ③ 吸烟者中约有33%的人CEA＞5μg/L。

24. 2. 糖链抗原类肿瘤标志物

25. （1）糖链抗原15-3 ( CA 15-3) • CA15-3是一种乳腺癌相关抗原，属糖蛋白，分子量超过400kD，可用一对单克隆抗体（MAb115D8和MAbDF3）进行双抗体夹心法来识别。与CA15-3同类的多态性上皮粘蛋白抗原还有MCA，CA27-29，CA549等。 • 参考值：血清CA15-3<28kU/L ① 乳腺癌，但在乳腺癌的早期阳性率较低约为30%，转移性 乳腺癌阳性率可达80%； ② 其他恶性肿瘤，如肺癌，结肠癌，胰腺癌，卵巢癌，子宫 颈癌，原发性肝癌等，也有不同程度的阳性率； ③ 肝脏，胃肠道，肺，乳腺，卵巢等非恶性肿瘤疾病，阳性 率一般低于10%。

26. （2）糖链抗原125 ( CA 125) • CA125是很重要的卵巢癌相关抗原，1981年Bast发现。CA125是一种大分子多聚糖蛋白。 • 参考值 ：血清CA 125<35kU/L ① 卵巢癌，阳性率约为61.4%。手术和化疗有效者CA 125水平很快 下降，若有复发，CA 125升高可先于临床症状出现之前。 ② 其他恶性肿瘤，如乳腺癌40%，胰腺癌50%，胃癌47%，肺癌41.4%， 结肠直肠癌34.2%，其他妇科肿瘤43%。 ③ 非恶性肿瘤，如子宫内膜异位症，盆腔炎，卵巢囊肿，胰腺炎，肝炎， 肝硬化等疾病也有不同程度升高。 ④ 妊娠早期，CA 125有升高。

27. （3）糖链抗原19-9 (CA19-9) • CA19-9是一种与胰腺癌，胆囊癌，结肠癌和胃癌相关的肿瘤标志物，又称胃肠癌相关抗原。 • 参考值：血清CA199 <37 kU/L ① 胰腺癌，胆囊癌，胆管壶腹癌时，血清CA 19-9水平明显升高， 阳性率约为74.9%，尤其是胰腺癌晚期病人，血清CA 19-9浓度 可达40万kU/L，是重要的辅助诊断指标； ② 胃癌，阳性率约为50%，结肠癌，阳性率约为60%； ③ 急性胰腺炎，胆囊炎，胆汁淤积性胆管炎，肝硬化，肝炎等 疾病，CA 19-9也有不同程度的升高，注意与恶性肿瘤的鉴别。

28. 3. 酶类肿瘤标志物

29. ⑴ 前列腺特异性抗原 (PSA) • PSA是一种由前列腺上皮细胞分泌的蛋白酶。在血清中PSA • 以两种生化形式存在： • 一部分(5%～40%)是以低分子量(33kD)的 • 游离PSA（f-PSA）形式存在； • 大部分(60%～90%)是以PSA和α1–抗糜蛋白酶、 • α2-巨球蛋白等结合的形式存在， • 称复合PSA(c-PSA)。 • 总PSA（t-PSA）,包括血清中f-PSA和c-PSA。 参考值：血清 t-PSA < 4.0 μg/L， f-PSA < 0.8 μg/L， f-PSA/t-PSA > 25％

30. 血清PSA升高 ① 前列腺癌患者升高，但大约25%患者，其PSA水平正常；而大约有50%的良性前列腺疾病患者PSA水平增高。为增加PSA对前列腺癌 检测的敏感性和特异性，可使用PSA年龄特异性参考范围，PSA密度、PSA速率、f-PSA/t-PSA比值等； ② 前列腺肥大，前列腺炎和泌尿生殖系统的疾病，也可见血清PSA水平升高，故当PSA在4.0μg/L～10.0μg/L的灰区时，须进行f-PSA和 f-PSA/t-PSA比值的测定。 【注意事项】在采集病人的血标本前进行直肠指诊、前列腺按摩， 导尿等，将会导致血清PSA升高，应注意避免。

32. ⑵ 神经元特异性烯醇化酶（NSE） NSE是烯醇化酶的一种同功酶，烯醇化酶同功酶根据α，β，γ三个亚基的不同，可分为αα、ββ、γγ、αβ和αγ五种二聚体同功酶。 γγ亚基组成的同功酶属神经元和神经内分泌细胞特有，故命名为神经元特异性烯醇化酶， NSE是一种酸性蛋白酶，参与糖酵解。肿癌组织糖酵解作用加强，细胞增殖周期加快，细胞内的NSE释放进入血液增多，导致此酶在血清内含量增高。 参考值：血清NSE<15μg/L

33. 血清NSE升高见于 ① 小细胞肺癌（SCLC）。可用于鉴别诊断，监测小细胞肺癌放疗、化疗后的治疗效果。 ② 神经母细胞瘤，患者NSE水平异常增高， 而Wilms瘤则升高不明显，因此测定NSE的水平可用于上述疾病的诊断和鉴别诊断。 ③ 神经内分泌细胞肿瘤，如嗜铬细胞瘤，胰岛细胞瘤，甲状腺髓样癌，黑色素瘤，视网膜母细胞瘤等血清NSE也可增高。 【注意事项】NSE也存在于正常红细胞中，标本溶血会影响测定结果，因此采血时要特别注意避免溶血。

34. ⑶ α-L-岩藻糖苷酶测定（AFU） • AFU是一种溶酶体酸性水解酶，以往主要用于遗传性AFU缺乏引起的岩藻糖贮积病的诊断。Deugnier等（1984）首先发现原发性肝癌患者血清中AFU活性升高。 • 参考值 ：血清< 420 μmol/L ①原发性肝癌，患者血清中AFU活性明显升高，AFP阴性的肝癌 患者中AFU也可见升高，因此，两者联合检测有较好的互补作用。 ② 其他恶性肿瘤，如肺癌、结肠癌、乳腺癌、子宫癌等也可有 部分病例升高。 ③ 慢性肝炎、肝硬化患者中部分病例AFU升高，随病情好转AFU 下降，动态监测有助于与肝癌的鉴别。 ④ 妊娠期间，AFU升高，分娩后迅速下降。

35. 4. 激素类肿瘤标志物

36. ⑴ 人绒毛膜促性腺激素 (hCG) • hCG是胎盘滋养层细胞分泌的一种糖蛋白类激素，是监测早孕的重要指标。在异常情况下，恶性肿瘤也可产生hCG。 • 参考值上限为: 5 IU/L ① 滋养层肿瘤和生殖细胞肿瘤hCG升高，如绒毛膜细胞癌、 葡萄胎、精原细胞睾丸癌等 ② 其他肿瘤如乳腺癌、胃肠道癌、肺癌等也可见升高。 ③ 良性疾病如卵巢囊肿、子宫内膜异位症、肝硬化等hCG 也可见增高。

37. ⑵ 降钙素（calcitonin, CT） • CT是由甲状腺滤泡旁细胞即C细胞分泌的多肽激素，主要生理作用是降低血钙。 • 参考值＜100 ng/L ① 甲状腺髓样癌血清降钙素升高，其他肿瘤如肺癌、 乳腺癌、胰腺癌等也见增高。 ② 肾功能衰竭患者降钙素常升高。 【注意事项】由于降钙素在血液中的半寿期短约为 10min，样本收集后应及时处理，冷冻保存。

38. 5. 蛋白质类肿瘤标志物

39. ⑴ β2-微球蛋白( β2M ) • β2M是一种低分子蛋白，人体除成熟红细胞和胎盘滋养层细胞以外，所有的有核细胞都有β2M。因为β2M分子量小，易于由肾小球滤过，但几乎全部由近曲小管重吸收，因此正常人血和尿中β2M含量很低。 • 参考值：血清 <2.4mg/L；尿 <320μg/L β2M升高见于: ① 恶性肿瘤，慢性淋巴细胞白血病等。 ② 肾脏疾病：急慢性肾盂肾炎，肾小管药物性损害等 ③ 肾移植排斥反应时。 ④ 免疫性疾病：系统性红斑性狼疮，艾滋病等。 【注意事项】尿标本采集后，为避免β2M分解，应加适当的 NaOH缓冲液调PH至7.0左右，然后置4℃保存，2天内测定。

40. ⑵ 铁蛋白（ ferritin , Fer) • 铁蛋白是判断体内是否缺铁的敏感指标。 Fer升高还与肿瘤有关，癌细胞具有较强合成铁蛋白的能力，因此也是一种肿瘤标志物。 • 血清参考值：男性 15~200 μg/L 　女性 12~150 μg/L ① 各种恶性肿瘤和白血病可见血清铁蛋白升高。 ② 各种炎症感染、急性心肌梗死、反复输血等，见铁蛋白升高。 ③ 铁蛋白 <12 μg/L时即可诊断为缺铁。是诊断隐性缺铁性贫 血的可靠指标。

41. 6. 其它常用肿瘤标志物

42. （三）肿瘤标志物检测的注意事项 • 1. 标本采集: • 各种物理检查对TM检测的影响 • 药物对TM检测的影响 • 标本保存对TM检测的影响 • 溶血标本对TM检测的影响 • 酶类和激素类肿瘤标志物的特点

43. 2. 检测方法和试剂： • 方法学的差异 • 试剂盒的差异 • 测定标准化的问题 因此，在工作中要尽量使用同一种方法， 同一种仪器和同一厂家的试剂盒进行测定。

44. 3. TM检测的干扰因素 ⑴ 携带污染 (carry-over) 　⑵“钩状效应”（hook effect） ⑶ 嗜异性抗体：可导致在无抗原的情况下，出现肿瘤 标志物浓度增高的假象。嗜异性抗体可出现在曾被 鼠或宠物咬过的人，以及使用过动物免疫剂（如单 克隆抗体）治疗过的人。

45. （四）肿瘤标志物的联合应用 一种肿瘤可分泌多种肿瘤标志物，而不同的肿瘤或同种肿瘤的不同组织类型可有相同的肿瘤标志物。因此，单独检测一 种肿瘤标志物，可能会因为测定方法的敏感性不够而出现假阴性，联合检测多种肿瘤标志物有利于提高检出的阳性率。为此，选择一些特异性较高，可以互补的肿瘤标志物联合测定，对提高肿瘤的检出率是有价值的。常用肿瘤标志物的联合使用。

46. 常用肿瘤标志物联合检测的临床应用 肿瘤首选标志物补充标志物 肺癌 NSE、CYFRA21-1 CEA、TPA、SCC、ACTH、降钙素 肝癌 AFP AFU、γGT、CEA、ALP 乳腺癌 CA15-3、CA549 CEA、hCG、降钙素、铁蛋白 胃癌 CA72-4 CEA、CA19-9、CA50 前列腺癌 PSA f-PSA、c-PSA、PAP 结肠直肠癌 CEA CA19-9、CA50 胰腺癌 CA19-9 CA50、CEA、CA125 卵巢癌 CA125 CEA、hCG、CA72-4 睾丸肿瘤 AFP、hCG 宫颈癌 SCC CEA、CA125、TPA 膀胱癌 无 TPA、CEA 骨髓瘤 β2-M、本周蛋白

47. 肿瘤标志物的联合应用 敏感性和特异性常常是一对矛盾，提高了敏感性，降低 了特异性，也就是说提高了肿瘤的检出率，同时提高了肿 瘤的假阳性率；反之，提高了特异性，降低了敏感性，即 提高了肿瘤诊断的准确性，降低了肿瘤的检出率（漏诊）。 我们至今尚未找到一种完美的联合，值得我们在工作中去 寻找。

48. 二、 肿瘤患者免疫功能状态 的检测及临床意义 肿瘤的发生与机体的免疫功能状态，尤其是细胞免疫 状态密切相关。肿瘤患者的免疫功能测定对了解病情、 评价疗效、判断肿瘤的发展及预后有重要价值。 判断机体免疫功能状态的常用指标，包括T细胞及其亚群测定，T细胞增殖试验，巨噬细胞功能测定，NK细胞活性测定，T细胞介导的细胞毒性(LMC)测定以及血清中抗体、补体、某些细胞因子，如IL-2、TNF、IFN等测定

49. 思考题 • 什么叫肿瘤免疫和肿瘤免疫学检验？ • 肿瘤抗原的定义和肿瘤抗原的分类。 • 肿瘤特异性抗原和肿瘤相关性抗原。 • 机体抗肿瘤的免疫学效应机制。 • 肿瘤标志物的定义与分类。 • 肿瘤标志物的临床应用。 • 常见的肿瘤标志物的临床意义和评价。 • 肿瘤标志物检测的联合应用原则和评价。 • 肿瘤标志物检测的影响因素和注意事项。 • 肿瘤患者免疫功能状态的检测包括哪些内容？

50. 小结 • 肿瘤抗原是指在肿瘤发生、发展过程中新出现的或过度表达的抗原物质。 • 机体的抗肿瘤免疫学机制十分复杂，包括体液免疫机制和细胞免疫机制，其中细胞免疫发挥主要作用。 • 肿瘤标志物是肿瘤免疫学检验的重要组成部分 ，在肿瘤的辅助诊断、疗效观察和复发监测等方面有重要价值。 • 单一肿瘤标志物检测的灵敏度较低，选择一些敏感性好，特异性较高，可以互补的肿瘤标志物联合测定，可提高肿瘤的检出率。 • 肿瘤标志物测定方法很多，有放射免疫测定法，酶联免疫测定法，化学发光免疫测定法等。