肺癌相关的血清肿瘤标志物有NSE、SCC、CEA、CA125、Cyfra21-1等，但这些指标的敏感性和特异性都不高，因此在肺癌诊断中的价值有限，一些肺癌患者肿瘤标志物并不高。目前肿瘤标志物主要用于监测治疗反应、早期监测复发，提示预后等方面的研究。
癌胚抗原CEA：CEA是存在于成人癌组织中的一种胎儿性蛋白，CEA1965年被发现。是一种酸性糖蛋白。起先认为是结肠癌的标志物（60％~90％患者升高），但以后发现胰腺癌（80％）、胃癌（60％）、肺癌（75％）和乳腺癌（60％）也有较高表达。在消化系统癌症时它随病程的进展而升高。CEA测定是癌症的辅助诊断，疗效观察，预后及判断，复发预测的有用指标。
神经元特异性烯醇化酶（NSE）：
1、可用于辅助诊断及监测小细胞肺癌的治疗效果。治疗有效时NSE浓度逐渐降低至正常水平，复发时NSE升高，用NSE升高来监测复发要比临床确定复发早4－12周。
2、可用于监测神经母细胞瘤的病情变化，评价疗效和预报复发。
3、内分泌肿瘤，如嗜铬细胞瘤、胰岛细胞瘤、甲状腺髓样癌、黑色素瘤、视网膜母细胞瘤等的血清NSE也可增高。
鳞状细胞癌抗原（SCC）：SCC是鳞状上皮癌的标志物，各种鳞癌SCC均有升高。肺鳞癌阳性率46-90％，血清中SCC浓度随病情加重而升高。
糖抗原125（CA125）：恶性肿瘤如肺癌，卵巢癌，子宫内膜癌，输卵管癌，胰腺癌，胃癌，乳腺癌，食道癌等也可升高。
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