遗传性癌症综合征，如林奇综合征（Lynch Syndrome, LS），是导致个体终生罹患多种癌症风险显著增加的元凶，且常在年轻时发病。其中，结直肠癌（Colorectal Cancer, CRC）是LS患者最常见的恶性肿瘤之一。识别并检测具有特定遗传性癌症倾向的个体，对于患者及其家庭成员而言，具有深远的意义。这不仅能提供专业的癌症风险咨询，还能指导最佳的监测方式、时机以及预防性手术的考量。
林奇综合征：遗传性癌症的根源
林奇综合征，又称遗传性非息肉病性结直肠癌（HNPCC），是一种常染色体显性遗传疾病，影响着约每300人中的1人。它显著提高了患者罹患结直肠癌和子宫内膜癌的风险，也是遗传性结直肠癌最常见的病因。癌症风险的增加主要归因于DNA错配修复（MMR）基因的胚系缺陷。这些基因在维持基因组完整性方面至关重要，它们负责纠正DNA复制过程中产生的碱基对错配和单核苷酸重复序列的插入或缺失。当MMR系统受损时，DNA复制错误无法被有效修复，导致突变积累，进而引发癌症。
林奇综合征的诊断通常涉及鉴定MMR基因（包括MLH1、MSH2、MSH6和PMS2）的胚系突变。研究表明，高达80%的LS相关癌症与MLH1或MSH2基因突变有关，其余病例则可能由MSH6或PMS2基因的改变引起。错配修复缺陷（dMMR）可能由点突变、基因缺失或表观遗传机制（如DNA甲基化）导致。功能性修复起始复合物的组装需要必需蛋白质的存在，而MLH1与PMS1或PMS2相互作用形成异二聚体，再与MSH2/MSH6或MSH2/MSH3结合。因此，MLH1和MSH2中的许多突变会损害这些蛋白质复合物的组装，削弱细胞应对遗传毒性应激的能力。
24岁横结肠癌患者案例：MLH1基因新型突变解析
本研究聚焦于一名24岁女性患者，她被诊断出患有横结肠癌，肿瘤大小约8×5.5×4.7 cm，且已进展至晚期（T4bN2M1b）。组织学分析证实为腺癌，并伴有中度贫血、慢性肺部炎症和营养不良。免疫组化分析显示，患者肿瘤组织中MMR蛋白MLH1和PMS2的表达同时缺失。由于MLH1和PMS2蛋白通常形成稳定的异二聚体并协同发挥功能，它们的同步缺失强烈提示存在胚系MLH1基因突变，这与LS相关的结直肠癌高度相关。
▲图1 CRC样本的组织学结果
为进一步明确MLH1基因突变的详细信息，研究人员采用了靶向区域捕获结合下一代测序（NGS）技术。结果发现，患者的MLH1基因存在一个此前未报道的新型框内缺失突变（c.1840_1851delTTTCTGAAGAAG），导致编码蛋白的614至617位氨基酸缺失。Sanger测序进一步证实了这一发现。值得注意的是，患者的母亲也被检测到相同的框内缺失突变，其母亲有子宫内膜癌伴宫颈浸润病史，且肿瘤组织中同样显示MLH1和PMS2蛋白表达缺失，这有力地支持了该突变与家族遗传倾向的关联。
▲图2 MLH1基因检出一个新型框内缺失突变
▲图3 患者家系
由于该突变的功能研究或临床意义此前未见报道，且在大规模基因组数据库中也无记录，根据美国医学遗传学学会（ACMG）的标准和指南，该突变最初被归类为意义未明的变异（VUS）。
功能验证：MLH1突变如何破坏DNA修复机制？
为阐明MLH1基因突变的功能-结构关系，研究人员利用AlphaFold蛋白质结构数据库构建了MLH1蛋白的预测三维结构模型。结果显示，Phe614至Lys617氨基酸的缺失破坏了野生型蛋白的天然螺旋结构，导致关键氢键相互作用的消失。这些结构改变提示该MLH1基因突变可能与肿瘤发生密切相关。
▲图4 MLH1突变蛋白结构变化的计算预测与分析
进一步的功能实验评估了MLH1基因突变对其表达水平和功能的影响。研究人员构建了携带野生型和突变型MLH1序列的质粒，并在细胞中进行转染。结果发现，与野生型相比，MLH1变异体的蛋白表达水平显著降低，但在mRNA水平上未观察到显著差异。更重要的是，该突变显著减弱了MLH1与PMS2的物理相互作用，从而影响了PMS2蛋白的稳定性。这些发现共同表明，MLH1的框内缺失突变（c.1840_1851del）导致蛋白不稳定且易降解，进一步损害PMS2的稳定性，最终促进了林奇综合征的发生。
▲图5 MLH1突变对mRNA表达和蛋白质功能影响
临床意义与展望：基因检测助力精准抗癌
尽管MLH1基因突变（c.1840_1851delTTTCTGAAGAAG）最初被归类为VUS，但本研究通过基因检测与功能实验相结合的方法，明确证实了该突变与林奇综合征相关肿瘤易感性增加之间存在显著关联，尤其是在年轻发病的患者中。这些遗传改变破坏了DNA复制和修复系统，导致基因组不稳定性和癌症易感性增加，因此应被重新归类为致病性变异。
这项研究为评估携带MLH1基因突变的个体及家族的癌症易感性提供了宝贵的见解，有助于阐明MLH1在癌症发生中的功能作用。所呈现的数据可为MLH1变异携带者的临床风险分层策略和个性化监测方案提供重要参考。对于确诊遗传性癌症的患者，深入了解基因突变是选择合适治疗方案的关键一步，包括可能受益于靶向药治疗。MedFind等平台提供专业的AI问诊服务和前沿抗癌资讯（https://medfind.link/info），帮助患者获取更全面的信息，辅助决策。同时，MedFind也为患者提供海外靶向药代购服务（https://medfind.link/shop），助力患者获取所需药品。
