对肿瘤标志物的再认识及相关诊断试剂产品研发中应注意的问题

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2006-01-11

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审评五部张丽

肿瘤是高发病率和高死亡率的疾病，早期诊断和早期治疗是防治肿瘤与降低死亡率的最有效办法。长期以来寻找能早期诊断的肿瘤标志物( TM)已成为人们关注的焦点。目前发现有一定临床价值的TM已达100多种。但经过10多年的临床实践，目前在临床使用的TM能否用于早期诊断？能否对人群进行普查？其临床意义有多大？
中华医学会检验医学分会肿瘤标志物专家委员会制订了肿瘤标志物检测临床应用的基本原则(讨论稿) ，该原则建议在TM检测和临床应用时，应对TM有一个全面的了解，并对其局限性有一个充分的认识。
本品基于中华医学会检验医学分会肿瘤标志物专家委员会《肿瘤标志物检测临床应用的基本原则(讨论稿)》、临床检验学会对目前在临床使用的肿瘤标志物的总体认识及肿瘤标志物测定的应用价值，浅谈TM相关诊断试剂产品在研发过程中应注意的问题，以期对研发者有所帮助。

一、对目前肿瘤标志物的总体认识
1.肿瘤生长的特殊性
肿瘤细胞动力学的研究提示，从单一肿瘤细胞分化，到长成直径1 cm (109 细胞)的实体瘤约需8-18年。那么，什么是肿瘤早期？何时为肿瘤的早期诊断? 什么时候TM阳性能作为早期诊断依据? 均无确切的答案。因此，用TM进行早期诊断，还是困难重重，还有大量的问题需要研究解决。
2.TM的灵敏度和特异性特点
由于目前常用的TM既存在于肿瘤中，也存在于正常人群和非肿瘤病人血液和体液中，在诊断恶性肿瘤时，其灵敏度和特异性尚不高，故目前主要用于肿瘤的辅助诊断，而不能仅根据TM测定结果超过参考范围而确诊，也不提倡对无症状人群进行普查。
3.TM研究中的不足
从目前已发表的肿瘤文章分析，关于TM早期诊断肿瘤的阳性率的报道各家差异很大，其原因为（1）实验设计缺陷，大部分报道病例选择不当，如肿瘤组病例多为中晚期病人，早期病例寥寥无几，且很少用ROC曲线确定TM的判断值(cut-off) 。（2）健康对照组，特别是非肿瘤病人组很少有其他疾病的假阳性率。（3）肿瘤研究多为横断面研究，缺少队列研究和前瞻性研究。

二、肿瘤标志物测定的应用价值
所谓“理想”的TM，一般认为应具有下列特征， (1) 特异性100 %， (2) 灵敏度100 %， (3) 器官特异性， (4) 与肿瘤大小或分期有关， (5) 能进行疗效监测， (6) 与预后有关，(7) 可靠的预测价值。
1.普查
如果一种TM能满足上述标准的第（1）、（2）点，则该标志物可用于普查，但实际上没有一种TM的特异性和灵敏度均能达到100 %，从而使TM用于普查受到限制。以癌胚抗原(CEA) 普查结肠癌为例，结肠癌发病率为37/ 10万，假阳性数高达4998人，而检出的结肠癌患者只有26人。因此，这类TM一般不适宜对无症状的人群进行普查。但某些TM可用于高危人群的普查，如在乙型肝炎表面抗原(HBsAg)携带者和肝硬化患者中检测甲胎蛋白(AFP) 。
2.定位
TM基本上不能对肿瘤定位，因为绝大多数TM无器官特异性，只有极少数的TM如前列腺特异抗原(PSA) ，前列腺酸性磷酸酶( PAP)具有器官特异性。
3.确诊
由于TM无足够的灵敏度，不能排除假阴性结果，同时还有假阳性的可能，因此，通常不能单凭TM进行确诊。但本周蛋白、AFP、β-人绒毛膜促性腺激素(β-HCG) 和降钙素等有助于确诊。
4.分期
大多数TM与疾病分期有关，且浓度与肿瘤大小(如结肠癌CEA浓度与肿瘤大小有关) 或分期（几乎所有的TM在肿瘤晚期时呈现较高的浓度）之间通常存在着关联，但这只是总体而言。由于各期TM的浓度范围极广，且互相重叠，因此，并不能根据个体测定值来判断肿瘤大小，也不能以TM的浓度来精确地指示各期肿瘤。
5.疗效监测
TM最重要的价值是能明确手术、放疗或药物治疗是否有效。有的TM可反映肿瘤残存量，这种定量关系十分重要，如Rustin用HCG监测绒毛膜癌的疗效、检测抗药性和推断“零肿瘤细胞”(检测极限以下) 以决定何时停止治疗的报道就是最好的例子。在自身对照的基础上，监测TM值，可为临床提供有关的信息。应注意，如化疗、放疗或手术后立即测定TM浓度，可能会有短暂的升高，这是由于肿瘤坏死所致。并不是同一器官的肿瘤均表达相同的TM，为了确定何种TM适宜监测疗效，最好在手术前检测一组TM，然后选择升高的TM作为监测指标。但是，即使某些TM在手术前浓度并不增加，也可能可以作为预示复发和转移的指标。少数肿瘤也可采用组合TM来进行监测，如AFP和HCG监测睾丸癌。
必须说明：使用不同方法、不同试剂测定同一种TM时，其结果可能差异极大，其原因可能是由于使用的抗体抗同一抗原的不同位点所致。有时即使使用同一抗体，也可能因抗原异质性(如原发肿瘤转移后，失去了原有的抗原性而停止分泌原有的肿瘤抗原) 或基质的影响得到不同的结果，Spitz使用12种不同CEA试剂盒检测1/1 稀释的WHO标准2/ 22J (约CEA20μg/ ml) ，测定的结果差异可达到500 %。因此同一患者在治疗前后及随访中，应采用同一种方法和试剂。在更换检测方法和试剂时，应作对比试验研究。
6.预后
术前TM浓度增加，术后浓度降低，表示这些TM对此肿瘤具有预后价值。特别在病程监测中，TM的浓度增加或降低与疾病的预后密切相关。如Newlands 等报道，睾丸癌时以HCG和AFP作为预后指标HCG < 50 kU/ L或AFP < 500 kU/ L 的4年生存率为96 %，HCG> 50 kU/ L或AFP> 500 kU/L的4年生存率为56 %。另外，结肠癌时CEA浓度、非何杰金淋巴瘤(特别是多发性骨髓瘤) 时β2微球蛋白、卵巢癌时糖蛋白抗原(CA) 125等都有预后的价值。
7.预测
TM另一重要的特性就是预测价值，其依据是Bayes法则。可用阳性预期值（PPV）和阴性预期值（NPV）来表示。PPV与NPV不仅与灵敏度与特异性有关，还与人群的患病率有关。某一TM的灵敏度、特异性、PPV、NPV不是固定不变的，而是依赖于选定的临界值。将临界值提高，可增加特异性，但灵敏度随之降低，反之，将临界值降低，则灵敏度提高，但特异性下降。必须说明：临界值不同于正常参考值，正常参考值来自一组对照人群，而临界值是根据金标准确诊为患者和正常对照组两组人群所确定的。

三、与肿瘤标志物测定相关的诊断试剂产品在研发中应注意的问题
（一）关于“新的”肿瘤标志物测定产品
1.关于临床使用目的
本文中关于对TM的总体认识及其临床应用价值，虽然是基于目前已在临床使用的TM，但对于新的TM测定产品而言，在考虑其临床使用目的时亦有所帮助。
对于拟用于“正常人群”普查的产品，必须遵循下列原则，(1) 应十分清楚该肿瘤的发病率，(2) 该肿瘤标志物应能检测早期肿瘤，(3) 该肿瘤的早期治疗应比晚期治疗更经济有效，(4) 测定方法的灵敏度、特异性和重复性良好，(5) 普查所需费用能被接受。
2.关于所适用的肿瘤
由于每种肿瘤细胞的生物学特性不完全相同，肿瘤细胞表面的受体、抗原表位、表达的基因产物、生长速度、对放化疗的敏感性等方面都可能相去甚远。研发者在立题阶段，应对该TM检测所适用的肿瘤进行充分的考虑。
在正式的临床研究前进行小样本量的临床研究（国外称之为内部临床研究），通过该阶段工作，根据对各种肿瘤检测的临床灵敏度、特异性，初步探讨该TM检测所适用的瘤种。对于拟用于各种肿瘤患者样本检测的产品，更需要在该阶段工作中对所有瘤种患者样本进行研究，以探讨该TM检测所适用的瘤种的合理性。
根据上述初步研究结果及肿瘤的发病率，制定真正临床研究方案如目标人群、样本量等。所以小样本量的临床研究结果是是否可以开始真正的临床研究及临床研究设计的重要依据，更是临床研究成功与否的重要基础。建议研发者高度重视小样本量临床研究工作，以保证临床研究能够按计划进行。
（二）关于以注册为目地的临床研究方法
1.对于“仿制意义”的TM测定产品
进行与已批准上市产品针对临床样本的对比试验，以证明本品在测定靶分析物的确切程度方面与已上市产品等效（equivalent）。
2.对于新的TM测定产品
对于新的TM测定产品而言，仅进行不同人群样本、不同时间的横断面研究，不能证明该TM可用于肿瘤的早期诊断或疗效监测、预后判断，而必须进行队列研究。
在队列研究开始时，应明确样本入选标准、随访标准和随访时间。应采用通用的临床指标作为诊断的依据，如影象学资料等作为复发、转移的依据等。
在临床研究全过程中，研发者应纳入流行病学、统计学、临床医学、检验医学等方面的专业知识。特别是对研究方法的局限性，如横断面研究方法的局限性给予高度的重视，以保证研究方法科学、合理。
需要说明的是，对于新的TM测定产品而言，注册前的临床研究结果只能初步提示其临床性能，其确切的临床性能是在产品上市以后，需要采用循证检验医学的方法进一步评价。

参考文献
1.吴健民《对肿瘤标志物的再认识》中华检验学杂志 2005年1月第28卷第1期。
2.中华医学会检验医学分会肿瘤标志物专家委员会《肿瘤标志物检测临床应用的基本原则(讨论稿)》中华检验学杂志 2004年1月第27卷第6期。
3.陈允硕《这里肿瘤标志物的临床应用价值》中华检验学杂志 2000年1月第23卷第1期。