赖力薛士杰金静君何萍王坤
（福建省医学科学研究院免疫研究所明正司法鉴定所福建福州350001）
【中图分类号】R446.1【文献标识码】A【文章编号】1672-5085（2011）33-0024-03
【摘要】目的观察分析亲子鉴定中15个常用STR基因座的突变现象及规律。方法采用Identifile15个STR基因座检测系统，在福建地区2363例亲子鉴定结论为“肯定”的案例中,筛选1～2个STR基因座突变的案例，增加Sinofiler和PowerPlex16系统检测复核，统计各STR基因座突变率，分析突变的规律及其特点。结果2363例中发现70个突变基因座，均为一步突变，其中1个基因座突变68例，2个基因座突变1例；15个STR基因座中12个基因座存在突变，突变率为0-0.28%，来源于父系的突变与母系突变比例为4.64:1。结论STR基因座存在较高的突变率，对亲子鉴定结果判读具有一定影响，当1～2个基因座违反遗传规律时,应增加检测其它多态性高，突变率低的遗传标记，并结合基因座突变率计算亲权指数。
【关键词】STR基因座基因突变亲子鉴定
AnalysisofMutationsofShortTandemRepeatLociin2363PaternityTestingsinFujian
【Abstract】ObjectiveToobservethephenomenaandanalyzethecharacteristicofthemutationsof15shorttandemrepeat(STR)lociinpaternitytestingMethods2363parentageconfirmedcasescasesinfujianweredetectedbyusingIdentifilerTMsystem.Whenoneortwolocusexclusionhadbeenobserved,furtherexaminationwasperformedbyusingSinofilerTMandPowerPlex16TMsystemsandcalculatedtheSTRmutationrates、analyzedmutationrulesandcharacteristicsResults70mutationswerefoundin2363parentageconfirmedcasesandtheywereallasingstepmutation.Inaddition,asing-locusmutationwasobservedin68casesandadouble-locusmutationwasobservedin1case.And12STRlociwerefoundmutationsamongatotalof15STRloci,themutationratewasbetween0-0.28%,theratioofpaternalversusmaternalmutationwas4.64:1.ConclusionhighermutationratesofSTRlocihaveimpactonthejudgementofpaternitytesting,whenoneortwoSTRmutationswereobserved,othermoregeneticmarkersshouldbeaddedtotested,calculatepaternityindexcombinedwithmutationlocusinformation
【Keywords】STRlociPaternitytestingGenemutations
短串联重复序列（STR）是一类广泛存在于人类基因组中具有长度多态性的DNA片段。STR基因座具有高度多态性，个体识别能力强的优点，其作为第二代遗传标记，已被广泛应用于医学遗传学以及法医物证学研究领域。STR基因座具有较高的突变率，是目前影响亲子鉴定结果判定的重要因素。本文采用Identifile15个STR基因座检测系统，对福建地区2363例亲子鉴定结论为“肯定”的案例进行STR基因座突变的研究，分析探讨突变的现象及规律。
1材料与方法
1.1实验材料
福建地区2363例亲子鉴定结论为“肯定”家系样本，每个样本取末梢血3uL。
1.2方法
1.2.1DNA提取采用Chelex100快速提取法提取血样DNA。
1.2.2PCR扩增采用荧光复合扩增技术，美国ABI
公司Identifiler五色荧光标记复合扩增系统的15个STR基因座（D8S1179、D21S11、TH01、D2S1338、D16S539、D19S433、D13S317、D3S1358、D7S820、D5S818、CSF1P0、FGA、TPOX、vWA基因座）以及1个Amelogenin基因座。
1.2.3STR基因座检测将PCR产物与去离子甲酰胺混匀，在美国ABI公司3130基因分析仪上毛细管电泳分型，用Datecollection软件收集STR基因座荧光信号，GeneMapper软件对STR基因座等位基因进行分型。
1.2.4STR突变基因座的确定
当Identifiler系统15个STR基因座中有1-2个基因座违反遗传规律，增加检测ABI公司Sinofiler系统或Promega公司PowerPlex16系统，对突变基因座进行复核并增加D12S391、
6S1043、PentaE和PentaD等基因座遗传信息，以提高鉴定体系系统效能。必要时增加X-STR或Y-STR基因座检测。若未发现新的违反遗传规律基因座或总的违反遗传规律基因座数小于3，且计算亲权指数(三联体PI>1000，二联体PI>2000)，亦可视为认定亲权关系，则违反遗传规律基因座认为是突变基因座。
1.2.5STR基因座突变步数的确定
存在突变的STR基因座，亲代的等位基因型与子代等位基因型违反遗传规律，表现为核心重复序列的增加或减少，统计增加或减少的核心重复序列数目即为基因座突变步数，本文以+1、-1或不确定表示。
2结果
2.1统计STR基因座突变率
观察福建地区2363例亲子鉴定结论为“肯定”的鉴定案例,其中双亲三联体亲子鉴定1544例，单亲二联体亲子鉴定819例，总共观察到3907次减数分裂。在15个STR基因座中观察到12个基因座存在突变现象（见表1）。68例亲子鉴定案例发生1个基因座突变，1例发生2个基因座（CSF1PO和D18S51）同时突变，三联体和二联体鉴定分别占51例和18例。
表115个STR基因座突变率及特点（n=70）
2.2统计STR基因座突变步数
观察和比较同一家系突变基因座的等位基因型，发现70个基因座突变均为一步突变(见表1)，其中28个基因座突变增加一个核心重复序列；25个基因座突变减少一个核心重复序列，其余17个基因座突变无法判定核心重复序列的增减。
2.3统计STR基因座突变来源
在观察到的70个基因座突变中，51个基因座突变来源于父系，占72.9%；11个基因座突变来源于母系，占21.6%，父系来源突变：母系来源突变=4.64:1，父母差异具有显著意义（Z检验，P<0.001），其余8个突变无法判定来源。
3讨论
3.1STR基因座突变率分析
STR基因座作为重要的遗传标记，在多态性程度高的基因座，其个体识别能力增强，突变率也相应增加。通常规定亲权鉴定遗传标记的突变率应低于0.1%[1]，因此突变率高的基因座不适合用于亲权鉴定。本研究采用ABI公司Identifiler15个STR基因座检测系统，以福建地区2363例亲子鉴定结论为“肯定”的案例为研究对象，在3907次减数分裂中，有12个STR基因座上发现了70次突变现象，其中FGA、D18S51、D8S1179、D21S11基因座突变率较高，均高于STR基因座平均突变率0.2%。提示在计算含有突变基因座的亲权指数时，不能简单的把基因座平均突变率代替各基因座突变率，应针对本地区人群的突变基因座进行统计研究，获得相关遗传资料，保证鉴定结果的准确可靠。
3.2STR基因座突变模式分析
目前国内外学者普遍认为，STR基因座产生突变的主要机制是DNA复制滑动或滑链错配[2]，在DNA复制合成的过程中，新生链与模板链分离时，在STR基因座核心序列重复区域发生碱基错配，使一个或数个重复区域形成环状，导致新生链比模板链延长或缩短，表现为增加或减少一个或数个核心重复序列[3]。本研究结果表明70个基因座突变，均为一步突变，即增加或减少一个核心重复序列，且突变全部发生位于大于10个核心重复序列的序列结构，未观察到重复次数小于10的突变基因座，与国内外相关研究结果一致[4]。本研究还发现基因座突变增加核心序列的概率略高于减少核心序列的概率，但对于每个基因座，增加或减少核心重复序列以及出现无法判断的概率并未见有显著性差异。通过对存在STR突变基因座的案例进行研究，分析无法确定核心重复序列增减的17例突变，发现由于部分二联体鉴定缺乏另一方的遗传信息资料（如亲代D21S11基因型33.2/33.2，子代基因型32.2/34.2），或者亲代的两条等位基因型与子代突变基因型均相差一个核心重复序列（如亲代D8S1179基因型16/18，子代基因型17/17），对于这种情况，若要明确判断，需要补充家系遗传信息或者进行基因座测序进行判断。
3.3STR基因座突变来源分析
有资料表明，父源性突变约是母源性突变的3-5倍[5]。本研究中父源性突变与母源性突变的比值为4.64:1，具有显著差异，这与李秋阳、李海霞等人[6，7]研究结果相符合。男性在遗传过程中基因的突变率明显高于女性，因为精子的DNA在精原细胞成为精子前要经过多次复制，复制次数越多，产生滑动错配的机会就越多。突变的产生除了与DNA复制次数有密切的联系，还随着男性的年龄增大而增多，所以突变发生在男性的几率比女性大。提示进行某些亲权鉴定如认亲等，尽量选择母亲为鉴定对象，以减少突变的发生。
3.4STR突变基因座认定方法
本研究采取ABI公司Sinofiler系统以及Promega公司PowerPlex16系统，对突变基因座进行认定复核。由于两种系统引物设计的不同，能有效避免由于引物结合区变异引起的等位基因丢失现象。本研究发现，用Identifiler系统进行亲子鉴定，个别家系亲代与子代同一基因座均为纯合子基因型，违法遗传规律且相差多个核心重复序列，改用其他系统复核后认定该基因座为杂合子基因型，符合遗传规律。根据相关研究报道[8]PowerPlex16系统D21S11、FGA基因座以及本研究发现Identifiler系统TH01、D19S433基因座都存在等位基因丢失导致的假突变现象，所以在认定STR基因座突变前，必须要使用不同引物系统或者基因座测序方法进行复核，以排除假突变现象。
近年来，随着亲子鉴定案例的不断增加，对STR基因座突变这一影响亲子鉴定结果判定的重要因素的研究越来越受到重视。对于STR基因座突变这一现象，我们应不断积累STR基因座突变数据，选择其它多态性好，突变率低的遗传标记，以保证鉴定结果的准确可靠。
参考文献
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