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腫瘍マーカー（tumor marker）の統計学

腫瘍マーカーとは、がんの組織から血液や尿などの中に出てくる物質で、がんの目印(マーカー)になるので、そう呼ばれている。

PSA(前立腺特異抗原)やCEA(がん胎児性抗原)などが代表的で、その他にも数多くの物質が腫瘍マーカーとして知られている。

しかしながら、これらの物質はがんでない正常な組織でも作り出されているため、これらの物質を測定しても、がんを100%診断できるというわけではない。

また、これらの物質はいろいろな臓器で作られるため、たとえばCEAという腫瘍マーカーの数値が高く、がんが疑われたとしても、胃がんなのか、大腸がんなのか、肺がんなのかを正確には診断できない。

したがって、確定的な診断を行うために、画像検査などのさらに精密な検査が必要になる。

現在、がんのスクリーニング(早期発見)に広範囲に使われている唯一の腫瘍マーカーは前立腺がんに対するPSAである。

PSAの例を用いて、がんの診断の確かさとその評価の方法について説明しよう。

腫瘍マーカーによる前立腺がんの診断

あなたが健康診断を受けて血液中のPSA値を測定され、医師から｢PSA値が異常ではないので、前立腺がんの可能性はありません｣、もしくは｢PSA値が異常です。

あなたは前立腺がんの可能性があります｣と告げられた場合、その可能性はどの程度であろうか。

そのような診断の確かさを調べるために行われた研究の結果を表に示す。

この研究では、血液中のPSA値が４ng/mLを超えた場合を異常ありと判定している。

このように｢異常あり(陽性)｣と｢異常なし(陰性)｣を分ける境界の値をカットオフ値(cut-off value)と呼ぶ。

診断の確かさを表す2つの物差しが、感度(sensitivity)と特異度(specificity)である。

感度とは、

（PSA異常ありと判定され、前立腺がんであった人の数）
÷（前立腺がんであった人の総数）

であり、PSA検査で前立腺がんのある人をどのくらい見逃さないかを表している。

感度が0.67ということは、前立腺がんであった人のうち67％の人がPSA値で異常を示し、残りの33％の人はPSA値が異常でなかったことを意味している。

つまり感度はあまり高くなく、PSA検査だけでは前立腺がんを見逃すことが多いといえる。

一方、特異度とは、

（PSA異常なしと判定され、前立腺がんでなかった人の数）
÷（前立腺がんでなかった人の総数）

である。

この指標は、PSA検査でどのくらい前立腺がんでないことを確認できるかを表している。

この研究での特異度は0.97であり、前立腺がんでなかった人の97％がPSA検査で異常なしと判定されていた。

残りの3％の人は、PSA検査で異常ありと判定されたにもかかわらず、前立腺がんではなかった。

したがって、特異度は十分高く、PSA検査によって前立腺がんでないことはほぼ確実に判定できる。

定義からわかるように感度と特異度は0-1の値をとり、両方の指標がともに1であれば、完全な診断検査ということになるが、実際には測定誤差などもあり、そのような検査は存在しない。

たとえば、PSA検査のカットオフ値を4ng/mLから2ng/mLに下げると、PSA異常と判定される人の数が多くなり、感度は高くなる。

しかし、そうすると多くの人を異常と判定してしまうために特異度は低くなる。

このように、感度と特異度は、一方を高くしようとするともう一方が低くなる、トレードオフという関係にある。

先に示したような研究の結果から、感度と特異度のバランスを考えてPSAの4mg/mLというカットオフ値が決定され、現在ではその値が広く用いられている。

腫瘍マーカーは診断以外にも役立つ

通常、がんの大きさと腫瘍マーカーの値は相互に関連があるので、がんの患者が手術でがんを切除されると腫瘍マーカーの値は低くなる。

したがって、手術後にがんが再発していないことを確認するために定則的に腫瘍マーカー検査が行われることもある。

このように、がんのスクリーニング以外の目的にも腫瘍マーカーは頻繁に利用されている。