山西陵川地区汉族人群19个STR基因座遗传多态性调查及法医学应用

刘雁军，薛建

(1.中国政法大学证据科学研究院，北京 100088；2.晋城市公安局刑事技术支队，山西 晋城 048026；3.北京市公安司法鉴定中心，北京 100192)

山西陵川地区汉族人群19个STR基因座遗传多态性调查及法医学应用

刘雁军1，2，薛建3

(1.中国政法大学证据科学研究院，北京 100088；2.晋城市公安局刑事技术支队，山西 晋城 048026；3.北京市公安司法鉴定中心，北京 100192)

目的：通过对山西省陵川县汉族人群19个STR基因座的遗传多态性进行调查，为本地区人群的同一认定和亲权鉴定活动提供计算基础。方法：STR复合扩增选取Goldeneye 20A系统，扩增对象为随机选取的山西省陵川县汉族201份无关个体血样，扩增产物的电泳使用3130XL遗传分析仪，并利用Genemapper3.2软件分析电泳结果。统计201份无关个体血样19个STR基因座的法医遗传学参数。结果：19个STR基因座分别检出12、8、14、17、13、6、7、7、7、8、10、7、9、6、18、6、12、12、18个等位基因，计算出19个STR基因座的基因频率、杂合度期望值(He)、杂合度观察值(Ho)、个人识别能力(DP)、偶合率(PM)、非父排除率(PE)、多态信息总量(PIC)等法医遗传学参数，并得到Goldeneye 20A系统效能数据：累积个人识别率为1～8.11×10-23，累积非父排除率为0.999 999 988。结论：在山西陵川地区汉族人群中，Goldeneye 20A复合扩增系统19个STR基因座的识别能力和遗传多态性较高，为山西陵川地区区域性法医学个体识别和亲权鉴定提供强有力的基础数据支撑。

法医遗传学；遗传多态性；基因频率；陵川汉族

本实验利用Goldeneye20A复合扩增系统中的19 个STR基因座(D19S433、D5S818、D21S11、D18S51、D6S1043、D3S1358、D13S317、D7S820、D16S539、CSF1PO、Penta D、vWA、D8S1179、TPOX、Penta E、TH01、D12S391、D2S1338、FGA)对山西省陵川县汉族随机抽取的201名无关个体血样进行复合扩增、电泳及结果分析，得到每个样本上述19个基因座的位点数据，利用这些位点数据计算出各基因座的杂合度期望值(He)、杂合度观察值(Ho)、个人识别能力(DP)、偶合率(PM)、非父排除率(PE)、多态信息总量(PIC)等法医遗传学群体性数据，对该复合扩增系统在山西省陵川地区汉族人群中的遗传多态性的强度进行评价，进而探讨其在法医学中同一认定和亲权鉴定中的地域性应用价值。

1 材料与方法

1.1 实验材料

201名山西省陵川县汉族无关个体的血样均来自山西省陵川县下辖崇文、礼义、平城、附城、六泉、西河底等十二个乡镇，系从本实验室数据库中随机抽取。

仪器设备有BSD半自动打孔机，ABI9700扩增仪，3130XL遗传分析仪。扩增试剂采用Goldeneye20A试剂盒，电泳时内标使用ORG-500内标(基点认知公司)。

1.2 实验方法

201份血样使用BSD半自动打孔机打孔，血片直径1.2 mm。采用直接扩增法扩增，扩增体系为10 μL，其中Reaction Mix 4 μL，Primer 2 μL，酶0.16 μL(5 U/μL)，超纯水3.84 μL，混匀，短暂离心后使用ABI9700型扩增仪进行扩增。扩增循环参数为：初始变性：95 ℃ 5 min。热循环：30个循环：94 ℃ 30 s，60 ℃ 1 min，70 ℃ 1 min。终延伸：60 ℃ 60 min。低温保存：15 ℃维持。201份血样扩增后产物在3130XL遗传分析仪上进行电泳，电泳完成后利用GeneMapper ID v3.2软件对结果进行分析，得到每个样本19个基因座的DNA分型。

1.3 统计学方法

对201份无关个体血样19个STR基因座的基因型和等位基因数目分别进行记录。利用Modified-PowerStates软件[1]计算等位基因频率、Ho、He、DP、PM、PE及PIC，随后对上述数据Hardy-Weinberg平衡检验[2]的结果进行记录。

2 结 果

201份无关个体血样在19个STR基因座上均成功地获取到DNA分型，在D19S433、D5S818、D21S11、D18S51、D6S1043、D3S1358、D13S317、D7S820、D16S539、CSF1PO、Penta D、vWA、D8S1179、TPOX、Penta E、TH01、D12S391、D2S1338、FGA中分别检出12、8、14、17、13、6、7、7、7、8、10、7、9、6、18、6、12、12、18个等位基因，每个基因座上的每个等位基因频率记录在表1中。19个基因座等位基因频率分布均符合Hardy-Weinberg平衡(P>0.05)。19个STR基因座的He为0.616～0.914，Ho为0.637～0.896，DP为0.808～0.967，PM为0.017～0.192，PE为0.337～0.786，PIC为0.57～0.86(见表2)。累积非父排除率为0.999 999 988，累积个人识别率为1～8.11×10-23。

3 讨 论

3.1 Goldeneye 20A体系19个STR基因座在陵川汉族人群中的法医学个体识别的应用价值评估

表1 山西省陵川县汉族人群19个STR基因座等位基因频率统计(n=201)

PentaD等位基因频率vWA等位基因频率D8S1179等位基因频率TPOX等位基因频率PentaE等位基因频率60.005140.22170.00280.49550.03770.002150.025100.10290.14780.00580.047160.182110.052100.02290.00790.346170.266120.127110.311100.040100.080180.194130.254120.017110.134110.139190.097140.211130.007120.124120.182200.015150.157130.045130.114160.090140.075140.055170.005150.102150.030160.075170.124180.090190.047200.032210.022220.020230.017250.002TH01等位基因频率TH01等位基因频率D2S1338等位基因频率FGA等位基因频率60.097150.005160.017160.00270.231160.010170.057180.04080.050170.090180.129190.03290.565180.254190.139200.0359.30.032190.234200.13420.20.002100.025200.164210.022210.112210.109220.037220.182220.067230.23422.20.007230.040240.169230.201240.012250.05023.20.012250.010260.007240.184260.005280.00224.20.012250.10925.20.002260.04226.20.005270.015280.002

实验统计结果表明这19 个STR基因座在山西陵川地区汉族人群中基因频率分布均匀，表现出高度多态性，分布符合Hardy-Weinberg平衡定律。Gill[3]认为DP≥0.9，H≥0.7的基因座具有高鉴别力。按此标准，本研究选择的19个基因座中除D3S1358、CSF1PO、TPOX、TH01这4个基因座的DP值小于0.9外，其余的15个基因座的DP值均大于0.9。除TPOX、TH01这2个基因座的H值小于0.7外，其余的17个基因座的H值均大于0.7。另外，这19 个STR基因座在山西陵川地区汉族人群中所得到的累积个人识别率为1～8.11×10-23。可见这19 个STR基因座杂合度高、鉴别能力强，尤其是D19S433、D5S818、D21S11、D18S51、D6S1043、D13S317、D7S820、D16S539、Penta D、vWA、D8S1179、Penta E、D12S391、D2S1338、FGA等15个基因座，在法医遗传学个体识别似然比率的计算中有重要的基础性支撑作用。

3.2 Goldeneye 20A体系19个STR基因座在陵川汉族人群亲权鉴定的应用价值评估

一般来说，普通符合遗传关系的三联体亲子鉴定中13个CODIS核心STR基因座已能够基本达到法医遗传学的评价要求。随着全国公安机关DNA数据库库容量激增，经常可以发现一些二联体19个基因座均符合单亲遗传关系但事实上确定不具有亲子关系的情况，或者在某些三联体案件中出现了突变的可能。这就要求我们要引起重视，或许加测更多的STR基因座会是个不错的选择，这方面的研究还在不断探索中。那么亲权鉴定中基因座的多态性和突变率应该符合什么要求呢？在司法部制订的亲权鉴定技术规范(2010年)中对常染色体STR基因座的选择有明确的要求[4]，其中要求基因座的非父排除率在0.7以上，突变率在0.002以下。按此标准，Goldeneye 20A体系19 个STR基因座在山西陵川汉族人群中的非父排除率只有D21S11、D6S1043、Penta D、Penta E、D8S1179、D2S1338、FGA等7个基因座满足非父排除率在0.7以上，其余12个基因座并没达到此标准。本研究认为可能是Goldeneye 20A体系的19 个STR基因座主要是针对欧美群体而设计的，并非完全符合山西陵川地区群体亲子鉴定的检测要求。为此学者必须进一步寻求更符合该地区鉴定要求的新的STR基因座。另外，2011年12月由公安部发布实施的《法庭科学DNA亲子鉴定规范》规定了法庭科学DNA实验室进行三联体亲子鉴定的内容及结果判定规则[5]。其中规定实验室用的遗传标记的累积排除概率应不小于0.999 9。而本研究中这19 个STR基因座在山西陵川地区汉族人群中所得到的累积非父排除率0.999 999 988，远远高于标准的要求。在其他指标符合规范的前提下，完全适用于三联体的亲子鉴定。

表2 山西省陵川县汉族人群19个STR基因座法医遗传学参数

综上所述，本次在山西省陵川地区汉族人群的调查实验中19个STR基因座具有高度的多态性和识别能力，可以应用于本地区区域性法医学个人识别和亲权鉴定。

[1]赵方，伍新尧，蔡贵庆，等.Modified-Power States软件在法医生物统计中的应用[J].中国法医学杂志，2003，18(5)：297-312.

[2]伍新尧.高级法医学[M].郑州：郑州大学出版社，2002：298.

[3]GILL P.A new method of STR interpretation using inferential logic development of a criminal intelligence database [J].IN J Leg Med，1996，109(1)：14-22.

[4]中华人民共和国司法部.SF/Z JD0102001-2010 亲权鉴定技术规范[S].北京：中国标准出版社，2010-04-07.

[5]全国刑事技术标准化技术委员会.GA/T 2011 法庭科学DNA亲子鉴定规范[S].北京：中国标准出版社，2011-12-07.

Forensic medicine application and genetic polymorphisms of 19 STR loci in Han population in Lingchuan

LIU Yanjun1，2，XUE Jian3

(1.Institute of Evidence Law and Forensic Science in China University of Political Science And Law，Beijing 100088，China；2.Institute of Forensic Science in Public Security Bureau of Jincheng，Jincheng 048026，China；3.Institute of Forensic Sciencein Public Security Bureau of Beijing，Beijing 100192，China)

Objective：To study the genetic polymorphisms of short tandem repeats (STR) loci in Han population in Lingchuan county of Shanxi province，and evaluate their forensic application.Methods：All 201 unrelated individuals of Han population in Lingchuan county were amplified by using a Goldeneye 20A STR amplification Kit，and analyzed by 3130XL genetic analyzed，and were investigated to determine the distributions of allele frequencies.Results：Allele distributions of the 19 loci have been obtained.12，8，14，17，13，6，7，7，7，8，10，7，9，6，18，6，12，12 and 18 alleles were found in the preview 19 STR loci.We also obtained some parameter of forensic genetics respectively，such as gene frequency，expected heterozygosity(He)，observed heterozygosity(Ho)，discrimination power(DP)，matching probability(PM)，probability of paternity exclusion(PE) and polymorphism information contents(PIC).The cumulative discrimination power and cumulative probability of exclusion of 19 loci is 1～8.11×10-23and 0.999 999 988.Conclusion：The 19 STR loci are highly polymorphic and suitable for forensic personal identification and paternity testing in Lingchuan county.

forensic genetics；genetic polymorphism；allele frequencies；lingchuan han population

1671-8631(2017)03-0170-04

R394

A

2016-11-25

(本文编辑：王作利)

刘雁军(1982— )，男，山西省晋城市人，博士学位，副主任法医师。研究方向：证据法学(法医学方向)，法医物证学。