甲胎蛋白（AFP），又叫甲種胎兒球蛋白，屬於白蛋白家族，主要由胎兒肝細胞及卵黃囊合成。甲胎蛋白在胎兒血液循環中具有較高的濃度，出生後則下降，至生後2-3月甲胎蛋白基本被白蛋白替代，血液中較難檢出，故在成人血清中含量極低。
甲胎蛋白具有很多重要的生理功能，包括運輸功能、作為生長調節因子的雙向調節功能、免疫抑制、T淋巴細胞誘導凋亡等。
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甲胎蛋白與肝癌及多種腫瘤的發生髮展密切相關，在多種腫瘤中均可表現出較高濃度，可作為多種腫瘤的陽性檢測指標。目前臨床上主要作為原發性肝癌的血清標誌物，用於原發性肝癌的診斷及療效監測。
肝癌細胞可分泌較多的甲胎蛋白，因此，臨床上把甲胎蛋白作為診斷肝癌，篩查肝癌的一個很有效的指標。
但是，甲胎蛋白處於高水平狀態並不一定發生肝癌，有些肝病病人，特別是肝硬化病人，肝細胞被破壞，新生肝細胞不斷分泌甲胎蛋白。因此，在某種程度上，對於肝硬化病人而言，短時間內甲胎蛋白水平相對較高是病情得以緩解的表征。
雖然甲胎蛋白是篩查肝癌的這麼一個指標，但是有的肝癌患者甲胎蛋白不高，這是為什麼呢？
原因是肝癌起源於兩種內皮細胞，一種是起源於肝細胞的，還有一種是起源於肝臟裡邊的膽管上皮細胞的。
肝臟中包含肝細胞和膽管內皮細胞，由膽管內皮細胞惡變形成的肝癌，甲胎蛋白水平並不會升高。在所有肝癌患者中，大概不到五分之一是由膽管內皮細胞惡變形成的肝癌。
另外，孕婦的甲胎蛋白水平相對較高，這是因為胎兒發育到中晚期，肝細胞及卵黃囊內會分泌大量甲胎蛋白，一般生產後一年左右可恢復正常水平。
除此之外，非典型的肝細胞發生炎症也會導致甲胎蛋白升高，比如發燒破壞了肝細胞，在產生新生肝細胞的時候，新生的肝細胞會分泌這種蛋白質。但是含量不會太高，持續時間不會太久，一般很快就可以恢復正常水平。
目前，甲胎蛋白主要作為原發性肝癌的血清標誌物，用於原發性肝癌的診斷、篩查肝癌及療效監測的重要指標。