二联体亲权鉴定中STR 异常现象分析

李 进 熊 彪 黄之伟 黄朝康

广西钦州市正大司法鉴定中心，广西 钦州 535000

短串联重复序列（Short Tandem Repeat，STR）属于人类遗传中的重要标记之一，在开展法医学亲子鉴定过程中其数据结果具有重要的作用，是判定两者之间是否存在血缘关系的重要遗传标记之一［1］。同时，STR 相关数据对分析人体遗传病具有重要的参考价值。在进行亲子鉴定过程中STR 基因座突变是一种普遍存在的现象。其中，STR 基因座突变中的突变主要包括一步突变和多步突变，一步突变只涉及一个基序的增加或者减少，在STR 基因座突变中发生一步突变的概率高达90%；多步突变主要是指发生多个序列突变，在STR 基因座突变中发生多步突变，最多四步突变的概率为10%［2］。当STR 核心序列发生突变现象时，可能会导致法医物证在进行亲子鉴定时出现误判现象。因此，在开展亲子鉴定时，要充分考虑有可能出现STR 基因座突变的现象。为有效避免因STR 基因座突变而导致鉴定结果不准确，本文主要对二联体亲权鉴定中STR 异常现象进行分析。其中，研究报告如下：

一、资料与方法

（一）一般资料

本次研究采用回顾性分析的方式，在2019 年1 月至2023 年1 月期间，对2310 例STR 存在一步突变的基因开展联体亲权鉴定，其中有1749 例为父—子（女）二联体鉴定，561 例为母—子（女）二联体鉴定，在鉴定时对每个样本采集末梢血，3μL。

（二）方法

1．仪器与试剂

在本次研究中采用的仪器分别为杭州博日科技有限公司生产的TC-96 扩增仪以及美国ABI 3130XL 型基因分析仪。STR 基因座分型试剂为中德美联生物技术有限公司生产的AGCU EX22荧光检测试剂盒和AGCU EX21+1 荧光检测试剂盒，江苏苏博生物医学科技南京有限公司生产的YESU 21plex 荧光检测试剂盒。

2．检测方法

（1）对DNA 进行提取：提取所有案例中的血样DNA 样本，提取方法为Chelex100 快速提取法；（2）PCR 扩增：利用荧光复合扩增技术，对AGCU EX22 的21 个STR 基因座进行五色荧光标记；（3）STR 基因座检测：将PCR 扩增产物和去离子甲酰胺进行一定比例的混匀，采用ABI 3130XL 型基因分析进行毛细管电泳分型，并收集STR 基因座发出的荧光信号，采用GeneMapper ID-X 软件进行基因型分析。

3．STR 突变基因座判定方法

根据采用AGCU EX22 检测试剂盒的检测结果对不符合遗传规律的样本进行筛选，同时对不符合遗传规律的样本采用YESU 21plex 试剂盒进行复核，用AGCU EX21+1 试剂盒加测位点获取其他基因座的遗传信息。按照二联体亲权指数（PI）判断亲子关系，对不符合遗传规律的基因座列为突变基因座。

4．统计突变率方法

采用直接计数法计算基因座突变率。

（三）统计学分析

采用国标《亲权鉴定技术规范》（GB/T 37223-2018）以及公共安全行业标准《法庭科学DNA 实验室检验规范》（GA/T 383-2014），结合我国汉族人群STR 基因座的等位基因频率进行对比研究［3］。

二、结果

（一）STR 突变基因座突变率

在本次研究分析的2310 例二联体亲权鉴中，有34 例存在STR 基因座异常现象，其中，在这34例中21 个STR 突变基因座突变具体情况如表1所示：

表1 21 个STR 突变基因座突变率

（二）在其他检测方法复核下排除案例STR突变基因座信息

在本次研究中，通过对34 例STR 基因座异常现象采用YESU 21plex 试剂盒进行复核，用AGCU EX21+1 试剂盒进行进一步的二联体鉴定，能够确认其中有30 例存在STR 一步突变，不能排除亲子关系，4 例能排除亲子关系。其中，排除案例STR 突变基因座信息如表2 所示：

表2 在其他检测方法复核下排除案例STR 突变基因座信息

三、讨论

短串联重复序列具有多态性，能够较快对个体进行识别，且检测方法具备简便、快捷等特点，在目前已经成为亲子鉴定中最常采用的方法。在亲子鉴定中常见的方法包括三联体鉴定和二联体鉴定，三联体鉴定主要是对父—母—子（女）进行鉴定，二联体鉴定主要是通过父（母）—子（女）进行鉴定，其中在二联体鉴定中由于缺少其中一方亲代遗传的相关信息，导致在鉴定过程中可能会发生STR 基因座突变现象，从而导致亲子鉴定结果的准确性受到一定的影响［4］。近年来，亲子鉴定的案例呈现出逐年递增的情况，在开展亲子鉴定工作过程中采用二联体亲子鉴定的比例越来越高。由于在进行二联体鉴定时只需要其中一方亲属参与鉴定，导致在鉴定过程中无法获取另一方的遗传信息，从而导致STR 基因座检测的效率降低，会出现一定的异常现象。目前在开展二联体鉴定时，主要采用21 个STR 基因座进行检测，但是在检测过程中会存在一定的风险现象，即可能发生漏排非父风险，因此为了能够有效提高二联体鉴定的准确性，在开展二联体鉴定过程中就要增加具有高多态性、稳定性良好的遗传标记进行检测［5］。

所谓的突变主要是建立在认定亲权关系假设成立的基础上，一般而言STR 基因座突变与遗传多态性有一定联系，STR 基因座发生突变主要是由于复制滑动。当出现复制滑动现象时，STR 基因座等位基因重复单位会出现增加或者减少的情况，一般情况下序列结构比较均一的基因座更加容易出现基因突变现象。同时，在等位基因中，当含有不完全序列的基因座时发生突变的概率反而比较低，反观扩增片段较为明显的STR 基因座反而更加容易出现突变情况，出现这种情况的原因主要是重复单位较多的基因座长度更长，导致多态性程度也更多，从而会增加STR 基因座突变的概率。此外，STR 基因座等位基因突变和性别有一定联系，源于父亲的基因突变比源于母亲的基因突变更加明显，其原因在于基因突变率和细胞分裂次数有关，男性的精原细胞会经过多次分离才会形成精子，分裂次数大于女性卵原细胞分裂，导致DNA 复制时出现滑动错配情况就更多，使得STR 基因座突变概率增加。

本次研究中，在21 个STR 基因座基础上采用多种STR 基因座复合扩增体系进行检测，在一步突变中，STR 基因座不符合相关遗传规律的案例进行分析，采用多种STR 基因座复合扩增体系能够有效提高亲子鉴定的效率。在检测过程中，当确定一个STR 基因座出现突变现象时，就要采用不同的基因检测系统进行复核，采用不同引物基因座进行检测，能够尽可能避免因为引物结合区变异而出现的等位基因假突变现象，也就是学术中所指出的等位基因丢失。在采用AGCU EX22 试剂盒检测时，可能会存在一定的风险现象，发生漏排非父风险，因此在检测过程中引入YESU 21plex 试剂盒、AGCU EX21+1 试剂盒系统进行二联体鉴定时，能够有效确保检测的准确性。在采用YESU 21plex 试剂盒检测过程中，能够起到与AGCU EX22 试剂盒相同的作用，有效对AGCU EX22 试剂盒结果进行复核，从而排除在检测过程中发生STR 基因座异常现象。

在本次研究中，分析STR 基因座的突变率时通过对2310 例进行二联体亲权鉴定，采用常规的AGCU EX22 试剂盒检测时，共有34 例存在STR基因座异常现象，突变率在0．04%～0．22%之间，在研究中发现，PentaD、D21S11 突变率较高，一般而言在亲权鉴定中，计算遗传标记STR 的总突变率时一般不能高于0．2%，而在本次研究中PentaE、FGA 的基因座突变率较高，因此在开展法医物证鉴定过程中要注意相关基因的突变问题，为避免基因突变率较高导致法医物证鉴定结果不准确等，要采用其他辅助方式进行鉴定，从而有效降低误判风险。在本次研究中，虽然开展了多个基因座检测，但是基因座之间存在一定的连锁不平衡情况，在开展研究时群体遗传学数据有限，所检测的结果只能当作研究参考。

综上所述，在进行亲权鉴定时，在检测过程中，要注意发生STR 基因座异常的情况。通过检测遗传标记能够有效判断认定亲权关系，但是也要注意发生STR 基因座突变现象。通过多种PCR试剂盒检测，在AGCU EX22 试剂盒检测基础上开展YESU 21plex 试剂盒、AGCU EX21+1 试剂盒检测，能够相互证实突变结果，必要时，需要补充Y-STR 或X-STR 进行分析检测，能够有效对亲权关系进行综合判断，从而有效排除各种干扰因素，避免发生错误判断的现象，提高鉴定效率，得到科学、全面、可靠的鉴定结果。因此，开展二联体亲权鉴定中STR 异常现象分析在法医物证工作中具有推广和应用意义。