1483例亲子鉴定STR基因座突变的分析

帅莉，汪军，景强，许彬，苏琴，李芸娟，李辉

（1.昆明市延安医院，云南昆明650051；2.昆明法医院司法鉴定中心，云南昆明650031；3.昆明医科大学法医学院，云南昆明650500）

STR基因座是人类遗传学中重要的遗传标记，也是目前法医物证鉴定中应用最多的一类遗传标记。STR基因座的突变现象近年来已引起广泛关注，美国血库协会（AABB）2008年报道的父源突变率在0.007%～0.371%[1]，国内报道的突变率在0.008%～0.344%[2-9]。本研究通过对云南1483例亲子鉴定结论为“肯定”的案例进行STR基因座突变的观察，分析突变的现象及规律。

1 材料与方法

1.1 样本

1 483例来源于本实验室日常检案、亲子鉴定结论为“肯定”的家系样本，均为云南健康无关个体。

1.2 DNA提取

采用Chelex-100法提取血样DNA。

1.3 STR检测

采用PowerPlex®18D试剂盒（美国Promega公司），并对D3S1358、TH01、D21S11、D18S51、Penta E、D5S818、D13S317、D7S820、D16S539、CSF1PO、Penta D、vWA、D8S1179、TPOX、FGA、D19S433、D2S1338 17个STR基因座以及1个性别基因座Amelogenin进行复合扩增。扩增产物在310遗传分析仪上进行毛细管电泳分型，用GeneMapper软件对STR基因座等位基因进行分型。

1.4 STR基因座突变分析方法

按照文献[10-12]的方法判断突变来源。在双亲的等位基因中，以距突变成的新等位基因步数相差最小的等位基因为发生突变的等位基因；若相差的步数相同，则以结构相似的等位基因作为突变基因；若步数相同，结构相似，则判为来源不明。

存在突变的STR基因座中如果有1个基因座违反遗传规律，且均为一步突变，即亲代的等位基因型与子代等位基因型表现为核心重复序列的增加或减少，本研究以+1、-1表示。

2 结果

2.1 STR基因座突变分析结果

1483例亲子鉴定结论为“肯定”的案例中，双亲三联体亲子鉴定有1047例，单亲二联体亲子鉴定有436例，总共观察到2530次减数分裂。1483例中，共发现24例案例有1个STR基因座突变，三联体和二联体鉴定分别为15和9例。在17个STR基因座中观察到11个基因座存在突变现象（表1），CSF1PO基因座的突变率最高，为0.237%，而D7S820、D16S539、Penta D、TPOX、D19S433、D2S1338基因座未观察到突变事件。

表1 STR基因座突变率及特点

2.2 STR基因座突变步数

观察并比较同一家系突变基因座的等位基因型，发现24例突变均为一步突变（表1），其中16例基因座（子代）突变为增加一个核心重复序列，8例基因座（子代）突变为减少一个核心重复序列。

2.3 STR基因座突变来源统计

在观察到的24例突变中，22例来源于父系，占91.6%；2例来源于母系，占8.4%，父系来源突变与母系来源突变的比例为10∶1，父母差异具有统计学意义（Z检验，P＜0.001）。

3 讨论

3.1 STR基因座突变率分析

STR基因座的多态性程度越高，其突变率也相应增加。通常亲权鉴定遗传标记的突变率应低于0.2%[1]，因此突变率高的基因座不适用于亲权鉴定。本研究采用PowerPlex®18D试剂盒，以云南人群1483例亲子鉴定结论为“肯定”的案例为研究对象，在2530次减数分裂中，有11个STR基因座上发现了24次突变现象，其中CSF1PO基因座的突变率最高，为0.237%，而D7S820、D16S539、Penta D、TPOX、D19S433、D2S1338基因座未观察到突变事件。

3.2 STR基因座突变模式分析

目前多数学者认为STR等位基因是按照逐步突变模式发生突变[5-6]，即绝大多数STR基因座的突变是完整重复单位的增加或减少，主要是单个重复单位的增减，两个或更多个重复单位的改变少见。步数越多，发生突变的机会就越小，多步突变是通过逐步突变形成的。本研究结果符合逐步突变模式，24例均为一步突变，占总数的100%。一步突变发生率明显比其他突变高，这与文献[3，7，12]结果相一致。本研究还发现基因座突变核心序列增加的概率略高于减少的概率，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差异无统计学意义[12-13]。

3.3 STR基因座突变的性别差异

本研究显示来自父系和母系来源的突变比例为10∶1，具有明显性别差异（P＜0.001），这与相关文献[3，7]观察到的结果相符合。原因是男性精母细胞逐步分裂成精子的过程中，细胞需要的分裂次数比女性配子细胞成熟需要的次数要多得多。有文献[7]称28岁的女性细胞分裂次数大概是男性的1/28。DNA复制的次数男性比女性多，突变发生在男性的概率也更大。

3.4 STR基因座突变机制

目前多数学者接受STR基因座发生突变的机制是复制滑动或复制滑链错配，即在DNA复制的过程中，新生链和模板链分离时，在STR基因座的重复区域发生碱基错配形成一个或数个重复区域的环状结构，继而出现新生链比模板链延长或缩短，表现为增加或减少1个（或数个）重复单位[8，10]。复制滑链错配通常发生在重复次数较多、串联排列的正向重复序列中[11]，故其突变率较大。本研究的突变基因座均可用上述理论解释。

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，我们应不断积累数据并在鉴定意见中给予足够重视，以保证鉴定结果的准确可靠。

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