新疆維吾爾族人群稀有基因型分析

林子清 張 茹 張 健 齊雪梅 白 雪 李萬水

（1 中國刑事警察學(xué)院法醫(yī)學(xué)系 遼寧 沈陽 110035；2 公安部物證鑒定中心 北京 100038）

1 引言

STR（短串聯(lián)重復(fù)序列）在人基因組中具有分布廣、片段短、多態(tài)性好的特點(diǎn)，在法醫(yī) DNA 檢驗(yàn)中常用于進(jìn)行個(gè)體識(shí)別和親子鑒定。但由于其核心序列短，極易發(fā)生變異，因此在大樣本STR檢測中，有些樣本因某個(gè)等位基因偏離ladder而無法命名，被標(biāo)記為off-ladder（OL）基因，在操作中，必須通過重復(fù)實(shí)驗(yàn)來排除擴(kuò)增或在檢測過程中造成的漂移情況，以此來確定稀有基因。近年來，對(duì)稀有基因型的分析主要集中在中國人群這個(gè)大群體，對(duì)某區(qū)域、民族稀有基因型的分析卻尚無報(bào)道。本研究試圖發(fā)現(xiàn)稀有基因型在不同地域、民族間是否存在顯著差異。為此，本文對(duì)中國新疆地區(qū)維吾爾族6788個(gè)健康無關(guān)個(gè)體中發(fā)現(xiàn)的稀有基因型頻率及其類型進(jìn)行分析。

2 材料和方法

2.1 樣本來源

從DNA數(shù)據(jù)庫中抽取6788份新疆地區(qū)維吾爾族人群無關(guān)健康個(gè)體血痕樣本，其中男性3683例，女性3105例。

2.2 DNA分型檢驗(yàn)

實(shí)驗(yàn)采用0.5mm直徑打孔器取樣，使用DNATyperTM19 Plus試劑盒[1]對(duì)樣本進(jìn)行STR分型檢驗(yàn)。然后在9700型擴(kuò)增儀上進(jìn)行直接擴(kuò)增。擴(kuò)增體系5μL，熱循環(huán)條件為：①95℃預(yù)變性11min；②94℃變性20s；③59℃退火2min；④72℃延伸1min；②～④共27個(gè)循環(huán)；⑤72℃保溫60min。4℃長期保存。最后擴(kuò)增產(chǎn)物在3730遺傳分析儀上進(jìn)行毛細(xì)管電泳；使用Gene Mapper IDv3.2軟件對(duì)電泳結(jié)果進(jìn)行基因分型。

3 結(jié)果與討論

3.1 新疆維吾爾族稀有基因型檢驗(yàn)結(jié)果

6788份無關(guān)個(gè)體的稀有基因型檢測結(jié)果及其頻率如表所示。

表 6788個(gè)無關(guān)個(gè)體的稀有基因型及其頻率

從表中可以看出，在DNATyperTM19 Plus試劑盒檢測的18個(gè)基因座中，共有15個(gè)基因座存在稀有基因，共219個(gè)，頻率0.147‰～5.303‰，各基因座OL等位基因數(shù)目1～7個(gè)不等。15個(gè)基因座檢測到bin以外稀有基因型，共發(fā)現(xiàn)175例，其中17例為雙尖峰。在D16S539、D18S51、D2S1338、D6S1043、FGA、Penta E、vWA等7個(gè)基因座發(fā)現(xiàn)超出基因座ladder范圍的稀有基因型，共32例。此外，共發(fā)現(xiàn)12例三帶型[2]，分別來自于D12S391、D13S317、D18S51、D19S433、D21S11、D5S818、D6S1043、FGA、THO1這9個(gè)基因座。在Penta E基因座中發(fā)現(xiàn)稀有基因型16.4共36例，頻率高達(dá)5.303‰。在D7S820基因座中只發(fā)現(xiàn)1種稀有基因型11.1，共17例，頻率達(dá)2.504‰。D2S1338基因座中稀有基因型13共發(fā)現(xiàn)13例，且全部為超出基因座 ladder范圍的稀有基因，頻率1.915‰。FGA基因座中的稀有分型15.2，共發(fā)現(xiàn)13例，頻率為1.915‰。這4種稀有基因型出現(xiàn)次數(shù)多、頻率高，具有識(shí)別力。D3S1358、D8S1179、TPOX基因座未檢測出稀有基因型及其突變。本研究檢出的稀有基因型及其突變，經(jīng)過多次檢驗(yàn)均重復(fù)出現(xiàn)，不是偶然改變。

3.2 稀有基因型出現(xiàn)的原因及分類

稀有基因的產(chǎn)生一部分是由于在電泳過程中發(fā)生了漂移，但主要原因則是等位基因突變引起的核酸缺失、插入或核苷酸的改變，這種改變被稱為微變異[3]。這種微變異主要有3種類型[4]：一是在bin以外檢測到的等位基因，二是超出基因座 ladder范圍的稀有基因，三是某一基因座出現(xiàn)三個(gè)等位基因。因等位基因微變異而產(chǎn)生的OL峰，可通過漂移校正計(jì)算確定分型[5]。在判斷第二種類型的稀有基因分型時(shí)，應(yīng)先判斷該稀有基因來源于哪個(gè)基因座，然后再對(duì)該OL峰進(jìn)行計(jì)算命名。

3.3 不同民族間稀有基因型差異性比較

徐志成等對(duì)11250個(gè)無關(guān)個(gè)體中罕見等位基因及其頻率進(jìn)行了分析[6]。由于地域、民族不同，我國其他地區(qū)人群與新疆維吾爾族人群遺傳多態(tài)性存在明顯差異，如D21S11基因座，在我國其他地區(qū)人群中檢出稀有基因型30.3，共106例，頻率9.422‰，在新疆維吾爾族人群中這種稀有基因型則未檢出；在基因座D7S820，我國其他地區(qū)人群中檢出稀有基因型9.1，共94例，頻率8.356‰，在新疆維吾爾族人群中這種稀有基因型也未檢出。在新疆維吾爾族人群中，基因座FGA檢出稀有基因型15.2，共13例，頻率1.915‰，在我國其他地區(qū)人群中該稀有基因型未檢出；基因座D2S1338稀有分型13和基因座D7S820稀有分型11.1在兩種人群中均有檢出，在新疆維吾爾族人群中檢出率分別為1.915‰、2.504‰；在我國其他地區(qū)人群檢出率分別為0.089‰、0.889‰。這兩種稀有基因型檢出率在新疆維吾爾族人群中要遠(yuǎn)高于我國其他地區(qū)人群。由此可知分布在不同區(qū)域、不同民族間的稀有基因型具有顯著差異，有利于不同地域、不同民族的確認(rèn)。

4 結(jié)語

稀有基因型在某些地區(qū)或相對(duì)封閉的族群中分布頻率較高，有利于地域、種族的確認(rèn)。此外在混合樣本中，因基因分型有多種可能的結(jié)果，增加了個(gè)體識(shí)別的難度，但如果混合樣本與犯罪嫌疑人樣本均檢出同樣的稀有基因，則有利于犯罪嫌疑人的確定。在DNA檢驗(yàn)工作中，尤其在親子鑒定方面，基因突變難免發(fā)生，可能造成基因型的誤判和漏判，但如果樣本之間存在相同的稀有基因型，則可增加親緣關(guān)系的確定。因此，稀有基因型的應(yīng)用潛能巨大，在未來應(yīng)進(jìn)一步加強(qiáng)對(duì)其應(yīng)用方面的研究。

[1]白雪,姜成濤,郭磊,等.西藏藏族人群18個(gè)STR基因座遺傳多態(tài)性[J].中國法醫(yī)學(xué)雜志,2013(1):58-59.

[2]陳玲,劉超,邱平明,等.常染色體STR基因座三帶型的觀察與分析[J].中國法醫(yī)學(xué)雜志,2014(4):316-318.

[3]Butler JM. Forensic DNA typing:biology,technology,and genetics of STR markers[M].Burlington:Elsevier Academic Press,2005:477.

[4]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 s ystems[J]. Journal of Forensic Sciences,1999(1):87-94.

[5]陸惠玲,臺(tái)運(yùn)春,劉超,等.Power PlexTM 16體系OL等位基因序列分析及命名探討[J].法醫(yī)學(xué)雜志,2006(3):186-189．

[6]徐志成,陳新星,劉煒彬.11250個(gè)無關(guān)個(gè)體中罕見等位基因及其頻率[J].刑事技術(shù),2011(3):52-53．