劉雁軍，薛建

(1.中國政法大學(xué)證據(jù)科學(xué)研究院，北京 100088；2.晉城市公安局刑事技術(shù)支隊(duì)，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(qū)漢族人群19個(gè)STR基因座遺傳多態(tài)性調(diào)查及法醫(yī)學(xué)應(yīng)用

劉雁軍1，2，薛建3

(1.中國政法大學(xué)證據(jù)科學(xué)研究院，北京 100088；2.晉城市公安局刑事技術(shù)支隊(duì)，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(gè)STR基因座的遺傳多態(tài)性進(jìn)行調(diào)查，為本地區(qū)人群的同一認(rèn)定和親權(quán)鑒定活動提供計(jì)算基礎(chǔ)。方法：STR復(fù)合擴(kuò)增選取Goldeneye 20A系統(tǒng)，擴(kuò)增對象為隨機(jī)選取的山西省陵川縣漢族201份無關(guān)個(gè)體血樣，擴(kuò)增產(chǎn)物的電泳使用3130XL遺傳分析儀，并利用Genemapper3.2軟件分析電泳結(jié)果。統(tǒng)計(jì)201份無關(guān)個(gè)體血樣19個(gè)STR基因座的法醫(yī)遺傳學(xué)參數(shù)。結(jié)果：19個(gè)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(gè)等位基因，計(jì)算出19個(gè)STR基因座的基因頻率、雜合度期望值(He)、雜合度觀察值(Ho)、個(gè)人識別能力(DP)、偶合率(PM)、非父排除率(PE)、多態(tài)信息總量(PIC)等法醫(yī)遺傳學(xué)參數(shù)，并得到Goldeneye 20A系統(tǒng)效能數(shù)據(jù)：累積個(gè)人識別率為1～8.11×10-23，累積非父排除率為0.999 999 988。結(jié)論：在山西陵川地區(qū)漢族人群中，Goldeneye 20A復(fù)合擴(kuò)增系統(tǒng)19個(gè)STR基因座的識別能力和遺傳多態(tài)性較高，為山西陵川地區(qū)區(qū)域性法醫(yī)學(xué)個(gè)體識別和親權(quán)鑒定提供強(qiáng)有力的基礎(chǔ)數(shù)據(jù)支撐。

法醫(yī)遺傳學(xué)；遺傳多態(tài)性；基因頻率；陵川漢族

本實(shí)驗(yàn)利用Goldeneye20A復(fù)合擴(kuò)增系統(tǒng)中的19 個(gè)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(jī)抽取的201名無關(guān)個(gè)體血樣進(jìn)行復(fù)合擴(kuò)增、電泳及結(jié)果分析，得到每個(gè)樣本上述19個(gè)基因座的位點(diǎn)數(shù)據(jù)，利用這些位點(diǎn)數(shù)據(jù)計(jì)算出各基因座的雜合度期望值(He)、雜合度觀察值(Ho)、個(gè)人識別能力(DP)、偶合率(PM)、非父排除率(PE)、多態(tài)信息總量(PIC)等法醫(yī)遺傳學(xué)群體性數(shù)據(jù)，對該復(fù)合擴(kuò)增系統(tǒng)在山西省陵川地區(qū)漢族人群中的遺傳多態(tài)性的強(qiáng)度進(jìn)行評價(jià)，進(jìn)而探討其在法醫(yī)學(xué)中同一認(rèn)定和親權(quán)鑒定中的地域性應(yīng)用價(jià)值。

1 材料與方法

1.1 實(shí)驗(yàn)材料

201名山西省陵川縣漢族無關(guān)個(gè)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(gè)鄉(xiāng)鎮(zhèn)，系從本實(shí)驗(yàn)室數(shù)據(jù)庫中隨機(jī)抽取。

儀器設(shè)備有BSD半自動打孔機(jī)，ABI9700擴(kuò)增儀，3130XL遺傳分析儀。擴(kuò)增試劑采用Goldeneye20A試劑盒，電泳時(shí)內(nèi)標(biāo)使用ORG-500內(nèi)標(biāo)(基點(diǎn)認(rèn)知公司)。

1.2 實(shí)驗(yàn)方法

201份血樣使用BSD半自動打孔機(jī)打孔，血片直徑1.2 mm。采用直接擴(kuò)增法擴(kuò)增，擴(kuò)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(kuò)增儀進(jìn)行擴(kuò)增。擴(kuò)增循環(huán)參數(shù)為：初始變性：95 ℃ 5 min。熱循環(huán)：30個(gè)循環(huán)：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(kuò)增后產(chǎn)物在3130XL遺傳分析儀上進(jìn)行電泳，電泳完成后利用GeneMapper ID v3.2軟件對結(jié)果進(jìn)行分析，得到每個(gè)樣本19個(gè)基因座的DNA分型。

1.3 統(tǒng)計(jì)學(xué)方法

對201份無關(guān)個(gè)體血樣19個(gè)STR基因座的基因型和等位基因數(shù)目分別進(jìn)行記錄。利用Modified-PowerStates軟件[1]計(jì)算等位基因頻率、Ho、He、DP、PM、PE及PIC，隨后對上述數(shù)據(jù)Hardy-Weinberg平衡檢驗(yàn)[2]的結(jié)果進(jìn)行記錄。

2 結(jié) 果

201份無關(guān)個(gè)體血樣在19個(gè)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(gè)等位基因，每個(gè)基因座上的每個(gè)等位基因頻率記錄在表1中。19個(gè)基因座等位基因頻率分布均符合Hardy-Weinberg平衡(P>0.05)。19個(gè)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(gè)人識別率為1～8.11×10-23。

3 討 論

3.1 Goldeneye 20A體系19個(gè)STR基因座在陵川漢族人群中的法醫(yī)學(xué)個(gè)體識別的應(yīng)用價(jià)值評估

表1 山西省陵川縣漢族人群19個(gè)STR基因座等位基因頻率統(tǒng)計(jì)(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(shí)驗(yàn)統(tǒng)計(jì)結(jié)果表明這19 個(gè)STR基因座在山西陵川地區(qū)漢族人群中基因頻率分布均勻，表現(xiàn)出高度多態(tài)性，分布符合Hardy-Weinberg平衡定律。Gill[3]認(rèn)為DP≥0.9，H≥0.7的基因座具有高鑒別力。按此標(biāo)準(zhǔn)，本研究選擇的19個(gè)基因座中除D3S1358、CSF1PO、TPOX、TH01這4個(gè)基因座的DP值小于0.9外，其余的15個(gè)基因座的DP值均大于0.9。除TPOX、TH01這2個(gè)基因座的H值小于0.7外，其余的17個(gè)基因座的H值均大于0.7。另外，這19 個(gè)STR基因座在山西陵川地區(qū)漢族人群中所得到的累積個(gè)人識別率為1～8.11×10-23。可見這19 個(gè)STR基因座雜合度高、鑒別能力強(qiáng)，尤其是D19S433、D5S818、D21S11、D18S51、D6S1043、D13S317、D7S820、D16S539、Penta D、vWA、D8S1179、Penta E、D12S391、D2S1338、FGA等15個(gè)基因座，在法醫(yī)遺傳學(xué)個(gè)體識別似然比率的計(jì)算中有重要的基礎(chǔ)性支撐作用。

3.2 Goldeneye 20A體系19個(gè)STR基因座在陵川漢族人群親權(quán)鑒定的應(yīng)用價(jià)值評估

一般來說，普通符合遺傳關(guān)系的三聯(lián)體親子鑒定中13個(gè)CODIS核心STR基因座已能夠基本達(dá)到法醫(yī)遺傳學(xué)的評價(jià)要求。隨著全國公安機(jī)關(guān)DNA數(shù)據(jù)庫庫容量激增，經(jīng)?？梢园l(fā)現(xiàn)一些二聯(lián)體19個(gè)基因座均符合單親遺傳關(guān)系但事實(shí)上確定不具有親子關(guān)系的情況，或者在某些三聯(lián)體案件中出現(xiàn)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(gè)不錯(cuò)的選擇，這方面的研究還在不斷探索中。那么親權(quán)鑒定中基因座的多態(tài)性和突變率應(yīng)該符合什么要求呢？在司法部制訂的親權(quán)鑒定技術(shù)規(guī)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(biāo)準(zhǔn)，Goldeneye 20A體系19 個(gè)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(gè)基因座滿足非父排除率在0.7以上，其余12個(gè)基因座并沒達(dá)到此標(biāo)準(zhǔn)。本研究認(rèn)為可能是Goldeneye 20A體系的19 個(gè)STR基因座主要是針對歐美群體而設(shè)計(jì)的，并非完全符合山西陵川地區(qū)群體親子鑒定的檢測要求。為此學(xué)者必須進(jìn)一步尋求更符合該地區(qū)鑒定要求的新的STR基因座。另外，2011年12月由公安部發(fā)布實(shí)施的《法庭科學(xué)DNA親子鑒定規(guī)范》規(guī)定了法庭科學(xué)DNA實(shí)驗(yàn)室進(jìn)行三聯(lián)體親子鑒定的內(nèi)容及結(jié)果判定規(guī)則[5]。其中規(guī)定實(shí)驗(yàn)室用的遺傳標(biāo)記的累積排除概率應(yīng)不小于0.999 9。而本研究中這19 個(gè)STR基因座在山西陵川地區(qū)漢族人群中所得到的累積非父排除率0.999 999 988，遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于標(biāo)準(zhǔn)的要求。在其他指標(biāo)符合規(guī)范的前提下，完全適用于三聯(lián)體的親子鑒定。

表2 山西省陵川縣漢族人群19個(gè)STR基因座法醫(yī)遺傳學(xué)參數(shù)

綜上所述，本次在山西省陵川地區(qū)漢族人群的調(diào)查實(shí)驗(yàn)中19個(gè)STR基因座具有高度的多態(tài)性和識別能力，可以應(yīng)用于本地區(qū)區(qū)域性法醫(yī)學(xué)個(gè)人識別和親權(quán)鑒定。

[1]趙方，伍新堯，蔡貴慶，等.Modified-Power States軟件在法醫(yī)生物統(tǒng)計(jì)中的應(yīng)用[J].中國法醫(yī)學(xué)雜志，2003，18(5)：297-312.

[2]伍新堯.高級法醫(yī)學(xué)[M].鄭州：鄭州大學(xué)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(quán)鑒定技術(shù)規(guī)范[S].北京：中國標(biāo)準(zhǔn)出版社，2010-04-07.

[5]全國刑事技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)化技術(shù)委員會.GA/T 2011 法庭科學(xué)DNA親子鑒定規(guī)范[S].北京：中國標(biāo)準(zhǔn)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(xué)位，副主任法醫(yī)師。研究方向：證據(jù)法學(xué)(法醫(yī)學(xué)方向)，法醫(yī)物證學(xué)。