Early Access STR Kit v1对24个常染色体STR基因座和Amelogenin基因座的法医学检测

2018-06-04

法医学杂志 2018年2期

（怀化市公安局刑事侦查支队，湖南怀化 418000）

含有3～5个碱基重复单元的STR基因座是法医学常用遗传标记，主要表现为长度多态性，可用于个体识别及亲权鉴定[1-2]。其中，根据STR基因座核心序列结构的重复情况，可以分为简单重复结构、复合重复结构及复杂重复结构[3]。常用的毛细管电泳检测平台主要根据等位基因片段长度的大小及荧光素标记技术对STR基因座各等位基因进行读取和分析，检测方便且成本低，但无法获取内部序列结构信息[3-4]。目前，随着二代测序技术的快速发展及成本的大幅下降，基于二代测序技术对STR基因座进行分析已成为研究热点[5-6]。本研究主要采用美国Thermo Fisher Scientific公司推出的基于Ion PGMTMTorrent平台的Early Access STR Kit v1对湖南地区24名汉族无关个体进行24个常染色体STR基因座和Amelogenin基因座的分型检测，探讨二代测序技术进行STR基因座检测分析的可行性。

1 材料与方法

采集湖南地区24名汉族无关个体的外周血样本，其中男性12名，女性12名。血样均稀释至0.5ng/μL备用。采用QIAamp DNA Blood Mini试剂盒（德国QIAGEN公司）进行DNA提取，用Quantifiler®Human DNA Quantification试剂盒（美国Thermo Fisher Scientific公司）进行DNA定量。本研究采用DNA标准品9948（美国Promega公司）作为阳性对照。

采用Early Access STR Kit v1（美国Thermo Fisher Scientific公司）对上述24份检材及DNA标准品9948进行文库构建、文库定量、乳液PCR反应、文库富集、二代测序及结果分析。文库构建PCR体系为20μL，包括EA STR PCR 2.5×PCR反应混合物 v1 8 μL、EA STR 10×PCR引物混合物v1 2μL和基因组DNA（gDNA）1ng，其余体积用超纯水补齐。文库构建PCR采用28个循环数，具体操作参照试剂盒说明书进行。定量后文库稀释为20 pmol/L。采用Ion PGMTMHi-QTMOT2 200试剂盒（美国Thermo Fisher Scientific公司）对15μL稀释文库进行乳液PCR及富集反应。对富集后的产物在Ion PGMTMTorrent平台上采用Ion PGMTMHi-QTMSequencing程序进行测序检测，Flow数为850。采用Ion 318TMChip v2芯片对24个样本和标准品9948进行并行检测，重复一次。测序数据采用插件HID STR Genotyper v3.0进行分析。

对上述样本采用Goldeneye®DNA身份鉴定系统20A试剂盒［基点认知技术（北京）有限公司］和华夏TM白金PCR扩增试剂盒（美国AB公司）进行24个常染色体STR基因座和Amelogenin基因座的PCR扩增。扩增产物在3500基因分析仪（美国AB公司）上进行毛细管电泳检测，采用GeneMapperTMID-X v1.4软件进行结果分型。

2 结果与讨论

Early Access STR Kit v1中含有的24个常染色体STR基因座信息及相关序列结构信息见表1。

本研究采用Ion 318TMChip v2芯片对24个样本和标准品9948进行两次并行检测，分型结果一致。两次测序的芯片有效数据率分别为62.38%和65.64%，可用于进一步分析。各基因座上获取的测序数据可分为等位基因测序信息、Stutter测序信息及噪音信息[5-6]。将各STR基因座获取的等位基因测序信息与总测序信息量之比作为衡量测序数据有效率的评价指标。结果显示，24个常染色体STR基因座的数据有效率在65.32%（D2S1776）～88.69%（TPOX），平均测序读深为484X（D1S1677）～6434X（D19S433）。

同时，24个常染色体STR基因座及Amelogenin基因座检测到的等位基因与毛细管电泳检测结果一致。24个常染色体STR基因座的序列等位基因信息见表2。其中，在 D1S1656、D4S2408、D5S2500、D21S11、D2S441、D2S1338、D3S1358、D8S1179 和 vWA 基因座中均检见序列多态性，这也是二代测序技术相较于毛细管电泳的优势之一，有助于亲缘关系的进一步分析及突变事件的分析[5-6]。

表1 Early Access STR Kit v1中24个常染色体STR基因座序列结构信息

表2 24个常染色体STR基因座等位基因及序列结构信息（n=24）

表2（续）

上述研究结果表明，采用Early Access STR Kit v1不仅可以实现多个遗传标记（24个常染色体STR基因座和Amelogenin基因座）的并行检测，同时也可以对多个样本实现并行检测，从而节约样本检测量及检测时间。本研究采用1ng DNA进行文库构建及后续测序分析，检测结果可靠，数据量大，但是实验过程及结果分析较毛细管电泳更为复杂。该技术不仅可以实现STR基因座的内部序列结构解析，同时可以获取其侧翼序列结构存在的变异信息，是未来法医学STR基因座研究及应用的有效手段。

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本期文章中可直接使用的缩略词

死亡时间（postmortem interval，PMI）

肿瘤坏死因子（tumor necrosis factor，TNF）

β-肌动蛋白（beta-actin，ACTB）

腺苷三磷酸（adenosine triphosphate，ATP）

牛血清白蛋白（bovine serum albumin，BSA）

乙二胺四乙酸（ethylenediamine tetraacetic acid，EDTA）

置信区间（confidence interval，CI）

呼吸（respiration，R）

脉搏（pulse，P）

血压（blood pressure，BP）

体质量指数（body mass index，BMI）