STR基因座突变对亲子鉴定准确性的影响分析

丁彩丽 边露露 王振作 杜世昌 魏贝贝

（郑州航空港区鼎实医学检验所有限公司，河南 郑州 450000）

亲子鉴定，顾名思义，是一种对父母、子女关系的鉴定方法，所使用到的技术与理论包括遗传学、生物学等，主要通过子代、亲代之间遗传性状的遗传规律分析，从而判断亲缘关系是否存在[1]。现代社会处于比较开放的状态，在这种背景下，财产继承权纠纷、抚养权纠纷等事件越来越常见。还有新闻报道中新生儿错抱事件，当事人各持己见，往往需要第三方作出公平的裁定，而所使用的裁定依据中，亲子鉴定结果具有重要的参考价值。可以说亲子鉴定结果的准确性与上述事件裁定结果的公正性有着直接性联系，必须引起足够的重视。STR属于高度串联重复序列，作为一种核心序列，主要由2-7bp构成。短串联重复序列与孟德尔遗传定律相符，并且广泛分布于基因组中，特点包括高度多态性、高杂合度、检测容易等，作为一种遗传标记，目前已经成为法医学个体识别、亲子鉴定的主要手段[2-3]。但是研究指出，STR基因座突变率较高，这一点可能对亲子鉴定结果产生一定影响，因此在实际应对亲子鉴定案例时，若发现短串联重复序列基因座突变，需要慎重对待。而掌握STR基因座突变的特点以及其在亲子鉴定中产生的影响，可提高鉴定结果分析的准确性。

一、亲子鉴定研究背景

遗传物质即临床中所说的“DNA”，个人DNA序列父亲、母亲各50%，是独一无二的，一般情况下，DNA序列一生都不会改变，且皮肤组织检出的DNA序列与血液组织检出的DNA序列是相同的。DNA亲子鉴定即检验分析遗传标记，从而给出父母、子女双方亲缘关系是否存在的判定结果。在我国历史上早有“滴骨验亲”之说，虽然缺乏科学性，但确实是亲子鉴定技术的早期应用。直至1900年外国学者首次提出血型系统，随着法医学相关工作人员的深入研究，亲子鉴定启用了血型分析，提高了亲子鉴定工作的科学性，而自1986年DNA指纹技术的使用后，亲子鉴定技术的发展有了质的飞跃。如今，关于财产、监护权等纠纷事件的裁定，均有应用到亲子鉴定，相关技术、理论也更为先进，为了确保相关裁定的公正性，需要重视亲子鉴定的准确性。

二、短串联重复序列（STR）

STR在真核生物基因组DNA串联重复序列中存在广泛，2-6bp为其核心序列，一般有15-30次重复，于整个基因组中，STR占比在3%作用。STR基因座中，大多存在多态性特点，核心序列重复次数的差异性是导致其高度多态性特点的主因，于基因传递中，该差异性与孟德尔共显性遗传规律相符[4]。在所有遗传标记中，STR属于第二代DNA指纹技术，目前已经在亲子鉴定、连锁分析、个体识别、遗传制图、物种多态性、疾病基因定位等多个领域中获得广泛应用。

1.STR基因座的特点

STR广泛分布于常染色体、X染色体、Y染色体上，其特点包括有：第一，STR基因座具有较多的数目，同时存在多个等位基因分布于各STR基因座上；第二，PCR-STR扩增具有较高的成功率，扩增片段偏短，以＜300bp为主，扩增较容易，即使使用的检材为陈旧、降解类，也可获取较理想的扩增；第三，基因组中STR具有分布广泛、杂合度高以及等位基因多等特点，在联合检查多个STR基因座时，具有比较高的非父排除率和个体识别能力；第四，扩增后的STR基因座的基因型相差碱基数＜5bp，可予以同时扩增，使微量生物检材得到更充分的利用；第五，STR基因座之间具有相似的扩增条件，能够进行复合扩增；第六，PCR-STR扩增具有较高的灵敏度，模板DNA所需量较少，在刑事案件采集现场微量物证进行DNA检测中具有较高的适用性；第七，PCR-STR检测程序可实现全自动化，在DNA分型的标准化管理，包括储存和联网，于刑事案件侦查中串案、并案有重要的辅助价值[5-6]。

2.Y染色体STR基因座的特点

Y染色体STR标记对父权鉴定、法医学分析均有着重要的作用，其具有较短的扩增偏短，较高的多态信息含量，是现代群体遗传学和法医学的重要研究工作，至今为止已经发现的Y染色体STR基因座已经超过250个，以DYS19、DYS389I、DYS389II、DYS390等最为常见。Y染色体是男性独有，有7Mbp左右，相较常染色体其特点有：第一，Y染色体为单倍体，减数分裂时，除在常染色体区域与X染色体重组外，其余大部分皆无重组现象；第二，父系遗传，较稳定，可毫无改变遗传给儿子。

3.X染色体STR基因座的特点

X染色体属于性染色体，男性以XY表示，女性以YY表示，其中男性的X、Y，前者遗传自母亲，且会将其遗传给女儿；女性的X、X，分别来自父亲、母亲。X染色体与Y染色体、常染色体的遗传皆有所不同。X染色体STR基因座因遗传方式的独特性，于姐妹亲缘鉴定缺乏双亲检材的情况下，可以提供准确的依据。

三、STR基因座检测方法

标本选择：包括口腔咽拭子、血液、毛发、胎儿绒毛或羊水等。

设备仪器准备：自动遗传分析仪，配套试剂盒、PCR扩增仪等。

检测方法：使用试剂盒按照操作说明对STR基因座进行复合扩增，期间需要对反应体系进行控制，维持在10uL，然后结合亲子鉴定所需具体调整参数，温度与对应操作时间如下，30℃-10min、42℃-30min、99℃-5min、5℃-5min，共完成35个循环，最后实施72℃-10min，所得产物保存于4℃环境下。使用3500DX基因分子仪对上述扩增产物进行毛细血管电泳操作，然后以全自动分析仪确定亲缘关系。

四、STR基因座突变对亲子鉴定准确性的影响

研究指出，DNA合成中，STR存在较高的突变率，这种STR基因座突变现象的发生可能导致鉴定结果分析出现偏差，而STR基因座突变来源性别上差异明显，并且父亲这边有更高的突变率，这一点可能是由于男性精子形成过程中精母细胞的多次复制导致，复制次数高低与突变率高低呈正比亲子鉴定工作中需要对STR基因座突变现象引起重视，综合计算亲权指数，以便进一步保障鉴定工作的准确性。

根据苏丽娟等指出，亲子鉴定工作中STR基因座突变现象较多发，其以亲子鉴定结果显示“肯定”的306例案例进行分析，对其中20个STR基因座突变的特征进行观察，结果基因突变共发现8例，7例为一步突变，1例为二步突变，相关STR基因座共有6个，所有基因突变案例中，3/4来源于父系，1/4来源于母系，STR基因座突变特点为亲子鉴定工作提供了有力的数据支持，可以进一步提升结果准确性。根据周冰燚等指出，STR基因座突变这一现象在亲子鉴定工作中较常见，其对1628份样本的鉴定情况进行分析，557例认定案例，其中19例观察到基因突变，突变次数20次，19例为一步突变，1例为二步突变，8/9来源于父系，1/9来源于母系，该报道认为STR基因座复合扩增分型系统的非父排除效能较高，基本能够使亲子鉴定得到满足，但是对于鉴定中的突变现象，需要慎重，可通过对STR位点的补充检测和STR测序等方式进一步提升鉴定结果的准确性。通过上述报道可知STR基因座突变属于亲子鉴定工作中的多发现象，了解和掌握其特征，有助于增加鉴定结果的准确性[7-8]。

赖力等研究了STR基因座在二联体亲子鉴定中的突变规律及特点，采用Identifiler 15个STR基因座检测系统，筛选1683例二联体亲子鉴定中1~2个STR基因座不符合遗传规律的案例，统计分析基因座突变率及特点。研究指出，当二联体亲子鉴定1~2个STR基因座不符合遗传规律时，应增加其他遗传标记检测；若考虑STR基因座存在突变，应结合基因座突变率计算亲权指数[9]。

朱远雁等在研究中探讨了39个常染色体STR基因座在二联体亲子鉴定突变案例中的应用价值，共检测502例二联体亲子鉴定案例，其中排除亲权关系17例，485例不排除亲权关系，10例出现单基因座不符合，加做AGCU 21+1后除1例出现一个新的STR基因座不符合，其他均符合遗传规律,且CPI≥10000。39个STR基因座的联合应用能够有效解决二联体亲子鉴定中的大部分突变案例[10]。

结语

亲子鉴定准确性与财产继承、抚养权争夺等纠纷事件的裁定有着直接性的影响，STR基因座突变在鉴定中较为常见，且突变率对比男性偏高，主要与男性精子形成中精母细胞的多次复制有关。该现象若忽视将导致亲子鉴定结果出现误差，进而影响相关事件的裁定结果。因此在实际开展亲子鉴定时务必重视STR基因座突变现象，结合其特点进行综合分析，以提升鉴定准确度。