吳莉莉 綜述，宋秀宇,2△ 審校

(1.福建醫(yī)科大學第一臨床醫(yī)學院，福州 350108;2.福建省廈門市中心血站正道司法鑒定所　361004)

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·綜述·

常染色體和X染色體STR基因座遺傳學應用研究進展*

吳莉莉1綜述，宋秀宇1,2△審校

(1.福建醫(yī)科大學第一臨床醫(yī)學院，福州 350108;2.福建省廈門市中心血站正道司法鑒定所361004)

關鍵詞:串聯(lián)重復序列；基因座；個體識別；親權鑒定；多態(tài)性

基因組DNA中存在一類串聯(lián)重復序列，其串聯(lián)重復單位(核心序列)數(shù)目在人群中存在較大差異，具有高度多態(tài)性，稱為可變串聯(lián)重復序列(VNTR)。其中重復單位長度為2～6 bp的重復序列稱為微衛(wèi)星序列，也叫短串聯(lián)重復序列(STR)[1]。STR分型技術簡單、快速，結果可靠，靈敏度高，重復性好，利用常染色體和X染色體STR基因座分型是目前國內外法醫(yī)學個體識別、親子鑒定和遺傳多態(tài)性研究的主要手段。

1STR簡介

人類基因組內STR序列極其豐富，估計有 20萬至40萬，平均每隔6～10 kb就出現(xiàn)1個[2]。絕大多數(shù)STR位于非編碼區(qū)，極少數(shù)在編碼區(qū)域，基因組中STR約有一半具有遺傳多態(tài)性，為法醫(yī)個人識別和親子鑒定提供了高信息基因座的豐富來源。因此，STR已成為法醫(yī)DNA分析中最常用的一類遺傳標記。目前在人類基因組中已發(fā)現(xiàn)的STR基因座有8 000多個，但并非所有的STR基因座都適于法醫(yī)DNA分析應用，存在基因突變情況時，應增加檢測其他高度多態(tài)性且遺傳穩(wěn)定的STR基因座，有條件的應增加檢測X-STR及Y-STR[3]。

2常染色體和X染色體STR基因座的研究現(xiàn)狀

由于單個STR基因座提供的信息有限，難以滿足法醫(yī)學檢驗的要求，所以多個STR基因座聯(lián)合使用可顯著提高單次檢測信息量和個體識別率，成為目前STR分型試劑盒的主流技術。自Edwards等[4]在1992年正式報道了3個基因座STR復合擴增以后,新的復合擴增體系便不斷出現(xiàn)。商品試劑盒在不斷研究中也取得了進展，國內外已開發(fā)出的常染色體STR基因座部分商業(yè)試劑盒(見表1)，X-STR復合擴增體系(見表2)，后者也有X-STR復合擴增商品化試劑盒，如Biotype AG公司Mentype?Argus X-UL試劑盒[7]和Mentype?Argus 8-X試劑盒[8]。

表1　　國內外已開發(fā)出的部分商業(yè)試劑盒

3在遺傳學中的運用

3.1個體識別和親子鑒定常染色體和X染色體STR基因座在個體識別中發(fā)揮了重要作用。法醫(yī)檢案中，經(jīng)常會遇到僅有極少量血跡、分泌物或已大部分降解的生物材料，最準確的方法是用PCR擴增STR。當把幾個STR位點聯(lián)合分析后，根據(jù)國際標準可以得到非常高的累積個體識別率(DP)和非父排除率(PE)。性染色體的遺傳特性可以在缺少雙親的兄弟(姐妹)認親、同父異母的半兄弟(姐妹)認親、隔代認親等親權鑒定和發(fā)生突變基因座的親權鑒定中發(fā)揮很大的優(yōu)勢[17]。X染色體STR基因座為性連鎖遺傳，由于其遺傳標記的定向性，使X-STR分型在法醫(yī)實踐中具有獨特的應用價值，在父母不全的同父異母姐妹鑒定、祖母-孫女關系鑒定、父女關系鑒定案件及個體識別中性別的輔助鑒定、混合樣本的判定等案件中發(fā)揮著重要的作用[18]，還可作為常染色體STR基因座檢驗的重要補充，特別是在姐妹親緣關系鑒定中，兩結果之間相互印證，能提高鑒定結論的可靠性。王曉勛等[19]聯(lián)合應用常染色體STR、X-STR和線粒體SNP鑒別缺失雙親姐妹同胞關系。李麗等[20]運用常染色體和X染色體STR聯(lián)合應用成功鑒定姑侄與叔侄的關系。

表2　　國內外建立的X-STR復合擴增體系

3.2遺傳多態(tài)性的研究近年來，國內外文獻等都有針對常染色體和X染色體STR基因座的遺傳多態(tài)性報道。2013年紀鳳卿等[3]應用AmpFlmSTR IdentifilerTM體系熒光標記復合擴增系統(tǒng)檢測350例福建福州地區(qū)漢族無關個體15個STR基因座的多態(tài)性，統(tǒng)計計算群體遺傳學參數(shù)。結果15個STR基因座的基因型分布均符合 Hardy-Weinberg平衡(P>0.05)，15個STR遺傳標記均具有高度多態(tài)性，DP為0.775～0.968，PE為0.285～0.761。2014年余建華等[21]用PowerPlex?16 system試劑盒檢測20 204個云南地區(qū)漢族群體樣本,計算15個常染色體STR基因座的等位基因頻率、法醫(yī)學參數(shù)以及各STR基因座的OL等位基因的頻率。結果所檢測的15個常染色體STR基因座等位基因頻率范圍為0.000 025～0.522 743,在云南地區(qū)漢族人群的累積PE為99.998 44%。經(jīng)Bonferroni校正，除基因座CSFIPO外其余14個基因座均符合Hardy-Weinberg平衡。葉乾素等[22]對中國廣西地區(qū)毛南族142例健康無關男性個體進行12個STR基因座遺傳多態(tài)性調查,采用AGCU X12 STR熒光檢測試劑盒進行擴增及檢測,結果在12個STR基因座中共檢出108個等位基因，在DXS10159/DXS10162/DXS10164 連鎖群發(fā)現(xiàn) 64 種單倍型，在 DXS6789/DXS7424/DXS101/DXS7133 連鎖群發(fā)現(xiàn) 93 種單倍型,所調查的毛南族人群12個STR基因座具有較好識別能力。

目前數(shù)據(jù)庫已收錄利比亞、玻利維亞等群體的常染色體STR基因座遺傳信息。Khodjet-El-Khil等[23]對利比亞99個無關個體進行檢測,除CSFIPO外，其余基因型分布均為Hardy-Weinberg 平衡，DP和PE均超過 0.999，并與北非突尼斯、摩洛哥、埃及人群的基因座相比，15個STR基因座的差異均有統(tǒng)計學意義(P<0.05)。Parolin等[24]對玻利維亞人口進行研究中發(fā)現(xiàn)，沒有明顯的偏離Hardy-Weinberg平衡在Bonferron調整后，信息量最豐富的是D21S11位點，信息量最少的是D3S1358位點，DP>0.999 999 99。在X染色體基因座遺傳信息方面也做了相當多的研究，例如Uchigasaki等[25]利用Investigator Argus X-12 kit對488例中國人和677例日本人進行檢測，在4個連鎖群里，一些對日本人和中國人獨特的單倍型被檢測出來，而且也做了對亞洲和白人群體之間、亞洲和非洲(摩洛哥)人群之間的遺傳距離比較。

4小結

常染色體和X染色體在法醫(yī)學上已有廣泛運用，但由于商品化STR基因座大多數(shù)開發(fā)自白人群體，其中一些在中國群體的基因頻率分布較差，個體識別概率較低，故增加檢測其他高度多態(tài)性且遺傳穩(wěn)定的STR基因座，找出符合中國人群體遺傳特征的高鑒別能力STR 基因座，豐富中國人群的遺傳信息十分必要，這是目前國內該領域的研究熱點，屬于中國人群的DNA 數(shù)據(jù)庫也可以因此會得到一定的完善。

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* 基金項目：福建省自然科學基金計劃項目(2013D002、2014D004)?！魍ㄓ嵶髡撸珽-mail:songxyxm@126.com。

DOI:10.3969/j.issn.1673-4130.2016.14.032

文獻標識碼：A

文章編號：1673-4130(2016)14-1979-03

(收稿日期：2016-01-12修回日期：2016-03-25)