廣東肇慶漢族人群20個常染色體STR基因座突變分析

陳啟華，蔣勁鵬，陳 瑩

（1.廣東華生司法鑒定中心，廣東 廣州510635；2.廣東明鏡司法鑒定中心，廣東 肇慶 526020；3.廣州鐵路公安局佛山公安處，廣東 佛山528100）

短串聯(lián)重復(fù)序列是目前法醫(yī)物證中應(yīng)用最廣泛的遺傳標(biāo)記之一，具有高度多態(tài)性和遺傳穩(wěn)定性，但在遺傳中發(fā)生突變的現(xiàn)象時有出現(xiàn)，這給日常親權(quán)鑒定工作帶來了一定難度。STR基因座突變，是等位基因從親代向子代遺傳過程中發(fā)生改變，表現(xiàn)為真實(shí)家系的STR基因座分型結(jié)果出現(xiàn)不符合遺傳規(guī)律的現(xiàn)象。通過對實(shí)際案例中常染色體STR基因座突變情況的觀察與分析，能夠?yàn)槿粘ＳH權(quán)鑒定工作及群體遺傳學(xué)研究提供基礎(chǔ)資料。

1 材料與方法

1.1 樣本來源

調(diào)查的家系來自廣東明鏡司法鑒定所2014—2016年日常受理的肯定親權(quán)關(guān)系的親子鑒定案例，通過電話征求了當(dāng)事人同意，最終共用2 026個三聯(lián)體家系進(jìn)行本次研究分析。

1.2 儀器試劑

所有親子鑒定案例均采用PowerPlex21試劑盒（美國Promega公司）、ABI3130XL熒光自動測序儀（美國AB公司）進(jìn)行電泳，使用GeneMapper v3.2軟件分析基因型。

1.3 突變確認(rèn)

根據(jù)華南地區(qū)漢族群體的相關(guān)基因頻率資料[1]，當(dāng)出現(xiàn)不符合遺傳定律的基因座時用AGCU Expressmarker22熒光檢測試劑盒驗(yàn)證突變真實(shí)性，用AGCU 21+1 STR試劑盒 （無錫中德美聯(lián)生物技術(shù)公司）補(bǔ)充STR位點(diǎn)，必要時增加檢測AGCU X-12試劑盒（中德美聯(lián)生物科技有限公司）或Y-filer試劑盒（美國AB公司），當(dāng)沒有再增加其他不符合基因座且按照親權(quán)鑒定技術(shù)規(guī)范[2]計(jì)算CPI≥104時，則確認(rèn)不符合遺傳定律的基因座為突變。另外，還隨機(jī)挑選了10例考慮突變案件進(jìn)行了二代測序，確定了其突變的真實(shí)性。

1.4 分析方法

將堿基重復(fù)單位相差最小的等位基因視為突變基因，考慮該親代為突變基因的提供者，以確定突變基因來源。按文獻(xiàn)[3] 方法計(jì)算分裂次數(shù)、突變率和非父排除率（CPE）。根據(jù)文獻(xiàn)[4] 方法計(jì)算突變累計(jì)父權(quán)指數(shù)（CPI），用SPSS19.0軟件進(jìn)行結(jié)果的統(tǒng)計(jì)分析。

2 結(jié)果

2.1 突變家系的一般資料

2 026個三聯(lián)體家系的4 052次傳遞中，共觀察到59次突變事件。其中，2家系出現(xiàn)2個STR基因座突變，而3個基因座突變0例，其余均為單個基因座突變。肇慶地區(qū)漢族人群20個常染色體STR基因座的突變率見表1，突變率范圍0%～0.1974%，平均突變率為0.0728%，經(jīng)χ2檢驗(yàn)各基因座的突變率在統(tǒng)計(jì)學(xué)上無顯著性差異（P＞0.05）。

2.3 突變等位基因來源

59次突變事件中，47次來自父親，10次來自母親，2次來源不能確定。父∶母=4.7∶1，父母差異有顯著意義（Z 檢驗(yàn)，P＜0.001）。

表1 肇慶地區(qū)漢族人群20個STR基因座的突變率

3 討論

STR的突變機(jī)制認(rèn)為是在DNA合成過程中，聚合酶從模板上脫離，新合成的DNA鏈也與模板鏈發(fā)生暫時分離，并可能發(fā)生鏈的滑動，再次互補(bǔ)結(jié)合時形成錯配的突出環(huán)，從而使新合成的DNA鏈增加或減少1個或幾個單位[5]，且絕大多數(shù)為一步突變。本研究1步突變率為98.7%，各基因座突變發(fā)生率在0～0.28%之間，平均為0.10%，低于親權(quán)鑒定技術(shù)規(guī)范的突變參考值0.002。

在親子鑒定中STR基因座等位基因發(fā)生突變情況時有發(fā)生，多為1個基因座發(fā)生1步突變。本研究2 026例案例中20個STR基因座中有18個基因座發(fā)生了突變，1個基因座突變有58例，2個基因座突變1例;3個基因座突變0例。通常規(guī)定，若有1～2個STR基因座不符合孟德爾遺傳規(guī)律，應(yīng)增加檢測STR基因座，綜合分析判定結(jié)論;若有3個或3個以上STR基因座違反孟德爾遺傳規(guī)律，才可以排除親生關(guān)系[8]。此批案件中發(fā)現(xiàn)一例男孩子與被檢父排除，被檢母與男孩子有1個基因座相差1個重復(fù)單位，遂并對疑母和子進(jìn)行19個X-STR基因座分型檢測，發(fā)現(xiàn)了不符合孟德爾遺傳規(guī)律，再增加檢測21個STR基因座分型，又發(fā)現(xiàn)2個不符的基因座違反孟德爾遺傳規(guī)律。故推斷此3個基因座不為突變存在。后聯(lián)系當(dāng)事人證實(shí)，該小孩不為其所生，為其妹妹所生。當(dāng)遇到有2個或3個基因座違反孟德爾遺傳規(guī)律時，不能武斷的下排除結(jié)論，而應(yīng)加做STR位點(diǎn)，分析其突變來源的類型，了解案件具體情況（如孩子生父與被檢父是否存在親緣關(guān)系）后再下結(jié)論。隨著二代測序技術(shù)的發(fā)展，在實(shí)驗(yàn)室條件允許的情況下，還可以進(jìn)行二代測序，新一代測序應(yīng)用于法醫(yī)DNA分析的其中一個優(yōu)勢為：能夠分辨長度相同、但堿基序列不同的等位基因[9]。通過檢測突變位點(diǎn)的堿基序列，從而判斷其變異的真實(shí)性。