结肠癌,家族性非息肉病,2 型

MLH 与大肠杆菌 MutL 基因同源,参与 DNA 错配修复。MLH1 基因中的杂合突变导致遗传性非息肉病结肠直肠癌 2(HNPCC2; 609310 )(Papadopoulos 等,1994)。

▼ 克隆与表达
------
在发现细菌和酵母的 mutS 基因的人类同源物具有导致遗传性非息肉病性结直肠癌(HNPCC1; 120435 ) 的突变后,Papadopoulos 等人(1994)搜索了其他人类错配修复(MMR) 基因。对源自随机 cDNA 克隆的 EST 数据库的调查揭示了 3 个额外的人类 MMR 基因,所有这些基因都与细菌 mutL 基因相关。这些基因之一是MLH1。其他 2 个基因与酵母 mutL 同源物 PMS1 的相似性稍大,因此分别表示为 PMS1( 600258 ) 和 PMS2( 600259 )。

Genuardi 等人(1998)表征了 MLH1 基因的正常可变剪接,并报告了存在于各种组织类型中的许多剪接变体。他们观察到缺少外显子 6/9、9、9/10、9/10/11、10/11、12、16 和 17 的剪接变体。不同样本的表达水平不同。在 43% 到 100% 的单核血细胞样本以及其他组织中都发现了所有同种型。作者告诫说,并非由基因组 DNA 变化引起的多重可变剪接事件的存在,对于评估基于 RNA 分析的分子诊断测试结果很重要。

▼ 基因功能
------
Hypermutable H6 结直肠肿瘤细胞在链特异性错配修复方面存在缺陷,并且在人类 MLH1 基因的两个等位基因中均存在缺陷。李和莫德里奇(1995)从 HeLa 细胞中纯化到接近同质的活性,与 H6 核提取物互补,以恢复一组异源双链 DNA 的修复能力,这些 DNA 代表 8 个碱基错配以及许多滑链、插入/缺失错配。该活性在分馏过程中表现为单一物种,并与 85 和 100 kD 的蛋白质共纯化。微序列分析表明,这两种蛋白质都是细菌 MutL 的同源物,前者对应于人类 MLH1 产物,后者对应于人类 PMS2 或密切相关基因的产物。2 种多肽的 1:1 摩尔化学计量及其流体动力学行为表明形成了异源二聚体。这些观察表明人类 MutL 同源物家族成员之间的相互作用可能受到限制。

王等人(2000)使用免疫沉淀和质谱分析来鉴定 BRCA1( 113705 ) 相关蛋白。他们发现 BRCA1 是由肿瘤抑制因子、DNA 损伤传感器和信号传感器组成的大型多亚基蛋白复合物的一部分。他们将这个复杂的 BASC 命名为“BRCA1 相关基因组监视复合体”。其中在复识别的DNA修复蛋白是ATM(607585),BLM(604610),MSH2(609309),MSH6(600678),MLH1,所述RAD50(604040)-MRE11(600814)-NBS1(602667)复合物,和RFC1( 102579 )-RFC2( 600404 )-RFC4(102577 ) 复杂。王等人(2000)建议 BASC 可以作为异常 DNA 结构的传感器和/或作为复制后修复过程的调节器。

同源染色体之间的减数分裂重组产生交叉和非交叉产物,它们源自双链断裂(DSB) 的形成,并由不同的 DSB 修复途径产生。吉永等人(2005)分析了小鼠卵子发生和精子发生中的交叉和非交叉,并确定交叉和非交叉途径都依赖于Spo11( 605114 )。Mlh1 是大多数交叉的形成所必需的,但不是非交叉的。其余 5% 到 10% 的跨界产品不需要 Mlh1。吉永等人(2005)得出的结论是,主要的交叉途径需要 MLH1 来进行交叉形成和异源双链 DNA 的错配修复。

MutL-α 是错配修复所需的 MLH1 和 PMS2 的异源二聚体。卡德罗夫等人(2006)将人类 MutL-α 鉴定为一种以 DNA 错配、MutS-α(参见609309)-、RFC-、PCNA( 176740 )-和 ATP 依赖性方式激活的潜在核酸内切酶。这种 4 蛋白系统对带切口的异源双链体的切口强烈偏向于带切口的链。然后通过 MutS-α 激活的核酸外切酶-1(EXO1; 606063 )的 5-prime-to-3-prime 活性去除由 2 个链断裂跨越的包含错配的 DNA 片段。通过突变分析,Kadyrov 等人(2006)将核酸内切酶活性位点对应到 PMS2 中的保守基序。

杰尔马诺等人(2017)在结肠直肠、乳腺癌和胰腺小鼠癌细胞中基因失活的 MLH1。错配修复(MMR) 缺陷细胞的生长与其在体外和免疫功能低下小鼠移植时的熟练对应物相当。相比之下,MMR 缺陷的癌细胞在移植到同基因小鼠中时生长不佳。MMR 的失活增加了突变负荷并导致动态突变谱,这导致体外和体内新抗原的持续更新,而 MMR 熟练细胞随着时间的推移表现出稳定的突变负荷和新抗原谱。当 MLH1 已被灭活的癌细胞积累了几代新抗原时,免疫监视就会得到改善。当仅限于克隆种群时,由 MMR 驱动的新抗原的动态生成进一步增加了免疫监视。由于对临床药物替莫唑胺的获得性耐药,MMR 失活增加了突变负荷,促进了人类结直肠癌中新抗原的持续更新,并触发了小鼠模型的免疫监视。杰尔马诺等人(2017)得出的结论是,靶向 DNA 修复过程会增加肿瘤细胞中新抗原的负担。

卡纳沃等人(2020)表明人类 MutS-γ,MSH4( 602105 ) 和 MSH5( 603382 )的复合物) 支持交叉、结合分支重组中间体并与 MutL-γ 相关联,MutL-γ 是 MLH1 和 MLH3 的复合物,在关节分子结构和相邻的双链 DNA 上稳定整体。MutS-γ 直接刺激 MutL-γ 核酸内切酶对 DNA 的切割。EXO1 进一步刺激了 MutL-γ 活性,但仅当 MutS-γ 存在时。RFC 和 PCNA 是核酸酶集合的附加组件,从而触发交叉。MutL-γ 不能与 Pcna 相互作用的酿酒酵母菌株在形成交叉方面存在缺陷。MutL-γ-MutS-γ-EXO1-RFC-PCNA 核酸酶集合优先切割带有霍利迪连接的 DNA,但它没有表现出典型的解析酶活性。反而,数据表明,核酸酶集合通过在连接点附近切割双链 DNA 来处理减数分裂重组中间体。作者提出,由于 MutL-γ 的 DNA 切口取决于其辅助因子,MutS-γ 和 RFC-PCNA 在减数分裂重组中间体上的不对称分布可能会导致 DNA 切割有偏差。他们认为这种 MutL-γ 核酸酶激活模式可以解释霍利迪连接或其前体在减数分裂染色体中的交叉特异性加工。

孤立地,Kulkarni 等人(2020)表明 PCNA 对于交叉偏置分辨率很重要。用人类酶进行的体外测定表明 PCNA 和 RFC 足以激活 MutL-γ 核酸内切酶。MutL-γ 进一步受到前交叉因子 EXO1 和 MutS-γ 的相互依赖活动的刺激,后者结合 Holliday 连接。作者发现 MutL-γ 还结合了各种分支 DNA,包括霍利迪连接,但它没有表现出典型的解析酶活性,这表明核酸内切酶切割连接分支点附近以实现解析。在体内,Rfc 促进萌芽酵母中的 MutL-γ 依赖性交叉。此外,Pcna 定位于沿突触染色体的预期交叉位点。库尔卡尼等人(2020) 得出的结论是,他们的数据突出了交叉分辨率与 DNA 错配修复起始步骤之间的相似性,并引发了减数分裂期间双霍利迪连接的交叉特异性分辨率的新模型。

▼ 生化特征
------
Ban 和 Yang(1998)确定了大肠杆菌 MutL 的 40 kD N 端片段的晶体结构,该片段保留了 MutL 家族中的所有保守残基。MutL 的结构与 DNA 促旋酶的含 ATP 酶片段的结构同源。作者证明 MutL 将 ATP 结合并水解为 ADP 和 Pi。MutL 家族中导致 DNA 错配修复缺陷和癌症倾向的突变主要发生在假定的 ATP 结合位点。Ban 和 Yang(1998)还提供证据表明,围绕该 ATP 结合位点的灵活但保守的环在 ATP 水解时会发生构象变化,从而调节 MutL 与修复机制的其他组件之间的相互作用。

埃里森等人(2001)在酵母 S. cerevisiae 中进行了定量体内 DNA 错配修复(MMR) 分析,以确定在人群中观察到的 MLH1 和 MSH2 基因中氨基酸置换的功能意义。先前在人类基因中观察到的错义密码子被引入酵母 MLH1 或 MSH2 基因的同源残基处。发现了三类错义密码子:(i) 功能完全丧失,即突变;(ii) 与野生型蛋白质无法区分的变体,即沉默多态性;(iii) 以降低的效率支持 MMR 的功能变体,即效率多态性。酵母中的功能结果与关于错义密码子外显率的可用人类临床数据之间存在良好的相关性。

使用生物信息学分析,Kosinski 等人(2010)确定 MLH1 和 PMS2 的二聚化通过其 C 端结构域发生,涉及 MLH1 中的残基 531 至 549 和 740 至 756 以及 PMS2 中的残基 679 至 699 和 847 至 862。

▼ 基因结构
------
韩等人(1995)报道人类 MLH1 基因由 19 个编码外显子组成,长度约为 100 kb。外显子 1 至 7 包含一个在酵母 MLH1 和 PMS1 基因中高度保守的区域。

▼ 测绘
------
帕帕多普洛斯等人(1994)通过荧光原位杂交将 MLH1 基因定位到染色体 3p21.3。布朗纳等人(1994)通过荧光原位杂交将 MLH1 基因定位到同一区域 3p23-p21.3。

▼ 分子遗传学
------
MLH1 到 3p21 的映射很有趣,因为该区域的标记与几个家族的遗传性非息肉性结肠癌有关(Lindblom 等,1993)。寻找 MLH1 基因的突变,Papadopoulos 等人(1994)对淋巴母细胞样细胞 RNA 进行 RT-PCR 分析,并直接对与 3p 标记相关联的 10 个 HNPCC 家族中的基因编码区进行测序。来自 7 个芬兰家族的所有受影响个体都表现出 578 至 632 位密码子的杂合缺失。这 7 个家族中的 5 个可以追溯到一个共同祖先,另外 2 个家族中存在相同的推定缺陷支持“创始人效应” ' 芬兰人口中的许多 HNPCC 病例。发现密码子 578 至 632 构成从 7 个家族中的 1 个等位基因中删除的单个外显子。该外显子编码在酵母 MLH1 中相同位置发现的几个高度保守的氨基酸。在另一个 3p 连锁家族中,Papadopoulos 等人(1994)观察到从密码子 727 的第一个位置开始的 4 个核苷酸缺失并产生移码,新的终止密码子位于下游 166 个核苷酸。结果,MLH1 的 C 端 19 个氨基酸被 53 个不同的氨基酸取代,其中一些由通常位于 3-prime 非翻译区的核苷酸编码。另一个亲属在密码子 755 和 756 之间显示了 4 个核苷酸的插入。这种插入导致开放解读码组的移码和延伸,包括正常终止密码子下游的 99 个核苷酸。一种细胞系显示密码子 252 中从 TCA 转换为 TAA,导致丝氨酸转化为终止( 120436.0001 )。

同时和孤立地,Bronner 等人(1994)同样以对应到 3p 的 HNPCC 的形式暗示了人类 MutL 同系物 MLH1。在 1 条染色体 3 连锁的 HNPCC 家族中,他们证明了受影响个体的错义突变( 120436.0002 )。

汉密尔顿等人(1995)在 HNPCC 患者中发现了 MLH1 基因( 120436.0003 )的突变。他患有遗传性非息肉病性结肠癌、胶质母细胞瘤和输尿管移行细胞癌。肿瘤组织样本显示 DNA 复制错误。

Han 等人使用 PCR-SSCP 分析和 DNA 测序来检查 34 名来自 HNPCC 谱系的无关癌症患者 DNA 中 MLH1 基因的整个编码区(1995)在 8 个(24% ) 中发现了种系突变:4 个错义突变、1 个影响剪接的内含子突变和 3 个导致突变位点下游基因产物截断的移码突变。

马利亚卡等人(1996)在俄罗斯和摩尔多瓦 HNPCC 家族的 MLH1 和 MSH2 基因中发现了 6 个不同的新突变。其中三个突变发生在 CpG 二核苷酸中,导致过早终止密码子、剪接缺陷或进化保守残基中的氨基酸替换。对包括新数据在内的已发表突变汇编的分析向作者表明,MSH2 和 MLH1 基因编码区内的 CpG 二核苷酸是单碱基对替换的热点。

通过对无关 HNPCC 家族的研究,Wijnen 等人(1996)评论说,虽然 MSH2 基因的突变谱是异质的,但在包含外显子 15 和 16 的区域中发现了一组 MLH1 突变,占迄今为止描述的所有孤立 MLH1 突变的 50%。他们表示,他们的发现对临床遗传服务的设计具有很大的实用价值。

Nystrom-Lahti 等人通过筛选显示 HNPCC 的芬兰家族成员以诱发 MSH2 和 MLH1 中的种系突变(1995)表明 MLH1 中的 2 个突变加起来占符合国际诊断标准的亲属的 63%(19/30)。一个突变,最初在包含外显子 16 的 MLH1 cDNA 中检测到 165-bp 缺失,显示代表 3.5-kb 基因组缺失,最有可能由 Alu 介导的重组引起( 120436.0004 )。第二个突变破坏了外显子 6 的剪接受体位点( 120436.0005 )。他们评论说,这是 Alu 介导的重组导致普遍的、显性遗传的癌症易感性的第一份报告。Nystrom-Lahti 等(1995)为两种突变设计了一种基于 PCR 的简单诊断测试。因此,2 个祖先的创始突变占了大多数芬兰 HNPCC 的亲属。

佐佐木等人(1996)研究了来自 23 名日本多原发癌患者的 43 种肿瘤和相应的正常组织。他们没有发现 MLH1 基因的种系突变,并且在检查的 43 个肿瘤中仅检测到 2 个体细胞错义突变。这 2 个肿瘤在所检查的 5 个微卫星位点中的 1 个以上均显示出增加的复制错误(RER+)。这两个突变中只有第二个发生在蛋白质的进化保守域中。

雅格等人(1997)报告了基于丹麦 HNPCC 登记册的研究,该登记册包括 28 个满足阿姆斯特丹标准的家庭。他们在大约 25% 的亲属中发现 MLH1 基因( 120436.0007 ) 中的内含子 14 创始人突变,并表明它与减毒的 HNPCC 表型相关,其特征是结肠外肿瘤的频率大大降低。该突变是 7 bp 缺失和 4 bp 插入的组合,它“使突变的等位基因沉默”,即它不表达。肿瘤表现出微卫星不稳定性(MSI),并且野生型 MLH1 等位基因的丢失很普遍。雅格等人(1997) 提出突变导致更温和的表型,因为突变的 MLH1 蛋白被阻止对错配修复系统的协同作用产生显性负效应。

黄等人(2001)研究了一个患有 HNPCC 的家庭,其中先证者在 14 岁时被诊断出患有结直肠癌;她的母亲、祖母和阿姨在 20 多岁时被诊断出患有 HNPCC。DNA 测序显示先证者是杂合的 R226X 突变( 120436.0011 )。

下平等人(1998)描述了一种使用酿酒酵母中表达的 MLH1 cDNA 的显性突变效应检测 MLH1 HNPCC 突变的新方法。在 HNPCC 患者中发现的大多数 MLH1 错义突变消除了显性突变效应。此外,从 HNPCC 患者的 mRNA 中 PCR 扩增 MLH1 cDNA,然后在体内重组到间隙表达载体中,允许使用这种方法检测 MLH1 中的杂合功能丧失性错义突变。这种功能检测提供了一种简单的方法来检测和评估 MLH1 中的致病突变。

刘等人(1999)描述了与结肠直肠癌相关的 MLH1 基因外显子 16 中的 2 个错义突变(参见120436.0012和120436.0013)。肿瘤没有显示 MSI,引发了一些潜在的重要问题。首先,即使是微卫星阴性的结直肠肿瘤也可能与种系突变有关,如果使用 MSI 测试来选择患者进行突变筛查,这些将被遗漏。其次,在这些病例中缺乏 MSI 表明致癌作用的机制可能与通常假设的不同。

在发生于香港年轻人的结直肠癌中,已发现微卫星不稳定性和种系错配修复基因突变的发生率很高。大多数种系突变涉及MSH2基因,这与西方人群的突变谱不同。在 MLH1 基因中,可变剪接很常见,这使基于 RNA 的突变检测方法变得复杂。相比之下,MLH1 中的大缺失,通常在某些种族中观察到,往往无法通过逐个外显子直接 DNA 测序来检测。陈等人(2001)报道了在香港遗传性非息肉病结肠直肠癌家族中检测到涉及 MLH1 基因外显子 11 的新型种系 1.8-kb 缺失。该突变产生了缺失外显子 10 和 11 的 mRNA 转录本,这与最常见和主要的 MLH1 剪接变体之一无法区分。基于断点区域 PCR 的诊断测试导致鉴定出另一名具有该突变的年轻结直肠癌患者。单倍型分析表明,这 2 名患者可能具有共同的祖先突变。这些结果对研究人员在解释可变剪接以及对中国人群 MLH1 突变检测策略设计的重要意义方面提出了警告。一个家庭的先证者在 33 岁时患上了结直肠癌。

维尔等人(2002)检查了一系列属于 HNPCC 或 HNPCC 相关家族的 52 名患者,所有这些患者之前都检测出 MMR 基因的点突变阴性。MLH1 和 MSH2 基因的 Southern 印迹突变筛选揭示了 3 名携带不同 MLH1 内部缺失的患者的异常限制模式。尽管 Alu 重复很可能与此类缺失的大多数情况有关,但可能涉及不同的分子机制。特别是,由Viel 等人鉴定了由 L1 介导的重组产生的 HNPCC(2002)作为 MMR 灭活突变的另一种机制。

戈尔洛夫等人(2003)评估了 MSH2 和 MLH1 基因中具有高分外显子剪接增强子(ESE) 基序的致病性错义突变(在 HNPCC 个体中发现)的共定位。他们发现这些基因中的致病性错义突变比预期的更频繁地位于 ESE 位点。致病性错义突变也倾向于降低 ESE 评分,从而导致剪接缺陷的高度倾向。相比之下,非致病性错义突变和无义突变相对于 ESE 位点随机分布。ESE 位点中观察到的和预期的错义突变频率的比较表明,MSH2 中 20% 或更多突变的致病作用是由 ESE 位点的破坏和剪接受到干扰造成的。同样,MLH1 基因中 16% 或更多的错义突变的致病作用与 ESE 相关。

大多数结直肠癌(CRC) 易感性不是由已知的风险因素解释的。因为 MLH1、MSH2 和 MSH6 突变是 HNPCC 中高外显率 CRC 易感性的基础,Lipkin 等人(2004)假设减毒等位基因也可能是对散发性 CRC 易感性的基础。他们在以色列先证者中寻找与 HNPCC 相关的基因变异,这些先证者的微卫星不稳定性表型未分层。关联研究确定了一种新的 MLH1 变异(415G-C;120436.0019) 大约 1.3% 的以色列 CRC 个人自称为犹太人、基督徒或穆斯林。MLH1 415C 具有临床显着的 CRC 易感性。与经典的 HNPCC 相比,与 MLH1 415C 相关的 CRC 通常没有微卫星不稳定性(MSI) 缺陷,这对于临床突变筛查很重要。结构和功能分析表明,MLH1 415G-C 突变会减弱但不会消除 MLH1 的正常 ATPase 功能。这些研究表明,功能减弱的错配修复蛋白的变体可能比之前假设的对散发性微卫星稳定 CRC 的易感性更高。

奥利维拉等人(2004)研究了 KRAS( 190070 ) 在来自生殖系 MLH1、MSH2 或 MSH6 突变、166 个微卫星不稳定(MSI-H) 和 688 个微卫星稳定(MSS) 散发性癌患者的 158 个 HNPCC 肿瘤中。所有肿瘤均以 MSI 为特征,并对 166 个散发性 MSI-H CRC 中的 81 个进行 MLH1 启动子高甲基化分析。在 40% 的 HNPCC 肿瘤中观察到 KRAS 突变,突变频率因受影响的错配修复基因而异:MSH2 中为 48%(29/61),MLH1 中为 32%(29/91) 和 83%(5/6 ) 在 MSH6(P = 0.01)。KRAS 突变频率在 HNPCC、MSS 和 MSI-H 结直肠癌(P = 0.002)和具有 MLH1 高甲基化的 MSI-H(P = 0.005)之间存在差异。此外,HNPCC 结直肠癌有更多的 G13D( 190070.0003) 突变比 MSS(P 小于 0.0001)、MSI-H(P = 0.02)或具有 MLH1 高甲基化的 MSI-H 肿瘤(P = 0.03)。无 MLH1 高甲基化的 HNPCC 结直肠癌和散发性 MSI-H 肿瘤具有相似的 KRAS 突变频率,尤其是 G13D。奥利维拉等人(2004)得出的结论是,根据导致 MSI-H 的遗传/表观遗传机制,致癌激活方面的结果可能不同,强化了 HNPCC、散发性 MSI-H(取决于 MLH1 状态)和 MSS 的观点结直肠癌可能靶向 RAS/RAF/MAPK 通路中的不同激酶。

曼戈尔德等人(2004)在 41 名被诊断为 Muir-Torre 综合征(MRTES; 158320 ) 的无关指标患者中筛选了 MSH2 和 MLH1 基因的突变,其中大多数被预选为肿瘤组织中的错配修复缺陷。在 27 名患者中鉴定出种系突变(突变检出率为 66%)。曼戈尔德等人(2004)指出,与没有 MRTES 表型的 HNPCC 患者相比,25(93%) 突变位于 MSH2 中,其中 MLH1 和 MSH2 突变的比例几乎相等(p 小于 0.001)。曼戈尔德等人(2004) 进一步指出,6(22%) 突变携带者不符合 Bethesda 的 HNPCC 标准,并建议将皮脂腺肿瘤添加到 Bethesda 指南中的 HNPCC 特异性恶性肿瘤中。

阿拉佐齐等人(2005)研究了微卫星重复序列 bat26 在 6 名携带者和 4 名非携带者的外周血淋巴细胞中的等位基因分布,这些携带者来自 2 个 HNPCC 家族,分别带有种系 MLH1 和 MSH2 突变。在非携带者中,存在高斯分布,没有短于 21 个腺嘌呤残基的 bat26 等位基因。所有 6 个 MLH1/MSH2 突变携带者都显示不稳定的 bat26 等位基因(20 个腺嘌呤残基或更短),总体频率为 5.6%(检测到 1814 个克隆中的 102 个)。阿拉佐齐等人(2005)建议检测短的不稳定 bat26 等位基因可能有助于识别属于没有可检测 MMR 基因突变的家庭的无症状携带者。

克亨伯格等人(2005)获得了对 MSH2 和 MLH1 基因致病突变携带者患结直肠癌(CRC) 和子宫内膜癌(EC) 的风险的估计。从荷兰 HNPCC 癌症登记处提取具有这些基因已知种系突变的家族。对 CRC 和 EC 的竞争风险模型进行了确认校正的最大似然估计。MSH2 和 MLH1 基因座被联合分析,因为风险没有显着差异(p = 0.08)。在 70 岁时,男性的 CRC 风险为 26.7%(95% CI,12.6 至 51.0%),女性为 22.4%(10.6 至 43.8%);EC 的风险为 31.5%(11.1% 至 70.3%)。这些风险估计大大低于以前使用的未考虑家庭选择的估计。

编码序列的变化可能会或可能不会影响编码的蛋白质序列,可能会破坏外显子剪接增强子(ESE),导致外显子跳跃。ESE 是短的、简并的、通常富含嘌呤的序列,在组成型和选择性剪接中都很重要。已在大量基因中鉴定出 ESE,它们的破坏与多种遗传疾病有关,包括 HNPCC(Stella 等,2001)、囊性纤维化( 219700 )、马凡综合征( 154700 ) 和 Becker 肌营养不良症( 300376)。麦克维蒂等人(2006)研究了 MLH1 外显子 3 的 5-prime 末端的 3-bp 缺失( 120436.0023),导致从 RNA 中删除外显子 3。剪接分析表明,在 mRNA 中包含外显子 3 是 ESE 依赖性的。外显子 3 ESE 未被所有可用的基序评分矩阵识别,突出了 RNA 分析在检测 ESE 破坏突变中的重要性。

Pagenstecher 等人(2006)检查了在 HNPCC 患者中检测到的 MLH1 和 MSH2 基因中的 19 个变异在 RNA 水平上的表达。发现 19 种中的 10 种影响剪接,包括预测为外显子序列中错义突变的几种变体(参见,例如,120436.0024)。研究结果表明,MLH1 和 MSH2 突变的 mRNA 检查应先于蛋白质水平的功能测试。

Barnetson 等人在没有预选的情况下,也不管家族史(2006)在他们被诊断为结直肠癌后不久招募了 870 名 55 岁以下的患者。他们研究了这些患者的 DNA 错配修复基因 MLH1、MSH2( 609309 ) 和 MSH6( 600678 ) 中的种系突变) 并通过多变量逻辑回归开发了一个 2 阶段模型,用于预测这些基因中是否存在突变。模型的第一阶段仅包含临床变量;第 2 阶段包括通过免疫组织化学染色分析肿瘤和检测微卫星不稳定性。该模型在孤立的患者群体中得到验证。此外,他们分析了 2,938 患者年的随访,以确定基因型是否影响生存。在 870 名参与者中,发现了 38 个突变:MLH1 中有 15 个,MSH2 中有 16 个,MSH6 中有 7 个。男性(6%) 和女性(3%) 的携带者频率差异显着(P 小于 0.04)。携带者的存活率与非携带者的存活率没有显着差异。

图尼尔等人(2008)检查了 MLH1 基因中 56 个未分类变异和 MSH2 基因中 31 个未分类变异的潜在剪接缺陷,这些变异在 82 名法国林奇综合征患者中发现。变体包括 54 个错义突变、10 个同义变化、20 个内含子变体和 3 个单密码子缺失。作者通过将来自患者基因组 DNA 的 PCR 扩增转录物插入转染到 HeLa 细胞中的报告基因小基因,开发了一种离体剪接分析。离体剪接试验表明,85 个变异等位基因中有 22 个影响剪接,包括 4 个影响推定剪接调控元件的外显子变异。该研究为评估在这些基因中发现的未分类变异的假定致病作用提供了一种工具。

唐等人(2009)在 93 个患有 HNPCC 的台湾家庭中的 61 个(66%) 中发现了 MLH1 或 MSH2 基因的致病突变或缺失。42 个家族具有 MLH1 突变,包括 13 个具有 R265C 突变( 120436.0030 ) 和 5 个具有 3-bp 缺失(1846delAAG; 120436.0018 )。13 个 MLH1 突变是新的,还发现了 6 个大的 MLH1 缺失。一个家族携带 MLH1 和 MSH2 突变。

Kosinski 等人使用结构建模(2010)确定了 19 种不同的 MLH1 改变,位于 C 端结构域,涉及与 PMS2 的二聚化。三个变化,Q542L、L749P 和 Y750X,导致 PMS2 共表达降低,在没有与 MLH1 相互作用的情况下不稳定,这表明这 3 个变化干扰了 MLH1-PMS2 二聚化。体外研究表明,所有 3 种变化都会损害错配修复,这表明二聚化中的缺陷可以取消适当的 MLH1 功能。额外的生化研究表明,4 个致病性不确定的变异(A586P、L636P、T662P 和 R755W)由于表达不佳或 MMR 效率不佳而被认为是有害的。最后,一些变体(例如,K618A;120436.0012),以前被归类为有害,被确定具有正常的 MMR 活动。

体质表观遗传突变,“种系表观突变”

赫尔曼等人(1998)据报道,MLH1 基因的 5-prime CpG 岛的高甲基化在大多数具有 MSI 的散发性原发性结直肠癌中发现,并且这种甲基化通常但并非总是与 MLH1 蛋白表达的丧失有关。这种甲基化也发生在 MSI 阴性肿瘤以及具有已知错配修复基因突变的 MSI 阳性肿瘤中,但不那么突出。没有发现 MSH2 的超甲基化。也经常观察到具有 MSI 的结直肠癌细胞系的高甲基化,在这种情况下,用 5-aza-2-prime-deoxycytidine 逆转甲基化不仅导致 MLH1 蛋白的重新表达,而且还导致错配修复能力的恢复在 MMR 缺陷细胞系中。

DNA 错配修复基因中的种系缺陷是遗传性非息肉病性结肠癌的遗传家族性癌症综合征的原因,其中受影响的个体表现出近端结肠癌、子宫内膜癌的加速发展( 608089),和胃。这些癌症通常表现出与种系突变体相反遗传的残留野生型 MMR 等位基因的失活,体外测定中 DNA MMR 活性的缺失,以及体内突变体表型的获得,显示基因突变率增加了 1,000 倍。此外,这些癌症显示出基因组 MSI 的相关不稳定性。MSI 在大约 15% 到 20% 的散发性结肠癌中同样存在,这些结肠癌发生在没有任何结肠癌家族史的个体中。与 HNPCC 相关的结肠癌一样,散发性 MSI 结肠癌主要发生在近端结肠,并且在转化生长因子-β II 型受体肿瘤抑制基因(TGFBR2; 190182)的突变热点处显示出很高的移码突变率。)。因此,家族性和散发性 MSI 结肠癌似乎具有共同的致癌途径。刘等人(1995)确定通过体细胞突变的 MMR 基因失活是一些散发性 MSI 结肠癌病例的原因。然而,出乎意料的是,在许多散发性 MSI 结肠癌中,发现 MMR 基因仍然是野生型。MMR 编码序列在许多散发性 MSI 子宫内膜癌中类似地被报道为野生型(Katabuchi 等,1995)。凯恩等人(1997)描述了一些 MSI 肿瘤中 MLH1 启动子区域的甲基化。维格尔等人(1998)研究了一组 MSI 癌细胞系,其中大部分被记录为从先前的 MSI 阳性恶性肿瘤中建立。在 6 个这样的案例中有 5 个,他们发现 MLH1 蛋白不存在,即使 MLH1 编码序列是野生型。在每种情况下,MLH1 蛋白的缺失都与 MLH1 基因启动子的甲基化有关。此外,在每种情况下,用去甲基化剂 5-氮杂胞苷处理都诱导了不存在的 MLH1 蛋白的表达。此外,在单细胞克隆中,MLH1 表达可以通过 5-氮杂胞苷暴露、清除和再暴露打开、关闭和再次打开。MLH1 的这种表观遗传失活还解释了母本和父本肿瘤 MLH1 等位基因的沉默,这两种基因都可以被 5-氮杂胞苷重新激活。因此,大量的人类 MSI 癌症似乎是由 MLH1 沉默引起的,这种机制可以通过表观遗传机制使两个 MLH1 等位基因失活。启动子甲基化与这种表观遗传沉默机制密切相关。

大约 20% 的子宫内膜癌(全球第五大最常见的女性癌症)表现出 MSI。尽管 MSI 在子宫内膜癌中的频率高于任何其他常见恶性肿瘤,但这些肿瘤中 MSI 的遗传基础仍然难以捉摸。辛普金斯等人(1999)研究了 MLH1 DNA 错配修复基因的甲基化在一系列散发性子宫内膜癌中 MSI 发生中的作用。MLH1 启动子在所研究的 53 种(77%) MSI 阳性癌症中有 41 种发生甲基化。另一方面,在 MSI 阴性肿瘤中,有证据表明研究的 11 种肿瘤中只有 1 种存在有限的甲基化。对一部分肿瘤的免疫组织化学研究表明,MSI 阳性肿瘤中 MLH1 启动子的甲基化与 MLH1 表达的丧失有关。免疫组织化学证明,2 个缺乏 MLH1 甲基化的 MSI 阳性肿瘤未能表达 MSH2 错配修复基因。这两种癌症都来自有家族史和病史的女性,这些女性的家族史和病史暗示着遗传性癌症易感性。

惠勒等人(2000)研究了来自 HNPCC 个体的 10 例 MSI 阳性散发性结直肠癌和 10 例结直肠癌。MLH1 基因的启动子区域在 10 例 MSI 阳性散发性癌症中的 7 例中被高甲基化,但在 HNPCC 癌症中没有。在 10 例 HNPCC 结直肠癌中的 8 例中观察到 MLH1 处的 LOH。惠勒等人(2000)得出的结论是,虽然突变和等位基因丢失是 HNPCC 癌症中 MSI 阳性表型的原因,但大多数 MSI 阳性散发性癌症在 MLH1 的启动子区域被高甲基化;因此,来自 HNPCC 患者的肿瘤通过与 MSI 阳性散发性肿瘤不同的途径获得更高的突变率。

表观遗传沉默可以通过消除基因的表达来模拟基因突变。苏特等人(2004)假设表观突变可能发生在任何基因中,作为易患疾病的种系事件,并在癌症个体的肿瘤抑制基因中寻找例子。他们报告了 2 个个体的 DNA 错配修复基因 MLH1 的全体细胞、等位基因特异性和镶嵌高甲基化。两个人都没有任何错配修复基因的基因突变证据,但都患有多个显示错配修复缺陷的原发性肿瘤,并且都符合遗传性非息肉病性结直肠癌的临床标准。

苏特等人(2004)报道了来自具有体细胞范围 MLH1 表观突变的个体的一小部分 FACS 分选精子中 MLH1 启动子的甲基化。在Suter 等人报告的附录中(2004)以及在通信中,Hitchins 和 Ward(2007)描述了使用 2 种定量技术重新评估来自原始个体的精子。它们包括对印记控制基因SNRPN( 182279),在精子细胞中未甲基化。他们的新数据表明,先前在精子中报告的 MLH1 甲基化很可能是人工制品,这是由于样本被体细胞或来自体细胞的游离 DNA 污染程度低所致。这些数据改变了最初的解释,即 MLH1 上表观遗传标记的不完全重置发生在个体精子的一部分中,并表明实际配子中的逆转是完全的。

全身体细胞中 MLH1 的 1 个等位基因发生高甲基化(种系表观突变)的人具有以遗传性非息肉病性结直肠癌的典型模式发展为癌症的倾向。通过研究 2 个这样的人的家庭,希钦斯等人(2007)发现了证据表明表观突变是从母亲传给她儿子的,但在他的精子中被抹去了。受影响的母体等位基因由这两个家族的其他 3 个同胞遗传,但在这些后代中,等位基因已恢复到正常的活跃状态。这些发现证明了癌症易感性的新遗传模式,并且与跨代表观遗传一致。

Gosden 和 Feinberg(2007)将遗传学和表观遗传学称为“大自然的笔和铅笔集”。他们认为 MLH1 中表观突变的遗传可能比第一个位点出现的更普遍。也许由于钢笔和铅笔都不能正确书写而导致疾病是相当普遍的。比约森等人(2004)建议对常见的人类疾病采用综合的表观遗传和遗传方法。常见疾病的遗传和表观遗传模型——包括神经精神疾病、风湿病和癌症——表明表观基因型会调节遗传效应。表观基因型反过来又受环境、父母的表观基因型、年龄以及调节 DNA 甲基化和染色质的基因座基因型的影响。

Hitchins 和 Ward(2009)回顾了构成性 MLH1 表观突变(参见,例如,120436.0015)在 HNPCC 相关癌症发展中的病因学作用。

克雷平等人(2012)在 134 名怀疑患有林奇综合征且 MMR 基因没有种系突变的患者中,有 2 名(1.5%) 发现了宪法性 MLH1 表观突变。一名患者是一名在 35 岁时患上结肠直肠癌的男性。肿瘤组织显示MSI,淋巴细胞DNA分析显示1个MLH1等位基因的启动子完全高甲基化。第二位患者是一名患有结肠直肠癌的女性,她的儿子患有结肠直肠癌,2 个女儿患有发育不良的结肠息肉。来自母亲的血液在 MLH1 启动子处显示出 20% 的高甲基化,表明嵌合现象。儿子和 1 名受影响的女儿在血液中也显示出部分高甲基化,表明表观突变通过种系遗传。第二个家族的 3 名患者的肿瘤组织也显示出 MLH1 的部分高甲基化,164757.0001)。

沃德等人(2013)筛选了 416 名结肠直肠癌患者,这些患者显示 MLH1 表达缺失,但 MLH1 中没有有害的种系突变。针对所有受试者的 MLH1 甲基化和 357 个人的启动子序列变化,筛选了组成型 DNA 样本。在 16 名受试者中鉴定出体质性 MLH1 表观突变。其中,7 个(1.7%) 具有单或半等位基因甲基化,8 个具有低水平甲基化(2%)。沃德等人(2013)得出的结论是,尽管 MLH1 调控区域的序列变化和异常甲基化很少见,但可能单独或共同导致癌症的发展,并建议对 MLH1 种系序列筛查呈阴性的个体进行筛查是必要的,并且MLH1 在其肿瘤中的表达缺失。

错配修复癌症综合征

错配修复癌症综合征(参见 MMRCS1, 276300),有时称为脑肿瘤-息肉病综合征-1 或 Turcot 综合征,由错配修复基因中的双等位基因突变引起。典型的表型包括结直肠腺瘤和脑肿瘤,最常见的是胶质母细胞瘤。然而,特里姆巴斯等人(2001)和Ostergaard 等人(2005)指出最初的定义可能过于严格,并认为 MMR 基因中双等位基因突变的全部表现包括早发性血液系统恶性肿瘤和咖啡牛奶斑的额外发现,提示神经纤维瘤病-1(NF1; 162200)。

里卡多内等人(1999)报道了 HNPCC 家族中的 3 名同胞在很小的时候就患有血液系统恶性肿瘤,其中 2 名显示出 NF1 的迹象。2 名同胞的 DNA 序列分析和等位基因特异性扩增显示纯合 MLH1 突变( 120436.0010 )。王等人(1999)描述了一个典型的 HNPCC 家族,其中纯合子 MLH1 突变( 120436.0011 ) 的MMR 缺陷儿童表现出新发 NF1 和早期结肠外癌的临床特征。观察结果表明 MMR 缺陷与人类发育相容,但可能导致胚胎发生过程中的突变。基于这些观察,Wang 等人(1999)推测 NF1 基因是这种改变的优先目标。王等人(2003)证明 NF1 基因的体细胞突变在 MMR 缺陷细胞中更常见。他们观察到 10 个具有微卫星不稳定性的肿瘤细胞系中的 5 个发生 NF1 改变,而 5 个 MMR 熟练的肿瘤细胞系中没有一个。在表现出微卫星不稳定性的 2 个原发性肿瘤中也检测到体细胞 NF1 突变。

▼ 动物模型
------
贝克等人(1996)产生了具有 Mlh1 基因无效突变的小鼠。他们报告说,除了损害复制保真度之外,Mlh1 缺陷似乎会导致男性和女性不育,与交叉水平降低有关。Mlh1 缺陷的精母细胞表现出高水平的过早分离的染色体,并且在减数分裂的第一次分裂中发生细胞周期停滞。贝克等人(1996)还使用免疫染色对精母细胞和卵母细胞中的 Mlh1 蛋白进行了分析。他们证明 Mlh1 位于减数分裂染色体上的交叉位点。他们得出结论,小鼠中的 Mlh1 参与了 DNA 错配修复和减数分裂交叉。

根据基因顺序和交叉频率的遗传分析构建的连锁图几乎没有提供减数分裂重组全基因组分布基础的线索,这可能表明影响减数分裂重组的染色体结构变异。为了弥补这一差距,Froenicke 等人(2002)生成了一个细胞学重组图,可识别雄性小鼠中的个体常染色体。他们从小鼠精母细胞中制备了联会复合物(SC) 减数分裂染色体,使用染色体特异性 DNA 文库通过多色 FISH 识别每个常染色体,并使用 Mlh1 的免疫定位,绘制了沿单个常染色体的 2,000 多个重组位点,Mlh1 作为错配修复蛋白标记交叉站点。他们表明 SC 长度与交叉频率和分布密切相关。尽管大多数这些 SCs 的长度对应于从它们的有丝分裂染色体长度等级预测的长度,但一些 SCs 比预期的更长或更短,Mlh1 频率相应增加和减少。尽管所有的二价物都具有某些重组特征,例如,着丝粒附近的交叉很少,远端重组率很高,单个二价体沿其长度具有独特的交叉分布模式。除了 SC 长度之外,其他未知因素也影响了交叉分布,导致单个染色体上的热点区域的重组频率比平均高出 6 倍,以及没有重组的冷点。通过用基因图谱的 BAC 重新探测 SC 遗传,以及没有重组的冷点。通过用基因图谱的 BAC 重新探测 SC 遗传,以及没有重组的冷点。通过用基因图谱的 BAC 重新探测 SC 遗传,弗罗尼克等人(2002)展示了将遗传连锁和物理重叠群图与有丝分裂和减数分裂染色体结构整合在一起的强大策略。

阿夫迪耶维奇等人(2008)在位于 ATP 结合域之一的 Mlh1 基因中产生了具有 G67R 突变的转基因小鼠。尽管源自纯合小鼠的细胞显示出 DNA 修复缺陷,但该突变并未影响细胞对 DNA 损伤的反应,包括肠粘膜上皮细胞的凋亡反应。与 Mlh1 缺失小鼠相比,这些小鼠表现出强烈的癌症倾向,但肠道肿瘤明显减少。Mlh1-null 小鼠确实在对 DNA 损伤的细胞反应中表现出缺陷。这些发现表明 Mlh1 基因中的错义突变可能以组织特异性方式影响 MMR 肿瘤抑制功能。此外,由于突变蛋白无法与粗线处的减数分裂染色体相互作用,纯合 G67R 小鼠是不育的,

▼ 等位基因变体( 34个例子):
------

.0001 大肠癌,遗传性非息肉,2 型
MLH1, SER252TER
在表现出微卫星不稳定性的结直肠肿瘤细胞系(H6)( 609310 ) 中,Papadopoulos 等人(1994)使用一种涉及 PCR 产物体外转录和翻译的技术来证明只产生了截短的多肽。cDNA 的序列分析揭示了密码子 252 处的 C 到 A 转换,导致终止密码子被丝氨酸取代。在来自 H6 细胞的 cDNA 或基因组 DNA 中未鉴定到正常 C 位置的条带,表明这些细胞缺乏野生型 MLH1 等位基因。

.0002 大肠癌,遗传性非息肉病,2 型
MLH1, SER44PHE
在一个患有遗传性非息肉病性结肠癌(HNPCC2; 609310 )的家族中,Bronner 等人(1994)发现 4 名受影响的个体在编码氨基酸 41 到 69 的外显子中是 C 到 T 取代的杂合子,这对应于蛋白质的高度保守区域。核苷酸替换导致 ser44 到 phe 氨基酸的变化。

.0003 大肠癌,遗传性非息肉,2 型
MLH1, 3-BP DEL, LYS618
在一名患有遗传性非息肉病性结肠癌(HNPCC2; 609310 )的男性(患者 14 )中,Hamilton 等人(1995)在 MLH1 基因中发现了一个 3-bp 缺失(AAG),导致密码子 618 处的赖氨酸丢失。 该患者在 30 岁时患有升结肠和横结肠的腺癌,降结肠和乙状结肠腺瘤32、33岁结肠癌,33岁回肠腺癌和多形性胶质母细胞瘤。有HNPCC家族史。据报道,该患者还患有输尿管移行细胞癌。

.0004 大肠癌,遗传性非息肉,2 型
MLH1,3.5-KB DEL
Nystrom-Lahti 等(1995)发现 MLH1 基因中的 3.5-kb 基因组缺失是造成 30 个符合 HNPCC 国际诊断标准的芬兰亲属中的 14 个的原因(HNPCC2; 609310 )。这些家族的起源集中在芬兰的中南部地区。该突变由外显子 15 和内含子 15 的近端 2.4 kb 组成,连接到内含子 16 的远端一半,然后是内含子 17。发现内含子 15 和 16 富含 Alu 重复序列。Nystrom-Lahti 等人建议的突变体和正常等位基因中缺失断点区域的序列分析(1995)认为缺失可能是由于 2 个 Alu 重复元件之间的重组,1 个在内含子 15 中,另一个在内含子 16 中。

这种大缺失突变和剪接位点突变导致外显子 6( 120436.0005 )缺失,由Moisio 等人提及(1996)分别作为突变 1 和 2,在具有 HNPCC 的芬兰亲属中很常见。为了评估这些突变的年龄和起源,Moisio 等人(1996)构建了围绕 MLH1 的 15 个微卫星标记的图谱,并使用此信息和 19 个突变 1 家族和 6 个突变 2 家族的单倍型分析。所有突变 1 家族都显示出基因内标记 D3S1611 的单个等位基因,在任何未受影响的基因组上均未观察到染色体。他们还共享了 MLH1 周围 2.0 至 19.0 cM 的标记单倍型部分。具有突变 2 的所有亲属共享另一个 D3S1611 等位基因和 5 到 14 个标记的保守单倍型,范围为 MLH1 周围 2.0 到 15.0 cM。使用单倍型保守程度来估计这 2 个突变的年龄。分析表明,突变 1 的遗传开始于 16 至 43 代(400 至 1,075 年)前,突变 2 的遗传开始于 5 至 21 代(125 至 525 年)前。这些年代测定与确定共同祖先分别出生于 16 世纪和 18 世纪的谱系结果一致。结果表明莫伊西奥等人(1996)迄今为止研究的所有芬兰亲属都表明突变 1 或突变 2 是种群起源相对较新的单一祖先建立突变的结果。或者,这些突变可能发生在其他地方,并且最近才被引入芬兰。

.0005 大肠癌,遗传性非息肉,2 型
MLH1、IVS5、GA、-1
在 5 个芬兰遗传性非息肉病性结直肠癌家族(HNPCC2; 609310 ) 中,Nystrom-Lahti 等人(1995)发现 MLH1 基因中的剪接位点突变是负责的。该突变由内含子 5 中剪接受体位点 -1 位置的 G 到 A 转变组成。这导致对应于外显子 6 的 92 bp 片段缺失,并导致移码,导致提前终止密码子24 bp 下游。

另见Moisio 等人(1996)和120436.0004。

.0006 穆尔-托雷综合征
MLH1, 370-BP DEL
Muir-Torre 综合征(MRTES; 158320 ) 是一种常染色体显性遗传疾病,其特征是发生皮脂腺肿瘤和皮肤癌,包括角化棘皮瘤和基底细胞癌。受影响的家庭成员可能表现出广泛的内部恶性肿瘤,包括结直肠、子宫内膜、泌尿系统和上消化道肿瘤。皮脂腺肿瘤在一般人群中很少见,被认为是 MRTES 的标志,并且可能在其他内脏癌发生之前出现。遗传性非息肉病性结直肠癌与 MRTES 具有许多共同特征,导致Lynch 等人(1985)提出这两种综合征具有共同的遗传基础。巴帕特等人(1996)在 MLH1 基因座中发现了 MLH1 基因座的突变,其中 17 个受影响的家庭成员患有结直肠癌和子宫内膜癌、皮脂腺肿瘤和造血系统恶性肿瘤。该家族最初由Green 等人报道(1994)排除了与 MSH2 基因座( 609309 ) 的联系。帕拉夫等人(1995)也描述了这个家庭。巴帕特等人(1996)研究了 2 个受影响的同胞,并通过蛋白质截断试验(PTT) 发现除了预期的 53.9 kD 野生型 MLH1 蛋白外,还有大约 41 kD 的截短基因产物。进一步分析发现与 MLH1 cDNA 的外显子 12 对应的 370 bp(密码子 346-467)缺失。MLH1 序列的检查表明缺失产生移码,导致外显子 13 中核苷酸 1472-1474 处的终止密码子和 40.8 kD 的截短蛋白质。使用基因内标记的连锁分析表明,对于野生型等位基因,受影响的亲本是杂合的,未受影响的亲本是纯合的。

.0007 大肠癌,遗传性非息肉,2 型
MLH1、IVS14DS、7-BP DEL 和 4-BP INS
在满足阿姆斯特丹标准的 21 个丹麦遗传性非息肉病性结直肠癌(HNPCC2; 609310 )家庭中,有 5 个家庭,Jager 等人(1997)在 MLH1 的内含子 14 中发现剪接供体突变:7-bp 缺失和 4-bp 插入的组合导致 +2 位置的强制性胸苷交换和 +3 至 +5 位置的保守嘌呤交换剪接供体位点。25 名受影响的个体中只有 2 人患有结肠外癌。一名患者在 33 岁时患有子宫内膜癌和 3 次连续的结直肠癌。第二名患者在 54 岁时患有壶腹癌和 4 次结肠直肠癌。具有内含子 14 突变的家族中的表型对应于 Lynch 综合征 I。在具有其他类型的内含子和剪接位点突变的 4 个家族中,几乎 50% 的受影响个体患有对应于 Lynch 综合征 II 的结肠外肿瘤。雅格等人(1997) 表明临床监测可能仅限于具有单等位基因 MLH1 表达的 HNPCC 基因携带者的结肠检查。

.0008 大肠癌,遗传性非息肉,2 型
MLH1, HIS329PRO
在一个符合阿姆斯特丹遗传性非息肉病性结直肠癌标准(HNPCC2; 609310 ) 的家族中,先前由Vasen 等人报道(1991) , Wang et al.(1997)鉴定了一个 his329 到 pro 种系突变。通过在 MLH1 基因的不同位点具有种系突变的另外 2 名 HNPCC 患者的结肠肿瘤中发现与体细胞事件(“第二次打击”)相同的错义突变,证明了这种突变具有致病意义。

.0009 大肠癌,遗传性非息肉,2 型
MLH1, 1-BP DEL, 1784T
在一个法裔加拿大亲属中,袁等人(1998)发现一种新的截短突变 1784delT 与遗传性非息肉病性结直肠癌有关(HNPCC2; 609310 )。I1307K APC 多态性( 175100.0029 ) 也在该家族中分离。这种与结直肠癌风险增加有关的多态性以前仅在自我报告的德系犹太人血统的个体中发现。在法裔加拿大家族中,I1307K 多态性与癌症的存在与否之间似乎没有关系。

.0010 大肠癌,遗传性非息肉,2 型
错配修复癌症综合症 1,包括
MLH1, ARG226TER
在一个患有遗传性非息肉病性结直肠癌(HNPCC2; 609310 )的土耳其家庭中,Ricciardone 等人(1999)确定了 3 名由近亲出生的同胞在很小的时候就患有血液系统恶性肿瘤,其中 2 人表现出 I 型神经纤维瘤病的迹象(NF1; 162200 )。3 个同胞的序列分析表明 MLH1 基因中 676C-T 突变的纯合性,导致 arg226-to-ter 突变(R226X)。3 岁时,所有 3 人都被诊断为血液系统恶性肿瘤。父母双方都是该突变的杂合子,并且在很小的时候就患有结肠癌。同胞的表型与错配修复癌症综合征(MMRCS1; 276300),表现出 NF1 和血液系统恶性肿瘤的特征。

黄等人(2001)研究了一个患有 HNPCC 的家庭,其中先证者在 14 岁时被诊断出患有结直肠癌;她的母亲、祖母和阿姨在 20 多岁时被诊断出患有 HNPCC。DNA 测序显示她是 R226X 突变的杂合子。由于该突变距外显子 8 的 3-prime 末端 2 bp 且可能影响供体剪接,因此进行了体外转录翻译试验并确认存在截短的肽,该肽在其 C 末端缺乏关键的 PMS2 结合区域.

.0011 大肠癌,遗传性非息肉,2 型
错配修复癌症综合症 1,包括
MLH1, GLY67TRP
Wang 等人,在北非近亲家族的 2 名受影响成员中,其中 11 名多代成员患有结直肠癌(HNPCC2; 609310 ),其中 8 名在 50 岁之前(1999)在 MLH1 基因的外显子 2 中发现了杂合的 G 到 T 颠换,导致 gly67 到 trp(G67W) 取代。两名纯合突变的女童早期出现血液肿瘤疾病,包括未分化的非霍奇金恶性淋巴瘤、急性髓细胞白血病和髓母细胞瘤,与错配修复癌症综合征(MMRCS1; 276300 ) 一致。此外,姐妹俩都有 I 型神经纤维瘤病(NF1; 162200):一个有多个但严格的半体型牛奶咖啡斑斑和胫骨假关节,而另一个有 9 个牛奶咖啡斑。没有其他家庭成员有 NF1。

.0012 重新分类 - 意义未知的变体
MLH1, LYS618ALA
这种变体,以前称为结肠癌,遗传性非息肉病,2 型,已根据Kosinski 等人的发现重新分类(2010)。

刘等人(1999)描述了与结肠直肠癌相关的 MLH1 基因的外显子 16 中的 2 个种系错义突变( 609310 ):lys618-to-ala(K618A) 和 glu578-to-gly(E578G; 120436.0013 )。肿瘤没有表现出通常的 DNA 微卫星不稳定性(MSI),如果使用这种方法选择患者进行突变筛查,肿瘤就会被遗漏。

使用体外功能表达研究,Kosinski 等人(2010)证明 K618A 变体完全表达并保留了 MMR 活性,并且 PMS2( 600259 ) 是稳定的。作者将 K618A 归类为意义不确定的变异,而不是致病变异。

.0013 重新分类 - 意义未知的变体
MLH1, GLU578GLY
这种变体,以前称为结肠癌,遗传性非息肉病,2 型,已根据Kosinski 等人的发现重新分类(2010)。

刘等人(1999)描述了与结肠直肠癌相关的 MLH1 基因的外显子 16 中的 2 个种系错义突变( 609310 ):lys618-to-ala(K618A; 120436.0012 ) 和 glu578-to-gly(E578G)。肿瘤没有表现出通常的 DNA 微卫星不稳定性(MSI),如果使用这种方法选择患者进行突变筛查,肿瘤就会被遗漏。

使用体外功能表达研究,Kosinski 等人(2010)证明 K618A 变体完全表达并保留了 MMR 活性,并且 PMS2( 600259 ) 是稳定的。作者将 K618A 归类为意义不确定的变异,而不是致病变异。

.0014 大肠癌,遗传性非息肉,2 型
错配修复癌症综合症 1,包括
MLH1, EX16DEL
维尔基等人(2001)在一名 4 岁女孩中发现了 MLH1 基因外显子 16 的纯合缺失,该女孩因神经胶质瘤引起的脑出血意外死亡。她也有牛奶咖啡斑,包括 NF1 特有的多个腋窝雀斑(见162200),没有 NF1 的其他特征。该女孩的表型与错配修复癌症综合征(MMRCS1; 276300 )谱一致。有遗传性非息肉病性结直肠癌(HNPCC2; 609310 )家族史的父母双方都是该缺失的杂合子。

.0015 大肠癌,遗传性非息肉,2 型
MLH1,高甲基化
加佐利等人(2002)检查了 14 例疑似具有微卫星不稳定性(MSI) 的遗传性非息肉病性结直肠癌(HNPCC2;609310 ),但其中没有胚系 MSH2( 609309 )、MSH6( 600678)),或检测到 MLH1 突变,用于 MLH1 关键启动子区域中 CpG 位点的高甲基化。使用甲基化特异性 PCR 和亚硫酸氢钠处理的基因组 DNA 的序列分析来确定甲基化模式。在 1 例中,从血液中分离出的 DNA 中检测到 1 个等位基因的 DNA 高甲基化。本例肿瘤微卫星不稳定性高,未甲基化的MLH1等位基因因杂合性缺失而被消除,甲基化的等位基因被保留。免疫组织化学证实,这种双等位基因失活导致肿瘤中 MLH1 表达的丧失。这些结果表明了癌症易感基因的种系失活的新模式。

莫拉克等人(2008)在 MLH1 基因突变的 94 名无关患者中,有 12 名(13%) 患有肿瘤和 MLH1 蛋白表达缺失的外周血细胞中 MLH1 近端启动子区域的高甲基化。来自 3 名患者的正常结肠组织、颊粘膜和肿瘤组织也显示出 MLH1 启动子的异常甲基化。七名患者是杂合的信息 SNP 显示等位基因特异性甲基化,不限于任一等位基因变异。五名患者有大约 50% 的甲基化,与 1 个等位基因的完全甲基化一致。一名患者表现出 100% 甲基化,其余患者表现出嵌合或不完全甲基化。在一对母子中发现了超甲基化,表明有表观突变的家族倾向。然而,莫拉克等人(2008)得出结论,正常体细胞中的 MLH1 高甲基化可能构成前病变,并且应监测具有此类缺陷的患者。

克雷平等人(2012)在 134 名怀疑患有林奇综合征且 MMR 基因没有种系突变的患者中,有 2 名(1.5%) 发现了宪法性 MLH1 表观突变。一名患者是一名在 35 岁时患上结肠直肠癌的男性。肿瘤组织显示MSI,淋巴细胞DNA分析显示1个MLH1等位基因的启动子完全高甲基化。第二位患者是一名患有结肠直肠癌的女性,她的儿子患有结肠直肠癌,2 个女儿患有发育不良的结肠息肉。来自母亲的血液在 MLH1 启动子处显示出 20% 的高甲基化,表明嵌合现象。儿子和 1 名受影响的女儿在血液中也显示出部分高甲基化,表明表观突变通过种系遗传。第二个家族的 3 名患者的肿瘤组织也显示出 MLH1 的部分高甲基化,164757.0001)。

.0016 大肠癌,遗传性非息肉,2 型
MLH1, -42C-T, 启动器
格林等人(2003)在纽芬兰的一个亲属中描述了遗传性非息肉病性结直肠癌中可遗传的 MLH1 启动子突变的第一份报告(HNPCC2; 609310 )。-42C-T 突变位于推定的 Myb 原癌基因( 189990) 结合位点。使用电泳迁移率变化分析,他们证明突变的 Myb 结合序列在结合核蛋白方面不如野生型启动子序列有效。在 HeLa 细胞中使用体内转染实验,他们进一步证明突变的启动子在驱动报告基因表达方面的活性只有野生型启动子的 37%。6名大肠癌家族成员的平均发病年龄为62,明显晚于HNPCC家族的典型发病年龄。这一发现被认为与该家族受影响成员的错配修复功能显着降低但并非完全消除一致。

.0017 大肠癌,遗传性非息肉,2 型
MLH1,THR117MET
大多数与 HNPCC 相关的突变发生在 MSH2( 609309 ) 和 MLH1 基因中(分别参见120435和609310)。魏等人(2003)在符合阿姆斯特丹标准的 15 个台湾 HNPCC 亲属中研究了这 2 个基因,使用基于 RNA 和 DNA 的方法。在15个亲缘中没有发现MSH2突变,3个亲缘中发现MLH1突变(20%),低于其他国家的报道。在西方国家发现了 2 个新的缺失,1 个突变已被多次报道(Maliaka 等人,1996 年;Liu 等人,1996 年;Trojan 等人,2002 年))。外显子 4 中密码子 117 的 C 到 T 转换导致氨基酸从苏氨酸变为甲硫氨酸。

.0018 大肠癌,遗传性非息肉,2 型
MLH1, LYS616DEL
在 4 例遗传性非息肉病性结直肠癌(HNPCC2; 609310 ) 中,Taylor 等人(2003)发现 3 个核苷酸 1846_1848delAAG 的缺失,导致 lys616(K616del) 从 MLH1 蛋白中缺失。Miyaki 等人先前已观察到这种突变(1995)。泰勒等人(2003)使用多重连接依赖性探针扩增(MLDA) 分析来证明缺失。

唐等人(2009)在患有 HNPCC2 的 5 个台湾家庭的受影响成员中发现了杂合 1846_1848delAAG 突变。

.0019 大肠癌,散发性,易患
MLH1, ASP132HIS
使用新型高密度寡核苷酸阵列(HNPCC 芯片)寻找以色列家族性结直肠癌(CRC;114500)先证者的 MLH1、MSH2(609309)和 MSH6(600678)基因中的变异,利普金等(2004)鉴定了 MLH1 基因中的 415G-C 翻译,导致 asp132-to-his(D132H) 氨基酸取代。MLH1 415C 具有临床显着的 CRC 易感性。与经典的 HNPCC 相比,与 MLH1 415C 相关的 CRC 通常没有微卫星不稳定性(MSI) 缺陷,这对于临床突变筛查很重要。结构和功能分析表明,MLH1 415G-C 突变使 MLH1 的正常 ATPase 功能减弱,但并未消除。

.0020 大肠癌,遗传性非息肉,2 型
错配修复癌症综合症 1,包括
MLH1、PRO648SER
Bisgaard 等人报告了8 名患有遗传性非息肉病性结直肠癌(HNPCC2; 609310 )的丹麦家族成员(2002),Raevaara 等人(2004)在 MLH1 基因中发现了 pro648 到 ser(P648S) 突变。只有 1 名成员,一个 6 岁的孩子,有直系表亲的父母,是该突变的纯合子。她有 I 型神经纤维瘤病(NF1; 162200 ) 的轻微特征,没有血液系统癌症。她有牛奶咖啡斑和临床诊断为神经纤维瘤的皮肤肿瘤,但没有腋窝雀斑或其他异常。该表型与错配修复癌症综合征(MMRCS1; 276300 )谱一致。雷瓦拉等人(2004) 评论说突变的蛋白质不稳定但在错配修复中仍然起作用,这表明家族中的癌症易感性以及纯合个体中可能的轻度疾病表型与功能性蛋白质的短缺有关。

.0021 大肠癌,遗传性非息肉,2 型
MLH1, SER269TER
在22 岁时患结肠癌的 30 岁患者( 609310 ) 中,Rey 等人(2004)在 MLH1 基因的外显子 10 中发现了纯合的 806C-G 颠换,导致 ser269 到 thr(S269T) 取代。许多父系和母系成员都患有结肠癌、胃息肉病或乳腺癌。提出了创始人效应,因为两个祖先家族都来自法国南部的同一个小地区。MLH1 完全失活被认为是导致结肠癌早熟和该患者更具侵袭性的表型的原因。亲属无法研究。

.0022 大肠癌,遗传性非息肉,2 型
MLH1, ALA681THR
在对来自符合阿姆斯特丹 II 诊断标准或疑似遗传性非息肉病性结直肠癌 MSH2( 609309 ) 和 MLH1 种系突变标准的家庭的 226 名患者进行的筛查中,Kurzawski 等人(2006)在 8 个波兰家庭中发现 MLH1 的 ala681 到 thr(A681T) 变化,与 HNPCC2( 609310 )一致。他们得出的结论是,这是波兰最常发生的 MLH1 突变,是创始突变。氨基酸取代是由外显子 18 中的 2041G 到 A 转换引起的。

.0023 大肠癌,遗传性非息肉,2 型
MLH1, 3-BP DEL, 213AGA
麦克维蒂等人(2006)证明了 MLH1 的外显子 3 中存在外显子剪接增强子(ESE),并表明该 ESE 中的 3 bp 框内缺失(213_215delAGA) 是遗传性非息肉病性结直肠癌(HNPCC2; 609310 ) 的原因一个魁北克家庭。缺失导致密码子 71 丢失并导致 mRNA 剪接过程中外显子 3 的跳跃。

.0024 大肠癌,遗传性非息肉,2 型
MLH1, EX18DEL
在 4 名不相关的遗传性非息肉病性结直肠癌患者(HNPCC2; 609310 ) 中,Pagentecher 等人(2006)鉴定了 MLH1 基因中的杂合 2103G-C 颠换。预计这种变化会导致 gln701 到 His(Q701H) 的取代,但 RNA 分析显示它导致剪接缺陷和外显子 18 的完全丢失。

.0025 大肠癌,遗传性非息肉,2 型
MLH1,表观遗传沉默
一些表观遗传变化可以通过种系原封不动地传递(称为“表观遗传”)。Suter 等人提供了这种机制发生在人类中的证据(2004)通过鉴定 MLH1 基因的 1 个等位基因在整个体细胞中表观遗传沉默的个体(暗示种系事件)。这些个体受遗传性非息肉病性结直肠癌(HNPCC2; 609310 ) 的影响,但在 MLH1 中没有可识别的突变,即使它被沉默,这表明表观突变可以对遗传疾病进行表型复制。

.0026 重新分类 - 意义未知的变体
MLH1,表观遗传沉默继承,启动子
这种变体以前称为结肠直肠癌,遗传性非多发性,2 型,已根据Hamosh(2018 年)对 dbSNP 和 1000 基因组计划数据库的审查重新分类。

希钦斯等人(2007)描述了一个家庭,其中一名 66 岁的妇女是 2 个不同配偶的 3 个儿子的母亲,患有遗传性非息肉病性结肠直肠癌的临床表现。她患有具有微卫星不稳定性且缺乏 MLH1 表达的异时性癌。子宫内膜癌的诊断是在 45 岁时作出的;结肠,59 岁;和 60 岁时的直肠。她是 MLH1 启动子( rs1800734 )内 SNP 的杂合子,甲基化仅限于 A 等位基因。在该女性中,大约 50% 的染色体上 A 等位基因的甲基化通过亚硫酸盐测序得到证实。希钦斯等人(2007)在她儿子的 MLH1 外显子 16 中发现了一个可表达的 CT SNP,这被用来证明他只从从父亲那里继承的 MLH1 等位基因转录 RNA。数据与 MLH1 表观突变从先证者传给她的儿子是一致的。在从这个儿子获得的外周血白细胞的 DNA 中,大约一半的 MLH1 等位基因被甲基化。相比之下,他的精子没有 MLH1 甲基化的痕迹,尽管包含来自他父亲和母亲的等位基因比例相等。此外,对他精子中 MLH1 外显子 16 CT SNP 的 RNA 的分析表明,母系衍生的 MLH1 等位基因重新激活。这些结果表明在精子发生过程中 MLH1 表观突变恢复正常,表明从该家庭成员遗传的风险可以忽略不计。

Hamosh(2018)发现 c.-93G-A(NM_000249.3) MLH1 启动子变体在 dbSNP 中的次要等位基因频率(MAF) 为 0.32,在 1,008 个东亚等位基因中的 552 个(MAF 55%) 中存在1000 Genomes Project 数据库(2018 年 4 月 20 日),表明该变异不是致病性的。

.0027 错配修复癌症综合症 1
大肠癌,遗传性非息肉病,2 型,包括在内
MLH1, 2-BP DEL, 593AG
在一名患有胶质母细胞瘤、肾母细胞瘤和牛奶咖啡斑与错配修复癌症综合征(MMRCS1; 276300 )一致的 4 岁男孩(病例 I)中,Poley等人(2007)确定了 MLH1 基因中 2 个突变的复合杂合性:2-bp 缺失(593delAG) 和met35-to-asn(M35N; 120436.0028 ) 替换。肿瘤和正常组织的 MLH1 蛋白均为阴性。肾母细胞瘤显示微卫星不稳定性,但胶质母细胞瘤没有。父母双方都来自具有 HNPCC2( 609310 ) 的家族,他们各自为各自的突变杂合子。

.0028 错配修复癌症综合症 1
大肠癌,遗传性非息肉病,2 型,包括在内
MLH1, MET35ASN
Poley 等人讨论了在错配修复癌症综合征(MMRCS1; 276300 )患者中发现的 MLH1 基因中的met35-to-asn(M35N) 突变处于复合杂合状态(2007),见120436.0027。

.0029 大肠癌,遗传性非息肉,2 型
MLH1, GLY67GLU
在患有遗传性非息肉病性结肠直肠癌(HNPCC2; 609310 )的家族成员中,Clyne 等人(2009)鉴定了 MLH1 基因外显子 2 中的杂合 200G-A 转换,导致 gly67 到 glu(G67E) 取代。男性先证者患有乳腺癌、大腿平滑肌肉瘤、结肠癌和前列腺癌。其他受影响的家庭成员中其他相对不寻常的肿瘤包括食管癌、宫颈腺鳞癌、少突胶质细胞瘤和前列腺癌。酵母中的体外功能表达分析表明,G67E 突变蛋白干扰了防止突变积累的能力,这与功能丧失一致。

.0030 大肠癌,遗传性非息肉,2 型
MLH1, ARG265CYS
在 13 个台湾遗传性非息肉病性结直肠癌(HNPCC2; 609310 )家庭的受影响成员中,Tang 等人(2009)鉴定了 MLH1 基因外显子 10 中的杂合 793C-T 转换,导致 arg265 到 cys(R265C) 取代。在 300 个对照中未发现突变。发生的癌症包括结肠癌、直肠癌、胃癌、子宫内膜癌、卵巢癌、乳腺癌等。单倍型分析表明有2种常见单倍型,其中1种为10个科共有,表明它在几个世纪前在中国有共同的起源。

.0031 大肠癌,遗传性非息肉,2 型
MLH1,11.6-KB DEL
在MLH1、MSH2( 609309 ) 或 MSH6( 600678 )种系突变的 84 个 Lynch 综合征(HNPCC2;见609310 ) 家族中的14 名无关患者和 95 名家庭成员中,Pinheiro 等人(2011)确定了影响 MLH1 和连续 LRRFIP2 基因的相同外显子重排( 614043)。所有 14 名先证者均含有 11,627 bp 缺失,包括 MLH1 基因的外显子 17 至 19 和 LRRFIP2 基因的外显子 26 至 29。5-prime 和 3-prime 断点分别位于 MLH1 外显子 16 下游 280 bp 和 LRRFIP2 外显子 25 上游 678 bp(chr3: 37.089-37.101 Mb, GRCh37)。因此该突变被指定为 1896+280_oLRRFIP2:1750-678del。该突变占其系列中所有有害错配修复突变的 17%。单倍型分析显示大约 1 Mb 的保守区域,突变年龄估计为 283 +/- 78 年,或到 18 世纪初。所有 14 个家庭都来自波尔图区的农村。皮涅罗等人(2011) 建议使用该突变作为葡萄牙血统家庭中林奇综合征的一线筛查。

.0032 大肠癌,遗传性非息肉,2 型
MLH1、IVS3DS、GA、+5
在来自西班牙北部的 17 个患有遗传性非息肉病性结直肠癌(HNPCC2; 609310 ) 的西班牙家庭中,Borras 等人(2010)鉴定了 MLH1 基因(306+5G-A) 内含子 3 中的 G 到 A 转换。对患者淋巴细胞的 RT-PCR 显示出异常的 mRNA 转录本,预计会产生截短的蛋白质。该转录本与对应于外显子 3 框内跳跃的转录本数量增加有关。尽管该变异在 RNA 水平上具有致病性,但在来自携带者的淋巴细胞中未观察到异常条带或蛋白质表达差异,这表明突变蛋白不稳定。到 70 岁时,携带者患结直肠癌的终生风险估计为男性 20.1% 和女性 14.1%。确定了一个常见的单倍型,与创始人效应一致,突变的年龄估计为 53 至 122 代。

.0033 大肠癌,遗传性非息肉,2 型
MLH1, LEU622HIS
在来自西班牙南部的 12 个患有遗传性非息肉病性结直肠癌(HNPCC2; 609310 ) 的西班牙家庭中,Borras 等人(2010)鉴定了 MLH1 基因中的 1865T-A 颠换,导致 MutL 相互作用域中高度保守的残基被 leu622 替换为 His(L622H)。体外功能表达研究表明,替代导致 MLH1 蛋白的量减少。分析的 6 个肿瘤中有 5 个丢失了 MLH1 野生型等位基因,这表明野生型蛋白丢失具有生长优势。到 70 岁时,携带者患结直肠癌的终生风险估计为男性 6.8% 和女性 7.26%。确定了一个常见的单倍型,与创始人效应一致,突变的年龄估计为 12 至 22 代。

.0034 错配修复癌症综合症 1
MLH1, LEU73ARG
在一名患有错配修复癌症综合征(MMRCS1; 276300 )的男孩(患者 2 )中,Baas 等人(2013)鉴定了 MLH1 基因外显子 3 中的纯合 c.218T-G 颠换,导致 leu73 到 arg(L73R) 取代。他的父母没有血缘关系,但来自同一个波利尼西亚太平洋岛屿人口。体外功能表达研究表明突变蛋白没有DNA修复活性。该患者首先出现多形性胶质母细胞瘤,后来发展为 T 细胞淋巴母细胞淋巴瘤。他在治疗结束时死于败血症。脑成像显示胼胝体、半球间和脑内囊肿以及右侧皮质下和脑室周围异位几乎完全发育不全。他还被指出有多个咖啡馆。母亲家族史为结直肠癌阳性。