PSA wird bei Männern ausschliesslich in der Prostata gebildet, und zwar in gesundem, hyperplastischem und malignem Gewebe. PSA ist organspezifisch, aber keineswegs tumorspezifisch. Es kommt in sehr hohen Konzentrationen im Seminalplasma vor, in geringen Mengen auch im Blut. Die Bildung von PSA wird durch Testosteron stimuliert.
PSA ist ein Glycoprotein mit 237 Aminosäuren, die eine Kette bilden. Sein Molekulargewicht beträgt 30'000 - 34'000 Da. Es enthält ein einziges Oligosaccharid am Asn-45. PSA ist mit den Kallikreinen verwandt. Seine Struktur lässt erkennen, dass PSA eine Serinprotease ist: seine Rolle im Organismus besteht darin, die gelbildenden Proteine Semenogelin I und II und Fibronectin zu spalten.
Nachdem PSA schon seit Jahren als Tumormarker etabliert war, ergaben weitergehende Studien, dass PSA im Blut in mehreren Formen vorkommt, da es an verschiedene Proteaseinhibitoren gebunden wird.
Neben dem monomeren "freien" PSA mit einem Molekulargewicht von 28.5 kD findet man auch PSA mit einem Molekulargewicht von ca. 100 kD; es handelt sich dabei um PSA, das an Alpha1-Antichymotrypsin gebunden ist. Den Hauptteil macht das an Alpha2-Makroglobulin gebundene PSA aus; dieses wird im Test nicht erfasst. Auch Alpha1-Antitrypsin kommt als Ligand vor.
Das PSA-Molekül besitzt mindestens 5 verschiedene Epitope. Bei der Bindung an Alpha1-Antichymotrypsin werden einige der Epitope abgedeckt. Bei der Bindung an Alpha2-Makroglobulin wird das PSA-Molekül so eingehüllt, dass es mit den im Test eingesetzten Antikörpern nicht mehr reagieren kann: PSA- Alpha2-Makroglobulin, wahrscheinlich die grösste Fraktion, ist "immunologisch stumm".
Es stehen heute verschiedene monoklonale Antikörper mit bekannter Epitopspezifität zur Verfügung. Dies erlaubt die getrennte Erfassung verschiedener PSA-Formen. Bei den "Sandwich"-Tests werden immer zwei verschiedene Antikörper eingesetzt. Richten sich beide gegen Epitope, die immer zugänglich sind, so erhält man einen Test, der das totale PSA (genauer gesagt: freies plus an Alpha1-Antichymotrypsin gebundenes PSA) misst. Richtet sich einer der gewählten Antikörper gegen ein Epitop, das durch Alpha1-Antichymotrypsin abgedeckt wird, so wird dieser Test nur das freie PSA erfassen.
Für die Erstdiagnose des Prostatakarzinoms ist die Bestimmung des totalen PSA zu wenig sensitiv und zu wenig spezifisch. Bessere Ergebnisse liefert die zusätzliche Bestimmung des Quotienten aus freiem und totalem PSA. Aber auch hier überlagern sich, abhängig vom verwendeten Cutoff, die Werte bei Gesunden, gutartigen Hyperplasien und Prostatakarzinomen.
Der Cutoff-Wert von 0.20 (20%) ergibt keine vollständige Differenzierung zwischen Gesunden, Patienten mit benigner Prostatahyperplasie und Patienten mit einem Prostatakarzinom! Dies soll anhand der folgenden Grafik aus einer deutschen Studie (3) illustriert werden. Dargestellt ist der Quotient fPSA/tPSA in %:
(BPH: benigne Prostatahyperplasie, PCa: Prostatakarzinom, horizontale schwarze Linie: Median des Kollektivs)
Die Möglichkeit, zwischen verschiedenen Antikörpern zu wählen, birgt auch einen Nachteil: die Resultate verschiedener Testkits sind nicht direkt vergleichbar. Dazu tragen auch noch weitere Faktoren bei. Wie für andere Tumormarker gilt deshalb auch für
PSA-Verlaufskontrollen, sie sind nur dann zu interpretieren,
wenn die Tests mit dem gleichen System erfolgen.
