生物标志物一般是指可供客观测定和评价的一个普通生理或病理或治疗过程中的某种特征性的生化指标，通过对它的测定可以获知机体当前所处的生物学过程中的进程。检查一种疾病特异性的生物标志物，对于疾病的鉴定、早期诊断及预防、治疗过程中的监控可能起到帮助作用。非小细胞肺癌(NSCLC)的生物标志物主要分为肿瘤相关性抗原、酶类、分子生物学标记物。其中临床常见的NSCLC生物标志物如下。
一、抗原性标记
1癌胚抗原(CEA)
CEA是最具特异性的癌胚蛋白之一，也是目前应用最广的肿瘤标志物之一，40%-80%的肺癌患者可出现CEA升高，对腺癌有较高的敏感性。血清CEA升高程度与癌病灶的广泛程度有关，其动态变化能反映患者对治疗的反应和预后，其侧量值进行性升高者多预后不良，下降后再升高者多是肿瘤复发的标志。
2鳞状细胞癌相关抗原(SCC)
肺鳞癌阳性率为46%-90%。SCC与肿瘤的分期呈正相关，其血清浓度随病情的加重而升高。
3细胞角质蛋白21-1片段(CYFRA21-1)
肺癌患者中其阳性率为50%-60%，对肺鳞癌的敏感性最高，阳性率约60%-80%，其次是腺癌。
4癌抗原125(CA125)
在非小细胞肺癌中可见升高，阳性率44%，尤其晚期病人升高者预后差，阳性者分化差，易发生浸润和转移。若联合测细胞角质蛋白21-1片段，CEA和SCC,NSE,CA125，肺癌诊断阳性率更高。
二、酶类
1神经元特异性烯醇化酶( NSE)
小细胞肺癌患者NSE阳性率约为60%-80% , 非小细胞肺癌患者阳性率< 20%。 NSE也是肺癌化疗效果观察随访的有效指标，对化疗产生反应者NSE会下降，完全缓解者NSE可达正常水平。
2谷胱甘肤-S-转移酶-π(GST-π)
在非小细胞肺癌患者中多升高明显。此酶升高显示肿瘤对放化疗不敏感，预后差。
3芳烃羟化酶(AHH)
外周血淋巴细胞AHH活性显着升高对肺鳞癌有较好的灵敏度及特异性(均在80%以上)，可用于肺癌的临床诊断断、病情监测和预后估计。
4端粒酶
在小细胞肺癌早期即可发现升高，在非小细胞肺癌患者多出现于中晚期。
三、分子生物学标记物
1 p53基因
在肿瘤发生中，p53基因突变十分常见。90%的小细胞肺癌病人组织标本中可检测到p53基因突变，非小细胞肺癌患者约60%突变。p53基因突变常发生在肿瘤发生的早期，因此若能及时获取标本，对早期诊断有帮助。p53基因突变者多对放化疗有不同程度的抵抗，也易发生肿瘤转移。故是治疗效果和预后判定的指标。
2 KRAS基因
KRAS突变主要见于非小细胞肺癌，约20%，其中又以腺癌最多见，占腺癌的30%-50%。检测KRAS基因突变是估计肺癌（主要是腺癌）复发、判断预后的良好指标。有突变者往往预后差。与p53基因相似，突变者也多预示放化疗的疗效较差。目前针对KRAS突变的在研靶向药物主要有Antroquinonol（安卓健?）和AZD6244（司美替尼）。其中AZD6244主要作用于RAS基因下游调控因子MEK1/2，而Antroquinonol直接作用于RAS，为该通路中讯息传递上游因子，调控整个RAS通路。
3 p16基因
由于p16基因比p53基因小得多，特异性强，易于标记，可作为非小细胞肺癌和其他肿瘤的标记物用于诊断和治疗。将合成的野生型p16基因替代突变型基因阻止瘤细胞生长，也为肺癌治疗提供了新途径。
4多药耐药基因(MDR)
MDR的编码P-糖蛋白(P-170)位于细胞膜上，有药物泵作用，将进人细胞内的药物泵出细胞外而使细胞产生耐药，这种耐药针对多种药物。许多非小细胞肺癌的初期和小细胞肺癌的后期都会发生耐药性。如P-170在未治疗的非小细胞肺癌中的阳性表达率可达53.7%，但未治疗的小细胞肺癌多无。MDR阳性即表示肺癌的耐药，而且为多药耐药。
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