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肿瘤抗原可分为肿瘤特异性抗原和肿瘤相关抗原。肿瘤特异性抗原是肿瘤细胞独有的抗原，不存在于正常细胞，然而迄今为止尚未发现明确的针对特定肿瘤的特异性抗原。肿瘤相关抗原则既存在于肿瘤细胞也存在于某些正常细胞，肿瘤胚胎抗原在分化成熟组织中不表达或表达量很小，但在癌变组织中表达增加；肿瘤分化抗原是正常细胞和肿瘤细胞都具有的与某个方向的分化有关的抗原。例如，前列腺特异抗原（PSA）既见于正常前列腺上皮也见于前列腺癌细胞。肿瘤相关抗原有助于相关肿瘤的诊断和病情监测。