二聯體親權鑒定中STR 異常現象分析

李 進 熊 彪 黃之偉 黃朝康

廣西欽州市正大司法鑒定中心，廣西 欽州 535000

短串聯重復序列（Short Tandem Repeat，STR）屬于人類遺傳中的重要標記之一，在開展法醫學親子鑒定過程中其數據結果具有重要的作用，是判定兩者之間是否存在血緣關系的重要遺傳標記之一［1］。同時，STR 相關數據對分析人體遺傳病具有重要的參考價值。在進行親子鑒定過程中STR 基因座突變是一種普遍存在的現象。其中，STR 基因座突變中的突變主要包括一步突變和多步突變，一步突變只涉及一個基序的增加或者減少，在STR 基因座突變中發生一步突變的概率高達90%；多步突變主要是指發生多個序列突變，在STR 基因座突變中發生多步突變，最多四步突變的概率為10%［2］。當STR 核心序列發生突變現象時，可能會導致法醫物證在進行親子鑒定時出現誤判現象。因此，在開展親子鑒定時，要充分考慮有可能出現STR 基因座突變的現象。為有效避免因STR 基因座突變而導致鑒定結果不準確，本文主要對二聯體親權鑒定中STR 異常現象進行分析。其中，研究報告如下：

一、資料與方法

（一）一般資料

本次研究采用回顧性分析的方式，在2019 年1 月至2023 年1 月期間，對2310 例STR 存在一步突變的基因開展聯體親權鑒定，其中有1749 例為父—子（女）二聯體鑒定，561 例為母—子（女）二聯體鑒定，在鑒定時對每個樣本采集末梢血，3μL。

（二）方法

1．儀器與試劑

在本次研究中采用的儀器分別為杭州博日科技有限公司生產的TC-96 擴增儀以及美國ABI 3130XL 型基因分析儀。STR 基因座分型試劑為中德美聯生物技術有限公司生產的AGCU EX22熒光檢測試劑盒和AGCU EX21+1 熒光檢測試劑盒，江蘇蘇博生物醫學科技南京有限公司生產的YESU 21plex 熒光檢測試劑盒。

2．檢測方法

（1）對DNA 進行提取：提取所有案例中的血樣DNA 樣本，提取方法為Chelex100 快速提取法；（2）PCR 擴增：利用熒光復合擴增技術，對AGCU EX22 的21 個STR 基因座進行五色熒光標記；（3）STR 基因座檢測：將PCR 擴增產物和去離子甲酰胺進行一定比例的混勻，采用ABI 3130XL 型基因分析進行毛細管電泳分型，并收集STR 基因座發出的熒光信號，采用GeneMapper ID-X 軟件進行基因型分析。

3．STR 突變基因座判定方法

根據采用AGCU EX22 檢測試劑盒的檢測結果對不符合遺傳規律的樣本進行篩選，同時對不符合遺傳規律的樣本采用YESU 21plex 試劑盒進行復核，用AGCU EX21+1 試劑盒加測位點獲取其他基因座的遺傳信息。按照二聯體親權指數（PI）判斷親子關系，對不符合遺傳規律的基因座列為突變基因座。

4．統計突變率方法

采用直接計數法計算基因座突變率。

（三）統計學分析

采用國標《親權鑒定技術規范》（GB/T 37223-2018）以及公共安全行業標準《法庭科學DNA 實驗室檢驗規范》（GA/T 383-2014），結合我國漢族人群STR 基因座的等位基因頻率進行對比研究［3］。

二、結果

（一）STR 突變基因座突變率

在本次研究分析的2310 例二聯體親權鑒中，有34 例存在STR 基因座異常現象，其中，在這34例中21 個STR 突變基因座突變具體情況如表1所示：

表1 21 個STR 突變基因座突變率

（二）在其他檢測方法復核下排除案例STR突變基因座信息

在本次研究中，通過對34 例STR 基因座異常現象采用YESU 21plex 試劑盒進行復核，用AGCU EX21+1 試劑盒進行進一步的二聯體鑒定，能夠確認其中有30 例存在STR 一步突變，不能排除親子關系，4 例能排除親子關系。其中，排除案例STR 突變基因座信息如表2 所示：

表2 在其他檢測方法復核下排除案例STR 突變基因座信息

三、討論

短串聯重復序列具有多態性，能夠較快對個體進行識別，且檢測方法具備簡便、快捷等特點，在目前已經成為親子鑒定中最常采用的方法。在親子鑒定中常見的方法包括三聯體鑒定和二聯體鑒定，三聯體鑒定主要是對父—母—子（女）進行鑒定，二聯體鑒定主要是通過父（母）—子（女）進行鑒定，其中在二聯體鑒定中由于缺少其中一方親代遺傳的相關信息，導致在鑒定過程中可能會發生STR 基因座突變現象，從而導致親子鑒定結果的準確性受到一定的影響［4］。近年來，親子鑒定的案例呈現出逐年遞增的情況，在開展親子鑒定工作過程中采用二聯體親子鑒定的比例越來越高。由于在進行二聯體鑒定時只需要其中一方親屬參與鑒定，導致在鑒定過程中無法獲取另一方的遺傳信息，從而導致STR 基因座檢測的效率降低，會出現一定的異常現象。目前在開展二聯體鑒定時，主要采用21 個STR 基因座進行檢測，但是在檢測過程中會存在一定的風險現象，即可能發生漏排非父風險，因此為了能夠有效提高二聯體鑒定的準確性，在開展二聯體鑒定過程中就要增加具有高多態性、穩定性良好的遺傳標記進行檢測［5］。

所謂的突變主要是建立在認定親權關系假設成立的基礎上，一般而言STR 基因座突變與遺傳多態性有一定聯系，STR 基因座發生突變主要是由于復制滑動。當出現復制滑動現象時，STR 基因座等位基因重復單位會出現增加或者減少的情況，一般情況下序列結構比較均一的基因座更加容易出現基因突變現象。同時，在等位基因中，當含有不完全序列的基因座時發生突變的概率反而比較低，反觀擴增片段較為明顯的STR 基因座反而更加容易出現突變情況，出現這種情況的原因主要是重復單位較多的基因座長度更長，導致多態性程度也更多，從而會增加STR 基因座突變的概率。此外，STR 基因座等位基因突變和性別有一定聯系，源于父親的基因突變比源于母親的基因突變更加明顯，其原因在于基因突變率和細胞分裂次數有關，男性的精原細胞會經過多次分離才會形成精子，分裂次數大于女性卵原細胞分裂，導致DNA 復制時出現滑動錯配情況就更多，使得STR 基因座突變概率增加。

本次研究中，在21 個STR 基因座基礎上采用多種STR 基因座復合擴增體系進行檢測，在一步突變中，STR 基因座不符合相關遺傳規律的案例進行分析，采用多種STR 基因座復合擴增體系能夠有效提高親子鑒定的效率。在檢測過程中，當確定一個STR 基因座出現突變現象時，就要采用不同的基因檢測系統進行復核，采用不同引物基因座進行檢測，能夠盡可能避免因為引物結合區變異而出現的等位基因假突變現象，也就是學術中所指出的等位基因丟失。在采用AGCU EX22 試劑盒檢測時，可能會存在一定的風險現象，發生漏排非父風險，因此在檢測過程中引入YESU 21plex 試劑盒、AGCU EX21+1 試劑盒系統進行二聯體鑒定時，能夠有效確保檢測的準確性。在采用YESU 21plex 試劑盒檢測過程中，能夠起到與AGCU EX22 試劑盒相同的作用，有效對AGCU EX22 試劑盒結果進行復核，從而排除在檢測過程中發生STR 基因座異常現象。

在本次研究中，分析STR 基因座的突變率時通過對2310 例進行二聯體親權鑒定，采用常規的AGCU EX22 試劑盒檢測時，共有34 例存在STR基因座異常現象，突變率在0．04%～0．22%之間，在研究中發現，PentaD、D21S11 突變率較高，一般而言在親權鑒定中，計算遺傳標記STR 的總突變率時一般不能高于0．2%，而在本次研究中PentaE、FGA 的基因座突變率較高，因此在開展法醫物證鑒定過程中要注意相關基因的突變問題，為避免基因突變率較高導致法醫物證鑒定結果不準確等，要采用其他輔助方式進行鑒定，從而有效降低誤判風險。在本次研究中，雖然開展了多個基因座檢測，但是基因座之間存在一定的連鎖不平衡情況，在開展研究時群體遺傳學數據有限，所檢測的結果只能當作研究參考。

綜上所述，在進行親權鑒定時，在檢測過程中，要注意發生STR 基因座異常的情況。通過檢測遺傳標記能夠有效判斷認定親權關系，但是也要注意發生STR 基因座突變現象。通過多種PCR試劑盒檢測，在AGCU EX22 試劑盒檢測基礎上開展YESU 21plex 試劑盒、AGCU EX21+1 試劑盒檢測，能夠相互證實突變結果，必要時，需要補充Y-STR 或X-STR 進行分析檢測，能夠有效對親權關系進行綜合判斷，從而有效排除各種干擾因素，避免發生錯誤判斷的現象，提高鑒定效率，得到科學、全面、可靠的鑒定結果。因此，開展二聯體親權鑒定中STR 異常現象分析在法醫物證工作中具有推廣和應用意義。