劉志杰，石 強(qiáng)，呂 斌，張 振，田成林

中國人民解放軍總醫(yī)院神經(jīng)內(nèi)科，北京 100853

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·論 著·

血清腫瘤標(biāo)志物升高且無顱內(nèi)轉(zhuǎn)移患者腦脊液腫瘤標(biāo)志物的含量

劉志杰，石 強(qiáng)，呂 斌，張 振，田成林

中國人民解放軍總醫(yī)院神經(jīng)內(nèi)科，北京 100853

目的 觀察血清腫瘤標(biāo)志物(TM)濃度升高時通過血腦屏障向腦脊液彌散的情況。方法 將2013年1月1日至2015年12月31日在中國人民解放軍總醫(yī)院神經(jīng)內(nèi)科住院且接受腰穿的患者，根據(jù)血清TM水平分為血清TM正常組(對照組，n=251)和血清TM升高組(n=181)，血清TM升高組181例患者中，甲胎蛋白(AFP)升高0例，癌胚抗原(CEA)升高26例，癌抗原(CA)125升高39例，CA15- 3升高3例，CA19- 9升高19例，CA724升高47例，人細(xì)胞角蛋白21- 1片段(CYFRA21- 1)升高49例，鱗狀上皮細(xì)胞癌抗原(SCC)升高17例。檢測兩組患者的腦脊液TM濃度并進(jìn)行比較。結(jié)果 血清CEA(U=0.00，P=0.00)、CA19- 9(U=0.00，P=0.00)、CA15- 3(U=0.00，P=0.04)、SCC(U=0.00，P=0.00)、CA125(U=0.00，P=0.00)、CA72- 4(U=3.00，P=0.00))和CYFRA21- 1升高組(U=0.00，P=0.00)的中位腦脊液CEA、CA19- 9、CA15- 3、SCC、CA125、CA724和CYFRA21- 1濃度均明顯低于相應(yīng)的中位血清濃度。血清CEA(U=3091.00，P=0.18)、CA19- 9(U=1897.00，P=0.14)、CA15- 3(U=373.50，P=0.91)和SCC升高組(U=1925.50，P=0.76)的腦脊液CEA、CA19- 9、CA15- 3和SCC濃度與相應(yīng)對照組間差異無統(tǒng)計(jì)學(xué)意義；血清CA125(U=2188.00，P=0.00)和CA724升高組(U=1279.00，P=0.00)的中位CA125和CA724腦脊液濃度明顯低于相應(yīng)對照組；血清CYFRA21- 1升高組的腦脊液CYFRA21- 1濃度明顯高于相應(yīng)對照組(U=1826.50，P=0.00)，但所有血清CYFRA21- 1升高組患者的腦脊液CYFRA21- 1 水平均低于血清參考值上限。結(jié)論 CEA、CA19- 9、CA15- 3、SCC、CA125和CA72- 4跨血腦屏障的可能性極低。

腦脊液；血清；腫瘤標(biāo)志物

ActaAcadMedSin，2016,38(5)：539-542

腦脊液細(xì)胞病理學(xué)一直是診斷腦膜癌病的金標(biāo)準(zhǔn)，但腫瘤細(xì)胞在腦脊液中的出現(xiàn)存在相當(dāng)大的隨機(jī)性，且受檢查者主觀影響較大，容易誤診、漏診?，F(xiàn)已證實(shí)，腦脊液中癌胚抗原(carcinoembryonic antigen，CEA)、癌抗原(carcinomic antigen，CA)125、CA19- 9、CA153等腫瘤標(biāo)志物(tumor marker，TM)對腫瘤腦膜轉(zhuǎn)移具有診斷價(jià)值[1- 6]。當(dāng)疑診腦膜癌病的患者腦脊液中某一種TM含量升高且高于相應(yīng)的血清濃度時，可以推斷該患者可能存在該種TM的鞘內(nèi)合成，并據(jù)此診斷腦膜轉(zhuǎn)移[6- 8]。然而在臨床實(shí)踐中，有些患者會出現(xiàn)腦脊液中某一種TM含量升高但卻低于相應(yīng)的血清濃度，在解讀這種檢測結(jié)果時，則需考慮是否存在該種TM由血液通過血腦屏障彌散進(jìn)入腦脊液，從而導(dǎo)致腦脊液中該標(biāo)志物濃度升高的可能性。如果TM不能自血中跨血腦屏障彌散至腦脊液，若腦脊液中該種TM濃度升高，則可直接歸因于鞘內(nèi)合成，而不必考慮其血清中的濃度，這對腦膜癌病的早期診斷極有意義。本研究觀察了TM濃度升高時通過血腦屏障向腦脊液的彌散情況，以期為正確解讀腦脊液TM濃度提供依據(jù)。

對象和方法

對象及分組 2013年1月1日至2015年12月31日在中國人民解放軍總醫(yī)院神經(jīng)內(nèi)科住院且接受腰穿的患者，其最終診斷主要包括中樞神經(jīng)系統(tǒng)感染、炎癥性脫髓鞘疾病、周圍神經(jīng)病變、腦靜脈竇血栓形成、系統(tǒng)或原發(fā)性中樞神經(jīng)系統(tǒng)血管炎和神經(jīng)退行性疾病，根據(jù)血清TM水平分為血清TM正常組(對照組，n=251)和血清TM升高組(n=181)。血清TM升高組入組標(biāo)準(zhǔn)：(1)血清中甲胎蛋白(alpha-fetoprotein，AFP)、CEA、CA125、CA153、CA19- 9、CA724、人細(xì)胞角蛋白21- 1片段(human cytokeratin fragment antigen 21- 1，CYFRA21- 1)和鱗狀上皮細(xì)胞癌抗原(squamous cell carcinoma related antigen，SCC) 8種標(biāo)志物中至少有1種濃度升高；(2)排除中樞神經(jīng)系統(tǒng)惡性病變；(3)接受腰穿檢查。血清TM升高組共入組181例，其中，男96例，女85例，平均年齡(49.9±16.1)歲(16～88歲)。對照組入組標(biāo)準(zhǔn)：(1)排除全身惡性疾??；(2)血清TM濃度在正常范圍內(nèi)；(3)接受腰穿檢查。對照組共入組251例，其中，男144例，女107例，平均年齡(45.8±16.1)歲(12～81歲)。兩組患者腦脊液和血液標(biāo)本采集間隔在1周之內(nèi)。

腦脊液和血液中TM的測定 采用免疫光化學(xué)發(fā)光法(Roche 170自動分析儀上)測定腦脊液和血清中的AFP、CEA、CA125、CA15- 3、CA19- 9、CA724和CYFRA21- 1含量。具體為：將標(biāo)本(血清或腦脊液)、生物素化的特異性抗TM單克隆抗體、釕標(biāo)記的特異性抗TM單克隆抗體加入反應(yīng)體系中，形成雙抗體夾心復(fù)合體；然后加入抗生物素鏈霉素包被的微粒，通過生物素和抗生物素鏈霉素的反應(yīng)，雙抗體夾心復(fù)合體與微粒結(jié)合，借助磁場將微粒吸附于電極表面，通過光化學(xué)反應(yīng)發(fā)光，記錄發(fā)光強(qiáng)度，根據(jù)標(biāo)準(zhǔn)曲線計(jì)算TM含量。

采用酶免疫分析儀(日本富士診斷公司)測定腦脊液和血清中的SCC，按照儀器使用說明書，將采集的腦脊液和血清樣本、生物素化的小鼠抗SCC單克隆抗體、辣根過氧化物酶(horse radish peroxidase ，HRP)標(biāo)記的小鼠抗SCC單克隆抗體和四甲基聯(lián)苯胺HRP底物置于覆有鏈霉親和素的微孔板，使用微孔板分光光度計(jì)測量其620 nm的吸光度，測量結(jié)果通過儀器自動生成校準(zhǔn)曲線。

AFP、CEA、CA125、CA15- 3、CA19- 9、CA724、CYFRA21- 1和SCC的檢測下限分別為0.61 μg/L、0.20 μg/L、0.60 U/ml、1.00 U/ml、0.60 U/ml、0.20 U/ml、0.10 ng/ml和0 μg/L。

統(tǒng)計(jì)學(xué)處理 采用SPSS 19.0統(tǒng)計(jì)軟件，兩組腦脊液和血清幾乎均為非正態(tài)分布，數(shù)據(jù)以最小值、中位數(shù)、最大值、四分位數(shù)間距表示，組間比較采用非參數(shù)秩和檢驗(yàn)(Mann-Whitney Test)；P<0.05為差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義。

結(jié) 果

181例患者中，血清AFP升高0例，CEA升高26例，CA125升高39例，CA15- 3升高3例，CA19- 9升高19例，CA724升高47例，CYFRA21- 1升高49例，SCC升高17例。

血清CEA(n=26)、CA19- 9(n=19)、CA15- 3(n=3)、SCC(n=17)、CA125(n=39)、CA724(n=47)和CYFRA21- 1升高組(n=49)的中位腦脊液CEA、CA19- 9、CA15- 3、SCC、CA125、CA724和CYFRA21- 1濃度分別為0.20 μg/L、1.17 U/ml、1.00 U/ml、0.10 μg/L、0.60 U/ml、1.17 U/ml和0.97 ng/ml，明顯低于相應(yīng)中位血清濃度的5.98 μg/L(U=0.00，P=0.00)、44.81 U/ml(U=0.00，P=0.00)、37.79 U/ml(U=0.00，P=0.04)、2.60 μg/L(U=0.00，P=0.00)、61.56 U/ml(U=0.00，P=0.00)、19.80 U/ml(U=3.00，P=0.00)和4.79 ng/ml(U=0.00，P=0.00)。血清CA724升高組患者中，有1例患者腦脊液CA724水平為11.1 U/ml，超過血清參考值上限的10 U/ml，其血清CA724濃度為97.47 U/ml，診斷為多發(fā)性硬化。

對照組的中位CEA(n=250)、CA19- 9(n=251)、CA15- 3(n=250)、SCC(n=237)、CA125(n=247)、CA724(n=248)和CYFRA21- 1(n=238)腦脊液濃度分別為0.2 μg/L、0.98 U/ml、1.00 U/ml、0.10 μg/L、1.37 U/ml、1.49 U/ml和0.74 ng/ml；血清CEA(U=3091.00，P=0.18)、CA19- 9(U=1897.00，P=0.14)、CA15- 3(U=373.50，P=0.91)和SCC升高組(U=1925.50，P=0.76)的中位腦脊液CEA、CA19- 9、CA15- 3和SCC濃度與相應(yīng)對照組間差異無統(tǒng)計(jì)學(xué)意義；血清CA125(U=2188.00，P=0.00)和CA724升高組(U=1279.00，P=0.00)的中位CA125和CA724腦脊液濃度明顯低于相應(yīng)對照組；血清CYFRA21- 1升高組的中位腦脊液CYFRA21- 1濃度明顯高于相應(yīng)對照組(U=1826.50，P=0.00)，但所有血清CYFRA21- 1升高組患者的腦脊液CYFRA21- 1水平均低于血清參考值上限。

討 論

目前尚無腦脊液TM的參考值，血清參考值分別為：CEA∶0～5.0 μg/L，CA125∶0.1～35.0 U/ml，CA19-9∶0.1～37.0 U/ml，CA15-3∶1～30 U/ml，CA724∶0.1～10 U/ml，CYFRA21-1∶0.1～4.0 ng/ml，SCC<1.8 μg/L。本研究將血清TM升高組和對照組腦脊液中TM的濃度進(jìn)行對比，若血清TM升高組腦脊液TM濃度較對照組無升高，則說明即使血清中TM濃度升高也不能導(dǎo)致腦脊液中相對應(yīng)的TM濃度升高，即該TM不能跨過血腦屏障由血液向腦脊液中彌散。

對于疑似顱內(nèi)惡性轉(zhuǎn)移的患者，血清和腦脊液的TM的濃度同時升高很常見[6- 8]。如果出現(xiàn)腦脊液中TM濃度升高，但仍低于血清濃度，則需考慮腦脊液中TM濃度升高是否由TM跨血腦屏障向腦脊液彌散所致[9]。如果TM不能跨血腦屏障向腦脊液中彌散，那么腦脊液中升高的TM則全部來自于鞘內(nèi)合成，這對于腦膜癌病的早期診斷具有很好的提示意義。

本研究結(jié)果顯示，對照組相應(yīng)的腦脊液TM均處于極低水平，血清CEA、CA19- 9、CA15- 3、和SCC升高組與對照組中腦脊液相應(yīng)的TM濃度無明顯差異，CA125和CA724在血清TM升高組中的腦脊液濃度還明顯低于對照組；雖然血清CYFRA21- 1升高組腦脊液中CYFRA21- 1的濃度高于對照組，但最大值仍低于參考值上限。提示在無顱內(nèi)惡性病變的狀態(tài)下，7種TM的鞘內(nèi)合成處于極低水平。當(dāng)血清某種TM濃度升高時，可能不會通過血腦屏障，或只有微量TM能跨血腦屏障向腦脊液擴(kuò)散，但不會導(dǎo)致腦脊液中該種TM含量的顯著異常升高[5]。

本研究中的血清CA724升高組中有1例腦脊液CA724的濃度超過血清參考值上限，但低于其血清濃度。血清CA724正常組患者中，腦脊液CA724濃度和血清CA724濃度無顯著差異，提示可能存在較低水平的CA724鞘內(nèi)合成，但不足以導(dǎo)致腦脊液含量的異常顯著升高，上述推論有待進(jìn)一步研究證實(shí)。

CYFRA21- 1是診斷非小細(xì)胞肺癌最為敏感的TM，屬于糖類抗原TM[10- 11]。本研究結(jié)果顯示，血清CYFRA21- 1升高組的腦脊液中CYRRA21- 1濃度明顯高于對照組，推測其原因可能為CYFRA21- 1可部分透過血腦屏障，或者有鞘內(nèi)合成，具體機(jī)制尚不明確，需待進(jìn)一步研究驗(yàn)證。

綜上，本研究結(jié)果顯示，CEA、CA199、CA153、SCC、CA125和CA724跨血腦屏障的可能性極低，當(dāng)腦脊液濃度異常升高時，無論其血清濃度如何，都高度提示可能存在異常鞘內(nèi)合成，需警惕中樞神經(jīng)系統(tǒng)惡性病變的可能。本研究不足之處在于血清TM升高組患者例數(shù)較少，特別是含量大幅度升高的患者例數(shù)少，今后尚需更大樣本量研究的證實(shí)。

[1]Yap BS, Yap HY, Fritsche HA, et al. CSF carcinoembryonic antigen in meningeal carcinomatosis from breast cancer[J].JAMA, 1980, 244(14):1601- 1603.

[2]Twijnstra A, van Zanten AP, Nooyen WJ, et al. Sensitivity and specificity of single and combined tumour markers in the diagnosis of leptomeningeal metastasis from breast cancer[J]. J Neurol Neurosurg Psychiatry,1986,49(11):1246- 1250.

[3]Nakagawa H, Kubo S, Murasawa A, et al. Measurements of CSF biochemical tumor markers in patients with meningeal carcinomatosis and brain tumors[J]. J Neurooncol, 1992, 12(2):111- 120.

[4]Gauchez AS, Pez E, Boutonnat J, et al. Early detection of leptomeningeal metastasis in patients with metastatic breast carcinoma: validation of CA15- 3 measurement in cerebrospinal fluid[J]. Ann Biol Clin, 2007, 65(6): 653- 658.

[5]Corsini E, Bernardi G,Gaviani P, et al. Intrathecal synthesis of tumor markers is a highly sensitive test in the diagnosis of leptomeningeal metastasis from solid cancers[J]. Clin Chem Lab Med, 2009, 47(7): 874- 879.

[6]Kang SJ, Kim KS, Ha YS, et al. Diagnostic value of cerebrospinal fluid level of carcinoembryonic antigen in patients with leptomeningeal carcinomatous metastasis[J]. J Clin Neurol, 2010, 6(1): 33- 37.

[7]Kosmas C, Tsavaris NB, Tsakonas G, et al. Cerebrospinal fluid tumor marker levels in predicting response to treatment and survival of carcinomatous meningitis in patients with advanced breast cancer[J]. Med Sci Monit, 2005, 11(8): CR398- CR401.

[8]Walbert T, Groves MD. Known and emerging biomarkers of leptomeningeal metastasis and its response to treatment[J]. Future Oncol, 2010, 6(2): 287- 297.

[9]Shi Q, Pu CQ, Cao XT, et al.Optimal cut-off values for tumor markers in cerebrospinal fluid with ROC curve analysis[J]. Front Biosci (Elite Ed), 2011, 1(3): 1259- 1264.

[10]Wang P, Piao Y,Zhang X, et al. The concentration of CYFRA 21- 1, NSE and CEA in cerebro-spinaluid can be useful indicators for diagnosis of meningeal carcinomatosis of lung cancer[J]. Cancer Biomark, 2013, 13 (1):123- 130.

[11]石強(qiáng)，蒲傳強(qiáng)，吳衛(wèi)平，等.腦脊液腫瘤標(biāo)志物醫(yī)學(xué)參考值的建立[J].中華醫(yī)學(xué)雜志,2009,8(9), 355- 356.

Conventional Tumor Markers in Cerebralspinal Fluid in Patients with Elevated SerumTumor Markers and without Central Nervous System Malignant Diseases

LIU Zhi-jie, SHI Qiang, Lü Bin, ZHANG Zhen, TIAN Cheng-lin

Department of Neurology, Chinese PLA General Hospital, Beijing 100853, China

TIAN Cheng-lin Tel: 010- 66499319, E-mail:tianchenglin719@aliyun.com

Objective To explore the diffusion pattern of tumor markers (TM) from serum to cerebrospinal fluid (CSF) via the blood-brain barrier in patients with elevated serum tumor markers (TM).Methods Inpatients receiving lumbar puncture during hospitalization in our center from January 1, 2013 to December 31, 2015 were divided into study group (n=181) and control group (n=251). The study group consisted of patients with elevated serum TMs but without malignant central nervous system diseases. The control group consisted of patients with normal serum TM levels and without malignant diseases. TMs measured in the study group included elevated serum alpha-fetoprotein (AFP) (n=0), carcinoembryonic antigen (CEA) (n=26), carcinomic antigen(CA)125 (n=39), CA15- 3 (n=3),CA19- 9 (n=19), CA724 (n=47), CYFRA21- 1 (n=49), and SCC (n=17).Levels of TMs in the CSF of study group was compared with that of control group.Results Median CEA (U=0.00，P=0.00),CA19- 9 (U=0.00，P=0.00),CA15- 3 (U=0.00，P=0.04),SCC (U=0.00，P=0.00),CA125 (U=0.00，P=0.00),CA72- 4 (U=3.00，P=0.00)),and CYFRA21- 1 (U=0.00，P=0.00) in CSF were significantly lower than the corresponding serum TM levels in the study group.There was no significant difference between study group and control group for the CSF level of CEA (U=3091.00，P=0.18),CA19- 9 (U=1897.00，P=0.14), CA15- 3 (U=373.50，P=0.91)and SCC (U=1925.50，P=0.76). CSF CA125 (U=2188.00，P=0.00) and CA724 (U=1279.00，P=0.00) levels in the study group were lower than those in control group. CSF level of CYFRA21- 1 (U=1826.50，P=0.00) in study group was higher than that in control group;however, it was still lower than the upper limit of reference value. Conclusion In patients with elevated serum CEA, CA19- 9, CA15- 3, SCC, CA125, and CA72- 4 levels, transblood-brain-barrier diffusion of TMs from serum to CSF is highly unlikely.

cerebrospinal fluid;serum;tumor marker

海南省應(yīng)用技術(shù)開發(fā)與推廣項(xiàng)目(ZDXM2015088)Support by the Hainan Provincial Program of Development and Generalization of Practical Techniques (ZDXM2015088)

田成林 電話：010- 66499319，電子郵件：tianchenglin719@aliyun.com

R74；R73

A

1000- 503X(2016)05- 0539- 04

10.3881/j.issn.1000- 503X.2016.05.008

2016- 07- 04)