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1、PSA的检测及临床意义,前列腺特异抗原(Prostate Specific Antigen,PSA)是与前列腺癌相关的一种抗原。它是公认的诊断前列腺癌的较好的肿瘤标志物。前列腺癌在男性所有类型癌中占10%20%,是男性最常见的癌肿。该病进展缓慢,是威胁50岁以上男性生命的主要癌症,在西方国家占男性死亡率的第二位。美国FDA已批准将PSA检测作为50岁以上男性的普查指标。流行病学调查表明,随着我国居民生活水平的改善,环境污染的加剧以及饮食结构的改变,前列腺癌的发病率日趋上升,已引起临床上的高度重视。,PSA的表达及生物学特性,1.PSA是Wang等于1979年首先采用免疫沉淀技术从前列腺组织中分
2、离出来的。其主要由前列腺组织上皮细胞分泌,尿道周围腺体也分泌PSA,但后者很少进入血液。近来研究发现,PSA并非前列腺组织特异性,甲状腺也可分泌PSA。而Kamenov Z等报道,在女性的乳腺,卵巢,子宫内膜等组织以及其血清、乳汁和胎儿羊水中都可检测到PSA,并认为PSA与女性体内的类固醇激素尤其是雄激素和孕激素的水平调节密切相关,并推测PSA可能是一种表明正常组织以及肿瘤生长情况的因子。,2.PSA为单链糖蛋白,分子量为3234Kd,由237个氨基酸残基组成。编码PSA的mRNA全长为1729bp。PSA为一种中性丝氨酸蛋白激酶,有酶的活性,但活性水平较低,能溶解精液中的蛋白质,在精囊包的分
3、裂和精液的液化上发挥生理作用。PSA能刺激前列腺癌细胞产生活性氧,该效应有浓度依赖性,PSA浓度愈高,刺激作用愈明显,而抗PSA抗体可抑制PSA的刺激作用。F-PSA在血液中的半衰期为110min,而TPSA的半衰期则为23d。,3.结构与表达 PSA是人类组织激肽释放酶基因家族的一个成员,位于染色体19q13.4上。人类组织激肽释放酶已被识别的有三个：hK1（胰、肾激肽释放酶），hK2（腺体激肽释放酶），hK3（PSA）。人类基因组序列测定显示在染色体19q13.3/q13.4上有15个组织激肽释放酶基因，并有相似的氨基酸序列。hK2基因与hK3相邻，基氨基酸序列与PSA有80%同源，它具有
4、胰蛋白酶样活性，在前列腺中也有具分泌功能的上皮组织。hK2在血清中的水平如果升高，前列腺癌的风险也会增加。,4.同构型:PSA在前列腺管腔内可被蛋白酶分裂而变为同构型PSA（PSA isoforms）,也可有以proPSA被去顶（truncated form of proPSA）的形式存在，又叫-2pPSA。-2pPSA似乎也和前列腺癌有相关性。,PSA在血清中形态 1.非结合形态，即游离PSA（freePSA,FPSA）。2.结合形态 PSA在血液中有60-90%与多种内源性蛋白酶抑制物结合形成复合形PSA（C-PSA）：与1抗糜蛋白酶(1-antichymotrypsin)结合,称为PSA
5、-ACT，分子量约80-90kda.与2巨球蛋白(2-macroglobulin)结合，称为PSA-AMG，与蛋白酶C抑制体(protease C inhibitor)结合,称为PSA-PCI，与1抗胰蛋白酶（1-antitrypsin）结合，称为PSA-AAT。,其中，PSA-ACT是血清中C-PSA的主要构成形式，也是目前免疫学方法能测到的主要成分.其它几种结合形式，由于抗原决定部位被掩蔽，不能为检测抗体所识别。在精液中,PSA还与蛋白抑制物构成复合物。,二、检测,目前检测的方法主要有放射免疫法、ELISA法及发光法。放射免疫法应用较早，其检测灵敏度高，准确性也较好。ELISA法的检测试剂
6、国内外都有生产。,由于PSA的浓度较低，而且测到的值（绝对值）直接关系到对患者病情的判断，对检测试剂要求稳定性好，也就是重复性要好。但ELISA方法的影响因素比较多，尤其是低浓度标本的OD值容易受操作条件的影响。所以在用ELISA方法作检测的时候，要严格控制实验条件，操作人员要有一定的经验。另外，每块酶标板必须作单独的标准曲线，以保证结果的准确性。对于酶标法，接近本底孔的OD值所算出来的PSA值其准确性已大打折扣。一般来说OD值在0.15以上的结果就比较具有可比性了。按我们的经验，也就是2.0ng/ml以上的结果。,而发光法一般是应用在全自动分析仪上的，准确性和重复性都是比较好的，比较适合于对
7、PSA这样微量又必须定量的指标进行测定。要注意的是，如要对TPSA和FPSA都进行测定的话，应选用同一厂家出厂的产品。不同测定原理的方法（等克分子法或等重量法）所测出的结果，不适宜用来计算F/T比值。即使只对于总PSA，不同厂家的产品因针对的抗原不同，测出的结果也不太适宜用来直接比较。国外还有一些产品，用金标试纸条作半定量检测，适用于家庭和门诊。但由于结果不太精确，只适合于初筛。,美国临床生化委员会（National Academy of Clinical Biochemistry,NACB）和欧洲肿瘤标志小组（European Group on Tumour Markers,EGTM）建议对
8、常规肿瘤标志物测定的变异系数：批内CV5%,批间CV10%NCCLS推荐的PSA标准品是由Stanford制备的，由90%的PSA-ACT和10%的F-PSA组成。,PSA检测中应注意的几个问题：1.检测前准备 采集血液标本应在对前列腺作任何疹疗处理之前进行。如已有操作，则须过至少两周后采血。若要测定FPSA，则48小时内应无射精活动。前列腺炎患者应在症状消失后8周测定PSA。DRE和长时骑车都有可能致PSA升高。,2.对于PSA测定高于正常值的患者，应详细解释测定的意义。对首次发现PSA升高的，应建议一月后复查。,三、临床意义,PSA作为前列腺癌的肿瘤标记 前列腺癌（PCa）的一个早期特征是
9、基细胞层和基底膜的分裂。正常腺体结构的这一个损坏允许PSA直接进入血液循环，导致PSA升高。,总PSA参考范围：PSA检测前列腺癌的参考范围是10时，患前列腺癌的风险上升到67%。并建议，当一个年龄大于50岁并预期至少还能存活10年的男人，每年都应做一次PSA测定。,大多数多中心实验的结果显示血清总PSA大于4ng/ml是要进行前列腺活检的底线。在PSA04.0ng/ml的范围内,直肠指检和经直肠超检查法对PCa的预测价值只有9.7%。有人统计到大约50%的临床具有重要意义局限于器官内的PCa,血清总数PSA少于4ng/ml。Punglia等发现:如果以PSA4.1ng/ml作为穿刺的底限,在
10、小于60岁的男性中,将有82%的前列腺癌会被漏诊,大于60岁的也将有65%的前列腺癌会被漏诊,如果把穿刺的PSA底限定在2.64ng/ml，前列腺癌的诊断率将上升一倍,达到36%,并认为如果降低作为穿刺参考的PSA值,有助于改进PSA的临床价值。,PSA测定的缺陷 由于无法测定血清中PSA-AMG,直接导致了PSA水平检测价值的下降。同时,PSA的自然波动变化的特点损害了它的作为一个筛选工具的应用价值,正常人和PCa患者之间的PSA有实际上的重叠并使PSA缺乏特异性。PSA筛选PCa的敏感性仅67%80%,并且单独测试对PCa不具有特异性,假阳性率60%。目前，人们给PSA的临床应用增加了许多
11、附加指标，以增强它的应用价值。主要有：PSA年龄分段参考范围、fPSA及fPSA与总PSA比值、PSA密度、PSA速率、PSA-CT测定等。,PSA的年龄特异性参考范围（PSA age-specific reference range）:随着年龄的增长，前列腺体积随腺体增生而增大，所分泌的PSA也相应增多。资料显示，健康男性小于60岁者PSA小于4.0ng/ml的占92%，而60-69岁时为79%，大于70者大于4.0ng/ml的可达40%。所以，小于4.0ng/ml的参考范围并不适用于所有年龄段,Oesterling 1993年对PSA的年龄分段正常值建议如下：年龄 40-49 50-59
12、60-69 70-79 参考范围 0-2.5 0-3.5 0-4.5 0-6.5也有人提出，60岁以下为4ng/ml,以后每升高10岁，正常值加1ng/ml.,PSA密度（PSA density PSAD）：是指单位体积前列腺所对应的血清PSA含量，用PSA浓度（ng/ml）与前列腺体积（cm3）之比表示.有资料显示，前列腺组织每增生1克，可使血清PSA升高3.5ng/ml，又：前列腺每增生1cm3,可使PSA水平升高约32%。因此，前列腺癌患者PSAD可显著升高。Benson等报道，PSAD的临界值为0.15ng/ml.cm3。但这个比值需要计算前列腺的体积，目前经直肠超声检查计算前列腺的体
13、积误差还比较大，最大时可达30%，所以其应用受到限制。,前列腺移行带密度(PSA-TZ)是指前列腺抗原的浓度与前列腺移行带体积的比(ng/ml/ml),王建业等，前列腺体积与移行带体积比组别 例数 PSA(ng/ml)PSAD(ng/ml/ml)PSATZ(ng/ml/ml)前列腺 移行带 前列腺 移行带 50ml50ml 25ml 25ml 50ml50ml 25ml25mlBPH 100 4.75 9.23 4.31 9.66 0.139 0.113 0.336 0.212PCa 53 0.85 10.95 12.26 10.88 0.358 0.162 1.174 0.339注:检验,两
14、组比较,均为0 01,数据表明，当前列腺体积50Ml时,BPH与PCa组间PSA均值的差异有显著性(0.05)。随前列腺及移行带体积的增加,无论BPH还是PCa组中的PSA平均值都增加,而PSAD和PSA-TZ的均值则有所下降。不论前列腺或移行带体积大小,BPH组和PCa组间的PSAD及PSA-TZ值间的差异均有显著性(0.01),但此差异随体积的增大而减小。提示BPH随体积的增大会影响PCa的筛选,造成更多的假阳性。,在前列腺或移行带体积较小时,PSAD和PSA-TZ的有效性更大。Kalish等发现BPH与PCa组间仅在PSA-TZ值上有差异,而在PSAD值上差异无显著性。Benson等在研
15、究中把PSAD的临界值定为0.15ng/ml*ml,认为当PSAD0.15时可不必进行前列腺穿刺活检。杨柳平等认为PSAD=0.15ng/ml*ml及PSA-TZ=0.35ng/ml*ml作为临界值时总有效率最大(分别为49%和74%)。国内也有人认为PSA-TZ并不优于PSAD,但二者的准确性均明显高于PSA。,F-PSA、F/T比值:F-PSA是近年来比较受重视的一个判断前列腺癌的指标。研究发现，良性前列腺疾病时血清中游离PSA占总PSA的相对比例较高一些，而前列腺癌患者FPSA的比例较低。但由于影响FPSA水平的因素较多，对它的血清浓度正常值还难以作出。目前应用的是它与总PSA的比值，也
16、就是F/T比值。研究发现，对TPSA值在4-10ng/ml的诊断灰区时，它显得尤有价值。在这个灰区，若以F/T小于25%为阈值，可检出95%的前列腺癌症，同时避免20%的不必要活检。,专家建议F/T的参考范围值：F/T比值-0.1 0.1-0.15 0.15-0.2 0.2-0.25 0.25前列腺癌 56 28 20 16 8的可能性（%）,国内作者吴龙的数据：年龄组 T-PSA(ug/L)F-PSA(ug/L)/0.05,张尧等两组患者血清TPSA及F/T比较结果组别 TPSA/ugL-1 FPSA/ugL-1 F/TBPH组 11.0713.93 2.523.63 0.240.13PCa
17、组 53.9557.99 4.336.79 0.090.05t值 4.34 1.52 11.07P值 0.05 0.01,Matsuyama等比较了各种筛选形式对PCa诊断的价值,结果发现:以F/T比值17%作为标准所产生的特异性是56%,敏感性是92%。而用PSAD 0.19作为阈值标准,其特异性是58%,敏感性是79%。,PSA增长率(PSA velocity,PSAV)：是指一定时间内PSA升高的速率，一般以PSA每年的增长度为计算单位。年龄和前列腺体积无疑会显著影响血清PSA水平。Okada等报道,在93例前列腺穿刺活检否定PCa的患者中,急性炎症是血清PSA水平升高的一个重要因素。此
18、外,PSA水平被发现会在正常的上下变动。美国Sloan-Kettering癌症中心的研究员研究了1000个男性在4年的时期中连续作5个PSA测试,超过了1/3的人有升高的PSA水平,然而,后来的一年或更稍后对相同的人群测定PSA发现其中有一半人的PSA水平已经回到正常。,因此,James认为:一个单一的升高的PSA水平并不是前列腺活检的依据,并建议至少在6个星期等候之后重复PSA测试。有72%的前列腺癌患者每年的PSAV值大于0.75，非前列腺癌患者中仅有5%左右会大于这个值。专家认为，即使患者的血清总PSA小于2.5ng/ml,只要他的PSAV值大于0.75，也应进行前列腺活检。若PSAV以
19、每年大于0.75作为前列腺癌判断值，诊断的敏感性可从66%上升到79%。PSAV的测定，应该在18个月内至测定3次，且应在同一条件下进行（如同一实验室，同一试剂）。,有一个1200例的研究发现，前列腺癌症病人前列腺切除术前PSAV每年超过2.0ng/ml的术后5年病死率较高。由于目前PSAV的计算尚未标准化，更为避免将在不同条件下的测定作为依据，有些国际组织不推荐临床应用PSAV。,PSA-ACT测定：是近年兴起的一项新的用于临床鉴别正常前列腺和PCa的方法。PSA-ACT的参考范围是2.2-3.4ng/ml，相当于TPSA的2.5-4.0ng/ml。Lein等2001年在德国进行的一项多中心
20、临床实验评估PSA-ACT价值,在一组367例PCa和290例BPH中,PSA-ACT测定有显著差异(Mean:8.30u/L VS 6.46u/L),PSA-ACT/tPSA有显著差异(Mean:98%VS 95%)。Mitchell等在一项前瞻性研究中发现,连续18个月测定160人,其PSA水平在2.620ng/ml,结果显示PSA-ACT对PCa的特异性24.8%,而tPSA为17.4%,提示PSA-ACT测定胜于tPSA,并可能有助于减少不必要的前列腺活检。,PSA的临床应用,一般建议：50岁以上男性每年应进行一次PSA检测，必要时加做DRE。对TPSA大于1ng/ml者，应加做FPS
21、A。男性血清TPSA检测值大于4ng/ml时，应作直肠指诊检查（DRE），若DRE阳性，则应进一步作前列腺穿刺组织活检，以明确诊断。,PSA的临床应用,男性血清TPSA检测值在4-10ng/ml时，而DRE阴性，可做FPSA。若F/T小于25%，可作前列腺穿刺组织活检.男性血清PSAV若大于每年0.75，即使TPSA小于2.5ng/ml,也应作前列腺活检。一般前列腺癌骨转移发生在血清TPSA100ng/ml,若TPSA25ng/ml，可不进行骨扫描。PSAD可作为一个参考指标使用。,PSA的临床应用,疗效监测 前列腺癌治疗后血清PSA水平的监测对前列腺的疗效判断很有价值，PSA再次升高是疾病复
22、发和肿瘤转移的信号。器官局限性前列腺癌在进行根治术后，血清中应检测不到PSA（小于0.2ng/ml）。在术后5年内，PSA应每6个月检测一次，5年后每年检测一次。若PSA升高提示前列腺癌复发。资料表明,92%的患者PSA在临床的复发前有上升现象。Roberts等研究了2809例根治性前列腺切除术后PSA,结果发现,PSA双倍升高时间少于6个月的患者发生转移的百分数是46%,PSA双倍升高时间长于6个月的患者发生转移的百分数是2%。,前列腺癌患者在使用雄激素拮抗剂治疗后，患者血中PSA降低的绝对值和比例与疾病预后相关。一些回顾的分析认为，有超过50%PSA下降的患者在治疗之后有生存的增加。放射治
23、疗后血中PSA下降的速度比较慢，降到正常水平的时间约为3-5个月。如能降到治疗前的10%表示治疗有效，如下降不明显或连续三次提高，表示治疗失败。Critz等随访了591例接受放射短期治疗的患者,结果发现,最低PSA0.2ng/ml的患者的8年无病存活率是99%,而治疗后最低PSA在0.31.0ng/ml患者的8年无病存活率是16%。,PSA测定的缺陷,由于无法测定血清中PSA-AMG,直接导致了PSA水平检测价值的下降。PSA的自然波动变化的特点损害它的作为一个筛选工具应用价值。正常人和PCa患者之间的PSA有实际上的重叠并使PSA缺乏特异性。PSA筛选PCa的敏感性仅67%80%,并且单独测
24、试对PCa不具有特异性,假阳性率60%。,其它：,PSA isoforms:在PCa中由于酶分解的PSA减少从而造成proPSA相对增加,特别是-2pPSA。表现出一种有希望的提高PSA测试特异性的工具。,PSA检测对前列腺癌(PCa)死亡率的影响:自从1990年后期,PSA被广泛用于PCa筛选以来,在加拿大、美国、英国已经不断有前列腺癌死亡率下降的报告。Merrill等评估了PSA筛选对前列腺癌死亡率影响趋势,数据来自美国国家癌症协会监测流行病学及其最终结果的项目(Surveillance,Epidemiology and Endresults,Programseer),结果发现,前列腺癌的
25、死亡率由1988年的37%大幅度下降到1995年30%,趋势从19881992增加,然后减少。认为PSA用于PCa筛选后影响了前列腺癌的死亡率。,PSA的治疗作用 出于治疗的目的而开发具有特异性的酶活性PSA产品的努力一直在不断的进行中。一个方法是:一种能被PSA裂解的前药(Prodrugs)。循环中的PSA是无活性的,PSA在肿瘤微环境中的酶活性水平要明显高于一般的循环。基于这个原理,一组由7个氨基酸组成的肽(his-ser-ser-lys-leu-gln-leu)已经被有计划地设计为仅能被活性的PSA特异地裂解,但不能被其他蛋白酶裂解。将阿霉素和这个肽结合形成产生大量的无活性的前药。体外和
26、体内的实验表明,这种前药可以选择性地被肿瘤中的PSA所激活,从而杀死肿瘤细胞。,另一项有希望的方法是通过能受到PSA促进而增强的有效的腺病毒带毒者通过复制传送目的基因。这些带毒者能在体外和体内的PSA表达的细胞中有效率地复制大约400次,并能选择性地向表达PSA的PCa细胞传送目的基因并杀死这种细胞。使用滤过性病毒载体的PSA疫苗：实验已经发现在它们的基因组中表达出既有细胞免疫也有体液免疫反应。一个以牛痘为基础的PSA疫苗实验发现以高剂量的牛痘治疗中,大多数的患者产生了PSA特异性细胞,PSA在PCa发生致病原理中可能扮演的角色 循环中的PSA由于和转运蛋白结合并主要是以非活性方式存在的。然而
27、,肿瘤微环境中的PSA蛋白酶水解能力有潜在的裂解许多的蛋白质的能力,并可能影响PCa发育或进展。有一个可能被PSA裂解的蛋白质是胰岛素样生长因子结合蛋白-3(IGFBP-3)。IGFBP-3是血清中胰岛素样生长因子-1(IGF-1)的主要结合蛋白质。IGF-1是PCa的一个生长因子,在相关研究中发现IGF-1血清水平上升是早期PCa的一个重要的预报因子,当PSA10ng/ml时,IGF-1水平和PCa不再相关。,IGFBP-3被前列腺的上皮细胞生产,而且体外研究指出它被PSA分裂后减少了和IGF-1结合从而增加了IGF-1附加的增殖功能。Wolk在一组209例Pca的研究中发现,在PSA3ng/ml 的病人中,IGFBP-3血清浓度有显著性的下降,并认为,测定IGFBP-3浓度对PCa的诊断可能有潜在的预报价值。,
