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甲状腺球蛋白（Tg）是甲状腺滤泡上皮细胞合成的大分子糖蛋白，是甲状腺滤泡内胶质的主要成分，是甲状腺素的载体和贮存形式。当受TSH刺激后，其上的T3、T4水解下来进入血循环。而TG本身只有极微量的进入血循环。

当任何原因造成甲状腺滤泡破坏时，TG即会被释入血循环。甲状腺癌，增高最明显，除因滤泡破坏外，癌组织及转移病灶也会合成一定量的HTG，其中滤泡状腺癌>乳头状癌>未分化癌，髓样癌TG不增高。分化型甲状腺癌术后和131I治疗后血清中HTG应检测不出。若HTG升高提示甲状腺癌复发。Graves甲状腺功能亢进(甲亢)病人由于TRAb的刺激，几乎所有病人的Tg是升高的，少数人血清Tg不高或者低下，可能由于TGAb的影响，甲亢治疗后Tg恢复正常。Plummer甲亢、亚急性甲状腺炎、无痛性甲状腺炎病人的血清Tg都升高，外源性甲状腺激素药物引起甲亢病人的Tg低下。