诊断结直肠癌蛋白质类肿瘤标志物包括APC、CEA、β-MG、本周氏蛋白、M蛋白等。其中CEA和LEA是目前应用比较广泛的肿瘤标志物，LEA特别对高分化结直肠癌是较特异的蛋白抗原。CEA是与结肠癌相关性较高的一个，CEA是一种糖蛋白，胚胎期存在于胎儿消化系统，出生后含量极低。如检测到异常升高则表明可能患了包括结肠癌在内的疾病。溃疡性结肠炎、胰腺炎、肝硬化等消化道疾病及一些非消化道疾病均可引起CEA轻度升高，但CEA明显增高最常见于结肠癌，胰腺癌、胃癌等亦可见到。因为多种疾病均可引起CEA增高，所以它并不具备疾病特异性，不能作为确诊指标。它的意义在于定量动态观察，对判断大肠癌的手术效果与监测术后复发。如大肠癌经手术将肿瘤完全切除后，血清CEA则逐渐下降，恢复正常水平；若复发，可在数周前再度升高。

除了蛋白质类肿瘤标志物，更有糖类抗原肿瘤标志物如CA50、CA125、CA153、CA199、CA242、CA724等对诊断肠癌也有一定的参考价值，CA242是一种唾液酸化鞘脂类消化道肿瘤相关抗原，是结直肠癌较常用的标志物，结直肠癌患者明显升高。它与腺癌的表达有密切关系，CA242作为腺癌的标志优于CEA， 二者互补可提高腺癌诊断率。CA242还可作为肿瘤组织学来源的评估， 也可作为直肠癌的分级评估，直肠癌分级越高，CA242含量也越高。

CA50是一种以唾液酸酯和唾液糖蛋白为主体成分的糖类抗原，各种上皮类恶性肿瘤的体液组织皆可分泌，CA50对结直肠癌的敏感性为72.1%，特异性91.5%，有效率为82.8%，并发现结直肠患者血清CA50水平及阳性率随临床分期进展而提高，根治术后水平降低，若无复发及转移CA50在正常范围内。若复发或有远端转移则其水平升高。尽管这些肿瘤标志物特异性不高，但对于肠癌的临床诊断、判断预后和临床治疗仍有指导意义。

随着结直肠癌分期的进展及淋巴结转移，CEA、CA199、CA125、CA242及CA50表达水平也逐渐升高，联合检测这5种肿瘤标志物与肿瘤标志物单项检测比较，具有更高的敏感度及准确性，对于结直肠疾病的鉴别诊断以及结直肠癌TNM分期判断都具有积极的意义，可作为结直肠癌早期诊断的重要辅助手段。