广东肇庆汉族人群20个常染色体STR基因座突变分析

陈启华，蒋劲鹏，陈 莹

（1.广东华生司法鉴定中心，广东 广州510635；2.广东明镜司法鉴定中心，广东 肇庆 526020；3.广州铁路公安局佛山公安处，广东 佛山528100）

短串联重复序列是目前法医物证中应用最广泛的遗传标记之一，具有高度多态性和遗传稳定性，但在遗传中发生突变的现象时有出现，这给日常亲权鉴定工作带来了一定难度。STR基因座突变，是等位基因从亲代向子代遗传过程中发生改变，表现为真实家系的STR基因座分型结果出现不符合遗传规律的现象。通过对实际案例中常染色体STR基因座突变情况的观察与分析，能够为日常亲权鉴定工作及群体遗传学研究提供基础资料。

1 材料与方法

1.1 样本来源

调查的家系来自广东明镜司法鉴定所2014—2016年日常受理的肯定亲权关系的亲子鉴定案例，通过电话征求了当事人同意，最终共用2 026个三联体家系进行本次研究分析。

1.2 仪器试剂

所有亲子鉴定案例均采用PowerPlex21试剂盒（美国Promega公司）、ABI3130XL荧光自动测序仪（美国AB公司）进行电泳，使用GeneMapper v3.2软件分析基因型。

1.3 突变确认

根据华南地区汉族群体的相关基因频率资料[1]，当出现不符合遗传定律的基因座时用AGCU Expressmarker22荧光检测试剂盒验证突变真实性，用AGCU 21+1 STR试剂盒 （无锡中德美联生物技术公司）补充STR位点，必要时增加检测AGCU X-12试剂盒（中德美联生物科技有限公司）或Y-filer试剂盒（美国AB公司），当没有再增加其他不符合基因座且按照亲权鉴定技术规范[2]计算CPI≥104时，则确认不符合遗传定律的基因座为突变。另外，还随机挑选了10例考虑突变案件进行了二代测序，确定了其突变的真实性。

1.4 分析方法

将碱基重复单位相差最小的等位基因视为突变基因，考虑该亲代为突变基因的提供者，以确定突变基因来源。按文献[3] 方法计算分裂次数、突变率和非父排除率（CPE）。根据文献[4] 方法计算突变累计父权指数（CPI），用SPSS19.0软件进行结果的统计分析。

2 结果

2.1 突变家系的一般资料

2 026个三联体家系的4 052次传递中，共观察到59次突变事件。其中，2家系出现2个STR基因座突变，而3个基因座突变0例，其余均为单个基因座突变。肇庆地区汉族人群20个常染色体STR基因座的突变率见表1，突变率范围0%～0.1974%，平均突变率为0.0728%，经χ2检验各基因座的突变率在统计学上无显著性差异（P＞0.05）。

2.3 突变等位基因来源

59次突变事件中，47次来自父亲，10次来自母亲，2次来源不能确定。父∶母=4.7∶1，父母差异有显著意义（Z 检验，P＜0.001）。

表1 肇庆地区汉族人群20个STR基因座的突变率

3 讨论

STR的突变机制认为是在DNA合成过程中，聚合酶从模板上脱离，新合成的DNA链也与模板链发生暂时分离，并可能发生链的滑动，再次互补结合时形成错配的突出环，从而使新合成的DNA链增加或减少1个或几个单位[5]，且绝大多数为一步突变。本研究1步突变率为98.7%，各基因座突变发生率在0～0.28%之间，平均为0.10%，低于亲权鉴定技术规范的突变参考值0.002。

在亲子鉴定中STR基因座等位基因发生突变情况时有发生，多为1个基因座发生1步突变。本研究2 026例案例中20个STR基因座中有18个基因座发生了突变，1个基因座突变有58例，2个基因座突变1例;3个基因座突变0例。通常规定，若有1～2个STR基因座不符合孟德尔遗传规律，应增加检测STR基因座，综合分析判定结论;若有3个或3个以上STR基因座违反孟德尔遗传规律，才可以排除亲生关系[8]。此批案件中发现一例男孩子与被检父排除，被检母与男孩子有1个基因座相差1个重复单位，遂并对疑母和子进行19个X-STR基因座分型检测，发现了不符合孟德尔遗传规律，再增加检测21个STR基因座分型，又发现2个不符的基因座违反孟德尔遗传规律。故推断此3个基因座不为突变存在。后联系当事人证实，该小孩不为其所生，为其妹妹所生。当遇到有2个或3个基因座违反孟德尔遗传规律时，不能武断的下排除结论，而应加做STR位点，分析其突变来源的类型，了解案件具体情况（如孩子生父与被检父是否存在亲缘关系）后再下结论。随着二代测序技术的发展，在实验室条件允许的情况下，还可以进行二代测序，新一代测序应用于法医DNA分析的其中一个优势为：能够分辨长度相同、但碱基序列不同的等位基因[9]。通过检测突变位点的碱基序列，从而判断其变异的真实性。