Das prostataspezifische Antigen (abgekürzt PSA, auch Semenogelase oder Kallikrein-3) ist ein Enzym, das als physiologisches Sekretionsprodukt der prostatischen Ausführungsgänge dem Ejakulat beigemengt ist und der Verflüssigung des Samenkoagulums dient. Im weiblichen Ejakulat gibt es durch die Paraurethraldrüsen gebildetes PSA.Florian Wimpissinger: Die weibliche Prostata – Faktum oder Mythos? (PDF; 170 kB) In: Urologie, 2/07, S. 19. Es wurde als Protein zum ersten Mal 1984 von J. J. Pollen (1984J. J. Pollen, A. Dreilinger: Immunohistochemical identification of (…)PSA in female periurethral glands. In: Urology. Band 23, 1984, S. 303–304.) im weiblichen Organismus beschrieben. Bei beiden Geschlechtern unterliegt die Genexpression für das PSA-Protein einer hormonellen RegulationM. Black, M. Giai, H. Yu, E. P. Diamandis: Serum total and free Prostate-specific antigen for breast cancer diagnosis in women. In: Clin Cancer Res. Band 6, Nr. 2, 2000, S. 467–473. über SteroidrezeptorenN. Zarghami, L. Grass, E. P. Diamandis: Steroid hormon regulation of PSA gene expression in breast cancer. In: Br J Cancer. Band 75, 1997, S. 579–588. für Androgene, Gestagene, Glukokortikoide und Mineralokortikoide, welche dabei allesamt stimulierend wirken. Es handelt sich um eine typische Serinprotease, deren Substrat das Protein Semenogelin-1 ist.
PSA wird vom Drüsenepithel der männlichen Prostata beziehungsweise den weiblichen Paraurethraldrüsen produziert und findet sich in hohen Konzentrationen im Seminalplasma (bis zu 3 mg/ml). Die Herstellung wird von Androgenen kontrolliert. Aus dem Seminalplasma wurde das PSA zuerst im Jahre 1979 von Wang isoliert.M. C. Wang u. a.: Purification of a human prostato specific antigen. In: Investig Urol. (Berlin). Band 17, Nr. 2, 1979, S. 159–163. PMID 89106. In sehr geringen Mengen gibt es PSA in anderen Geweben, so etwa in den Brustdrüsen, der Schilddrüse, den Speicheldrüsen, den Lungen, den Hoden und in der Gebärmutter.G. M. Yousef, E. P. Diamandis: The new human tissue kallikrein gene family: structure, function, and association to disease. In: Endocr Rev. Band 22, Nr. 2, 2001, S. 184–204, doi:10.1210/edrv.22.2.0424 (freier Volltext).
PSA ist ein oft genutzter Laborparameter in der Prostatakrebsdiagnostik. Er ist spezifisch für die Prostata, allerdings nicht für ein Tumorleiden, sondern kann auch bei Entzündungen zum Beispiel bei einem Harnwegsinfekt, gutartiger Prostatavergrößerung, einem Harnverhalt oder aber auch, teils für mehrere Tage, nach jeder mechanischen Beanspruchung im Beckenbereich, etwa durch Sport, v. a. Fahrradfahren, Sex oder medizinische Maßnahmen, wie digitale-rektale Untersuchung (DRU), transrektale Prostatasonographie, oder Blasenkatheter, erhöht sein. Gemäß der aktuellen deutschen Leitlinie soll, bei Anlass über Früherkennung zum Prostatakrebs zu informieren, ergebnisoffen über die Vor- und Nachteile eines PSA-Tests beraten werden. „Männern, die nach der Aufklärung eine Früherkennungsuntersuchung wünschen, soll das Bestimmen des PSA-Wertes als Untersuchungsmethode angeboten werden.“ Bei der Verlaufskontrolle nach einer Behandlung von Prostatakrebs wird der PSA-Test anhaltend als wichtigstes Diagnosemittel angesehen.Interdisziplinäre Leitlinie der Qualität S3 zur Früherkennung, Diagnose und Therapie der verschiedenen Stadien des Prostatakarzinoms, federführende Fachgesellschaft: Deutsche Gesellschaft für Urologie e. V. (Hrsg.), Version 6.2, 2021.
Biosynthese Um die Produktion des Enzyms hochzufahren, binden zunächst Androgene an den Androgenrezeptor in den Zellkernen von PSA-produzierenden Zellen im Prostataepithel. Der aktivierte Rezeptor agiert als Transkriptionsfaktor an einem Promoter des KLK3-Gens, welches für PSA codiert. Das Gen liegt beim Menschen auf Chromosom 19 und erstreckt sich über 5850 Basenpaare und fünf Exons. Nach der Transkription entsteht mRNA mit 1464 Basen. Diese wird zu einem Präkursor-Protein mit 261 Aminosäuren translatiert. Durch eine posttranslationale Modifikation entsteht das Endprodukt mit 237 Aminosäuren..ENSEMBL-Eintrag
Das Prostataspezifische Antigen wurde bisher in verschiedenen Organen und ihren Geweben gefunden, so im Endometrium,J. Clements, A. Mukhtar: Glandular kallikreins and PSA are expressed in the human endometrium. In: J Clin Endocrinol Metab. Band 78, 1994, S. 1536–1539. im Pankreas, den Speicheldrüsen,A. A. Elgamal, N. L. Ectors, S. Sunardi-Widyaputra u. a.: Detection of PSA in pancreas and salivary glands: a potential impact on prostate cancer overestimation. In: J Urol. Band 156, 1996, S. 464–468. sowie auch im Fruchtwasser,F. Mannello, G. Bianchi, G. Gazzanelli: Immunoreactivity of PSA in plasma and saliva of healthy women. In: Clin Chem. Band 42, 1996, S. 1110–1111. im Speichel und im LiquorD. N. Melegos, M. S. Freedman, E. P. Diamandis: PSA in cerebrospinal fluid. In: Clin Chem. Band 43, 1997, S. 855. Hauptproduzent im weiblichen Organismus ist jedoch die Brustdrüse (Glandula mammaria).
PSA-Konzentration im Blut Als PSA-Test wird die Messung der PSA-Konzentration im Blutserum bezeichnet. Das PSA kann dabei im Serum an Serumproteine gebunden sein oder frei im Serum vorliegen. Einen festgelegten Normalbereich des PSA-Wertes gibt es nicht. Deutsche Fachgesellschaften sehen in der Regel ab einem Wert von 4 ng/ml weiteren Klärungsbedarf. Der PSA-Wert ergibt sich aus der Balance, wie viel ins Blut gelangt und wie schnell es abgebaut oder ausgeschieden wird. Beides ist bei verschiedenen gesunden Männern sehr unterschiedlich. Beeinflusst wird er unter anderem von der Menge an Prostatagewebe, welche meist im Alter zunimmt, oder durch Medikamente, Erkrankungen oder Reizungen der Prostata. Alles, was die Prostata mechanisch beansprucht (auch indirekt durch Beanspruchungen im Beckenbereich, etwa durch Sport, vor allem Fahrradfahren, Sex oder medizinische Maßnahmen, wie digitale-rektale Untersuchung (DRU), transrektale Prostatasonographie oder Blasenkatheter), kann die Werte erheblich erhöhen. Einige Medikamente sowie die Entfernung von Prostatagewebe können die Werte auch deutlich senken.PSA-Screening. (PDF) Krebsinformationsdienst KID, Deutsches Krebsforschungszentrum, PSA-Bestimmung. Seite Wissen der Takeda Pharma Vertrieb, Autor: Hubert E. Weiß, 7. November 2011 (Letzte Änd. 2014)
Freies und gebundenes PSA PSA liegt in freier (fPSA) und gebundener Form (komplexiert an Chymotrypsin und Makroglobulin; komplexiertes PSA oder cPSA) vor. Beide zusammen werden als das Gesamt-PSA (totales PSA oder tPSA) gemessen. Mit konventionellen Assays wird das Gesamt-PSA bestimmt. Der Anteil des fPSA und des cPSA lässt sich getrennt messen. Die Halbwertszeit des gebundenen PSA beträgt 48–72 Stunden. Es wird in der Leber verstoffwechselt. Freies PSA hat eine Halbwertszeit von zwei bis drei Stunden und wird über die Niere ausgeschieden.
Prostatakrebs-Erkennung Ein hoher PSA-Wert geht meist mit Veränderungen der Prostata einher. Je höher der PSA-Wert ist, desto höher ist die Wahrscheinlichkeit, dass eine Erkrankung vorliegt. Dabei sind gut- und bösartige Veränderungen zu unterscheiden. Das PSA kann nämlich auch bei der gutartigen Prostatavergrößerung, der sogenannten benignen Prostatahyperplasie (BPH), ebenso erhöht sein wie bei einer Entzündung, der sogenannten Prostatitis, oder dem (selteneren) Prostatainfarkt.
Bei jedem PSA-Wert kann ein Karzinom vorliegen. Der positive prädiktive Wert, das heißt die Wahrscheinlichkeit, das Prostatakarzinom tatsächlich korrekt vorherzusagen, liegt bei PSA-Werten zwischen 4 ng/ml und 10 ng/ml bei 25–35 %, bei Werten über 10 ng/ml bei 50–80 %. Bei zwei Dritteln der Tumoren in einem organbegrenzten Stadium steigt der PSA-Wert nicht über 10 ng/ml. Bei der Erstdiagnose eines Prostatakarzinoms hat jeder fünfte Patient ein PSA unter 4 ng/ml. 60 % dieser Karzinome haben laut Biopsien einen Gleason-Score von (maximal) 6, ein Hinweis auf eine weniger aggressive Form.
Die Definition eines Grenzwertes, um die bestmögliche Unterscheidung zwischen gut- und bösartiger Veränderung der Prostata zu ermöglichen, ist schwierig. Es ist abzuwägen zwischen zu vielen falsch-positiven Befunden (bei diesen Männern liegt kein Krebs vor und es wird unnötigerweise eine Stanzbiopsie der Prostata gemacht) und zu vielen falsch-negativen Befunden (bei diesen Männern liegt Krebs vor; er wird aber nicht erkannt).
Altersabhängige Grenzwerte, bei denen etwas niedrigere Grenzwerte für jüngere Patienten gelten und etwas höhere für ältere Patienten, verbessern die Situation etwas:
Alter in Jahren 40–49 50–59 60–69 70–79 PSA-Wert [ng/ml] 0,0–2,5 0,0–3,5 0,0–4,5 0,9–6,5
Eine andere Quelle kommt zu folgenden Grenzwerten:
Alter in Jahren 40–49 50–59 60–69 70+ PSA-Wert [ng/ml] 0,0–2,1 0,0–3,2 0,0–4,9 0,9–6,5
Werte oberhalb dieser Grenzwerte gelten als pathologisch und dringend verdächtig auf das Vorliegen eines Prostatakarzinoms.
Weitere Möglichkeiten sind die Beachtung des PSA-Quotienten (Quotienten aus freiem und Gesamt-PSA), der PSA-Dichte (PSA-Konzentration in Abhängigkeit vom Prostatavolumen) und der PSA-Velocity (Anstiegsgeschwindigkeit des PSA). Dabei ist zu beachten, dass immer nur Werte, die mit demselben Testsystem bestimmt worden sind, verglichen werden sollten.
PSA-Quotient Der Anteil des freien PSA am Gesamt-PSA wird als PSA-Quotient bezeichnet und ist bei Vorliegen eines Prostatakarzinoms kleiner als bei gesunden Männern. Je niedriger diese Verhältniszahl ist, umso höher ist die Wahrscheinlichkeit für das Vorliegen eines Prostatakarzinoms. Die Bestimmung des freien PSA bietet eine weitere Entscheidungshilfe bei der Frage einer Prostata-Biopsie. Bei der Definition eines Grenzwertes ergeben sich dieselben Probleme wie oben. Es sind derzeit mehr als 100 Testsysteme für PSA/fPSA auf dem Markt. Jedes Testsystem hat seinen eigenen Grenzwert für den PSA-Quotienten bei gleicher Sensitivität und Spezifität für die Entdeckung oder den Ausschluss eines Prostatakrebses. Die deutsche Leitlinie „Prostatakarzinom“ gibt, in Abhängigkeit vom Messverfahren, bei einem Wert von > 0,24 (d. h. 24 %) ein „eher geringes Risiko für das Vorliegen eines klinisch relevanten Prostatakarzinoms“ an.
Deutsche Labore geben häufig den prozentuale Anteil des freien-PSA am Gesamt-PSA an. Hierbei variieren die angegebenen Grenzwerte erheblich: < 10 % Prostatakarzinom wahrscheinlich, > 20 % unwahrscheinlich, < 20 % und >26 %, teilweise aber auch eindeutige Grenzen bei 15 % oder 25 %. Die europäische Leitlinie gibt hierzu keine Empfehlung.
PSA-Dichte Die Maßzahl des Tumormarkers PSA ist, statistisch gesehen, auch abhängig von der Größe der Prostata. Deshalb kann der PSA-Wert relativ zur Größe der Prostata – die sogenannte PSA-Dichte (engl. PSA density) – berechnet werden. Hierbei wird die Maßzahl des PSA [ng/ml] durch das sonographisch oder magnetresonanztomographisch bestimmte Volumen der Prostata (ml) geteilt. Die Maßeinheit der PSA-Dichte ist ng/ml/ml, wird teilweise aber auch, mathematisch korrekt, als ng/ml² angegebenen, ebenso wie ng/ml/cc.
Die Höhe der PSA-Dichte korreliert mit der klinischen Signifikanz eines Prostatakarzinoms, insbesondere bei kleineren Prostatae. Bei einer PSA-Dichte kleiner 0,09 ng/ml/ml besteht eine Wahrscheinlichkeit von unter 4 % für das Vorliegen einer bösartigen Erkrankung der Prostata. Entsprechend der Höhe der PSA-Dichte werden vier Risikogruppen für das Vorliegen einer relevanten bösartigen Veränderung der Prostata (ISUP-Grade ≥ 2) unterschieden. Risikogruppe niedrig mittel-niedrig mittel-hoch hoch PSA-Dichte [ng/ml/ml] < 0,10 0,10–0,15 0,15–0,20 ≥ 0,20