国内外PSA及其衍生物检测技术汇总

前列腺特异性抗原（prostate specific antigen 或者 PSA）是一种由前列腺上皮细胞分泌产生的一种丝氨酸蛋白酶，是一种糖蛋白。前列腺特异性抗原也是精液的正常组分部分，其主要作用是帮助精液凝块水解液化，进而释放精子。正常的前列腺导管系统周围存在着一种血-上皮屏障，避免了前列腺上皮产生的PSA直接进入血液之中，从而维持了血液中PSA的低浓度。当血-上皮屏障发生破坏或者PSA分泌过多时，会导至血液中的可测量PSA水平增加。这些情况包括前列腺癌、前列腺炎和前列腺增生等。因此，PSA并不算是前列腺癌的特异性指标。

PSA包含很多种类别。如下图所示，在正常细胞中，分泌型上皮细胞分泌PSA前体，我们称为proPSA。该前体在激肽释放酶-2（human kallikrein 2: hK2 or KLK2）或者hK4的作用下，切断7个氨基酸序列，成为有活性的PSA（active PSA）。活性PSA一部分被释放到血液中与蛋白酶水解抑制剂（alpha1-antichymotrypsin: ACT，结合物为ACT-PSA，或者cPSA）和α-2巨球蛋白（结合物为PSA-AMG。不能检测，因其抗原决定簇被掩蔽）结合。另一部分被部分水解成为失活的PSA（inactive PSA），释放到血清中成为游离PSA（Free PSA, fPSA）。ACT-PSA和Free PSA合称为总PSA（Total PSA, tPSA）。

PSA及其衍生物的产生过程

当前列腺癌发生时，由于血-上皮屏障破坏，血清中ACT-PSA结合物和proPSA增多，fPSA减少。正常情况下proPSA在hK2（主要）或/和hK4（次要）的催化下，切段七个氨基酸序列成为具有活性的PSA。在癌变的胰腺上皮细胞中，还会存在另外两种催化裂解，即在亮氨酸5和丝氨酸6间切割，余下两个多余的残基成为[-2]pPSA，或者p2PSA和脯氨酸2和亮氨酸4切割，成为[-5]pPSA，或者p5PSA。由于氨基酸残基85至86，145至146或182至183之间的内部裂解（在精液中的蛋白酶催化下），形成了多种inactive PSA，进一步释放到血清中成为Free PSA。

PSA及其衍生物序列示意图

因此，结合tPSA和fPSA，以及p2PSA能够更好的预测前列腺癌的发生。前列腺健康指数（PHI）是一种新的公式，它将所有三种形式（tPSA和fPSA，以及p2PSA）组合成一个单一的评价指标，可用于辅助临床决策。PHI的计算公式如下：

PHI值越大，前列腺癌的可能性越大。

除了上面所述的经典PSA指标，PSA速度及PSA密度也被用于前列腺癌的辅助诊断。PSA密度指血清PSA的浓度与前列腺体积的比值，前列腺的体积可用B超法测定。从研究看，人随着年龄的增加PSA每年增长小于0.75 ng/ml，一般不会患有前列腺癌。大于0.75 ng/ml则患前列腺癌的危险性增加。

PSA本质上是一个多肽，因此可以用免疫学的方法进行检测。目前为止，化学发光是使用最多的分析方法。在FDA在以关键词“PSA”进行搜索，可以查到6家公司（注册时间2014-2019）。除了我们所熟知的罗氏、西门子、贝克曼、雅培和梅里埃以外，还有一家OPKO公司。OPKP提出的4KScore法，通过测定fPSA、tPSA、iPSA、hK2四种标志物，结合年龄、直肠指检（DRE）等结果，综合判断病人得前列腺癌的风险。我个人认为，该方法会是PSA检测的主要发展方向。值得题的是，OPKP还利用微流控芯片进行PSA检测，并于19年1月拿到FDA认证。下期我将结合其专利进行分析。我们还可以看出，尽管国际巨头在化学发光领域涉足更早，技术更好，但依然很难完全覆盖所有PSA类型。尽管P2PSA和PHI能更好的诊断前列腺癌（特异性更好，P2PSA难以被hK2催化降解，稳定性也更好），但只有贝克曼一家公司注册了该试剂盒（最早于2012年6月通过审批）。

以检测项目来看，国内大部分都以fPSA、tPSA进行区分，很少有能够检测ACT-PSA和P2PSA的，这也进一步说明了这两种标志物的门槛更高。苏州长光华医和厦门万泰凯瑞是我找到的两家能进行ACT-PSA测试的公司。下面是它们两家公司的产品目录截图：

苏州长光华医

厦门万泰凯瑞

由于专业知识水平有限，如若有误，可在公众号中回复，以便更改。

关于CFDA和FDA上注册的PSA检测公司，可公众号回复“CFDA&FDA注册PSA”下载。关于国外几家免疫平台的进一步分析，将在下期结合其专利进行解析。

1. PSA本质上不是前列腺癌的特异性指标，尽管可以结合多种方法辅助判断，但依靠PSA进行大规模筛查仍然有待商榷。目前在研究的标志物中存在特异性更好的。

2. 检测PSA的方法大部分都是基于免疫学原理，而tPSA、fPSA和p2PSA的本质上有大量共有的氨基酸序列，抗体的交叉反应会是一个比较大的问题。这考验的是单克隆抗体制备水平。

3. tPSA、fPSA和p2PSA的氨基酸残基数不同，而抗体的制备又是其关键制约因素。目前有研究表明可以使用质谱进行鉴别，避免抗体的交叉感染。

4. 目前科研上一直在寻找其它前列腺癌标志物。尽管前列腺癌还没有明确的癌变机理，但新的标志物比PSA具有更好的特异性，有望改善目前PSA筛查的困境。