癌胚抗原_CEA_检测技术的研究进展

现代医学仪器与应用 2008年第20卷第2期 ModernMedicalEquipmentandApplicationVol20.No.2Apr.2008 1 前言 癌胚抗原(CEA)是一种分子量为 180～200kDa的 多糖蛋白复合物,1965年首先由加拿大学者从结肠腺 瘤和胎儿肠中提取的一种肿瘤相关抗原。主要存在于 直肠,结肠癌组织和胚胎肠粘膜上。因这种抗原也存 在于 2～6个月胚胎的胃肠、肝脏和胰腺组织中,故名 癌胚抗原,也称胚胎抗原(EA)或胎儿抗原(FA)[1]。 2 癌胚抗原的临床意义 CEA属于肿瘤细胞面的结构抗原,在细胞浆中 形成,通过细胞膜到细胞外,进入周围体液中,可以在 多种体液中检出。CEA作为一种最常见的肿瘤标记 物,被广泛用作各种消化系肿瘤的诊断及监测指标[2]。 凡内胚层来源的恶性肿瘤如结肠、直肠、食道、胃、肝 和胰腺等的癌肿病人血清中均有 CEA存在,并含量 明显高于非肿瘤病人。癌胚抗原的阳性率也不同,胰 腺癌为 88%～91%,肺癌为 76%,结肠癌为 73%,肝癌 为88%～96%,乳腺癌、卵巢癌为73%。不仅如此,CEA 对治疗效果的观察上同样有着不可忽略的作用。对于 手术的病人,如手术做得好,切除彻底的话,通常在 6 周内降至正常水平。术后如有转移或复发者,出现症 状前10个星期~13个月的时间内,癌胚抗原就已经开 始升高了。如化验结果在60μg/L以上时,则有89%～ 97%的病人肿瘤已转移了,显示预后不良。 所以CEA 在临床中对于肿瘤疾病的诊断、治疗效果的判定和预 后情况,都有非常重要的临床意义[3～5]。 3 癌胚抗原的检测技术 传统的测定 CEA含量的是免疫分析法,是 建立在抗体-抗原的专一性和灵敏性的基础上[6]。自上 世纪40年代以来,陆续出现了免疫荧光技术、放射免 疫技术及免疫酶技术三大经典免疫技术。三大经典免 疫技术的相继问世一次次地推动着免疫技术的发展。 免疫荧光技术启动了标记抗原抗体的可能,放射免疫 技术将免疫测定的灵敏度推上一个巅峰,而免疫酶技 术则开拓了免疫技术的视野。而近年来发展起来的化 学发光免疫检测和电化学免疫检测以及蛋白芯片技 术更是进一步推动了临床检测技术的发展[7]。目前,临 床上用来检测CEA浓度的方法主要有酶联免疫吸附 测定、荧光免疫测定、放射免疫测定、电化学发光免疫 测定、安培免疫测定、免疫金标技术以及蛋白芯片技 术。 3.1 酶联免疫吸附测定 酶联免疫吸附试验(enzyme-linkedimmunosorbent assay,ELISA),主要分为间接法、双抗体夹心法、竞争 结合法。Haidopoulos等[8]采用了ELISA方法检测了28 位乳腺癌病人的anti-CEA抗体,用来评价预后疗效。 Zhao课题组[9]采用ELISA测定了CEACAM8。张砚敏 等[10]对 AFP、CEA、FERRLTIN均使用夹心法酶联免 疫分析与磁性微粒分离技术相结合的一种测定方法 进行测定。其中磁性酶免疫试剂中所使用的磁性微 粒,替代了放射免疫方法中的放射性元素,避免了放 射性元素对人体的危害,以及对环境造成的污染,但 是ELISA存在着灵敏度不高的缺点。 3.2 荧光免疫测定 荧光免疫测定(fluoroimmunoassay,FIA),主要分 癌胚抗原(CEA)检测技术的研究进展 李偶连 刘翠 童艳丽 李想 陈缵光 [摘 要] 癌胚抗原是从结肠癌和胚胎组织中提取的一种肿瘤相关抗原,在临床中对于肿瘤疾病的诊 断、治疗效果的判定和预后情况,都有非常重要的临床意义,因此对癌胚蛋白的检测就显得尤为重要。本文就 近几年来癌胚抗原的检测技术的研究进展作简要的综述。 [关键词]CEA;标记物;免疫检测;进展 ——————————————————— 作者单位:中山大学药学院,广东,广州510089 ·综述· ·48· 现代医学仪器与应用 2008年第20卷第2期 ModernMedicalEquipmentandApplicationVol20.No.2Apr.2008 为荧光偏振免疫测定、时间分辨荧光免疫测定和酶联 荧光免疫测定。Yan等[11]介绍了流动注射结合时间分 辨荧光免疫方法测定肿瘤标记物CEA等,分析速度 快,可应用于快速临床诊断。但是荧光免疫的应用范 围比较窄,且灵敏度也不是很高。钱昌顺[12]建立了流动 注射-时间分辨荧光联用技术,具有快速、灵敏、准确 的特点,应用流动注射与时间分辨荧光联用发展的新 方法,使常规的 CEA检测时间从几个小时缩减至几 分钟。陈永伟等[13]建立CEA的时间分辨荧光免疫分析 (TRFIA)法,用稀土离子 Eu3+标记 CEA单克隆抗体, 以96孔微孔板为载体,固相夹心法建立CEA TRFI- A,通过对 163例恶性肿瘤病人和 500例正常人血清 CEA的测定。 3.3 放射免疫测定 放射免疫测定(radioimmunoassay,RIA),是以放 射性核素作为示踪剂的标记免疫测定方法,是将核素 分析的高灵敏度与抗原-抗体反应的特异性相结合。 放射免疫分析虽然存在放射污染这一严重的问题,但 是随着自动化技术的发展,其测量体系的不断完善, 以独有的灵敏度和价廉等优势,仍占有一定的市场。 李元等[14]应用放射免疫法检测了107例恶性肿瘤病人 血清中CEA含量。 3.4 化学发光免疫测定 化学发光免疫测定法 (chemiluminescenceim- munoassay,CLIA)是继酶免疫测定、放射免疫测定之 后发展起来的一种新型免疫标记测定技术。它集灵敏 的化学发光分析和特异的免疫测定于一体,以其快 速、敏感、特异等可与酶免疫测定和放射免疫测定相 媲美,又以其试剂无毒、安全稳定、价廉易得而优于后 两者,是一种很有发展前途的生物学检测技术。化学 发光免疫技术,是以化学发光剂标记抗体或抗原,免 疫反应完成后,直接引发化学发光反应进行检测[15]。化 学发光免疫技术可根据抗原抗体标记物的不同而分 为发光物免疫测定、发光酶免疫测定和发光辅助因子 免疫测定三大类型。 刘利胜等 [16]应用电化学发光分析法测定血清中 CEA,CA7224,共测定35例健康成人及91例病理确 诊结直肠癌病人,并检测 32例术后病人的血清水 平。Lin等[17,18]介绍了非竞争性酶免疫测定结合流动进 样化学发光检测CEA和CA19-9。张晓伟课题组[19]采 用化学发光免疫检测方法测定血清CEA。以L9(34)正 交设计确定CLIA检测血清CEA的最适实验条件,并 对方法的特异性、敏感性和重复性进行评价。实验证 明 CLIA检测血清 CEA特异性强、重复性好、敏感性 超过ELISA和RIA方法,且与 ELISA和 RIA方法高 度相关。 发掘新型发光物和高效催化剂,以及尝试修饰、 增强化学发光反应效果使得化学发光免疫技术更具 潜力[15]。另外,小型智能化CLIA仪器随着我国高新精 密仪器制造业技术的进步,微型自动化CLIA系统的 研制将取得进展,CLIA检测技术的应用必将迎来新 的曙光[20]。 3.5 安培免疫测定 安培免疫检测是根据抗原、抗体特异性结合的原 理,首先把抗体或抗原结合在载体或电极表面,固化 的抗体或抗原与待测样品中的抗原或抗体反应,再根 据电化学信号的变化进行检测。安培免疫测定由于具 有操作程序简单、易于集成化、灵敏度高、便宜等优 点,已经广泛地应用于肿瘤标记物的检测。Zhang课题 组[21]已经成功地建立安培酶标记免疫吸附法测定了人 血清蛋白中的CEA含量,CEA在0.50～80ng/mL的浓 度范围内呈良好的线性关系,且检测限为0.5ng/mL。 Shi课题组 [22,23]设计的两种不同的安培免疫法检测, CEA的检测限分别达到了 0.07ng/mL、0.2ng/mL。 Zhuo等[24]研制了一种高灵敏的安培型免疫传感器,测 定牛血清蛋白中的CEA的检测限达到了0.14ng/mL。 3.6 免疫金标技术 免疫金标记技术(immunogoldlabellingtechnique, ICG)[25]是以胶体金为标记物,利用特异性抗原抗体反 应,在光镜电镜下对抗原或抗体物质进行定位、定性 乃至定量研究的标记技术。朱自力等[26]对同一标本同 时采用放射免疫法、酶联免疫法和金标法进行 CEA 检测,结果表明金标法是一种简便易行的初筛方法。 目前金标技术主要朝着高灵敏度、多元化检测、定量 或半定量检测方向发展。 3.7 蛋白芯片技术 蛋白芯片技术主要是指通过微加工技术和微电 子技术在固体表面构建的微型生物化学分析系统,以 实现对细胞、蛋白质、DNA以及其它生物组分准确、 快速、大信息量的检测。蛋白芯片分析本质上就是利 用蛋白质之间的相互作用,对样本中存在的特定蛋白 质进行检测。蛋白芯片技术可检测出以往的方法所不 能识别的小分子癌相关蛋白[27]。 续哲莉等[28]采用芯片蛋白技术对阳性表达明显的 ·49· 现代医学仪器与应用 2008年第20卷第2期 ModernMedicalEquipmentandApplicationVol20.No.2Apr.2008 CA1929、CEA、CA242、铁蛋白、CA125、CA1523等6项 指标进行比较分析。结果发现6种标志物在乳管液中 的含量及表达的例数明显高于血清,且在乳腺癌组灵 敏度明显提高。梁茱课题组[29]采用蛋白芯片技术检测 了消化系统肿瘤病人373例、消化系统良性病变病人 105例、健康体检者 122例血清中包括 CEA在内的 12种肿瘤标志物的水平,结果表明多肿瘤蛋白芯片检 测可以显著提高消化系统恶性肿瘤诊断的敏感性,具 有很重要的临床应用价值。 未来蛋白芯片将具备以下特点:①新的载体材料 的研制及其表面处理技术的进步将使抗体蛋白更特 异有序地固定在载体表面上;②快速、廉价、高通量的 无细胞化学合成抗体和抗体片段的方法将取代传统 的抗体制备方法;③快速的点阵技术可以将 nl级的 样品加样到载体上;④改进的检测手段将拥有更高的 敏感度和分辨率,实现成像和数据分析一体化。随着 蛋白芯片技术的成熟和完善,可以预见这一技术将应 用于更广的临床领域,为临床基础研究、诊断与治疗 提供有力的支持[27]。 4 展望 癌胚抗原自发现以来逐渐为人们所认识和了解, 从最初的单纯用于结直肠癌的诊断,到目前与多个肿 瘤标志物联合检测用于临床多种肿瘤的早期诊断。随 着免疫学、分子生物技术的发展,人们可以利用癌胚抗 原的许多生物学特性提高肿瘤的诊断率,并结合其它 标记物联合诊断,在肿瘤治疗中发挥重要的作用。而 对CEA标志物的检测技术也从传统的荧光、放射性 同位素和酶三大标记技术逐渐转向更高效、灵敏的电 化学发光免疫测定和安培免疫测定。而随着微加工技 术的日趋成熟,现代检测技术也将向微型化、集成化 方向发展。 参考文献 [1]史芸,王振军,王斌.癌胚抗原与临床疾病的关系研究进展 [J].中国医师杂志,2005(增刊):434-436. 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