无论是病毒还是化学物质致癌，动物实验证明都具有肿瘤的特异性抗原；人体对恶性肿瘤能够产生特异免疫反应的事实，也说明肿瘤具有与正常组织不同的抗原性。此种抗原能被机体所识别而产生相应的抗体或细胞免疫反应。因此，就可能采用免疫学方法检测机体的特异性免疫反应来诊断肿瘤。目前常用的有：
—、血清甲种胎儿蛋白（AFP）
用于诊断原发性肝细胞癌。常用检测方法有：琼脂扩散、对流电泳、补体结合试验、红细胞凝集试验、放射免疫测定、火箭电泳自显影等。其中血凝法和火箭电泳自显影敏感度较高，且有一定特异性，故是目前肝癌免疫诊断的最理想方法。但因有假阳性和假阴性的问题，所以有时应结合临床和其他检查结果进行综合分析，作出正确诊断。
二、血清癌胚抗原（CEA）
用于诊断胃肠道肿瘤。并对结肠癌手术后的预后随访观察判断是否复发有一定价值。
三、其他方法
血清或尿液的绒毛膜促性腺激素（HCG）用于诊断滋养叶细胞癌或恶性葡萄胎。胃液的胎儿硫糖蛋自抗原（FSA）或胃癌相关抗原（GCAA）诊断胃癌等。
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