安徽人群1871例親子鑒定案件中STR基因座突變的分析

彭苗苗，吳秋昀，吳 昊

(1．安徽龍圖司法鑒定中心 法醫(yī)物證室，安徽 合肥 230000；2.合肥市司法局 政治部，安徽 合肥 230000)

·法醫(yī)學(xué)·

安徽人群1871例親子鑒定案件中STR基因座突變的分析

彭苗苗1，吳秋昀1，吳 昊2

(1．安徽龍圖司法鑒定中心 法醫(yī)物證室，安徽 合肥 230000；2.合肥市司法局 政治部，安徽 合肥 230000)

目的：觀察和分析GoldeneyeTMDNA身份鑒定系統(tǒng)的20A試劑盒19個(gè)STR基因座在安徽人群親子鑒定中的突變現(xiàn)象。方法：應(yīng)用該試劑盒檢測(cè)1871例親子鑒定結(jié)論為“肯定”的案例并進(jìn)行基因分型。結(jié)果：1871例親子鑒定中雙親鑒定有66例，單親鑒定有1805例，共計(jì)1937次減數(shù)分裂。1871例中共統(tǒng)計(jì)到55例有STR基因座發(fā)生突變，19個(gè)基因座均有突變現(xiàn)象發(fā)生。其中一步突變的比例為90.9%。突變來源上，父系和母系來源有明顯的性別差異。結(jié)論：STR基因座突變是較為常見的現(xiàn)象，要選擇突變率低、多態(tài)性好的遺傳標(biāo)記，根據(jù)實(shí)際情況補(bǔ)充檢測(cè)STR位點(diǎn)以及借助測(cè)序等手段以降低誤判風(fēng)險(xiǎn)。

親子鑒定；突變；安徽地區(qū)；STR基因座

【DOI】10.3969/j.issn.1002-0217.2017.03.004

短串聯(lián)重復(fù)序列(shot tandem repeat,STR)基因座是人類的一種重要的遺傳標(biāo)記，在人類基因組中分布廣泛。由于其多態(tài)性高，個(gè)體識(shí)別能力強(qiáng)，故在法醫(yī)物證鑒定應(yīng)用中具有重要的意義。但同時(shí)STR基因座的突變率相應(yīng)也較高[1-2]。STR基因座的突變現(xiàn)象直接關(guān)系到親權(quán)鑒定結(jié)果的判讀[3]，因此在法醫(yī)物證實(shí)踐中應(yīng)不斷積累實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，充分研究和分析，在給予鑒定檢測(cè)結(jié)論時(shí)才能確保結(jié)果的準(zhǔn)確性和可靠性。

本研究利用GoldeneyeTMDNA身份鑒定系統(tǒng)的20A試劑盒[基點(diǎn)認(rèn)知技術(shù)(北京)有限公司，簡(jiǎn)稱20A試劑盒]對(duì)本實(shí)驗(yàn)室2015年1月～2016年5月期間的親子鑒定案例進(jìn)行檢測(cè)，有1871例親子鑒定結(jié)論為“肯定”，分析其中具有STR基因座突變的案例。

1 材料和方法

1.1 樣本材料 1871例親子鑒定結(jié)論為“肯定”的案件均來源于本中心法醫(yī)物證鑒定室2015年1月～2016年5月期間的日常工作檢案。檢驗(yàn)材料包括血痕、毛發(fā)以及肌肉組織等。

1.2 STR基因位點(diǎn)分型 樣本的模板DNA采用Chelex-100法提取，并用20A試劑盒擴(kuò)增檢測(cè)以下19個(gè)基因座：D12S391、FGA、D19S433、D18S51、D5S818、D21S11、D3S1358、D13S317、D7S820、Penta D、CSF1PO、vWA、D8S1179、TPOX、Penta E、D16S539、TH01、D2S1338、D6S1043以及1個(gè)性別基因座。擴(kuò)增結(jié)果采用ABI3100遺傳分析儀和GeneMapperV3.2軟件進(jìn)行結(jié)果分析。

1.3 STR基因座突變位點(diǎn)和突變率的統(tǒng)計(jì)及分析 由直接計(jì)數(shù)法得出具有STR基因座突變的案例數(shù)，并根據(jù)STR基因座突變率的計(jì)算公式：STR基因座的突變率=突變STR基因座數(shù)/(雙親案例數(shù)×2+單親案例數(shù))來計(jì)算每個(gè)STR基因座突變率，分析相關(guān)影響因素。

2 結(jié)果

2.1 STR突變基因座及突變率 鑒定結(jié)論為“肯定”的1871例案例中，雙親鑒定有66例，單親鑒定有1805例，共計(jì)1937次減數(shù)分裂。其中55例案子發(fā)生STR基因座突變，雙親和單親鑒定分別有9例和46例。19個(gè)STR基因座均觀察到突變現(xiàn)象(表1)，其中D18S51和D6S1043發(fā)生8例突變，突變率最高，為0.413%；而D21S11、D3S1358、D7S820、D8S1179、TPOX和FGA均只發(fā)生1例突變，突變率為0.052%。等位基因總的突變發(fā)生率為2.839%。

表1 19個(gè)STR基因座的突變率

序列號(hào)位點(diǎn)突變位點(diǎn)數(shù)突變來源父親母親突變概率/%1D19S4332200．103(2/1937)2D5S8182110．103(2/1937)3D21S111010．052(1/1937)4D18S518620．413(8/1937)5D6S10438710．413(8/1937)6D3S13581100．052(1/1937)7D13S3172200．103(2/1937)8D7S8201100．052(1/1937)9D16S5394310．207(4/1937)10CSF1PO5320．258(5/1937)11PentaD2020．103(2/1937)12vWA5500．258(5/1937)13D8S11791100．052(1/1937)14TPOX1100．052(1/1937)15PentaE5050．258(5/1937)16TH012110．103(2/1937)17D12S3912200．103(2/1937)18D2S13382200．103(2/1937)19FGA1100．052(1/1937)合計(jì)5539162．839(55/1937)

2.2 STR基因座突變步數(shù)分析 比較STR發(fā)生突變的基因座的等位基因型，其中一步突變50例(表2)，為增加或減少一個(gè)核心重復(fù)序列，占突變案例總數(shù)的比例為90.9%；二步突變和三步突變分別為3例和2例，占比5.5%和3.6%。

表2 突變等位基因的突變步數(shù)分析

突變步數(shù)突變案例比例一步突變500．909二步突變30．055三步突變20．036合計(jì)551

2.3 STR基因座突變來源統(tǒng)計(jì) 分析觀察到的55例STR突變基因座，發(fā)現(xiàn)有39例來源于父系，占70.9%；16例來源于母系，占29.1%。父系來源突變與母系來源突變的比例為2.44∶1。

3 討論

3.1 STR基因座突變率相關(guān)分析 一般認(rèn)為，調(diào)查STR基因座突變率至少要觀察500次細(xì)胞減數(shù)分裂[4]。本研究采用GoldeneyeTMDNA身份鑒定系統(tǒng)的20A試劑盒，檢測(cè)并統(tǒng)計(jì)安徽人群1871例親子鑒定結(jié)論為“肯定”的案例。結(jié)果發(fā)現(xiàn)在1937次減數(shù)分裂中，19個(gè)基因座均有基因突變現(xiàn)象發(fā)生，突變率在0.052%～0.413%之間，略高于美國(guó)血庫(kù)協(xié)會(huì)(AABB)于2008年公布的年度STR基因座0.007%～0.371%的突變率[2]。各基因座的突變率高低不一，提示著這些基因座的結(jié)構(gòu)復(fù)雜性和重復(fù)序列中核心序列的重復(fù)次數(shù)不同[4-8]。相關(guān)報(bào)道稱能夠應(yīng)用于親權(quán)鑒定的遺傳標(biāo)記的總突變率應(yīng)不高于0.2%[1]。因此在法醫(yī)物證實(shí)踐中應(yīng)用的遺傳標(biāo)記應(yīng)注意突變問題，必要時(shí)采取其他手段輔助鑒定以降低誤判風(fēng)險(xiǎn)。

3.2 STR基因座突變機(jī)制和模式分析 復(fù)制滑動(dòng)或復(fù)制滑鏈錯(cuò)配是STR基因座發(fā)生突變的機(jī)制。它的原理是在DNA復(fù)制的過程中，新生鏈由于堿基錯(cuò)配從而比模板鏈延長(zhǎng)或縮短，表現(xiàn)為STR基因座發(fā)生一步或多步突變[7，9]。串聯(lián)排列的正向重復(fù)序列以及重復(fù)次數(shù)較多的序列中發(fā)生復(fù)制滑鏈錯(cuò)配的概率較大，突變率也相應(yīng)較大[9]。一步突變通過累積發(fā)生多步突變。步數(shù)越少，發(fā)生突變的概率相對(duì)較大。一般來說，一步突變占突變總數(shù)的90%[10]。本研究發(fā)現(xiàn)，55例突變案例中一步突變50例，占突變總數(shù)的90.9%，突變率最高，這與前人研究結(jié)果相一致[6,11]。

3.3 STR基因座突變的性別差異與來源分析 根據(jù)子代的新等位基因分別與父親或母親的等位基因之間的差異大小來確定突變的性別來源，差異較小一方則可能是其來源；若差異相同，則無法確定其來源。有研究表明不同STR基因座父源/母源突變率的比值為1.25～18.466[2]。本研究顯示來自父系和母系來源的突變比率為2.44∶1，性別差異明顯，這與相關(guān)研究結(jié)果相符合[6,11]。父系和母系來源的差異性與兩種生殖細(xì)胞分別經(jīng)歷的細(xì)胞分裂數(shù)不同有關(guān)，精子產(chǎn)生過程中STR基因座發(fā)生突變的概率較大。李秋陽等研究表明28歲的女性細(xì)胞分裂次數(shù)大概是男性的1/28[6]。

STR基因座在法醫(yī)物證的親權(quán)鑒定和個(gè)體識(shí)別等研究應(yīng)用領(lǐng)域有著極高的價(jià)值。近年來隨著親子鑒定案件量的增長(zhǎng)，正確處理STR基因座突變以提高鑒定結(jié)果的準(zhǔn)確性和可靠性顯得尤為重要，可以從盡量追加另一方樣本同時(shí)參與鑒定、增加檢測(cè)位點(diǎn)或借助測(cè)序技術(shù)等手段輔助鑒定，從而降低誤判風(fēng)險(xiǎn)。

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Analysis of the mutation at STR loci in 1871 paternity test subjects in Anhui province

PENG Miaomiao,WU Qiuyun,WU Hao

Forensic Evidence Section,Longtu Judicial Authentication Center,Hefei 230000,China

Objective：To observe and analyze the mutation phenomenon of 19 STR loci amplified using GoldeneyeTMDNA 20A Kit in paternity test in population in Anhui province.Methods: GoldeneyeTMDNA 20A Kit was used to genotype and verify the genes in 1871 cases with confirmed results in previous paternity test.Results: In 1871 cases,66 received paternity-maternity test and 1805,simple paternity test.A total of 1937 frequencies of meiosis were found,and mutations at STR loci were observed in 55 cases,particularly at the 19 STR loci.One locus mutation accounted for 90.9% in all cases,and there was no difference between the source mutation from paternity and maternity.Conclusion: STR loci mutation is common in population in Anhui province,which suggests that prevention of errors in paternity test should include the alleles with lower mutation at STR loci and genetic markers with better polymorphism as well as additional STR testing and gene sequencing in specific cases.

paternity test;gene mutation;Anhui；shot tandem repeat loci

1002-0217(2017)03-0215-03

2016-12-14

彭苗苗(1987-)，女，法醫(yī)師，(電話)18019565233，(電子信箱)pmmxigua@163.com。

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