STR基因座中檢出三帶型等位基因三例及遺傳分析

韓莉莉，潘 棱，沈曉麗，林賽梅，林立芳，唐海燕，胡 潔

（福建醫(yī)科大學(xué)省立臨床醫(yī)學(xué)院，福建省立醫(yī)院司法鑒定所，福建省心血管病重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，福建 福州 350001）

目前，國(guó)內(nèi)外親子鑒定案例中多采用短串聯(lián)重復(fù)序列（Short tandem repeat，STR）基因座分型方法。正常情況下，單個(gè)STR基因座經(jīng)PCR擴(kuò)增和電泳圖譜分析表現(xiàn)為純合子個(gè)體只有一條帶或一個(gè)基因峰而雜合子有兩條帶或兩個(gè)基因峰，不會(huì)出現(xiàn)三條帶或三個(gè)基因峰的現(xiàn)象。本文在2 000個(gè)案例（共5 000名個(gè)體）親子鑒定或個(gè)體識(shí)別中，檢出3例4個(gè)個(gè)體三帶型等位基因并對(duì)其進(jìn)行遺傳學(xué)分析。

1 資料與方法

1.1 研究對(duì)象 本組4個(gè)三帶型基因個(gè)體均為日常檢驗(yàn)中檢出的突變案例。

1.2 主要實(shí)驗(yàn)試劑及儀器 AmpFISTR?IdentifilerTM和SinofilerTMPCR擴(kuò)增試劑盒（美國(guó)ABI公司），3130基因分析儀（美國(guó)ABI公司）。

1.3 方法

1.3.1 標(biāo)本采集 采集受檢者指血、外周靜脈肝素鋰抗凝血5 ml，室溫保存。

1.3.2 STR基因座檢測(cè) 采用Chelex-100法提取末梢血的DNA[1]。應(yīng)用AmpFISTR?IdentifilerTM和SinofilerTM試劑盒檢測(cè)Amelogenin基因及D8S1179等17個(gè)STR基因座，在ABI 3130基因分析儀上進(jìn)行熒光檢測(cè)分析。嚴(yán)格按照儀器和試劑說(shuō)明書(shū)進(jìn)行實(shí)驗(yàn)。

1.3.3 染色體核型檢測(cè) 外周血細(xì)胞染色體核型檢測(cè)采用淋巴細(xì)胞培養(yǎng)，常規(guī)制備染色體、G顯帶、鏡下計(jì)數(shù)及分析核型。

2 結(jié) 果

2.1 三帶型基因座檢測(cè)結(jié)果 3個(gè)案例4個(gè)個(gè)體中所有個(gè)體血樣DNA先用IdentifilerTM試劑進(jìn)行16個(gè)STR基因座的檢測(cè)，其中分別在D3S1358基因座（1個(gè)）、D13S317基因座（2個(gè)）和D21S11基因座（1個(gè)）檢出三帶型等位基因。進(jìn)一步用SinofilerTM試劑盒進(jìn)行重復(fù)試驗(yàn)，同樣進(jìn)行16個(gè)STR基因座的檢測(cè)，其中三帶型等位基因座的檢測(cè)結(jié)果相同（見(jiàn)表1和圖1）。案例1中兒子的D3S1358基因型為16/17/18，峰高之比2:1:1；案例2中母親的D13S317基因型為8/13/14，兒子基因型為11/13/14，峰高之比約為1:1:1，其中母親等位基因13/14遺傳給了孩子；案例3中女兒D21S11基因型為28/29/31.2，峰高之比約為1:1:1，其中28/29來(lái)自母親。

2.2 染色體核型檢測(cè)結(jié)果 對(duì)外周血染色體核型進(jìn)行分析，父3的結(jié)果為46，XY，母2、母3的結(jié)果為46，XX，未見(jiàn)染色體數(shù)目和結(jié)構(gòu)明顯異常；而女3的染色體核型為47，XX，+21，染色體出現(xiàn)畸變現(xiàn)象（圖2）。

表1 3個(gè)案例中三帶型等位基因統(tǒng)計(jì)結(jié)果（n=5 000）

圖1 基因座檢測(cè)圖譜

圖2 女3的染色體核型分析圖

3 討 論

STR即短串聯(lián)重復(fù)序列（Short tandem repeat），是一類(lèi)廣泛存在于真核生物基因組中的DNA串聯(lián)重復(fù)序列。其核心序列為2～6個(gè)bp，重復(fù)次數(shù)通常為15～30次。由于STR基因座的個(gè)體識(shí)別概率和非父排除率高，PCR檢測(cè)所需檢材量少，靈敏度和成功率高，且適用于各種來(lái)源的生物性檢材，是目前國(guó)內(nèi)外法醫(yī)學(xué)個(gè)體識(shí)別和親子鑒定的主要方法。根據(jù)孟德?tīng)栠z傳規(guī)律[2]，孩子染色體上的遺傳基因，一半來(lái)自于其親生母親，一半來(lái)自于其親生父親，正常情況下不會(huì)出現(xiàn)3條帶型等位基因的現(xiàn)象，因此，親子鑒定中罕見(jiàn)三帶型等位基因的檢出。

本文三個(gè)案例中，有4位個(gè)體分別在D3S1358基因座、D13S317基因座和D21S11基因座檢出三帶型等位基因，并出現(xiàn)母子在D13S317基因座同為3條帶型等位基因的現(xiàn)象。檢驗(yàn)結(jié)果表明，D3S1358、D13S317和D21S11這3個(gè)基因座三帶型等位基因的信號(hào)強(qiáng)度、峰高和峰面積之比約為2:1:1或1:1:1。重復(fù)提取DNA，按不同試劑盒說(shuō)明書(shū)進(jìn)行PCR擴(kuò)增（AmpFISTR?IdentifilerTM和SinofilerTM試劑盒）、毛細(xì)管電泳、分析，其檢驗(yàn)結(jié)果一致。說(shuō)明檢出的三帶型等位基因不是實(shí)驗(yàn)室的污染或電泳時(shí)泳道滲漏造成的假象，也不是PCR擴(kuò)增引起的非特異產(chǎn)物。

Crouse等[3]于1999年首次報(bào)道三帶型等位基因現(xiàn)象，發(fā)現(xiàn)18例TPOX基因座及1例CSF1PO基因座出現(xiàn)三帶型等位基因的個(gè)體，其信號(hào)強(qiáng)度、峰高和峰面積接近。Rubocki等[4]檢測(cè)的一個(gè)個(gè)體9個(gè)基因座中有4個(gè)基因座（vWA、FGA、TH01、D5S818）都表現(xiàn)為三帶型等位基因，且有2條“主帶”（熒光強(qiáng)度高）、1條“次帶”（熒光強(qiáng)度低）。后得知該個(gè)體有一個(gè)雙胞胎兄弟，推測(cè)可能在子宮內(nèi)胚胎間發(fā)生血液交換導(dǎo)致三帶型等位基因的出現(xiàn)。黃雅燕等[5]報(bào)道在親子鑒定案件中檢出了3個(gè)個(gè)體在DYS385基因座出現(xiàn)三帶型等位基因。李坤明[6]檢出D3S1358基因座出現(xiàn)三帶現(xiàn)象。賴(lài)力等[7]在日常檢案中檢出了1例D18S51的三帶型等位基因。目前在STR數(shù)據(jù)庫(kù)中（http://www.cstl.nist.gov/biotech/strbase）共收錄了198例21個(gè)STR基因座的三帶型等位基因資料（包括Cordis系統(tǒng)的13個(gè)常染色體STR、Penta D、Penta E、D2S1338、D19S433、FES/FPS、D10S1248、D12S391和DYS456），隨著應(yīng)用的拓展和研究的不斷深入，還可能發(fā)現(xiàn)新的STR三帶型等位基因。本文D13S317基因座的三帶型等位基因現(xiàn)象屬?lài)?guó)內(nèi)首例報(bào)道。

目前三帶型等位基因產(chǎn)生的確切機(jī)制尚不十分明確，可能的機(jī)制有以下幾方面：一是父系或母系同源染色體在減數(shù)分裂時(shí)不分離而整體遺傳給子代，即三體綜合征。案例3中的女兒在D21S11基因座檢出28/29/31.2三帶型，其額外染色體來(lái)自母親，染色體核型分析和臨床診斷證實(shí)符合21三體綜合征。二是同源染色體在減數(shù)分裂時(shí)出現(xiàn)不等價(jià)交換。在案例2中孩子的13/14等位基因來(lái)自母親，對(duì)母親進(jìn)行外周血染色體核型分析，未見(jiàn)染色體結(jié)構(gòu)和數(shù)目明顯異常，推測(cè)該例的三帶型等位基因可能由此原因所致。其子因血量不夠未能進(jìn)行染色體核型分析，但母子二人均缺失染色體病變的臨床癥狀，且母子二人均出現(xiàn)三帶型等位基因者更為罕見(jiàn)。三是在受精卵發(fā)育階段，染色體不分離產(chǎn)生不同基因型細(xì)胞組成的嵌合體。四是雙胞胎在胚胎發(fā)育期間發(fā)生血液交換。五是異基因骨髓或造血干細(xì)胞移植后形成的嵌合體，形成三或四帶等位基因。上述原因均可導(dǎo)致在檢測(cè)STR基因座時(shí)出現(xiàn)三帶型等位基因現(xiàn)象。

三帶型等位基因現(xiàn)象在親子鑒定檢案中極為少見(jiàn)，若在基因分型時(shí)出現(xiàn)此現(xiàn)象需引起重視。首先應(yīng)重復(fù)實(shí)驗(yàn)，包括標(biāo)本提取、PCR擴(kuò)增和電泳分析等過(guò)程，以排除模板污染和泳道滲漏等問(wèn)題，然后再選用其他試劑盒進(jìn)行驗(yàn)證。若的確為三帶型等位基因，應(yīng)加做其他STR基因座，以保證鑒定結(jié)論的科學(xué)性、準(zhǔn)確性和可靠性。如有可能建議進(jìn)行染色體核型分析，以利于優(yōu)生優(yōu)育。

[1]Walsh PS,Metzger DA,Higuchi R.Chelex-100 as a medium for simple extraction of DNA for PCR-based typing from forensic matrrial[J].Bio Techniques,1991,10:506-513.

[2]Race RR,Sanger R.Blood groups in man.6thed[M].Oxford:Blackwell Scientific Publications,1975:79-83.

[3]Crouse CA,Rogers S,Amiott E,et al.Analysis and interpretation of short tandem repeat microvariants and three-banded allele patterns using multiple allele detection systems[J].J Forensic Sci,1999,44(1):87.

[4]Rubocki RJ,McCue BJ,Duffy KJ,et al.Natural DNA mixtures generated in fraternal twins in utero[J].J Forensic Sci,2001,46(1):120.

[5]黃雅燕,張 毅,張曉紅.DYS385基因座檢出三帶型等位基因三例[J].廣東公安科技,2007,22（2）:73-74.

[6]李坤明.D3S1358基因座檢出三條帶分析[J].法醫(yī)學(xué)雜志,2009,25(4):316-317.

[7]賴(lài) 力,薛士杰,何 萍.D18S51基因座檢出三帶型等位基因1例及遺傳分析[J].福建醫(yī)藥雜志,2008,30（6）:85-86.