CA 15-3 抗原是巨大粘液素樣糖蛋白上的一個抗原決定簇，該糖蛋白為MUC1粘蛋白 的產物。粘液素存在于不同器官的正常腺上皮內，其作用是保護與潤滑其周圍的細胞。
在乳腺癌中，MUC1粘蛋白 粘液素被異常地糖基化、超量表達并釋放進血循環。一旦被釋放進血循環，可被檢測到升高水平。在許多患有上皮細胞乳腺癌的病人當中， CA 15-3 抗原水平會升高。
在那些患有肺癌、卵巢癌、胰腺癌和結腸直腸癌及患有包括良性乳腺病和肝病、肝硬化和肝炎的非惡性病的病人當中，也可能存在CA 15-3 抗原水平的升高。在美國，乳腺癌是次于肺癌導致女性死亡的主要原因。
而在全球，乳腺癌已經成為一種最常見的癌癥， 10 個婦女中就有1 個患此病 。人們已經廣泛地把CA 15-3 抗原公認為乳腺癌的標志物并且已經證明CA 15-3 抗原在檢測乳腺癌的復發方面比CEA ( 癌胚抗原) 更靈敏。CA 15-3 抗原水平的升高可能表明病情的進展，而抗原水平的降低則可能與病情的好轉有關。
CA153測定不推薦用作篩查工具。測試值低于臨界值并不能排除患乳腺癌的可能。同時也可以采用其他臨床上認可的測試方法及程序來監測乳腺癌和有效進行病人處理。
臨床意義：
（1）乳腺癌患者CA15-3升高，乳腺癌初期的敏感性：60%，乳腺癌晚期的敏感性：80%。CA15-3對乳腺癌的療效觀察、預后判斷，復發和轉移的診斷有重要價值。
（2）其他惡性腫瘤也有一定的陽性率。如：肺癌、結腸癌、胰腺癌、卵巢癌、子宮頸癌、原發性肝癌等。
（3）肝臟、胃腸道、肺、乳腺、卵巢等非惡性腫瘤性疾病，陽性率一般<10%。
此外，CA15-3水平增高的乳腺癌患者發生轉移的時間較CA15-3正常的患者要早許多。據分析研究，乳腺癌患者血清CA15-3水平變化與其局部淋巴結及遠處轉移情況之間存在改變的一致性，尤其是有遠處轉移灶者，其CA15-3表達水平及陽性率均顯著增加，所以，CA15-3具有對乳腺癌轉移起監視的作用，如其血清水平持續升高，則應開始或加強化療、放療或改用內分泌治療等。
對于使用抗體的分析而言，存在著被病人樣本內嗜異性抗體所干擾的可能性。經常與動物有接觸或者接受過使用免疫球蛋白或免疫球蛋白碎片進行免疫治療或診斷步驟的病人，可能會產生抗體，比如：HAMA ( 人抗小鼠抗體)，該抗體會干擾免疫測定。此外，其它的嗜異性抗體，比如人抗山羊抗體，可能會存在于病人的樣本內。此類干擾性的抗體可能會導致結果的錯誤。需對被懷疑 帶有此類抗體的病人的結果進行仔細的核查。
在解釋CA 15-3結果時，需參照該病人的整體臨床情況，包括：癥狀、病史以及其它測試所得的數據和其它相應的信息。
血清或血漿CA 15-3 抗原濃度不應該成為判斷病人有無癌癥的絕對證據。血清或血漿濃度升高可能發生在良性病人或其他沒有癌癥但身體狀況紊亂的病人身上，還有在乳腺癌等其他惡性病中也會發現血清或血漿濃度的升高。CA 15-3 測定不應用于癌癥篩查測試。