一、引言
恶性肿瘤是细胞无限增殖不受人体调控所引起的病理性改变。它由肿瘤细胞和血管两部分组成。肿瘤细胞具有分化或异常分化的生物学特性，肿瘤生长、侵袭、转移等恶性生物学行为均与新生肿瘤未成熟血管密切相关，而这种血管生成是一种多因子、多因素参与的连锁反应。
长期以来国内外科学家为了早期诊断恶性肿瘤，筛选了近百种的肿瘤标志物；而促进肿瘤生长的特异性生长因子，尤其是血管特异性生长因子在肿瘤标志物的研究中具有独特的价值。从1971年Folkman 从人体和实验动物瘤体中分离出特异促进肿瘤细胞生长的生化物质以来，到1983年Senger在豚鼠肿瘤腹水中发现的血管通透性因子以及1989年加拿大多伦多大学学者在肿瘤病人血清中发现存在一种特异性生长因子（Specific Growth Factor, SGF）。众多的实验研究表明：在恶性肿瘤的形成早期和增长过程中确实存在多种物质并在人体外周体液中达到一定的浓度,而良性细胞增生和炎性病变患者血清中也有一定浓度。致使这些因子用于肿瘤早期检测存在许多缺点，尤其是这些因子的结构特点使它的免疫原性不足。直到1996年以后国外众多科学家又发现了多种实体肿瘤细胞产生一种特异性血管生长因子（SGF）——即促血管生成素-2 （Angiopoietin-2, Ang-2）。当恶性病变组织在形成和生长早期，Ang-2被肿瘤细胞大量产生，并分泌到患者血清中。Ang-2破坏肿瘤周边的正常血管，从而促进肿瘤新生血管的生成。
近几年国外的研究已经证明：Ang-2位于肿瘤血管生成和侵袭的最前沿，是迄今为止发现的最为理想的肿瘤标志物：其表现为（1）Ang-2的特异性非常高。除女性子宫、卵巢组织外，正常组织Ang-2的表达非常低，而恶性肿瘤高表达，与肿瘤发生、发展及转移、预后密切相关。（2）出现较早，在恶性肿瘤发生的早期即可出现。（3）Ang-2分布广泛。几乎存在于所有实体性恶性肿瘤，在各种肿瘤中广泛分布，是一种通用性的肿瘤标志物。现在已经证实，在肝癌、肺癌、胃癌、结直肠癌、鼻咽癌、胰腺癌、卵巢癌、神经系统肿瘤等几十种恶性肿瘤的早期病人血清中都可检测到Ang-2的增高。（4）Ang-2可被分泌并进入血液循环中，便于检测。
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二、Ang-2生物学活性
（一）Ang的结构特点
促血管生成素（Angiopoietin,Ang）是近年来发现的一个与血管新生密切相关的家族，自1996年Davis在寻找Tie-2的配体时在cos细胞中获取了人和小鼠的Ang-1后，现已发现四个家族成员，即Ang-1、Ang-2 、Ang-3、 Ang-4。Ang各成员的蛋白结构基本相同，都由3部分组成：疏水性分泌信号肽、N-端富α-螺旋的卷曲结构域、C-纤维蛋白原样结构域。N-端卷曲结构域促进蛋白分子的多聚化；C-端纤维蛋白原样结构域是Ang中最具保守性的一部分，其中包含受体结合部分，决定某种Ang是否起激动作用。Ang-1基因位于染色体8q22，是Tie-2的激活剂，主要由血管旁细胞包括周细胞（pericyte）、血管平滑肌和肿瘤细胞表达。Ang-1是一个分子量为70kD、由498个氨基酸组成的同源六聚体，其N-端卷曲结构域大约180个氨基酸，呈四面体结构，与肌球蛋白有弱的同源性;其C-纤维蛋白原样结构域大约有200个氨基酸，与纤维蛋白原、tenascin 、hfrep、 ficolin 及果蝇的SCABROUS有相似性，与受体的结合及磷酸化有关。Ang-2基因位于8p21，主要由内皮细胞表达，而肿瘤细胞也可大量表达。Ang-2由496个氨基酸组成，与Ang－1有60%的同源性，是Ang－1的天然竞争性拮抗剂；主要区别在于曲卷结构域和与纤维蛋白原样结构域的交界处比Ang-1少一个半胱胺酸。Ang-3、Ang-4是1999年分别从鼠和人的胎盘分离到两种分泌蛋白，好似是同一基因座基因的不同译本，在人胶质瘤亦见到Ang-4的表达。Ang-3约503个氨基酸，与Ang-1、Ang-2分别有45.1%和44.7%的同源性。
（二）Ang与肿瘤血管生成
肿瘤组织中有肿瘤细胞、血管内皮细胞和宿主其他细胞，其血管生成的机制十分复杂。肿瘤细胞与正常细胞的不同特点之一是:能够分泌促血管生成因子。肿瘤周围的正常血管，在促血管生成因子的作用下，逐步延伸至肿瘤组织，为肿瘤细胞提供养分，同时提供肿瘤细胞远处转移的通道。
在神经系统肿瘤，Ang-1和Ang-2分布于肿瘤组织的不同细胞。星形细胞瘤中，Ang-1表达于肿瘤细胞、而Ang-2则局限于肿瘤组织中的内皮细胞。Ang-1的表达与肿瘤的恶性程度一致。坏死的肿瘤组织周围未见Ang-1表达，提示Ang-1不受缺氧的调解。而且，在肿瘤血管形成的早期，血管尚未完全形成的肿瘤组织中，可见到Ang-2的表达上升，表明Ang-2可能激活肿瘤血管内皮细胞的增殖。对胶质细胞瘤、神经母细胞瘤、甲状腺和肠癌的研究结果也表明，Ang-2出现于肿瘤侵袭的最前沿，可作为肿瘤血管生成的早期标志。Holash报道，在肿瘤发展的不同阶段，VEGF和Ang-1、Ang-2的浓度是动态平衡的。小鼠神经胶质瘤移植后的第4周，肿瘤组织中的血管消退，导致肿瘤血管的大量死亡。随后，坏死肿瘤组织周边出现新生血管、肿瘤细胞再次增生。在血管消退的早期，Ang-2的表达上升，而在肿瘤坏死组织周围的幸存血管中，Ang-2与VEGF大量表达。Ang-1的水平无明显变化。推断肿瘤早期，Ang-2的分泌增加，拮抗Ang-1的维持内皮细胞稳定性的作用，使内皮细胞与周围的支持细胞联系松解，内皮细胞凋亡。肿瘤血管的破坏导致肿瘤细胞缺血缺氧而大量坏死。同时，缺氧能启动肿瘤细胞分泌更多的VEGF。Ang-2在 VEGF所发生的生存信号的协同作用下，促进坏死肿瘤细胞周围新生血管的形成。血小板源性生长因子-B（PDGF-B）可能在Ang促肿瘤血管生成中起重要作用。胶质细胞瘤中，内皮细胞过渡表达PDGF-B，其受体PDGF-Rβ表达于血管内膜周围的支持细胞。PDGF-B以旁分泌途径激活受体，是刺激平滑肌细胞和周细胞增殖的主要因子。Ang-1激活内皮细胞膜上的Tie-2受体，后者可能启动PDGF-B的分泌，PDGF-B通过募集血管周围的支持细胞，维持血管的稳定。Ang-2阻断此路径，PDGF-B分泌减少，内皮细胞与周围支持细胞的联系松散，血管结构破坏。
除肿瘤细胞本身能分泌Ang-1外，有多种因素影响Ang-1和Ang-2的表达。如PDGF，TGF-beta、IL-1β能下调Ang-1，而VEGF、TNF-α能上调Ang-2mRNA的水平。体外实验中，缺氧不能刺激Ang-1和Ang-2的表达，但在肿瘤内，缺氧下调Ang-1而上调Ang-2的表达。
促血管生成素2（Angiopoietin -2, Ang-2)是Ang家族的成员之一，是一种特异性血管生成刺激因子，也是恶性肿瘤早期的标志分子。Ang-2最早被称为肿瘤特异性生长因子（TSGF）。只知道它具有刺激血管生成的作用，与肿瘤的生长及肿瘤血管生成密切相关，但不知道它具体的生化性质。因此，又被称为肿瘤相关物质。进一步的研究发现，Ang-2与参与肿瘤血管生成的其他因子，如血管内皮生长因子（VEGF）及血管生成素（Angiopoietin）有本质的不同，在血管生成的生物学活性及与恶性肿瘤的关系也不一样。
Ang-2的生物学功能与Ang-1完全相反，是Ang-1天然的竞争性拮抗剂。Ang-1与血管内皮细胞的Tie-2受体结合，促进血管成熟及稳定，Ang-2与Tie-2结合，不使Tie-2磷酸化而激活Tie-2，反而拮抗Ang-1的生物活性，破坏血管完整性，影响内皮细胞之间及其与支持细胞之间的连接。在肿瘤发生的早期，Ang-2参与破坏瘤体周边原有的正常血管，而促进肿瘤新生血管的生成，在瘤体周边形成所谓的血管共择（co-option）区。当肿瘤形成以后，Ang-2与血管内皮生长因子（VEGF）有协同作用，共同促进肿瘤血管生成，并阻碍血管的完整性，使得肿瘤新生血管能在各种因子的刺激下不断增生。
总之，Ang具有募集和支持血管内皮细胞，诱导毛细血管发芽，ECS趋化反应和ECS网络形成的作用。Ang-1不参与肿瘤的起始，只参与血管的成熟，而Ang-2是肿瘤新生中最明显标志物之一，并与VEGF的配合才得以使肿瘤生长及加强。
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三、肿瘤标志物概述
肿瘤标志物是肿瘤细胞本身存在或分泌的特异性物质，理想的肿瘤标志物应具有以下一些特征：①必须由恶性肿瘤细胞产生，并可在血液、组织液、分泌液或肿瘤组织中测出；② 不应该存在于正常组织和良性疾病中；③ 某一肿瘤的肿瘤标志物应该在该肿瘤的大多数患者中检出；④ 临床上尚无明确肿瘤证据之前最好能检测出；⑤ 肿瘤标志物的量最好能反映肿瘤的大小；⑥ 在一定程度上能有助于估计治疗效果、预测肿瘤的复发和转移。然而，实际上并不存在绝对理想的肿瘤标志物。现今所知的肿瘤标志物中，绝大多数不但存在于恶性肿瘤中，而且也存在于良性肿瘤、胚胎组织，甚至正常组织中。因此，现有肿瘤标志物并非恶性肿瘤的特异性产物，但在恶性肿瘤患者中明显增多。故有人将肿瘤标志物称为肿瘤相关抗原。
（一） 肿瘤标志物可分为以下几类
1、肿瘤胚胎性标志物：甲胎蛋白（AFP）、癌胚抗原（CEA）
2、肿瘤相关性标志物：PSA、SCC、MG-Ag、TAA
3、糖类标志物：CA125、CA199、CA153、CA242、CA50、CA724、MG-Ag
4、蛋白类标志物：CyFRA21-1、Pro-GRP、TPA
5、酶类标志物：NSE、环氧化酶（COX）、AFU、GGT-1
6、异位激素类标志物：HCG
7、基因类标志物：P53、Ras、 C-myc
（二）目前临床常用的肿瘤标志物及其相关临床意义
1、甲胎蛋白（AFP）AFP在胚胎期是功能蛋白，合成于卵黄囊、肝和小肠。对原发性肝细胞癌有重要的辅助诊断价值，但并无绝对的特异性。原发性肝癌临床上约70%以上的患者AFP在400ug/L以上，多逐渐增高，亦有不高于400ug/L，甚至在正常水平的患者。AFP升高还可见于急慢性肝炎、妊娠期、睾丸卵巢肿瘤、部分消化道肿瘤伴肝转移者等。
2、癌胚抗原（CEA）是一种酸性糖蛋白，胚胎期合成于小肠、肝脏和胰腺。成人血清含量极低。主要用于对结肠直肠癌、胃癌、胰腺癌、肝癌、肺癌、乳腺癌及甲状
