Y染色體微缺失和突變的全同胞關(guān)系鑒定

蘇芹，步凡，陳沖，石研，路志勇，劉雅誠(chéng)

（1.北京市公安司法鑒定中心，北京 100192；2.北京市公安局西城分局刑偵支隊(duì)，北京 100055；3.北京通達(dá)首誠(chéng)司法鑒定所，北京 100192）

·技術(shù)與應(yīng)用·

Y染色體微缺失和突變的全同胞關(guān)系鑒定

蘇芹1，步凡2，陳沖3，石研3，路志勇1，劉雅誠(chéng)3

（1.北京市公安司法鑒定中心，北京 100192；2.北京市公安局西城分局刑偵支隊(duì)，北京 100055；3.北京通達(dá)首誠(chéng)司法鑒定所，北京 100192）

目的探討Y染色體微缺失和突變時(shí)，兩男性個(gè)體間的全同胞關(guān)系鑒定。方法提取兩樣本DNA，檢測(cè)Y-STR分型及常染色體STR分型，通過(guò)IBS法、ITO法及全同胞-無(wú)關(guān)個(gè)體判別函數(shù)法計(jì)算兩個(gè)體間的全同胞關(guān)系。結(jié)果33個(gè)Y-STR基因座中有2個(gè)基因座存在突變，其中一樣本存在19個(gè)基因座的缺失。兩樣本IBS為53，大于閾值42；累積全同胞關(guān)系指數(shù)為1.36×1016，遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于19；全同胞-無(wú)關(guān)個(gè)體判別函數(shù)DFS2＞DR2。因此傾向于認(rèn)為兩個(gè)體為全同胞。結(jié)論對(duì)于Y染色體微缺失和突變需要進(jìn)行父系鑒定的情況，可以綜合應(yīng)用IBS法、ITO法以及全同胞-無(wú)關(guān)個(gè)體判別函數(shù)法以得出更為可靠的鑒定意見(jiàn)。

法醫(yī)遺傳學(xué)；Y染色體；同胞關(guān)系；染色體缺失；突變

Y染色體是人類(lèi)的性染色體，為男性獨(dú)有，呈父系單倍體遺傳。STR基因座突變率較高[1]，當(dāng)出現(xiàn)突變和缺失的情況時(shí)，會(huì)給檢驗(yàn)結(jié)果的解釋帶來(lái)一定的困難。本研究分析了1例Y染色體微缺失和突變的全同胞關(guān)系鑒定案例。

1 材料與方法

1.1 樣本

某案件為確定尸源，要求鑒定兩男性個(gè)體是否為全同胞兄弟關(guān)系，分別取血樣編號(hào)為樣本1和樣本2。

1.2 DNA提取和擴(kuò)增

采用DNA IQTMSystem試劑盒和Maxwell?16 DNA純化試劑盒（美國(guó)Promega公司）提取、純化樣本DNA，用Yfiler?Plus PCR擴(kuò)增試劑盒（美國(guó)AB公司）和AGCU Y24試劑盒（無(wú)錫中德美聯(lián)生物技術(shù)有限公司）分別擴(kuò)增兩樣本33個(gè)Y-STR基因座，用MicroreaderTM21 ID System和MicroreaderTM23sp ID System試劑盒（北京閱微基因技術(shù)有限公司）分別擴(kuò)增兩樣本39個(gè)常染色體STR基因座，以上操作均參照試劑盒說(shuō)明書(shū)進(jìn)行。用9700型PCR擴(kuò)增儀（美國(guó)AB公司）擴(kuò)增，擴(kuò)增產(chǎn)物在3500xl型基因分析儀（美國(guó)AB公司）上進(jìn)行電泳。

1.3 計(jì)算狀態(tài)一致性評(píng)分

根據(jù)《生物學(xué)全同胞關(guān)系鑒定實(shí)施規(guī)范》[2]中兩名個(gè)體在同一基因座上可出現(xiàn)相同的等位基因，這些等位基因的“一致性”即稱(chēng)為狀態(tài)一致性（identity by state，IBS）。兩樣本間的IBS等位基因個(gè)數(shù)稱(chēng)為IBS評(píng)分。

1.4 ITO法計(jì)算全同胞關(guān)系指數(shù)

按照北京漢族人群各STR基因座的等位基因頻率數(shù)據(jù)[3]，根據(jù)ITO法[4]計(jì)算樣本1和樣本2的全同胞關(guān)系指數(shù)（full sibling index，F(xiàn)SI）。

1.5 全同胞-無(wú)關(guān)個(gè)體判別函數(shù)法計(jì)算全同胞關(guān)系

根據(jù)陸惠玲等[5]提出的全同胞-無(wú)關(guān)個(gè)體判別函數(shù)［DFS2=3.872 X0+3.931 X1－18.895（全同胞）及DR2= 7.303X0+5.473 X1－44.298（無(wú)關(guān)個(gè)體）］計(jì)算兩樣本間的全同胞關(guān)系。

2 結(jié)果

2.1 Y-STR基因座分型結(jié)果

Y-STR基因座分型結(jié)果見(jiàn)表1。樣本1檢出33個(gè)基因座；樣本2檢出14個(gè)基因座，其中有12個(gè)基因座與樣本1分型相同，而在Y-GATA-H4、DYS393基因座兩樣本的等位基因相差一個(gè)重復(fù)單位。

表1 兩樣本33個(gè)Y-STR基因座分型結(jié)果

2.2 兩樣本常染色體STR分型及其IBS評(píng)分

兩樣本39個(gè)常染色體STR分型及其IBS評(píng)分見(jiàn)表2，累積IBS為53，大于閾值42[2]，傾向于認(rèn)為兩樣本為全同胞關(guān)系。

表2 兩樣本39個(gè)常染色體STR分型、FSI值及IBS評(píng)分

2.3 兩樣本FSI計(jì)算結(jié)果

樣本1和樣本2的39個(gè)常染色體基因座累積FSI為1.36×1016（表2），其中包含的PowerPlexTM16試劑盒中的15個(gè)基因座的累積FSI為2.05×106，遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于19[5]，支持兩名被鑒定人為全同胞關(guān)系。

2.4 全同胞-無(wú)關(guān)個(gè)體判別函數(shù)法計(jì)算結(jié)果

依據(jù)MicroreaderTM21 ID System和MicroreaderTM23sp ID System試劑盒共39個(gè)常染色體STR基因座中包含的PowerPlexTM16試劑盒中的15個(gè)基因座計(jì)算[5]，X0=1，X1=8。代入公式得DFS2=16.425，DR2=6.789，DFS2＞DR2，因此兩名被鑒定人應(yīng)為全同胞關(guān)系。

3 討論

Y染色體具有父系遺傳特點(diǎn)，同一家族中男性個(gè)體的Y-STR分型結(jié)果理論上應(yīng)完全一樣[6]，因此可用Y-STR進(jìn)行同一父系鑒定。但本例中，對(duì)樣本1和樣本2進(jìn)行Y-STR分型檢測(cè)時(shí)，樣本2有19個(gè)基因座出現(xiàn)了缺失，并在Y-GATA-H4、DYS393基因座出現(xiàn)了不符合遺傳規(guī)律的現(xiàn)象，這給結(jié)果的解釋帶來(lái)了困難。

根據(jù)《生物學(xué)全同胞關(guān)系鑒定實(shí)施規(guī)范》[2]的要求，在進(jìn)行生物學(xué)全同胞關(guān)系鑒定時(shí)，目前常用的19個(gè)常染色體STR基因座（vWA、D21S11、D18S51、D5S818、D7S820、D13S317、D16S539、FGA、D8S1179、D3S1358、CSF1PO、TH01、TPOX、Penta E、Penta D、D2S1338、D19S433、D12S391、D6S1043）為必檢基因座。本例在19個(gè)必檢基因座的基礎(chǔ)上，增加了20個(gè)常染色體基因座，所增加的基因座個(gè)人識(shí)別力均大于0.900。據(jù)此得出兩樣本IBS為53，大于檢測(cè)39個(gè)基因座時(shí)的閾值42，因此傾向于認(rèn)為兩名被鑒定人為全同胞，且得出此鑒定結(jié)論的準(zhǔn)確性不低于99.9%[2]。

陸惠玲等[5]應(yīng)用PowerPlexTM16試劑盒對(duì)500對(duì)全同胞和500對(duì)無(wú)關(guān)個(gè)體進(jìn)行檢測(cè)，結(jié)果表明以FSI≥19、FSI＜1作為全同胞與無(wú)關(guān)個(gè)體的判別標(biāo)準(zhǔn)，交互準(zhǔn)確率為96.4%。本研究?jī)蓸颖驹赑owerPlexTM16系統(tǒng)共有基因座的FSI為2.05×106，大于19，因此兩樣本間存在全同胞關(guān)系。對(duì)于確系同胞的個(gè)體，增加檢測(cè)基因座能提高同胞關(guān)系指數(shù)[7]，本研究中樣本1和樣本2檢測(cè)的常染色體STR基因座數(shù)達(dá)到了39個(gè)，其累積FSI為1.36×1016，F(xiàn)SI大大提高，進(jìn)一步證明兩樣本為全同胞關(guān)系。

陸惠玲等[5]基于PowerPlexTM16試劑盒的15個(gè)常染色體STR基因座得出的全同胞-無(wú)關(guān)個(gè)體判別函數(shù)交互準(zhǔn)確率為97.7%，本文依據(jù)全同胞-無(wú)關(guān)個(gè)體判別函數(shù)計(jì)算得出DFS2＞DR2，因此兩名被鑒定人應(yīng)為全同胞關(guān)系。

Y-STR基因座的突變率較高[1]，Kayser等[8]曾報(bào)道父子間存在1～2個(gè)Y-STR基因座的突變。本研究中樣本1和樣本2在Y-GATA-H4、DYS393基因座上相差一個(gè)重復(fù)單位，考慮為發(fā)生了一步突變。根據(jù)葉峻杰等[9-10]研究得出的Y-STR基因座缺失與染色體上位置的對(duì)應(yīng)關(guān)系，樣本2缺失的基因座位于Y染色體的長(zhǎng)臂上，且是與精子生成相關(guān)的基因。Y染色體的微缺失是由于基因重組造成的，這與Y染色體上有大量高度重復(fù)和回文序列特征有關(guān)[11-12]。本研究中全同胞的兄弟間一個(gè)Y-STR分型正常，另一個(gè)則出現(xiàn)了基因座的微缺失，因此樣本2可能是從正常父親的帶缺失的精子傳遞下來(lái)[13-14]，或者通過(guò)正常精子受精后在胚胎發(fā)育過(guò)程中發(fā)生了缺失[15-16]。

綜上所述，當(dāng)用Y染色體進(jìn)行父系鑒定時(shí)，如果出現(xiàn)Y染色體突變或者微缺失，無(wú)法判斷是否來(lái)自同一父系的情況，可以綜合應(yīng)用多種方法以得出更可靠的鑒定意見(jiàn)。

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Microdeletion and Mutation of Y Chromosome in Full Sibling Identification

SU Qin1,BU Fan2,CHEN Chong3,SHI Yan3,LU Zhi-yong1,LIU Ya-cheng3
（1.Forensic Science Service of Beijing Public Security Bureau,Beijing 100192,China;2.Criminal Investigation Detachment,Xicheng Branch of Beijing Public Security Bureau,Beijing 100055,China;3.Beijing Tongda Shoucheng Institute of Forensic Science,Beijing 100192,China）

ObjectiveTo explore the identification method of full sibling between two males with microdeletion and mutation of Y chromosome.MethodsDNA were extracted from two samples.The type testing of Y-STR and autosomal STR were performed.Full sibling between two individuals was calculated by IBS,ITO and discriminant functions methods.ResultsThere were 2 loci mutations existed in 33 Y-STR loci and one of the two samples had 19 loci deletions.The IBS of two samples was 53 and greater than the threshold which was 42;FSI was 1.36×1016and far greater than 19.The discriminant function of full sibling-unrelated individual DFS2was greater than DR2,which meant the two individuals tend to be full sibling.ConclusionThe methods of IBS,ITO and discriminant functions of full siblingunrelated individual can be used comprehensively to provide more reliable expert opinion in microdeletion and mutation of Y chromosome in full sibling identification.

forensic genetics;Y chromosome;sibling relations;chromosome deletion;mutation

DF795.2

A

10.3969/j.issn.1004-5619.2016.06.011

1004-5619（2016）06-0438-03

2015-04-21）

（本文編輯：李成濤）

蘇芹（1981—），女，主檢法醫(yī)師，主要從事法醫(yī)DNA分析技術(shù)的應(yīng)用和研究；E-mail：suqin925＠163.com