安徽人群1871例亲子鉴定案件中STR基因座突变的分析

彭苗苗，吴秋昀，吴 昊

(1．安徽龙图司法鉴定中心 法医物证室，安徽 合肥 230000；2.合肥市司法局 政治部，安徽 合肥 230000)

·法医学·

安徽人群1871例亲子鉴定案件中STR基因座突变的分析

彭苗苗1，吴秋昀1，吴 昊2

(1．安徽龙图司法鉴定中心 法医物证室，安徽 合肥 230000；2.合肥市司法局 政治部，安徽 合肥 230000)

目的：观察和分析GoldeneyeTMDNA身份鉴定系统的20A试剂盒19个STR基因座在安徽人群亲子鉴定中的突变现象。方法：应用该试剂盒检测1871例亲子鉴定结论为“肯定”的案例并进行基因分型。结果：1871例亲子鉴定中双亲鉴定有66例，单亲鉴定有1805例，共计1937次减数分裂。1871例中共统计到55例有STR基因座发生突变，19个基因座均有突变现象发生。其中一步突变的比例为90.9%。突变来源上，父系和母系来源有明显的性别差异。结论：STR基因座突变是较为常见的现象，要选择突变率低、多态性好的遗传标记，根据实际情况补充检测STR位点以及借助测序等手段以降低误判风险。

亲子鉴定；突变；安徽地区；STR基因座

【DOI】10.3969/j.issn.1002-0217.2017.03.004

短串联重复序列(shot tandem repeat,STR)基因座是人类的一种重要的遗传标记，在人类基因组中分布广泛。由于其多态性高，个体识别能力强，故在法医物证鉴定应用中具有重要的意义。但同时STR基因座的突变率相应也较高[1-2]。STR基因座的突变现象直接关系到亲权鉴定结果的判读[3]，因此在法医物证实践中应不断积累实验数据，充分研究和分析，在给予鉴定检测结论时才能确保结果的准确性和可靠性。

本研究利用GoldeneyeTMDNA身份鉴定系统的20A试剂盒[基点认知技术(北京)有限公司，简称20A试剂盒]对本实验室2015年1月～2016年5月期间的亲子鉴定案例进行检测，有1871例亲子鉴定结论为“肯定”，分析其中具有STR基因座突变的案例。

1 材料和方法

1.1 样本材料 1871例亲子鉴定结论为“肯定”的案件均来源于本中心法医物证鉴定室2015年1月～2016年5月期间的日常工作检案。检验材料包括血痕、毛发以及肌肉组织等。

1.2 STR基因位点分型 样本的模板DNA采用Chelex-100法提取，并用20A试剂盒扩增检测以下19个基因座：D12S391、FGA、D19S433、D18S51、D5S818、D21S11、D3S1358、D13S317、D7S820、Penta D、CSF1PO、vWA、D8S1179、TPOX、Penta E、D16S539、TH01、D2S1338、D6S1043以及1个性别基因座。扩增结果采用ABI3100遗传分析仪和GeneMapperV3.2软件进行结果分析。

1.3 STR基因座突变位点和突变率的统计及分析 由直接计数法得出具有STR基因座突变的案例数，并根据STR基因座突变率的计算公式：STR基因座的突变率=突变STR基因座数/(双亲案例数×2+单亲案例数)来计算每个STR基因座突变率，分析相关影响因素。

2 结果

2.1 STR突变基因座及突变率 鉴定结论为“肯定”的1871例案例中，双亲鉴定有66例，单亲鉴定有1805例，共计1937次减数分裂。其中55例案子发生STR基因座突变，双亲和单亲鉴定分别有9例和46例。19个STR基因座均观察到突变现象(表1)，其中D18S51和D6S1043发生8例突变，突变率最高，为0.413%；而D21S11、D3S1358、D7S820、D8S1179、TPOX和FGA均只发生1例突变，突变率为0.052%。等位基因总的突变发生率为2.839%。

表1 19个STR基因座的突变率

序列号位点突变位点数突变来源父亲母亲突变概率/%1D19S4332200．103(2/1937)2D5S8182110．103(2/1937)3D21S111010．052(1/1937)4D18S518620．413(8/1937)5D6S10438710．413(8/1937)6D3S13581100．052(1/1937)7D13S3172200．103(2/1937)8D7S8201100．052(1/1937)9D16S5394310．207(4/1937)10CSF1PO5320．258(5/1937)11PentaD2020．103(2/1937)12vWA5500．258(5/1937)13D8S11791100．052(1/1937)14TPOX1100．052(1/1937)15PentaE5050．258(5/1937)16TH012110．103(2/1937)17D12S3912200．103(2/1937)18D2S13382200．103(2/1937)19FGA1100．052(1/1937)合计5539162．839(55/1937)

2.2 STR基因座突变步数分析 比较STR发生突变的基因座的等位基因型，其中一步突变50例(表2)，为增加或减少一个核心重复序列，占突变案例总数的比例为90.9%；二步突变和三步突变分别为3例和2例，占比5.5%和3.6%。

表2 突变等位基因的突变步数分析

突变步数突变案例比例一步突变500．909二步突变30．055三步突变20．036合计551

2.3 STR基因座突变来源统计 分析观察到的55例STR突变基因座，发现有39例来源于父系，占70.9%；16例来源于母系，占29.1%。父系来源突变与母系来源突变的比例为2.44∶1。

3 讨论

3.1 STR基因座突变率相关分析 一般认为，调查STR基因座突变率至少要观察500次细胞减数分裂[4]。本研究采用GoldeneyeTMDNA身份鉴定系统的20A试剂盒，检测并统计安徽人群1871例亲子鉴定结论为“肯定”的案例。结果发现在1937次减数分裂中，19个基因座均有基因突变现象发生，突变率在0.052%～0.413%之间，略高于美国血库协会(AABB)于2008年公布的年度STR基因座0.007%～0.371%的突变率[2]。各基因座的突变率高低不一，提示着这些基因座的结构复杂性和重复序列中核心序列的重复次数不同[4-8]。相关报道称能够应用于亲权鉴定的遗传标记的总突变率应不高于0.2%[1]。因此在法医物证实践中应用的遗传标记应注意突变问题，必要时采取其他手段辅助鉴定以降低误判风险。

3.2 STR基因座突变机制和模式分析 复制滑动或复制滑链错配是STR基因座发生突变的机制。它的原理是在DNA复制的过程中，新生链由于碱基错配从而比模板链延长或缩短，表现为STR基因座发生一步或多步突变[7，9]。串联排列的正向重复序列以及重复次数较多的序列中发生复制滑链错配的概率较大，突变率也相应较大[9]。一步突变通过累积发生多步突变。步数越少，发生突变的概率相对较大。一般来说，一步突变占突变总数的90%[10]。本研究发现，55例突变案例中一步突变50例，占突变总数的90.9%，突变率最高，这与前人研究结果相一致[6,11]。

3.3 STR基因座突变的性别差异与来源分析 根据子代的新等位基因分别与父亲或母亲的等位基因之间的差异大小来确定突变的性别来源，差异较小一方则可能是其来源；若差异相同，则无法确定其来源。有研究表明不同STR基因座父源/母源突变率的比值为1.25～18.466[2]。本研究显示来自父系和母系来源的突变比率为2.44∶1，性别差异明显，这与相关研究结果相符合[6,11]。父系和母系来源的差异性与两种生殖细胞分别经历的细胞分裂数不同有关，精子产生过程中STR基因座发生突变的概率较大。李秋阳等研究表明28岁的女性细胞分裂次数大概是男性的1/28[6]。

STR基因座在法医物证的亲权鉴定和个体识别等研究应用领域有着极高的价值。近年来随着亲子鉴定案件量的增长，正确处理STR基因座突变以提高鉴定结果的准确性和可靠性显得尤为重要，可以从尽量追加另一方样本同时参与鉴定、增加检测位点或借助测序技术等手段辅助鉴定，从而降低误判风险。

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Analysis of the mutation at STR loci in 1871 paternity test subjects in Anhui province

PENG Miaomiao,WU Qiuyun,WU Hao

Forensic Evidence Section,Longtu Judicial Authentication Center,Hefei 230000,China

Objective：To observe and analyze the mutation phenomenon of 19 STR loci amplified using GoldeneyeTMDNA 20A Kit in paternity test in population in Anhui province.Methods: GoldeneyeTMDNA 20A Kit was used to genotype and verify the genes in 1871 cases with confirmed results in previous paternity test.Results: In 1871 cases,66 received paternity-maternity test and 1805,simple paternity test.A total of 1937 frequencies of meiosis were found,and mutations at STR loci were observed in 55 cases,particularly at the 19 STR loci.One locus mutation accounted for 90.9% in all cases,and there was no difference between the source mutation from paternity and maternity.Conclusion: STR loci mutation is common in population in Anhui province,which suggests that prevention of errors in paternity test should include the alleles with lower mutation at STR loci and genetic markers with better polymorphism as well as additional STR testing and gene sequencing in specific cases.

paternity test;gene mutation;Anhui；shot tandem repeat loci

1002-0217(2017)03-0215-03

2016-12-14

彭苗苗(1987-)，女，法医师，(电话)18019565233，(电子信箱)pmmxigua@163.com。

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