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O CA15-3 é um marcador tumoral utilizado para auxiliar na detecção do câncer de mama. Estudos indicam que a elevação do CA15-3 varia de acordo com o estadiamento da paciente. A sensibilidade varia de acordo com a massa tumoral e o estadiamento clínico, sendo de 88% a 96% na doença disseminada. Apenas 23% dos casos apresentam aumento deste marcador na fase inicial. Aumento superior a 25% na concentração do CA15-3 correlaciona-se com a progressão da doença em 80% a 90% dos casos, e a diminuição em sua concentração está associada à regressão em 70% a 80%. Níveis séricos muito elevados estão associados à pior sobrevida. O CA15-3 é utilizado para diagnóstico precoce de recidiva, precedendo os sinais clínicos em até 13 meses. Níveis elevados de CA15-3 foram observados também, em várias outras neoplasias, como câncer de ovário, pulmão, colo uterino, hepatocarcinoma e linfomas. E observados também em várias outras doenças, como hepatite crônica, tuberculose, sarcoidose e lúpus eritematoso sistêmico.