什么是生物标志物?

作者:Jason Wasserman 医学博士 FRCPC
2026 年 3 月 27 日


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如果您被诊断出患有癌症,您可能已经接触过“生物标志物”这个词——在病理报告中、与肿瘤科医生的谈话中,或者在关于您所患癌症类型的文章中。它是现代癌症治疗中最重要的词汇之一,了解它的含义将有助于您理解诊断和治疗过程中发生的许多事情。生物标志物简单来说就是癌症的一种可测量特征——一种可以在实验室中检测和测量的物质——它能告诉医生一些关于癌症的有用信息:癌症的类型、可能的生物学行为以及哪些治疗方法最有可能有效。生物标志物检测从根本上改变了癌症的治疗方式,使治疗方法从对同一器官的所有癌症采用相同的治疗方案转变为根据每个患者肿瘤的个体特征量身定制治疗方案。


生物标志物有哪些种类?

癌症生物标志物有多种形式。有些是存在于癌细胞表面或内部的蛋白质。有些是癌细胞DNA中的特定变化——称为突变。有些是基因拷贝数。有些反映基因的活跃程度。尽管种类繁多,所有生物标志物都具有一个共同特征:它们可以通过实验室检测,并且其结果具有临床意义。

以下是您可能会遇到的主要类别:

  • 蛋白质生物标志物。 有些癌症会产生异常数量的特定蛋白质,或者在其表面显示异常蛋白质。检测这些蛋白质的方法通常称为…… 免疫组化 免疫组化(IHC)——帮助病理学家确定癌症类型以及某些治疗方法是否可能有效。乳腺癌中的雌激素受体以及乳腺癌、胃癌和结直肠癌中的HER2都是众所周知的例子。
  • DNA突变生物标志物。 癌细胞会在其DNA中积累称为癌细胞的改变。 突变有些突变是癌症生长的直接驱动因素——它们激活信号通路,促使细胞持续分裂。另一些突变则能预测靶向药物的疗效。常见的例子包括:结直肠癌和肺癌中的KRAS突变、肺癌中的EGFR突变以及黑色素瘤和结直肠癌中的BRAF突变。这些突变可以通过DNA检测方法检测到,例如…… PCR or 下一代测序.
  • 基因重排生物标志物。 有时两个独立的基因会异常连接,形成一个 聚变 基因融合产生的融合蛋白通常会持续激活,并促进癌细胞生长。肺癌中的ALK融合和ROS1融合就是很好的例子。这些融合可以通过FISH检测或基于RNA的测序方法检测到。
  • 基因拷贝数生物标志物。 正常情况下,每个细胞都携带每个基因的两个拷贝。在某些癌症中,基因会发生扩增——产生许多额外的拷贝——导致其编码的蛋白质过量表达。HER2扩增是最著名的例子。
  • DNA修复生物标志物。 有些癌症的发生是因为细胞修复DNA错误的系统出现了故障。 MMR缺陷(dMMR) 微卫星不稳定性(MSI-H)反映了这种修复失败。具有这些特征的肿瘤往往对免疫疗法反应良好。POLE 突变导致另一种修复失败,造成大量突变,但矛盾的是,子宫内膜癌患者的预后却非常好。
  • 广泛的基因组测量。 肿瘤突变负担(TMB) 肿瘤突变负荷(TMB)衡量肿瘤基因组中突变的总数。在多种癌症类型中,较高的TMB与更好的免疫治疗反应相关。

生物标志物究竟能告诉医生什么?

不同的生物标志物在癌症治疗中发挥着不同的作用。许多生物标志物同时具有多种作用。

确诊

一些生物标志物有助于确诊患者所患癌症的类型,尤其是在显微镜下不同癌症形态相似的情况下。免疫组化检测到的蛋白质标志物在此尤为有用——它们可以确定癌症的起源部位,或区分两种外观相似但治疗方法截然不同的癌症。

预测癌症的行为方式

一些生物标志物可以预测癌症的可能发展进程——例如,癌症是否可能快速生长、扩散或治疗后复发。携带此类信息的生物标志物被称为预后生物标志物。例如,乳腺癌中的Ki-67(衡量癌细胞分裂速度的指标)和子宫内膜癌中的POLE突变(尽管肿瘤分级较高,但预后极佳)就是预后生物标志物。

预测某种特定疗法是否有效

这或许是生物标志物如今最重要的作用。能够预测特定疗法是否有效的生物标志物被称为预测性生物标志物。例如,结直肠癌中的KRAS突变预示着抗EGFR药物无效;HER2过表达预示着靶向HER2的药物有效;PD-L1表达和MMR缺陷预示着对免疫疗法的疗效更佳。这些发现直接决定了哪些药物会被使用,哪些药物会被排除在外。

指导靶向治疗

一类特殊的预测性生物标志物能够识别癌症生长所依赖的特定分子靶点。这些“驱动突变”是癌症存在和持续存在的原因,同时也是癌症的脆弱之处。肺癌中的EGFR突变、黑色素瘤中的BRAF V600E突变以及慢性粒细胞白血病中的BCR::ABL1融合基因都是驱动突变的例子,这些突变都已与专门设计的药物相匹配,这些药物旨在阻断这些突变。由于这些药物只有在靶点存在的情况下才能发挥作用,因此在开始治疗前进行这些突变的检测至关重要。


生物标志物检测是如何进行的?

大多数癌症生物标志物检测都是在肿瘤组织上进行的——这些样本是在活检或肿瘤切除手术中采集的。在大多数情况下,用于诊断的同一份组织样本也足以进行生物标志物检测,通常无需额外的步骤。

实验室检测方法有多种:

  • 免疫组织化学 (IHC) 使用一种专门设计的蛋白质,称为 抗体 用于对组织切片进行特定蛋白质染色。病理学家在显微镜下检查染色后的组织并评估结果。免疫组化(IHC)快速、应用广泛,是许多最常见生物标志物检测的方法。
  • 荧光原位杂交 (FISH) 直接检测肿瘤细胞内的基因,以发现扩增、缺失或重排。它常用于确认临界免疫组化(IHC)结果或检测基因融合。
  • PCR(聚合酶链反应) 该方法扩增肿瘤DNA的特定区域,以检测已知位置的突变。它快速、灵敏,常用于检测特征明确的突变,例如EGFR或KRAS突变。
  • 下一代测序 (NGS) NGS技术能够同时读取肿瘤DNA(有时也包括RNA)的大片段,从而在一次检测中评估多个基因和多种类型的变异。全面的NGS检测已成为多种癌症类型的标准方法,一次检测即可提供肿瘤的详细分子图谱。

这些检测结果将在您的病理报告的分子检测、生物标志物检测或辅助研究部分中报告。


肿瘤生物标志物与遗传检测

人们常常混淆的是肿瘤生物标志物检测和血液或唾液样本基因检测(用于检测遗传突变)之间的区别。这两种检测本质上截然不同,目的也不同,检测结果对患者及其家庭的影响也大相径庭。

当在肿瘤组织中检测到生物标志物时,它反映的是癌细胞内部发生的变化——不一定发生在身体其他部位,也不一定是遗传的。大多数肿瘤生物标志物属于科学家所说的体细胞变化:它们在人的一生中产生,仅存在于癌细胞中,无法遗传给子女。

另一方面,遗传性基因检测旨在寻找存在于人体每个细胞中的突变——包括可能遗传给后代的细胞。这些遗传性突变会增加罹患某些癌症的终生风险,并对生物学亲属产生影响。

本节中的《了解癌症中的基因检测》一文更详细地解释了体细胞检测和生殖细胞检测之间的区别,并介绍了遗传基因检测的预期结果。


当多个生物标志物检测结果同时出来时会发生什么?

随着全套NGS检测技术的广泛应用,患者越来越多地收到包含大量生物标志物结果的报告——其中一些与当前的治疗决策相关,一些有助于未来的治疗计划,还有一些意义尚不明确。这可能会让人感到不知所措。

以下几个原则有助于理解多个结果:

  • 并非所有结果都会立即改变您的治疗方案。 有些检查结果可用于监测病情进展或为后续决策提供参考。请咨询您的肿瘤科医生,了解哪些检查结果与您目前的情况相关。
  • 结果之间相互影响。 在某些癌症中,生物标志物检测结果的组合——例如,结直肠癌中 RAS 状态和肿瘤侧别,或子宫内膜癌中 MMR 状态和 POLE 状态——决定了整体治疗方案。任何单一结果都不应孤立解读。
  • 意义不明的变异体很常见。 意义未明的变异(通常缩写为VUS)是指临床意义尚不明确的DNA改变。它与已确诊的有害突变不同,不应被视为有害突变。您的肿瘤科医生或遗传咨询师会解释您报告中的VUS结果是否与您的治疗相关。

为什么生物标志物检测对您很重要

二十年前,癌症治疗主要取决于癌症的起源器官和扩散程度。生物标志物检测从根本上改变了这一现状。如今,即使两名癌症患者在显微镜下看起来完全相同,且处于同一分期,他们也可能因为肿瘤的分子特征而接受截然不同的治疗,最终导致截然不同的治疗结果。

对于患者而言,了解自身癌症的特定分子特征——以及这些特征如何指导治疗——对于您参与自身治疗的方式至关重要。了解生物标志物检测结果的意义,能让您提出更有价值的问题,理解医生推荐或避免使用特定药物的原因,并就治疗方案(包括可能与您的分子特征相关的临床试验)做出更明智的决定。

本部分文章涵盖了所有主要癌症类型中最常用的生物标志物检测。请使用导航页面查找与您的癌症类型和报告中的具体结果最相关的文章。


问你的医生的问题

  • 我的肿瘤做了哪些生物标志物检测?所有结果都出来了吗?
  • 哪些结果与我目前的治疗决策直接相关?
  • 是否有任何生物标志物检测结果表明我应该去看遗传咨询师?
  • 是否有任何结果被标记为意义不明的变体?如果有,这对我意味着什么?
  • 根据我的生物标志物检测结果,我是否符合参加哪些临床试验的条件?
  • 如果我的癌症复发或进展,是否需要重复进行生物标志物检测?

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