對親子鑒定中STR基因座D18S51突變現(xiàn)象進行觀察與分析，獲取該基因座在本地區(qū)人群中的突變數(shù)據(jù)和特征。方法 對二聯(lián)體親子鑒定使用Identifiler?和STRtyper-10G系統(tǒng)聯(lián)合檢測，三聯(lián)體親子鑒定使用Goldeneye?20A系統(tǒng)檢測。如果檢測結果中有3個以下基因座不符合遺傳規(guī)律，則增加檢測AGCU21+1系統(tǒng)，確認是否存在突變。對D18S51的突變進行分析，計算突變率，分析突變特征。結果 在856例認定親子關系的鑒定中發(fā)現(xiàn)D18S51突變8例，突變率為0.7130%，均為父源的一步突變；其中5例為重復單位減少，2例為重復單位增加，另1例不能確定。結論 本研究發(fā)現(xiàn)的D18S51可疑突變經(jīng)驗證確認為突變，其突變步數(shù)、突變來源等突變特征與其他文獻報道基本一致；D18S51的突變率高于其他文獻的報道，可能系本次調查觀察的減數(shù)分裂次數(shù)有限導致，也可能與地區(qū)、種群差異有關。
短串聯(lián)重復序列（short tandem repeats，STR）是一類廣泛存在于人類基因組中具有遺傳多態(tài)性的DNA序列。STR基因座于20世紀90年代初期首次被作為一種重要的遺傳標記應用于人類親權鑒定。目前，STR已經(jīng)成為親權鑒定中應用最廣泛的遺傳標記。受誘變劑、放射線等許多因素影響，STR基因座可能會發(fā)生突變，導致親子鑒定中親代與子代的遺傳標記不符合遺傳規(guī)律，從而可能影響親子鑒定結果的正確性。因此在親子鑒定中，應調查各基因座的突變率，選取那些突變率低的遺傳標記。
D18S51基因座是位于18號染色體長臂的簡單四核苷酸重復序列，早期的STR擴增分型系統(tǒng)如英國法庭科學服務部建立的第二代復合擴增系統(tǒng)[1]和美國聯(lián)邦調查局發(fā)起建立的DNA聯(lián)合索引系統(tǒng)（Combined DNA Index System，CODIS）均包含了該基因座。當下國內法醫(yī)DNA分型常用的Identifiler?試劑盒和Goldeneye?DNA身份鑒定系統(tǒng)20A試劑盒等也均包含了該基因座。本文作者通過上述兩個試劑盒在親子鑒定檢測工作中的應用，對STR基因座D18S51的突變現(xiàn)象進行了觀察與分析，現(xiàn)報告如下。
1 材料與方法
1.1 材料
1.1.1 樣本:1030例親子鑒定案件樣品來源于某司法鑒定所檢案。檢驗材料包括血樣、帶毛囊毛發(fā)等。
1.1.2 試劑與儀器:Identifiler?試劑盒、Veriti? Thermal Cycler PCR擴增儀和3130 Genetic Analyzer（Applied Biosystems，Inc.，ABI），Goldeneye? DNA身份鑒定系統(tǒng)20A試劑盒，STRtyper-10G試劑盒，AGCU 21+1 STR 熒光檢測試劑盒。
1.2 方法
1.2.1 DNA的提取:采用Chelex-100法提取樣本基因組DNA。
1.2.2 PCR擴增和電泳分型:三聯(lián)體親子鑒定采用Goldeneye? 20A試劑盒檢測，二聯(lián)體親子鑒定聯(lián)合采用Identifiler?試劑盒和STRtyper-10G試劑盒聯(lián)合檢測。如果出現(xiàn)可疑突變，則補充檢測AGCU21+1 STR系統(tǒng)。擴增產(chǎn)物通過3130 Genetic Analyzer進行毛細管電泳，GeneMapper ID v3.2軟件進行基因型分型。
1.2.3 統(tǒng)計分析:親權指數(shù)（paternity index，PI）、累計親權指數(shù)（cumulative paternity index，CPI）的計算按文獻報道的方法進行。計算所使用的相關等位基因分布頻率數(shù)據(jù)來自文獻及試劑盒生產(chǎn)廠家所提供的頻率表。如果觀察到等位基因發(fā)生突變，則參考美國血庫協(xié)會（AmericanAssociation of Blood Banks，AABB）和國際法醫(yī)遺傳學會（International Society for Forensic Genetics，ISFG）推薦的Brenner逐步突變模型計算PI值；STR基因座突變率μ值見參考文獻。
1.2.4 判定依據(jù):判定親生關系的理論依據(jù)是孟德爾遺傳定律和行業(yè)規(guī)范及專家共識。經(jīng)過累計非父排除概率（cumulativeprobability of exclusion，CPE）≥99.99%的遺傳標記系統(tǒng)的檢測，經(jīng)過計算，被檢測男子的CPI小于0.0001時，排除被檢測男子是孩子的生物學父親；被檢測男子的CPI大于10000時，支持被檢測男子是孩子的生物學父親。在支持親權關系的鑒定中，出現(xiàn)不符合遺傳規(guī)律的分型結果則考慮發(fā)生突變，增加檢測AGCU21+1STR試劑盒確證。在三聯(lián)體親權鑒定中，當考慮發(fā)生了突變時，子代新等位基因的來源根據(jù)子代新等位基因與親代等位基因的差異大小來確定，親代等位基因與子代新等位基因差異最小的一方定為突變來源方。
2 結 果:對存在可疑突變的案例，增加檢測AGCU 21+1系統(tǒng)，均未發(fā)現(xiàn)新的不符合遺傳規(guī)律的分型結果。1030例鑒定中有856例鑒定認定親子關系，CPI均＞10000；其中二聯(lián)體鑒定590例、三聯(lián)體鑒定266例，減數(shù)分裂觀察次數(shù)為1122；共發(fā)現(xiàn)突變30例，其中D18S51基因座突變8例，突變率為0.7130%。
8例突變案例中突變來源均為父方，均為一步突變，其中5例表現(xiàn)為重復單位的減少，2例表現(xiàn)為重復單位的增加，另外1例尚不能確定突變的等位基因及重復單位的增減。8例發(fā)生突變的等位基因的重復單位重復次數(shù)均在14次以上，均發(fā)生于堿基結構均一即重復次數(shù)為整數(shù)而不伴有不完全重復單位插入的等位基因，結果見表1。
3 討 論
3.1 突變模式與突變步數(shù):現(xiàn)有研究表明，STR基因座突變主要由復制滑動造成，該類突變符合逐步突變模式，一步突變大約占突變的90%。本研究所發(fā)現(xiàn)的8例突變均為一步突變，未發(fā)現(xiàn)多步突變。
3.2 突變來源者民族:依據(jù)AABB 2008年度數(shù)據(jù)分析，民族也是STR基因座突變率差異的原因之一[9]，所以本調查標明了突變來源者的來源地區(qū)及民族以便于與其他地區(qū)及民族比較。
3.3 突變的來源:由于精子細胞分化經(jīng)歷的細胞分裂次數(shù)比卵細胞多等原因，父源突變多于母源突變。本研究發(fā)現(xiàn)的8例突變均為父源突變。對中國南方漢族10 000例肯定親子關系的三聯(lián)體親權鑒定案例進行分析，發(fā)現(xiàn)父源突變率與母源突變率的平均比值約為3.57：1，推薦的平均比值3.5較為接近。但AABB 2008年度的數(shù)據(jù)也顯示這一比值在不同的基因座差異較大，最小為1.25倍，最大則達到18.466倍。
3.4 突變的基因座與突變率:STR基因座的突變率與等位基因中基序的堿基結構和重復次數(shù)有關。AABB 2008年[9]的統(tǒng)計結果對中國多地區(qū)人群數(shù)據(jù)的大樣本統(tǒng)計中，D18S51均是所統(tǒng)計基因座中突變率第三高的基因座，平均突變率分別為0.1808%和0.1666%；報道的D18S51基因座平均突變率為0.060%；統(tǒng)計結果中，D18S51則是突變率最高的基因座，平均突變率為0.23%。本調查所得到的D18S51突變率為0.7130%，高于上述文獻報道，可能與本次調查觀察的減數(shù)分裂次數(shù)有限有關，也可能與地區(qū)、種群差異有關。
3.5 突變的應對:研究表明，約100例單親親子鑒定或50例三聯(lián)體親子鑒定就可能遇上1～2例突變。因此，突變是親子鑒定檢案中一個不可回避的問題。
當檢測一定數(shù)量的STR基因座只有少數(shù)幾個基因座不符合遺傳規(guī)律時，應考慮突變的可能性。遇到此類情況后，建議首先用不同的試劑重復檢測，保證分型正確。然后計算疑似突變位點的PI值，計算突變率時建議盡可能采取本地區(qū)同種族人群大樣本調查所得的參數(shù)，在母源數(shù)據(jù)不充分的情況下，母源突變率可直接取值0.0005。經(jīng)過計算CPI，當CPI大于0.0001而小于10000時，應通過增加檢測遺傳標記來達到要求[7]；當CPI大于10000時，應慎重考慮，仍建議增加檢測新的遺傳標記：如果不存在親權關系，則會發(fā)現(xiàn)更多的不符合遺傳規(guī)律的基因座。
為了更全面地了解中國人群中親權鑒定常用STR基因座的突變規(guī)律，建議各地區(qū)學者加強對突變現(xiàn)象的觀察與報道，分析突變來源和類型，了解突變來源者的民族和年齡等更多、更加全面的信息，以實現(xiàn)數(shù)據(jù)共享和比較分析。
