Y染色体微缺失和突变的全同胞关系鉴定

苏芹，步凡，陈冲，石研，路志勇，刘雅诚

（1.北京市公安司法鉴定中心，北京 100192；2.北京市公安局西城分局刑侦支队，北京 100055；3.北京通达首诚司法鉴定所，北京 100192）

·技术与应用·

Y染色体微缺失和突变的全同胞关系鉴定

苏芹1，步凡2，陈冲3，石研3，路志勇1，刘雅诚3

（1.北京市公安司法鉴定中心，北京 100192；2.北京市公安局西城分局刑侦支队，北京 100055；3.北京通达首诚司法鉴定所，北京 100192）

目的探讨Y染色体微缺失和突变时，两男性个体间的全同胞关系鉴定。方法提取两样本DNA，检测Y-STR分型及常染色体STR分型，通过IBS法、ITO法及全同胞-无关个体判别函数法计算两个体间的全同胞关系。结果33个Y-STR基因座中有2个基因座存在突变，其中一样本存在19个基因座的缺失。两样本IBS为53，大于阈值42；累积全同胞关系指数为1.36×1016，远远大于19；全同胞-无关个体判别函数DFS2＞DR2。因此倾向于认为两个体为全同胞。结论对于Y染色体微缺失和突变需要进行父系鉴定的情况，可以综合应用IBS法、ITO法以及全同胞-无关个体判别函数法以得出更为可靠的鉴定意见。

法医遗传学；Y染色体；同胞关系；染色体缺失；突变

Y染色体是人类的性染色体，为男性独有，呈父系单倍体遗传。STR基因座突变率较高[1]，当出现突变和缺失的情况时，会给检验结果的解释带来一定的困难。本研究分析了1例Y染色体微缺失和突变的全同胞关系鉴定案例。

1 材料与方法

1.1 样本

某案件为确定尸源，要求鉴定两男性个体是否为全同胞兄弟关系，分别取血样编号为样本1和样本2。

1.2 DNA提取和扩增

采用DNA IQTMSystem试剂盒和Maxwell®16 DNA纯化试剂盒（美国Promega公司）提取、纯化样本DNA，用Yfiler®Plus PCR扩增试剂盒（美国AB公司）和AGCU Y24试剂盒（无锡中德美联生物技术有限公司）分别扩增两样本33个Y-STR基因座，用MicroreaderTM21 ID System和MicroreaderTM23sp ID System试剂盒（北京阅微基因技术有限公司）分别扩增两样本39个常染色体STR基因座，以上操作均参照试剂盒说明书进行。用9700型PCR扩增仪（美国AB公司）扩增，扩增产物在3500xl型基因分析仪（美国AB公司）上进行电泳。

1.3 计算状态一致性评分

根据《生物学全同胞关系鉴定实施规范》[2]中两名个体在同一基因座上可出现相同的等位基因，这些等位基因的“一致性”即称为状态一致性（identity by state，IBS）。两样本间的IBS等位基因个数称为IBS评分。

1.4 ITO法计算全同胞关系指数

按照北京汉族人群各STR基因座的等位基因频率数据[3]，根据ITO法[4]计算样本1和样本2的全同胞关系指数（full sibling index，FSI）。

1.5 全同胞-无关个体判别函数法计算全同胞关系

根据陆惠玲等[5]提出的全同胞-无关个体判别函数［DFS2=3.872 X0+3.931 X1－18.895（全同胞）及DR2= 7.303X0+5.473 X1－44.298（无关个体）］计算两样本间的全同胞关系。

2 结果

2.1 Y-STR基因座分型结果

Y-STR基因座分型结果见表1。样本1检出33个基因座；样本2检出14个基因座，其中有12个基因座与样本1分型相同，而在Y-GATA-H4、DYS393基因座两样本的等位基因相差一个重复单位。

表1 两样本33个Y-STR基因座分型结果

2.2 两样本常染色体STR分型及其IBS评分

两样本39个常染色体STR分型及其IBS评分见表2，累积IBS为53，大于阈值42[2]，倾向于认为两样本为全同胞关系。

表2 两样本39个常染色体STR分型、FSI值及IBS评分

2.3 两样本FSI计算结果

样本1和样本2的39个常染色体基因座累积FSI为1.36×1016（表2），其中包含的PowerPlexTM16试剂盒中的15个基因座的累积FSI为2.05×106，远远大于19[5]，支持两名被鉴定人为全同胞关系。

2.4 全同胞-无关个体判别函数法计算结果

依据MicroreaderTM21 ID System和MicroreaderTM23sp ID System试剂盒共39个常染色体STR基因座中包含的PowerPlexTM16试剂盒中的15个基因座计算[5]，X0=1，X1=8。代入公式得DFS2=16.425，DR2=6.789，DFS2＞DR2，因此两名被鉴定人应为全同胞关系。

3 讨论

Y染色体具有父系遗传特点，同一家族中男性个体的Y-STR分型结果理论上应完全一样[6]，因此可用Y-STR进行同一父系鉴定。但本例中，对样本1和样本2进行Y-STR分型检测时，样本2有19个基因座出现了缺失，并在Y-GATA-H4、DYS393基因座出现了不符合遗传规律的现象，这给结果的解释带来了困难。

根据《生物学全同胞关系鉴定实施规范》[2]的要求，在进行生物学全同胞关系鉴定时，目前常用的19个常染色体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）为必检基因座。本例在19个必检基因座的基础上，增加了20个常染色体基因座，所增加的基因座个人识别力均大于0.900。据此得出两样本IBS为53，大于检测39个基因座时的阈值42，因此倾向于认为两名被鉴定人为全同胞，且得出此鉴定结论的准确性不低于99.9%[2]。

陆惠玲等[5]应用PowerPlexTM16试剂盒对500对全同胞和500对无关个体进行检测，结果表明以FSI≥19、FSI＜1作为全同胞与无关个体的判别标准，交互准确率为96.4%。本研究两样本在PowerPlexTM16系统共有基因座的FSI为2.05×106，大于19，因此两样本间存在全同胞关系。对于确系同胞的个体，增加检测基因座能提高同胞关系指数[7]，本研究中样本1和样本2检测的常染色体STR基因座数达到了39个，其累积FSI为1.36×1016，FSI大大提高，进一步证明两样本为全同胞关系。

陆惠玲等[5]基于PowerPlexTM16试剂盒的15个常染色体STR基因座得出的全同胞-无关个体判别函数交互准确率为97.7%，本文依据全同胞-无关个体判别函数计算得出DFS2＞DR2，因此两名被鉴定人应为全同胞关系。

Y-STR基因座的突变率较高[1]，Kayser等[8]曾报道父子间存在1～2个Y-STR基因座的突变。本研究中样本1和样本2在Y-GATA-H4、DYS393基因座上相差一个重复单位，考虑为发生了一步突变。根据叶峻杰等[9-10]研究得出的Y-STR基因座缺失与染色体上位置的对应关系，样本2缺失的基因座位于Y染色体的长臂上，且是与精子生成相关的基因。Y染色体的微缺失是由于基因重组造成的，这与Y染色体上有大量高度重复和回文序列特征有关[11-12]。本研究中全同胞的兄弟间一个Y-STR分型正常，另一个则出现了基因座的微缺失，因此样本2可能是从正常父亲的带缺失的精子传递下来[13-14]，或者通过正常精子受精后在胚胎发育过程中发生了缺失[15-16]。

综上所述，当用Y染色体进行父系鉴定时，如果出现Y染色体突变或者微缺失，无法判断是否来自同一父系的情况，可以综合应用多种方法以得出更可靠的鉴定意见。

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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）

（本文编辑：李成涛）

苏芹（1981—），女，主检法医师，主要从事法医DNA分析技术的应用和研究；E-mail：suqin925＠163.com