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前列腺癌是全球男性发病率最高的泌尿系统恶性肿瘤，尤其在欧美发达国家，虽然中国前列腺癌的发病率低于世界平均水平，但是受人口年龄结构改变与肿瘤筛查普及的影响，从20世纪70年代起其发病率逐年上升。PSA及其衍生指标作为前列腺癌诊断及预后的重要指标，在临床实践中发挥了重要的作用，是迄今为止最为经典的前列腺癌血清学标志物。
1987年，美国斯坦福大学的Thomas A. Stamey教授在 The New England Journal of Medicine （ NEJM ）发表文章，第一次指出了PSA作为前列腺癌的血清标记物的可能性与优势；1991年，FDA批准PSA作为男性筛查前列腺癌的常规指标。20世纪90年代，美国男性前列腺癌的发病率出现爆发式的增长，PSA检测为前列腺癌筛查带来了革命性的影响，逐渐得到医学界乃至大众的认可。
PSA在正常情况下是由前列腺上皮细胞及腺泡细胞分泌产生的一种特异性糖蛋白，属于激肽释放酶家族。相关的分子机制研究发现，人体中有活性的PSA是由无活性的前体PSA（proPSA），如［-7］proPSA、［-5］proPSA，经人腺体激肽释放酶 2（human glandular kallikrein 2，hK2）剪切而来。活性PSA可直接弥散进入血液循环，也可经蛋白水解失活，小部分失活PSA可以非结合状态进入血液循环，然而，正常前列腺腺泡周围有基底膜环绕，完整的基底膜具有屏障作用，可以阻止分泌的PSA进入血液循环，因此正常人血清中PSA浓度极低。但当前列腺发生病变（如前列腺癌、前列腺炎等）、受到外界刺激（骑自行车、直肠指检等）或损伤时，上述屏障结构会遭到破坏，分泌的proPSA可直接进入至血液，进而引起血清PSA水平的升高。需要强调的是，前列腺癌细胞产生的PSA反而是少于正常前列腺细胞的，但正是上述机制，使得恶性肿瘤患者的外周血中PSA浓度升高。
另一方面，国内外多项研究发现，血清PSA水平既和年龄呈正相关，也随着前列腺体积的增大而升高。因此，作为老年男性的常见疾病，良性前列腺增生（benign prostatic hyperplasia，BPH）同样可引起血清PSA水平的升高，进而对PSA诊断前列腺癌的精确度带来一定的混杂干扰。综上所述，PSA是一个“前列腺特异”，而非“前列腺癌特异”的生物标志物，这是前列腺疾病诊疗领域中的重要共识。
毫无疑问，PSA筛查是具有重要意义的。早期前列腺癌很少有明显症状，所以在人群中进行PSA筛查，发现指标异常升高的可疑人群，随后完善超声、磁共振检查，最后通过前列腺穿刺确诊，越来越多难以发现甚至无症状的前列腺癌患者得到诊断，从而更早地接受有效的治疗。然而随着流行病学数据的更新和临床医学的发展，人们逐渐发现PSA筛查存在的三个主要问题：
（1）PSA并非肿瘤特异性抗原，炎症、创伤、药物和外界刺激等均会导致PSA升高或降低，临床实践中需要考虑这些干扰因素，临床决策依赖于动态观察。
（2）在以PSA作为筛查标准的前提下进行前列腺穿刺活检，阳性率并不高，尤其是在PSA 4～10ng/ml的“灰区”范围内，阳性率甚至不足30%，由此导致的“过度穿刺”给患者心理生理造成负担，也违背了精准诊疗的医学发展趋势。
（3）部分早期、低度恶性的前列腺癌患者的生存率很高，甚至到患者死亡都未出现症状或进展（多项尸检病例系列研究证实）。同时，前列腺癌的治疗手段中，无论手术、化疗、放疗，均会对患者的生活质量造成不同程度的影响（包括心理状况、排尿功能、性功能等）。
综上所述，PSA筛查所带来的“过度穿刺”“过度诊断”乃至随之而来的“过度治疗”不容忽视，引起了医学界激烈的讨论。目前有两项关于PSA筛查的大型随机临床研究，分别为欧洲的ERSCP研究和美国的PLCO研究，前者通过13年的随访数据发现筛查组的前列腺癌相关死亡率降低21%（ RR ：0.79，95% CI 0.68～0.91； P＜ 0.001），后者则发现筛查组和对照组的前列腺癌相关死亡率差异无统计学意义。2017年一项Meta分析汇总了这两项研究的数据，在考虑了实验设计与实施的差异后，两项研究是相容的，均证明了筛查可以降低前列腺癌相关死亡率。然而，2018年 JAMA 杂志发表的英国CAP研究结果却恰恰相反。研究涉及超过40万男性，其中筛查组接受了一次性的PSA监测，在中位随访10年后，筛查组的前列腺癌发病率升高，但相关死亡率与对照组无明显差异。因此直至今日，PSA筛查的利弊仍存在争议。
中国前列腺癌发病率低于西方发达国家，但恶性程度更高：中国初诊患者中约1/3为局限性肿瘤，超过半数处于中晚期，然而美国的局限性病例超过80%。由于疾病分期和医疗水平的差异，中国前列腺癌患者的总体预后差于西方发达国家。因此，上述三个临床试验的结果固然重要且值得讨论，但筛查策略照搬西方是不可取的，2017年中国抗癌协会泌尿男生殖系肿瘤专业委员会提出了中国的《前列腺癌筛查专家共识》。
（1）对身体状况良好，预期寿命10年以上的男性开展基于PSA检测的前列腺癌筛查。
（2）血清PSA检测每2年进行1次，根据患者的年龄和身体状况决定PSA检测的终止时间。
（3）对前列腺癌高危人群要尽早开展血清PSA检测。高危人群包括：年龄＞50岁；年龄＞45岁且有前列腺癌家族史；年龄＞40岁且基线PSA＞1ng/ml。
（4）不建议针对40岁以下男性进行人群筛查。
首先，在PSA筛查前一定要向患者充分阐述相关的风险和获益，知情同意为前提。其次，对于PSA筛查结果的解读，应加强相关的科普宣传，避免盲目相信肿瘤指标，对患者身心健康造成影响。在筛查出可疑肿瘤患者后，在经济条件允许和知情同意的前提下，尤其对于PSA筛查结果位于“灰区”或多次穿刺活检阴性的患者，应用新型肿瘤标志物及预测模型进行辅助诊断，例如PCA3、p2PSA、4K score、前列腺健康指数（prostate health index，PHI）等，力求降低不必要穿刺活检的比例。最后，中国目前缺少相关的大型队列研究，因此设计并实施针对中国人群的临床医学和卫生经济学研究，有依据地制订中国人群的筛查策略，是未来工作的重中之重。
血清PSA水平目前被广泛应用于前列腺癌的早期筛查、临床分期、风险分级、治疗效果的评估及预后，是前列腺癌诊疗领域最重要的肿瘤标志物。在大多数情况下认为健康男性血清t-PSA水平为0～4ng/ml（将大于4ng/ml视为异常），但是结合上文所述，血清PSA水平与年龄和前列腺体积均呈正相关，换言之，随着年龄增长，即使是健康男性，其PSA浓度也是逐渐升高的。因此，在用于前列腺癌筛查结果的判读时，根据男性年龄使用不同的正常参考范围有利于提高早期筛查的灵敏度并降低误诊率。①40～49岁：0～2.5ng/ml；②50～59岁：0～3.5ng/ml；③60～69 岁：0～4.5ng/ml；④70～79 岁：0～6.5ng/ml。
通俗来说，在前列腺癌的早期筛查过程中，对于50岁或60岁以下的前列腺癌疑似患者，应采用更严格的PSA标准。对于老年男性，往往根据实际情况进行综合判断，以改善血清PSA筛查前列腺癌的特异度和阳性预测值。当前，以PSA为代表的一些肿瘤标志物在筛查时的最佳临界值仍是医学界争论的热点，高灵敏度对应着低漏诊率，但同时特异度会降低，进而增加误诊率，不仅给患者带来不必要的心理、生理双重压力，也会给医疗系统带来额外的支出，如何权衡这个问题目前尚存争议。
某些药物可能会影响血清PSA水平，比如5α-还原酶抑制剂、非甾体抗炎药、他汀类药物等，这在临床实践中是无法忽视的一个问题。其中最重要的是治疗BPH的常用药物5α-还原酶抑制剂（例如非那雄胺和度他雄胺），其主要药理作用为抑制睾酮向双氢睾酮（dihydrotestosterone，DHT）转化，可以有效地降低血液中的PSA水平并缩小前列腺的体积。换言之，接受5α-还原酶抑制剂治疗的患者，其PSA水平会被低估，因而须要调整对应的血清PSA参考范围。既往研究表明在接受5α-还原酶抑制剂治疗一年后的BPH患者中PSA下降比例的中位数约为50%（95% CI -81%～+20%），因此一部分医师会在对这类患者的前列腺癌筛查中将其PSA测量值乘以2进行进一步肿瘤风险评估，但是由于上述研究中的50%仅仅为中位数，且不同人种、不同剂量会带来一定误差。在著名的REDUCE试验中，研究者发现可以在度他雄胺治疗6个月后确定新基线，根据此后的PSA升高情况评估潜在的前列腺癌风险。综上所述，无论是“翻倍法”还是“基线法”，都在临床实践中是可行的，但具体应用时仍要考虑个体间的异质性进行综合评估。
影响肿瘤标志物水平的因素一般通过两种机制起作用：一种是影响肿瘤标志物的生物合成，另一种是直接促进或抑制肿瘤的发生发展。前者能影响肿瘤筛查的精确度，在临床评估中不容忽视，后者可能对肿瘤研究提供重要的新思路。既往研究发现非甾体抗炎药、他汀类药物、噻嗪类药物等可降低男性血清PSA水平，但具体机制仍不清楚，因此在临床实践中，很难对使用上述药物患者的PSA水平进行针对性的评估和校正。
一般情况下血清PSA水平指血清的PSA的总含量，又称t-PSA水平。国际上通常将血清t-PSA在4～10ng/ml之间称为“灰区”，我国的多中心前列腺穿刺队列数据表明PSA在“灰区”的病例穿刺阳性率不足20%，造成将近八成的患者接受了不必要的前列腺穿刺，这是泌尿外科诊疗领域的一大难题。因此，根据t-PSA水平进行的前列腺穿刺决策往往需要其他指标辅助参考，以减少不必要的穿刺。最常用的辅助指标为f-PSA百分比（f-PSA与t-PSA的比值，即f/t PSA），一般认为t-PSA升高时，f/t PSA值越低则提示前列腺癌的可能性较高而非单纯的BPH。目前临床上f/t PSA的临界值一般将≤0.16视为异常，但和PSA一样，临床实践中没有绝对的临界值，仍需要寻求灵敏度和特异度的平衡。
单位体积的PSA水平即PSAD，可由血清PSA值除以 PV 值计算得来，其中 PV 可根据前列腺的长、宽、高（通过超声或磁共振成像进行估计测量）进行估算，计算公式为：
结合前文所述的相关生理机制，血清PSA水平随前列腺体积增大而增加，而前列腺癌患者外周血中大量的PSA主要是由于基底膜破坏而进入血液，因此PSAD一定程度上可校正前列腺体积这一混杂因素的影响，提高诊断效能。目前PSAD的正常参考值尚无统一标准，国内推荐将PSAD＞0.15ng/（ml·cm 3 ）视为异常，提示前列腺癌的可能。此外，由于前列腺体积的测量主要靠影像学上的估算，存在一定的误差，特别是经直肠超声测量前列腺三径存在主观误差以及不可追溯性，因此一些学者通过回顾性研究提出通过磁共振成像估计的PSAD比超声更为精确。但目前PSAD因其不可避免的误差以及额外增加的费用等原因仍未被用于广泛筛查。
每年PSA的增长速度即PSAV，由于前列腺癌患者随着疾病的发生发展，其血清PSA水平增速较快，因此可以和BPH或正常男性进行鉴别。国外研究建议以PSAV＞0.75ng/（ml·年）视为疑似前列腺癌，可显著提高PSA的特异度（超过90%），进而避免不必要的穿刺。在临床实践中，PSAV需要每年检测PSA进行连续动态观察，单次检测的误差、患者依从性等因素都限制了其广泛应用。