1483例親子鑒定STR基因座突變的分析

帥莉，汪軍，景強(qiáng)，許彬，蘇琴，李蕓娟，李輝

（1.昆明市延安醫(yī)院，云南昆明650051；2.昆明法醫(yī)院司法鑒定中心，云南昆明650031；3.昆明醫(yī)科大學(xué)法醫(yī)學(xué)院，云南昆明650500）

STR基因座是人類遺傳學(xué)中重要的遺傳標(biāo)記，也是目前法醫(yī)物證鑒定中應(yīng)用最多的一類遺傳標(biāo)記。STR基因座的突變現(xiàn)象近年來已引起廣泛關(guān)注，美國血庫協(xié)會(huì)（AABB）2008年報(bào)道的父源突變率在0.007%～0.371%[1]，國內(nèi)報(bào)道的突變率在0.008%～0.344%[2-9]。本研究通過對云南1483例親子鑒定結(jié)論為“肯定”的案例進(jìn)行STR基因座突變的觀察，分析突變的現(xiàn)象及規(guī)律。

1 材料與方法

1.1 樣本

1 483例來源于本實(shí)驗(yàn)室日常檢案、親子鑒定結(jié)論為“肯定”的家系樣本，均為云南健康無關(guān)個(gè)體。

1.2 DNA提取

采用Chelex-100法提取血樣DNA。

1.3 STR檢測

采用PowerPlex?18D試劑盒（美國Promega公司），并對D3S1358、TH01、D21S11、D18S51、Penta E、D5S818、D13S317、D7S820、D16S539、CSF1PO、Penta D、vWA、D8S1179、TPOX、FGA、D19S433、D2S1338 17個(gè)STR基因座以及1個(gè)性別基因座Amelogenin進(jìn)行復(fù)合擴(kuò)增。擴(kuò)增產(chǎn)物在310遺傳分析儀上進(jìn)行毛細(xì)管電泳分型，用GeneMapper軟件對STR基因座等位基因進(jìn)行分型。

1.4 STR基因座突變分析方法

按照文獻(xiàn)[10-12]的方法判斷突變來源。在雙親的等位基因中，以距突變成的新等位基因步數(shù)相差最小的等位基因?yàn)榘l(fā)生突變的等位基因；若相差的步數(shù)相同，則以結(jié)構(gòu)相似的等位基因作為突變基因；若步數(shù)相同，結(jié)構(gòu)相似，則判為來源不明。

存在突變的STR基因座中如果有1個(gè)基因座違反遺傳規(guī)律，且均為一步突變，即親代的等位基因型與子代等位基因型表現(xiàn)為核心重復(fù)序列的增加或減少，本研究以+1、-1表示。

2 結(jié)果

2.1 STR基因座突變分析結(jié)果

1483例親子鑒定結(jié)論為“肯定”的案例中，雙親三聯(lián)體親子鑒定有1047例，單親二聯(lián)體親子鑒定有436例，總共觀察到2530次減數(shù)分裂。1483例中，共發(fā)現(xiàn)24例案例有1個(gè)STR基因座突變，三聯(lián)體和二聯(lián)體鑒定分別為15和9例。在17個(gè)STR基因座中觀察到11個(gè)基因座存在突變現(xiàn)象（表1），CSF1PO基因座的突變率最高，為0.237%，而D7S820、D16S539、Penta D、TPOX、D19S433、D2S1338基因座未觀察到突變事件。

表1 STR基因座突變率及特點(diǎn)

2.2 STR基因座突變步數(shù)

觀察并比較同一家系突變基因座的等位基因型，發(fā)現(xiàn)24例突變均為一步突變（表1），其中16例基因座（子代）突變?yōu)樵黾右粋€(gè)核心重復(fù)序列，8例基因座（子代）突變?yōu)闇p少一個(gè)核心重復(fù)序列。

2.3 STR基因座突變來源統(tǒng)計(jì)

在觀察到的24例突變中，22例來源于父系，占91.6%；2例來源于母系，占8.4%，父系來源突變與母系來源突變的比例為10∶1，父母差異具有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義（Z檢驗(yàn)，P＜0.001）。

3 討論

3.1 STR基因座突變率分析

STR基因座的多態(tài)性程度越高，其突變率也相應(yīng)增加。通常親權(quán)鑒定遺傳標(biāo)記的突變率應(yīng)低于0.2%[1]，因此突變率高的基因座不適用于親權(quán)鑒定。本研究采用PowerPlex?18D試劑盒，以云南人群1483例親子鑒定結(jié)論為“肯定”的案例為研究對象，在2530次減數(shù)分裂中，有11個(gè)STR基因座上發(fā)現(xiàn)了24次突變現(xiàn)象，其中CSF1PO基因座的突變率最高，為0.237%，而D7S820、D16S539、Penta D、TPOX、D19S433、D2S1338基因座未觀察到突變事件。

3.2 STR基因座突變模式分析

目前多數(shù)學(xué)者認(rèn)為STR等位基因是按照逐步突變模式發(fā)生突變[5-6]，即絕大多數(shù)STR基因座的突變是完整重復(fù)單位的增加或減少，主要是單個(gè)重復(fù)單位的增減，兩個(gè)或更多個(gè)重復(fù)單位的改變少見。步數(shù)越多，發(fā)生突變的機(jī)會(huì)就越小，多步突變是通過逐步突變形成的。本研究結(jié)果符合逐步突變模式，24例均為一步突變，占總數(shù)的100%。一步突變發(fā)生率明顯比其他突變高，這與文獻(xiàn)[3，7，12]結(jié)果相一致。本研究還發(fā)現(xiàn)基因座突變核心序列增加的概率略高于減少的概率，但對于每個(gè)基因座，增加或減少核心重復(fù)序列以及出現(xiàn)無法判斷的概率差異無統(tǒng)計(jì)學(xué)意義[12-13]。

3.3 STR基因座突變的性別差異

本研究顯示來自父系和母系來源的突變比例為10∶1，具有明顯性別差異（P＜0.001），這與相關(guān)文獻(xiàn)[3，7]觀察到的結(jié)果相符合。原因是男性精母細(xì)胞逐步分裂成精子的過程中，細(xì)胞需要的分裂次數(shù)比女性配子細(xì)胞成熟需要的次數(shù)要多得多。有文獻(xiàn)[7]稱28歲的女性細(xì)胞分裂次數(shù)大概是男性的1/28。DNA復(fù)制的次數(shù)男性比女性多，突變發(fā)生在男性的概率也更大。

3.4 STR基因座突變機(jī)制

目前多數(shù)學(xué)者接受STR基因座發(fā)生突變的機(jī)制是復(fù)制滑動(dòng)或復(fù)制滑鏈錯(cuò)配，即在DNA復(fù)制的過程中，新生鏈和模板鏈分離時(shí)，在STR基因座的重復(fù)區(qū)域發(fā)生堿基錯(cuò)配形成一個(gè)或數(shù)個(gè)重復(fù)區(qū)域的環(huán)狀結(jié)構(gòu)，繼而出現(xiàn)新生鏈比模板鏈延長或縮短，表現(xiàn)為增加或減少1個(gè)（或數(shù)個(gè)）重復(fù)單位[8，10]。復(fù)制滑鏈錯(cuò)配通常發(fā)生在重復(fù)次數(shù)較多、串聯(lián)排列的正向重復(fù)序列中[11]，故其突變率較大。本研究的突變基因座均可用上述理論解釋。

近年來，隨著親子鑒定案例的不斷增加，對STR基因座突變這一影響親子鑒定結(jié)果判定的重要因素的研究越來越受到重視。對于STR基因座突變這一現(xiàn)象，我們應(yīng)不斷積累數(shù)據(jù)并在鑒定意見中給予足夠重視，以保證鑒定結(jié)果的準(zhǔn)確可靠。

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