L'antigène spécifique de prostate (PSA) sérique dosé dans le sérum est représenté par le PSA libre et le PSA lié à l'alpha-1 antichymotrypsine. Les valeurs normales sont comprises entre 0 et 4 μg/L, mais il est actuellement proposé de diminuer cette borne supérieure de la norme. Les concentrations de PSA augmentent avec l'âge. Pour le diagnostic précoce, quand un taux de PSA est compris entre 4 et 10 μg/L, il est indispensable de faire des biopsies. Le rapport fPSA/tPSA aide à une meilleure discrimination entre cancer et hypertrophie bénigne de la prostate (HBP) dans cet intervalle où il existe un chevauchement des valeurs du PSA. Par exemple, avec certaines techniques, au-dessous d'une valour-seuil de 15 % du rapport il y a une forte probabilité de cancer, au-dessus de 25 % il y a une forte probabilité d'HBP.

Après prostactectomie radicale, avec une demi-vie de 2,2 jours, la concentration de PSA doit être indétectable (< 0,1 μg/L) au bout de 3 à 6 semaines. Un temps de doublement (TD) du PSA supérieur à 6 mois est en faveur d'une récidive locale, alors qu'un TD inférieur à 6 mois signerait la présence de métastases à distance. Après radiothérapie, les patients atteignant un nadir < 0,5 μg/L ne présenteront pas de rechute biologique ou clinique dans les 5 ans, la rechute biologique étant définie sur la base de trois augmentations successives du PSA au-dessus du nadir.

Chez les hommes avec un cancer métastatique traité par privation androgénique, le nadir du PSA et le pourcentage de diminution du PSA à 3 et 6 mois prédisent la survie sans progression.

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