山西陵川地區漢族人群19個STR基因座遺傳多態性調查及法醫學應用

劉雁軍，薛建

(1.中國政法大學證據科學研究院，北京 100088；2.晉城市公安局刑事技術支隊，山西 晉城 048026；3.北京市公安司法鑒定中心，北京 100192)

山西陵川地區漢族人群19個STR基因座遺傳多態性調查及法醫學應用

劉雁軍1，2，薛建3

(1.中國政法大學證據科學研究院，北京 100088；2.晉城市公安局刑事技術支隊，山西 晉城 048026；3.北京市公安司法鑒定中心，北京 100192)

目的：通過對山西省陵川縣漢族人群19個STR基因座的遺傳多態性進行調查，為本地區人群的同一認定和親權鑒定活動提供計算基礎。方法：STR復合擴增選取Goldeneye 20A系統，擴增對象為隨機選取的山西省陵川縣漢族201份無關個體血樣，擴增產物的電泳使用3130XL遺傳分析儀，并利用Genemapper3.2軟件分析電泳結果。統計201份無關個體血樣19個STR基因座的法醫遺傳學參數。結果：19個STR基因座分別檢出12、8、14、17、13、6、7、7、7、8、10、7、9、6、18、6、12、12、18個等位基因，計算出19個STR基因座的基因頻率、雜合度期望值(He)、雜合度觀察值(Ho)、個人識別能力(DP)、偶合率(PM)、非父排除率(PE)、多態信息總量(PIC)等法醫遺傳學參數，并得到Goldeneye 20A系統效能數據：累積個人識別率為1～8.11×10-23，累積非父排除率為0.999 999 988。結論：在山西陵川地區漢族人群中，Goldeneye 20A復合擴增系統19個STR基因座的識別能力和遺傳多態性較高，為山西陵川地區區域性法醫學個體識別和親權鑒定提供強有力的基礎數據支撐。

法醫遺傳學；遺傳多態性；基因頻率；陵川漢族

本實驗利用Goldeneye20A復合擴增系統中的19 個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)對山西省陵川縣漢族隨機抽取的201名無關個體血樣進行復合擴增、電泳及結果分析，得到每個樣本上述19個基因座的位點數據，利用這些位點數據計算出各基因座的雜合度期望值(He)、雜合度觀察值(Ho)、個人識別能力(DP)、偶合率(PM)、非父排除率(PE)、多態信息總量(PIC)等法醫遺傳學群體性數據，對該復合擴增系統在山西省陵川地區漢族人群中的遺傳多態性的強度進行評價，進而探討其在法醫學中同一認定和親權鑒定中的地域性應用價值。

1 材料與方法

1.1 實驗材料

201名山西省陵川縣漢族無關個體的血樣均來自山西省陵川縣下轄崇文、禮義、平城、附城、六泉、西河底等十二個鄉鎮，系從本實驗室數據庫中隨機抽取。

儀器設備有BSD半自動打孔機，ABI9700擴增儀，3130XL遺傳分析儀。擴增試劑采用Goldeneye20A試劑盒，電泳時內標使用ORG-500內標(基點認知公司)。

1.2 實驗方法

201份血樣使用BSD半自動打孔機打孔，血片直徑1.2 mm。采用直接擴增法擴增，擴增體系為10 μL，其中Reaction Mix 4 μL，Primer 2 μL，酶0.16 μL(5 U/μL)，超純水3.84 μL，混勻，短暫離心后使用ABI9700型擴增儀進行擴增。擴增循環參數為：初始變性：95 ℃ 5 min。熱循環：30個循環：94 ℃ 30 s，60 ℃ 1 min，70 ℃ 1 min。終延伸：60 ℃ 60 min。低溫保存：15 ℃維持。201份血樣擴增后產物在3130XL遺傳分析儀上進行電泳，電泳完成后利用GeneMapper ID v3.2軟件對結果進行分析，得到每個樣本19個基因座的DNA分型。

1.3 統計學方法

對201份無關個體血樣19個STR基因座的基因型和等位基因數目分別進行記錄。利用Modified-PowerStates軟件[1]計算等位基因頻率、Ho、He、DP、PM、PE及PIC，隨后對上述數據Hardy-Weinberg平衡檢驗[2]的結果進行記錄。

2 結 果

201份無關個體血樣在19個STR基因座上均成功地獲取到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中分別檢出12、8、14、17、13、6、7、7、7、8、10、7、9、6、18、6、12、12、18個等位基因，每個基因座上的每個等位基因頻率記錄在表1中。19個基因座等位基因頻率分布均符合Hardy-Weinberg平衡(P>0.05)。19個STR基因座的He為0.616～0.914，Ho為0.637～0.896，DP為0.808～0.967，PM為0.017～0.192，PE為0.337～0.786，PIC為0.57～0.86(見表2)。累積非父排除率為0.999 999 988，累積個人識別率為1～8.11×10-23。

3 討 論

3.1 Goldeneye 20A體系19個STR基因座在陵川漢族人群中的法醫學個體識別的應用價值評估

表1 山西省陵川縣漢族人群19個STR基因座等位基因頻率統計(n=201)

PentaD等位基因頻率vWA等位基因頻率D8S1179等位基因頻率TPOX等位基因頻率PentaE等位基因頻率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等位基因頻率TH01等位基因頻率D2S1338等位基因頻率FGA等位基因頻率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

實驗統計結果表明這19 個STR基因座在山西陵川地區漢族人群中基因頻率分布均勻，表現出高度多態性，分布符合Hardy-Weinberg平衡定律。Gill[3]認為DP≥0.9，H≥0.7的基因座具有高鑒別力。按此標準，本研究選擇的19個基因座中除D3S1358、CSF1PO、TPOX、TH01這4個基因座的DP值小于0.9外，其余的15個基因座的DP值均大于0.9。除TPOX、TH01這2個基因座的H值小于0.7外，其余的17個基因座的H值均大于0.7。另外，這19 個STR基因座在山西陵川地區漢族人群中所得到的累積個人識別率為1～8.11×10-23。可見這19 個STR基因座雜合度高、鑒別能力強，尤其是D19S433、D5S818、D21S11、D18S51、D6S1043、D13S317、D7S820、D16S539、Penta D、vWA、D8S1179、Penta E、D12S391、D2S1338、FGA等15個基因座，在法醫遺傳學個體識別似然比率的計算中有重要的基礎性支撐作用。

3.2 Goldeneye 20A體系19個STR基因座在陵川漢族人群親權鑒定的應用價值評估

一般來說，普通符合遺傳關系的三聯體親子鑒定中13個CODIS核心STR基因座已能夠基本達到法醫遺傳學的評價要求。隨著全國公安機關DNA數據庫庫容量激增，經常可以發現一些二聯體19個基因座均符合單親遺傳關系但事實上確定不具有親子關系的情況，或者在某些三聯體案件中出現了突變的可能。這就要求我們要引起重視，或許加測更多的STR基因座會是個不錯的選擇，這方面的研究還在不斷探索中。那么親權鑒定中基因座的多態性和突變率應該符合什么要求呢？在司法部制訂的親權鑒定技術規范(2010年)中對常染色體STR基因座的選擇有明確的要求[4]，其中要求基因座的非父排除率在0.7以上，突變率在0.002以下。按此標準，Goldeneye 20A體系19 個STR基因座在山西陵川漢族人群中的非父排除率只有D21S11、D6S1043、Penta D、Penta E、D8S1179、D2S1338、FGA等7個基因座滿足非父排除率在0.7以上，其余12個基因座并沒達到此標準。本研究認為可能是Goldeneye 20A體系的19 個STR基因座主要是針對歐美群體而設計的，并非完全符合山西陵川地區群體親子鑒定的檢測要求。為此學者必須進一步尋求更符合該地區鑒定要求的新的STR基因座。另外，2011年12月由公安部發布實施的《法庭科學DNA親子鑒定規范》規定了法庭科學DNA實驗室進行三聯體親子鑒定的內容及結果判定規則[5]。其中規定實驗室用的遺傳標記的累積排除概率應不小于0.999 9。而本研究中這19 個STR基因座在山西陵川地區漢族人群中所得到的累積非父排除率0.999 999 988，遠遠高于標準的要求。在其他指標符合規范的前提下，完全適用于三聯體的親子鑒定。

表2 山西省陵川縣漢族人群19個STR基因座法醫遺傳學參數

綜上所述，本次在山西省陵川地區漢族人群的調查實驗中19個STR基因座具有高度的多態性和識別能力，可以應用于本地區區域性法醫學個人識別和親權鑒定。

[1]趙方，伍新堯，蔡貴慶，等.Modified-Power States軟件在法醫生物統計中的應用[J].中國法醫學雜志，2003，18(5)：297-312.

[2]伍新堯.高級法醫學[M].鄭州：鄭州大學出版社，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]中華人民共和國司法部.SF/Z JD0102001-2010 親權鑒定技術規范[S].北京：中國標準出版社，2010-04-07.

[5]全國刑事技術標準化技術委員會.GA/T 2011 法庭科學DNA親子鑒定規范[S].北京：中國標準出版社，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

(本文編輯：王作利)

劉雁軍(1982— )，男，山西省晉城市人，博士學位，副主任法醫師。研究方向：證據法學(法醫學方向)，法醫物證學。