肿瘤标记物在肿瘤诊断与鉴别诊断中的应用

肿瘤标记物在肿瘤诊断与鉴别诊断中的应用

90%的肿瘤经常规HE切片，通过光镜观察可以解决，仅留下少许病例，才采用免疫组化鉴别，是癌，肉瘤，黑色素瘤，神经上皮肿瘤，还是淋巴瘤?这些病例往往是低分化、罕见或来源不明的原发瘤或转移瘤，按形态上分为小圆形细胞肿瘤，梭形细胞肿瘤、上皮样细胞肿瘤及多形细胞肿瘤，应用免疫组化诊断这类肿瘤，必须要根据肿瘤发生部位临床资料，大标本的观察，结合所见的肿瘤的组织结构和细胞形态寻找线索，选择适当的抗体，对病变进行全面的估计，做出最后的明确诊断。江汉大学附属第三医院肿瘤科曾辉

一、组织来源分类

对其肿瘤标记物进行筛选，按组织来源分为上皮组织，间叶组织，淋巴造血组织，神经组织及其肿瘤常用标记物，分别对癌，肉瘤，淋巴瘤，胶质瘤等进行标记予以鉴别。

1?上皮性肿瘤标记物

(1)共同的标记物

角蛋白*(cytokeratin/keratin, CK/KER)

*共有20种亚型，高分子量角蛋白见于复层鳞状上皮，低分子量角蛋白见于腺上皮。

桥粒蛋白*(desmoplankin)

*分布于上皮细胞间的连接部位，是一种很好的上皮细胞标记，此外，凡有细胞连接的非上皮细胞也可以表达，如脑膜瘤、尤文肉瘤、颗粒细胞瘤、精原细胞瘤。

(2)存在于大部分上皮细胞内的标记物

上皮膜抗原(epithelial membranous antigen, EMA)*大多数上皮性肿瘤，常与角蛋白联合应用

*腺上皮性肿瘤，浆细胞瘤，大细胞淋巴瘤，浆细胞骨髓瘤，脑膜瘤均有表达。

角蛋白多肽(Cytokeratin polypepide, CK19) 腺上皮性肿瘤

(3)选择性存在于某些上皮细胞内的标记物

癌胚抗原(carcinoembryonic antigen, CEA)*是内胚层来源的上皮性肿瘤分化标记物，见于腺癌及某些鳞癌，鉴别腺癌(+)与间皮瘤(-)。但血细胞来源的肿瘤(绿色瘤、髓细胞白血病)、恶性纤维组织细胞瘤均呈阳性反应。

甲胎蛋白(α-fetoprotein,AFP) 肝细胞癌，生殖细胞性肿瘤，如内胚窦瘤，睾丸胚胎癌有交叉反应。

前列腺特异性抗原(prostatic specific antigen，PSA) 前列腺上皮及其来源的肿瘤，也可从转移性肿瘤中鉴别出前列腺癌

结肠癌相关抗原(CA19-9) 胃肠道肿瘤，胰腺癌

卵巢癌抗原(CA125) 卵巢、子宫、乳腺癌

2?间叶源性肿瘤标记物

(1)间叶细胞及肿瘤共同标记物

波形蛋白*(vimentin, VIM) 间叶组织、良、恶性肿瘤

*缺乏特异性，配合其他更有鉴别力的标记物仍有价值。

(2)肌细胞，肌上皮及肿瘤标记物

结蛋白(desmin，DM) 肌细胞及其肿瘤(横纹肌肉瘤/平滑肌肉瘤)

肌红蛋白(myoglobin，MG) 横纹肌，心肌细胞及其肿瘤

肌球蛋白(myosin) 横纹肌特异性标记物，但不敏感

肌肉特异性肌动蛋白(ms-actin,MSA,CMA,HHF35) 平滑肌，横纹肌、肌上皮，肌纤维母细胞

平滑肌肌动蛋白(SM-actin/SMA) 对平滑肌较特异

(3)内皮细胞及肿瘤标记物

第Ⅷ因子相关抗原(factor Ⅷ-related antigen, FⅧRAg) 血管内皮细胞及其肿瘤

荆豆凝集素(UEA-1)  血管源性肉瘤，比第Ⅷ因子更敏感。*上皮样肉瘤和癌亦可呈阳性反应

CD31 血管肉瘤 上皮样血管内皮瘤特异性较强

CD34 内皮细胞，血管良恶性肿瘤，kapposi肉瘤

*胃肠道间质肿瘤70%病例为CD34阳性  *100%病例CD117阳性

(4)组织细胞标记物

CD68(Kp-1) 全组织细胞标记物，如恶性纤维组织细胞瘤 无明确特异性

因子XIIIa(F13a)纤维素因子 作为良恶性纤维组织细胞瘤辅助诊断的标记物,亦可在纤维肉瘤,平滑肌肉瘤,神经纤维瘤表达.

α-抗糜蛋白酶(α-antichymotrypsin AACT) 具有组织细胞分化的肿瘤，如恶纤组

α-抗胰蛋白酶(α-antitrypsin,AAT)* 组织细胞及其肿瘤

*肝细胞癌，具有肝细胞癌分化的生殖细胞肿瘤，如内胚窦瘤，亦标记胶质细胞瘤

溶菌酶(lysazyme，lys) 组织细胞及其肿瘤，其特异性不如AAT

3. 淋巴造血组织标记物

(1) 共同标记物

白细胞共同抗原(leukocyte common antigen, LCA)CD45

全白细胞标记，血白细胞，单核细胞，肥大细胞，各种淋巴瘤；浆细胞及R-S细胞，不表达LCA

(2) T淋巴细胞标记物

CD45RO(UCHL-1)、CD3、CD43 (L60/Leu-27) T细胞淋巴瘤

(3) B淋巴细胞标记物

CD20(L26)、CDW75(LN1)、CD19  B细胞淋巴瘤

(4) 霍奇金R-S细胞标记物

CD15+(Leu-M1)、CD30*(BerH2)+ 霍奇金淋巴瘤(非淋巴细胞为主型)

CD20+、CDW75+、CD30-/+、CD15-  EMA+ 霍奇金淋巴瘤(淋巴细胞为主型)

*CD30粒细胞、单核细胞、上皮细胞、R-S细胞均有表达，某些未分化大细胞淋巴瘤(+)

(5)组织细胞原性淋巴瘤标记物

CD68、MAC387、AAT、AACT +

*CD意为分化群(cluster of differentiation, CD)，是白细胞相关抗原的国际分类系统，现已规定了147种白细胞抗原，由此也有相应抗体的命名。

4. 神经源性肿瘤标记物

(1)胶质细胞标记物

胶质纤维酸性蛋白(Glial fibrillory acidic protein, GFAP)

星形细胞瘤，各种胶质瘤，室管膜瘤，可与脑膜瘤鉴别

(2)少突细胞与雪旺细胞标记物

人杀伤细胞共同抗原Leu7*（CD57） 神经鞘瘤 少枝胶质细胞瘤、神经内分泌肿瘤

*还对黑色素瘤，尤文肉瘤，肾母细胞瘤，软骨肉瘤表达。

髓鞘碱性蛋白(MBP)  神经鞘瘤

S-100蛋白*  神经鞘瘤，少突胶质细胞瘤，星形细胞瘤, 副节瘤

*S-100还对黑痣、黑色素瘤、软骨性肿瘤、脂肪肿瘤呈阳性反应

(3)神经细胞及神经内分泌细胞标记

神经微丝(neurofilament, NF) 神经细胞及其肿瘤，如神经母细胞瘤、嗜铬细胞瘤

神经特异性烯醇化酶(neuron specific enolase, NSE)*嗜铬粒(chromograninA,ChrA)突触素(synaptophysin,syn)

NSE是神经内分泌肿瘤首选的标记物，而NSE、chr、syn三者均是APUDoma标记物，见于嗜铬细胞瘤，副节瘤、PNET/尤文肉瘤、类癌、Merkel细胞瘤、甲状腺髓样癌、肺小细胞癌等。NSE还与某些乳腺癌、大细胞淋巴瘤呈阳性反应。

(4)黑色素细胞标记物

人类黑色素瘤抗体HMB45  S-100蛋白

黑色素瘤和透明细胞肉瘤呈阳性反应，HMB45特异性强，但不及S-100敏感。

5?内分泌肿瘤标记物

垂体激素 垂体细胞及其肿瘤，分泌性APUD肿瘤(“异位”激素)

促肾上腺皮质激素(ACTH)、生长激素(GH)、泌乳素(LH)、促甲状腺激素(TSH)

甲状腺球蛋白(TGB) 甲状腺上皮肿瘤

降钙素(CT) 甲状腺髓样癌及C细胞增生

胰岛细胞相关激素及胃肠道激素 胰岛细胞瘤、胃肠道神经内分泌肿瘤

胰岛素(insulin)、胃泌素(gastrin)、生长抑素(somatostatin)、高血糖素(glucogen)、胰多肽(pancreatic peptide)、蛙皮素(bombsin)、小肠血管活性多肽(vasoactive intestinal polypeptide, VIP)、P物质

血清素(seratonin) APUD肿瘤

睾丸酮  睾丸及卵巢性索间质肿瘤

人类绒毛膜促性腺激素(hCG)、人类胎盘泌乳素(hPL)： 滋养细胞肿瘤及具有滋养叶成分的生殖细胞源性肿瘤

 

6?细胞外基质标记物

胶原蛋白(collagen)

Ⅰ型胶原 骨肉瘤

Ⅱ型胶原 软骨肉瘤

Ⅲ型胶原 纤维肉瘤

Ⅳ型胶原 基底膜特异性抗原，血管源性肿瘤

Ⅴ型胶原 广泛存在于全身

层粘蛋白(laminin, LN) 为基底膜连接蛋白，用于肿瘤浸润及转移机制研究

纤维连接蛋白(fibronectin FN) 作为间质肿瘤标记物，也用于肿瘤浸润转移研究

二、KER和VIM初步分类，对其肿瘤定向筛选

KER和VIM作为肿瘤鉴别诊断首选的标记物，KER作为中间丝的主要成分呈现于绝大多数上皮性肿瘤中，因分子量和等电点不同KER至少有20种多肽组成，根据上皮细胞的类型及其分化程度的不同，可含有不同表型的KER，从而能区分不同的上皮及其肿瘤，在应用中，采用广谱角蛋白抗体区分上皮性和非上皮性肿瘤；用不同分子量的细胞角蛋白来区分鳞癌和腺癌,不同分子量角蛋白可区分胆管癌（AE1.3+ ,CK19+）和肝细胞癌（AE1.3- ,CK19-）。CK7反应见于卵巢癌、移行细胞癌，而不见于胃肠道癌；CK18大部分见于腺癌，而鳞癌呈阴性反应；CK10和CK11见于鳞癌，而腺癌呈阴性反应。CK20见于卵巢粘液性肿瘤，而非粘液性肿瘤呈阴性。高分子量角蛋白抗体34βE12可鉴定前列腺腺体中基底细胞的存在，从而可将良性前列腺病变与前列腺癌区分开来。角蛋白CK5在恶性间皮瘤中常为阳性，而在腺癌中常为阴性。另外，广谱角蛋白panCK/pCK(AE1/3)和CAM5.2与EMA配合标记，对确定一些未分化肿瘤是否为上皮来源及进行上皮性肿瘤组织发生学分类很有价值。而VIM虽可作为间叶细胞的一个典型标记物，但缺乏特异性，若配合其他更有鉴别力的标记物则仍有价值。某一恶性肿瘤仅见VIM表达就能强有力地证明这一肿瘤不是癌，而是肉瘤，黑色素瘤或淋巴瘤。极为重要的是，某些软组织肿瘤具有双向分化的特征，均可有KER和VIM双重表达，另外还有少数无表达的肿瘤也应引起足够的重视。(参阅图表1，2)

 

肿瘤

 

癌KER+KER-

 

某些转移性癌

癌 肉 瘤

 

子宫内膜癌

肾癌

甲 状 腺 癌VIM+NF+VIM+VIM-

 

滑膜肉瘤

上皮样肉瘤

横纹样肿瘤Merkel细胞

胰岛细胞

燕麦细胞

甲状旁腺

图表2

精原细胞瘤

神经母细胞瘤

(一些NF+)

 

脊索瘤

图表11-1引自Damjanov1987

 

1. CK(KER)+/VIM：(1)复层鳞状上皮及其鳞癌标记，高分子量细胞角蛋白AE3。(2)单层上皮及其腺癌标记，低分子量细胞角蛋白AE1；CAM5.2。(3)神经内分泌细胞及其神经内分泌肿瘤标记，NSE,Chr A,Syn,NF；激素成分。

2. VIM+/CK(KER)-：(1)胶质细胞及其胶质瘤标记：GFAP。(2)黑色素瘤细胞及其黑色素瘤，神经鞘瘤标记：S-100蛋白。(3)淋巴造血细胞及其淋巴瘤标记：LCA。(4)内皮细胞及其血管源性肿瘤标记：FⅧRag, UEA-1, CD31, CD34。(5)肌细胞及其肌源性肿瘤标记：DM, MG, SMA, MSA。

3.CK(KER)+/VIM+：(1)中胚层上皮及其肿瘤标记，上皮样肉瘤、滑膜肉瘤，间皮瘤(CEA-)，脊索瘤；肾横纹肌样肉瘤，部分肾癌，肾母细胞瘤，子宫内膜腺癌，卵巢颗粒细胞瘤，甲状腺癌，大细胞肺癌。(2)多形性肿瘤，脉络丛癌：GFAP+。

4. CK(KER)-/VIM-：(1)精原细胞瘤，无性细胞瘤。(2)神经节神经瘤，神经节神经母细胞瘤，神经母细胞瘤。(3)卵黄囊瘤。

肿瘤

VIM+/KER-

 

HMB45

GFAP+MBP+

lipid+

Ⅱ型胶原+

 

胶质瘤GFAP+LCA+淋巴瘤淋巴细胞〖〗分化标记+

 

黑色素瘤

神经鞘瘤

脂肪肉瘤

软骨肉瘤S-100+FⅧRAg+血管源性

肉瘤UEA-1+

 

 

尤文氏肉瘤

恶性纤维组织细胞瘤

血管外皮瘤

滑膜肉瘤

骨源性肉源

无明显肿瘤

标记DM+平滑肌肉瘤

横纹肌肉瘤myosin+

MG+

actin+

myosin+

 

图表11-2引自Damjanov1987[HT〗

 

三、细胞形态学分类

按形态学相似的瘤细胞进行联合标记分类，建立一个诊断频谱，在日常外检工作中90%的病例可通过HE确诊，仅有不到10%的疑难病例有待进一步鉴别。在病理形态上分为小圆形细胞肿瘤，梭形细胞肿瘤。上皮样细胞肿瘤及多形细胞肿瘤，这些肿瘤多为软组织肿瘤和低分化、未分化肿瘤，其中某些肿瘤的起源及抗原表达还不清楚，常有交叉反应，多重表达，应结合光镜、电镜及一系列免疫组化的观察予以确诊。

表11-3小圆形细胞肿瘤标记物

	VIM	DM	S-100	LCA	CK	NF	NSE	syn	其它
胚胎性横纹肌肉瘤	+	+	-	-	-	-	+/-	-	MAS+
骨外尤文肉瘤	+	-	-	-	-/+	-	+/-	+/-	CD*99+
PNET	+	-	+	-	+/-	-	+	+
神经母细胞瘤	-	-	+/-	-	-	+	+	+
恶性淋巴瘤/白血病	+/-	-	-	+	-	-	-	-
小细胞未分化癌	-/+	-	-	-	+	-	-	-	EMA+
小细胞神经内分泌癌	-	-	-	-	+	-	+	+	Leu7+
小细胞黑色素瘤	+	-	+	-	-	-	+	-	HMB45+

 

表11-4多形性肿瘤标记物

	VIM	DM	AAT/AACT	S-100	CK	MBP	SMA	其它
多形性横纹肌肉瘤	+	+	-/+	-	-	-	-/+	MSA+/myoglobin+
多形性恶纤组细胞瘤	+	-	+	-	-	-	-	CD68+/F13a ++
多形性脂肪肉瘤	+	-	-/+	+	-	-	-	+/-
多形性平滑肌肉瘤	+	+/-	-/+	-	-	-
恶性神经鞘瘤	+	-	-/+	+	-	+	-
多形性癌	-	-	-	-	+	-	-	EMA+
恶性黑色素瘤	+	-	-	+	-	-	-	HMB45+

表11-5梭形细胞肿瘤标记物

	VIM	CK	EMA	DM	SMA	S-100	FⅧRAg	其它
纤维肉瘤	+	-	-	-	-	-	-	F13a/CD68+
平滑肌肉瘤	+	-	-	+	+	-	-	MSA+/SMA+
恶性神经鞘瘤	+	-	-	-	-	+	-	MBP+ Leu7+
梭形细胞血管肉瘤	+	-	-	-	-	-	+	CD31+
梭形细胞癌	-	+/-	-/+	-	-	-	-
滑膜肉瘤 间质肿瘤	+ +	+ -	+ -	- -/+	- -/+	- -/+	- -	CD117+/CD34+

 

表11-6上皮样肿瘤标记物

	VIM	CK	EMA	S-100	CEA	FⅧRAg	DM	其它
上皮样肉瘤	+	+	+	-	+/-	-	+/-	CD34+
透明细胞肉瘤	+	-	-	+	-	-	-	HMB45+
上皮样平滑肌肉瘤	+	-	-	-	-	-	+/-	MSA+/SMA+
上皮样血管肉瘤	+	-	-	-	-	+	-	CD34+ CD31+
上皮样神经鞘瘤	+	-	-	+	-	-	-	MBP+
腺泡性软组织肉瘤	+	-	-	-	-	-	+/-	MSA+
上皮样滑膜肉瘤	+ +	+ +	+ +	- -	-/+ -	- -	- -
上皮样间皮瘤

四、常用的肿瘤标记物双重表达、交叉反应及技术问题的处理

肿瘤标记物的双重表达和交叉反应是生物学一种很神秘的现象，这种异常的免疫反应可能是肿瘤进化过程中基因去抑制导致瘤细胞表型异常性产生的视觉效果, 其形成的主要原因是由于瘤细胞基因的不稳定性易受各种因素影响，而突变致基因表达异常，导致瘤细胞表型变异，从而向另一类细胞分化形成新的瘤细胞克隆。有人提出一种假说为什么梭形细胞癌和癌肉瘤存在可能是经过上皮性肿瘤的克隆扩增,一种标记物(CK)连续丢失伴随以另一种标记物(VMM,DM)的获得,其后还有形态学改变。因此异常的标记表达应牢牢记住，任何肿瘤标记物不会100%与它相适应的肿瘤类型发生反应,在事实上,仅有50%-90%的已知肿瘤类型对被检测的特定标记物有表达。如不是所有的横纹肌肉瘤结蛋白(DM)阳性,不是全部恶性神经鞘瘤必须表达S-100蛋白,不是每个单相型滑膜肉瘤必须CK阳性,另外标本取材的组织块不同部位反应性也不一致。要想每一种免疫组化的标记物都达到完美理想的表达是很难的。所以避免用免疫组化技术进行过头的武断的解释，对于阴性结果应谨慎判断，排除假阴性反应。

常见的肿瘤标记物双重表达如CK/KER和VIM，CK/KER和GFAP，CK/KER和NF，VIM和GFAP前面已前阐明，另外CK/KER和LCA对胸腺瘤也可呈现双重表达。而常见的交叉反应也较多，如EMA除对腺上皮肿瘤表达外，对上皮样肉瘤,脊索瘤,滑膜肉瘤,横纹肌肉瘤有阳性表达, 还对大细胞淋巴瘤、浆细胞瘤、脑膜瘤有交叉反应；LCA是白细胞标记物，但对大细胞淋巴瘤和浆细胞瘤和R-S细胞往往呈阴性反应；CEA是内胚层来源的上皮主要标记物，但对血细胞来源的肿瘤(绿色瘤、髓细胞白血病)、颗粒细胞瘤,恶性纤维组织细胞瘤呈阳性反应；S-100除对黑色素瘤,脂肪肉瘤和神经鞘瘤表达外，还与肌上皮、色素细胞、软骨细胞、树突状网状细胞、某些低分化上皮肿瘤有交叉反应；NSE为神经内分泌肿瘤首选的标记，还与某些乳腺癌，大细胞淋巴瘤呈阳性反应；AFP除肝细胞外，还与生殖细胞瘤、卵黄囊瘤、睾丸胚胎瘤有交叉反应；Leu 7对少枝细胞瘤，神经鞘瘤，神经内分泌肿瘤及黑色素瘤表达，还对尤文肉瘤，肾母细胞瘤，软骨肉瘤表达。CD34作为首选的血管源性肿瘤的标记物(血管肉瘤,血管外皮瘤,上皮样血管内皮瘤,Kaposi肉瘤),还对上皮样肉瘤,皮肤隆突性纤维肉瘤,孤立性纤维性肿瘤也有表达。此外还作为胃肠道间质肿瘤标记物（70％表达）。一种新的“特异”标记物的出现往往并非完全特异性的，如一组肌肉标记物最初被认为对平滑肌和骨骼肌细胞类型是特异的，但结蛋白（DM）和肌动蛋白（SMA, MSA）均与肌纤维母细胞性和纤维组织细胞性发生病变反应，SMA可在肌纤维母细胞瘤，结节性筋膜炎纤维瘤病常见。对肌纤维母细胞表型（SMA＋，MSA＋/DM-）。而SMA在横纹肌肉瘤罕见。另外如CD68（KP-1）虽然作为组织细胞标记物，但目前认为具有广谱的反应性和非特异性，在颗粒细胞瘤，神经鞘瘤，神经纤维瘤以及纤维肉瘤和其他肿瘤包括癌和黑色素瘤有表达。缺乏对组织细胞谱系的可靠性以及在不同肿瘤中反应，从而标记物反应性本身不能引导向正确的诊断。

作为病理工作者，必须认识到免疫组化诊断是常规HE诊断的辅助手段，而不是诊断的主要方法。主要是结合所见肿瘤的病理组织结构和细胞形态，寻找线索，选择恰当的标记物，而且病理医师日常积累的经验，肿瘤的解剖部位，可靠的临床资料进行综合考虑是极为重要的。在实际工作中还应考虑本实验室的技术能力，所具备及保存的抗体可靠性，来源标本的可行性，某些抗体不能用于福尔马林固定的石蜡包埋切片，而只能用于冰冻切片，对于坏死肿瘤组织、未充分固定和自溶肿瘤组织，虽然存在抗原成份，但对所有免疫组化的应用均是不稳定的，这些都应引起足够的重视。正确的免疫组化诊断主要是以最初的病理形态学为依据，按照病理诊断的一般规则和肿瘤分类的基本原则对所有肿瘤病变作出辅助性判断，若通过免疫组化技术的应用仍不能得出结论，还要在光镜、电镜或通过细胞培养加入诱导剂后促其分化从而加以确诊。