前列腺特异性抗原（PSA,prostatespecificantigen）是一种含有237个氨基酸的单链多肽，属于具有组织特异性的有糜蛋白酶样作用的丝氨酸蛋白酶族，可以分解精液中的主要胶状蛋白，有稀释精液的作用。PSA在正常和癌样上皮细胞中都可合成。
最初分泌到前列腺腺管的是一种无活性的酶原（proPSA），酶原在氨基端裂解掉7个氨基酸后形成有活性的前列腺特异性抗原。进入血循环的大部分前列腺特异性抗原迅速与蛋白水解酶抑制物结合，主要与α-1抗糜蛋白酶（ACT）和α-2巨球蛋白结合（MG），也有一部分被蛋白水解酶灭活后以游离状态存在。
PSA具有组织特异性，只存在于人前列腺腺泡及导管上皮细胞胞浆中，不表达于其它细胞。但它并无肿瘤特异性，PSA在大多数有临床意义的前列腺癌中都会升高，也是其最重要的早期检测指标。虽然PSA是最常用的检测前列腺癌的手段，但良性前列腺增生和前列腺炎也会出现PSA阳性的结果，解决该问题的一个方法就是检测游离前列腺特异性抗原。
研究表明，在前列腺癌患者中，绝大部分PSA为结合状态，其游离PSA/总PSA的比值低于正常人或良性前列腺增生患者。因此，对总PSA异常升高的男性，检测游离PSA，通过计算游离PSA与总PSA比值可以提高筛查和诊断前列腺癌的特异性。
血清前列腺特异抗原（PSA）正常值一般10ng/mL，它对早期没有症状的前列腺癌的诊断很有意义。正常情况下，PSA是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，直接分泌到前列腺导管系统内。正常的前列腺导管系统周围存在着一种血―上皮之间的屏障，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。
一般认为，血清PSA小于4.0ng/ml为正常，PSA大于10ng/ml则患前腺癌的危险性增加。当前列腺发生癌时就破坏了血―上皮之间的屏障，而癌分泌的PSA亦多了，致使PSA直接进入血内，癌的恶性程度越高，对于正常前列腺组织破坏越大，血清中PSA越高。
前列腺癌根治术后无瘤状态的金标准是PSA为零。由于血清中的PSA几乎全部是由前列腺上皮细胞产生的，前列腺癌根治术切除了全部前列腺组织，如果肿瘤被根治，那么血清中PSA会在1个月内下降为零。前列腺癌术后患者血清中PSA的半衰期为33小时。
据此计算，如果1例患者术前PSA为20ng/ml，术后12天就应该检测不到PSA；术前若为10ng/ml，则需要10天；术前若为4ng/ml，则需要8天。
前列腺非恶性病变血清PSA升高：前列腺炎症、前列腺增生、急性尿潴留、前列腺按摩等可使PSA增高，但当致病因素消除后，大约一个月可趋于正常。
直肠指诊后血清PSA可增高1倍，膀胱镜检查后可增高4倍，前列腺穿剌活检或经尿道前列腺电切后可增至53～57倍。正常状态下的射精也可使PSA增高。因此对肛门指诊检查的病人，应在检查后一周方可进行PSA检测，前列腺活检穿剌后至少6周才能做血PSA的检测。癌症所造成的PSA升高是持久性的，而且随着肿瘤的发展而持续不断的升高。
如何区分良性和恶性的PSA升高：
1、游离态PSA（fPSA）的应用：在前列腺增生和前列腺癌的PSA水平在4～10ng/ml时较大部分重叠，在这个所谓灰色区域难以根据PSA水平来区分前列腺增生和前列腺癌。PSA在血清中可以游离态和结合态的形式存在，游离PSA是指游离在血浆中不被结合那部分PSA，表示为fPSA；血清总PSA以tPSA表示。fPSA浓度在癌症患者中低于良性增生患者。临床上就是应用这个差异，从良前列腺增生病人中，将早期前列癌筛检出来。目前应用fPSA/tPSA比值来辅助鉴别前列腺癌和良性增生获得广泛使用。参考值为0.16,即其比值
2、PSA速度：从现在的研究看，人随着年龄的增加PSA每年增长小于0.75ng/ml，一般不会患有前列腺癌。大于0.75ng/ml则患前列腺癌的危险性增加。
据研究对前列腺癌患者术前PSA增长速度在1年内大于2ng/ml，以及前列腺癌切除或放疗后提示复发的患者中，其PSA倍增时间≤3个月与死亡风险增高相关。近有研究结论认为0.75ng/ml?年的PSA速率界值的确对于60岁以下的男性定得过高，将会导致相当一部分前列腺癌漏诊。PSA速率高于0.5ng/ml.年的男性患前列腺癌的危险更高，应当密切随访。
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