在如今，親子鑒定已經(jīng)是一項相對成熟的技術(shù)，成為一種常規(guī)化的檢測。隨著樣本量的快速增加，特殊案例會不斷地出現(xiàn)在法醫(yī)科學家的工作當中。例如21三體問題、CNV、雜合性丟失及染色體結(jié)構(gòu)變異等等，這些遺傳變異對親緣鑒定、家系排查等問題提出了新的挑戰(zhàn)。面對這樣的特殊樣本，法醫(yī)科學家要采取不同的技術(shù)來綜合考量特殊基因型背后的原因，并據(jù)此調(diào)整工作方法。
近期我們的客戶在使用MicroreaderTM 21 ID System進行母子親子鑒定時，就發(fā)現(xiàn)了孩子有兩個STR位點分別出現(xiàn)峰高比1:2以及三峰的現(xiàn)象。進一步的研究分析表明，孩子為21三體，并且伴隨罕見的部分同源非姐妹染色單體交換現(xiàn)象。具體表現(xiàn)為21號染色體上，一部分STR位點檢測結(jié)果為三峰；其余STR位點檢測結(jié)果為雙峰，峰高比1:2。這一現(xiàn)象不符合典型21三體基因型。本案例于年初發(fā)表在Legal Medicine上。今天，就來帶大家回顧，了解下這一案例。
一位母親帶孩子來做親子鑒定。工作人員按照常規(guī)流程采集血樣，并使用MicroreaderTM 21 ID System進行STR分型。然而，孩子的STR分型結(jié)果卻出人意料：Penta D基因型為9,10,13(母親為9,13)；D21S11基因型為29,35(母親為32.2,35)，峰高比1:2，見Fig. 1. 除去Penta D，孩子的其余20個STR均遺傳母親的一個等位基因；而除去Penta D及S21S11，兩者的聯(lián)合親子指數(shù)為4,10,144。
親子問題倒是解決了，可一個疑問卻留給了我們：如何解釋這兩處特殊的STR基因型？這種基因型提示我們，孩子可能為21三體，但也有可能是特殊的兩處拷貝數(shù)變異(CNV)。為了確認孩子的真實情況，科研人員進行了一系列的后續(xù)實驗。
首先進行的是非整倍體的檢測，使用閱微基因生產(chǎn)的染色體非整倍體檢測試劑盒。該試劑盒包含21號染色體上的8個STR位點(LFG21, D21S2052, D21S1435, D21S1411, D21S1246, D21S11, Penta D and D21S1446)。在其中七個位點上(除D21S1446，結(jié)果見Fig. 2)，孩子有三個位點顯示為三峰，有四個位點顯示為雙峰峰高比1:2；而母親基因型正常。檢測的結(jié)果表明孩子的確為21三體患者，這解決了我們開始的疑惑。
核型分析的結(jié)果也直接展示了21號染色體有三個染色單體的事實，進一步支持了我們的判斷。在全基因組SNP陣列分析中，結(jié)果同樣顯示了孩子為21三體患者。這些實驗合起來，給了我們充分的信心下結(jié)論，在最初STR檢測中發(fā)現(xiàn)的異?；蛐驮从诤⒆拥?1三體，而非拷貝數(shù)變異。
然而，STR分型的結(jié)果還帶來了更多的問題：為什么有的位點是三峰，有的是雙峰？這與典型的21三體基因型不相符。
一個直接的解釋是：該21三體案例，還涉及了染色體結(jié)構(gòu)的變異。
研究人員注意到，“表現(xiàn)”不同的STR位點之間，存在某種空間位置關(guān)系，如表 1所展示。陰影部分的四個STR基因座，對應(yīng)于上述只有兩個峰的位點，位于21號染色體的“中部”；其余三峰位點，位于21號染色體的“兩端”。由此，一個可能的猜想就是：母親在減數(shù)分裂Ⅰ期發(fā)生了21號染色體上的部分同源非姐妹染色單體交換(約19181770 ~ 39499178區(qū)域)，而后，在Ⅰ期又發(fā)生了不分離，因此，兩條母親21號染色體都遺傳給了孩子(一條正常，一條發(fā)生部分交換)。在Fig. 3中，研究人員展示了這一變異過程。隨后繪制的21號染色體雜合基因座比例圖也證實了這一猜想。
與全基因組SNP陣列分析、核型分析對比，非整倍體檢測有如下優(yōu)勢：
1、非整倍體檢測基于STR分型技術(shù)，操作簡便，實驗周期短，成本低。
2、非整倍體檢測可以提供額外的信息，如本案例中非典型三體基因型問題，這是傳統(tǒng)核型無法檢測到的問題。生產(chǎn)的染色體非整倍體檢測試劑盒呈現(xiàn)良好的峰型結(jié)果，并且直接提出了一個有趣的非典型21三體基因型問題，幫助研究者發(fā)現(xiàn)了本案例中特殊的21三體形成過程。
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