林漢光，鄺文健，許傳超，唐劍頻 (廣東醫(yī)科大學(xué)法醫(yī)學(xué)系，廣東東莞 523808)

短串聯(lián)重復(fù)序列(STR)多態(tài)性高、信息量大，是目前法醫(yī)DNA 檢驗(yàn)最常用的遺傳標(biāo)記，廣泛應(yīng)用于親權(quán)關(guān)系鑒定和個(gè)體識(shí)別。雜合度高、等位基因分布均衡、突變率較低的遺傳標(biāo)記具有更高的法醫(yī)學(xué)應(yīng)用價(jià)值；但STR 基因座在不同群體的等位基因分布及其突變率存在顯著差異，調(diào)查STR 的群體遺傳學(xué)數(shù)據(jù)，可為法醫(yī)學(xué)應(yīng)用提供基礎(chǔ)。本研究對廣東東莞漢族群體的20 個(gè)STR 基因座的多態(tài)性和突變率進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析，并探討廣東東莞漢族與其他地區(qū)漢族的遺傳學(xué)差異，為該地區(qū)漢族人群的法醫(yī)遺傳學(xué)及群體遺傳學(xué)研究提供依據(jù)。

1 資料和方法

1.1 一般資料

根據(jù)知情同意權(quán)原則，用FTA 血樣采集卡采集東莞漢族群體無關(guān)個(gè)體3 337 人(男性1 699人，女性1 638人)；1 865個(gè)家系，共計(jì)減數(shù)分裂3 703次。文獻(xiàn)獲取其他16 個(gè)群體的20 個(gè)STR 基因座數(shù)據(jù):中國漢族、南方漢族、廣東漢族、韶關(guān)漢族、華東漢族、寧波漢族、太原漢族、淮安漢族、云南漢族、云南壯族、云南傣族、云南哈尼族、云南苗族、新疆哈薩克族、東北朝鮮族、沅陵土家族[1-14]。

1.2 方法

1.2.1 DNA 提取與分型 應(yīng)用Chelex 法提取各樣本的基因組 DNA；根據(jù)試劑盒操作說明，用PowerPlex?21 試劑盒(Promega 公司)復(fù)合擴(kuò)增各基因組 DNA 以下 20 個(gè) STR 基因座:D3S1358、D1S1656、D6S1043、D13S317、Penta E、D16S539、D18S51、D2S1338、CSF1PO、Penta D、TH01、vWA、D21S11、D7S820、D5S818、TPOX、D8S1179、D12S391、D19S433、FGA；擴(kuò)增產(chǎn)物用ABI3130XL 遺傳分析儀(Thermo-Fisher Scientific 公司)檢測。

1.2.2 數(shù)據(jù)分析 采用Powerstates 軟件分析計(jì)算各基因座的等位基因頻率、隨機(jī)匹配概率(Pm)、個(gè)體識(shí)別概率(DP)、多態(tài)性信息量(PIC)、非父排除概率(PE)、雜合度(H)等遺傳學(xué)參數(shù)。采用直接計(jì)數(shù)法統(tǒng)計(jì)各基因座突變次數(shù)，并除以減數(shù)分裂次數(shù)計(jì)算突變率；利用二項(xiàng)分布法計(jì)算95% 可信區(qū)間(CI)；用Arlequin v3.5 軟件分析群體間等位基因頻率分布差異，檢驗(yàn)Hardy-Weinberg 平衡律。

2 結(jié)果

2.1 多態(tài)性分析結(jié)果

本研究所有樣本均獲得良好的STR 分型，經(jīng)檢驗(yàn)，東莞漢族20 個(gè)STR 基因座基因型頻率分布均符合Hardy-Weinberg 平衡律。20 個(gè)STR 基因座的Pm介于0.014 0～0.217 0，DP 介于0.783 0～0.986 0，PIC介于0.544 8～0.906 0，PE 介于0.304 3～0.806 9，H 介于0.611 0～0.905 6，系統(tǒng)累積PE 和累積DP 分別達(dá)0.999 999 997 3和0.999 999 999 999 999 999 999 999 969，其遺傳學(xué)參數(shù)見表1。與我國其他地區(qū)16 個(gè)群體[1-14]比較，本群體等位基因頻率分布除與廣東漢族無明顯差異外，與其他群體比較差異均有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P ＜0.05或0.01)。

2.2 突變分析結(jié)果

20 個(gè)STR 基因座共觀察到84 次突變，其中81次1 步突變、2 次2 步突變、1 次3 步突變，見表2。所分析的群體中TH01 和TPOX 未觀察到突變，F(xiàn)GA 和D12S391 基因座的突變率較高。

表1 東莞漢族20 個(gè)STR 基因座遺傳學(xué)參數(shù)

表2 廣東東莞漢族20 個(gè)STR 基因座突變情況及突變率 (減數(shù)分裂n=3 703)

3 討論

經(jīng)過群體遺傳學(xué)調(diào)查，東莞漢族20 個(gè)STR 基因座中，D3S1358(16.1)、Penta E(12.2、18.2、24.4、25.4、28.3)、D18S51(16.1，21.3)、D2S1338(19.3，24.2)、CSF1PO(15.2)、Penta D(8.1，9.2，12.2)、TH01(9.1)、D21S11(28.3，35.1)、D7S820(12.1)、FGA(21.3)共10 個(gè)基因座上觀察到19 種等位基因在其他16 個(gè)群體均未見報(bào)道[1-14]。20 個(gè)STR 基因座的Pm 介于0.014 0～0.217 0，DP 介于0.783 0～0.986 0，PIC 介于0.544 8～0.9 060，PE 介于0.304 3～0.806 9，H 介于0.611 0～0.905 6。文獻(xiàn)認(rèn)為DP≥0.9、H≥0.7 的基因座具有高鑒別能力[15]。本研究結(jié)果發(fā)現(xiàn) TPOX、TH01、D3S1358 和CSF1PO 的DP＜0.9、PE＜0.5，其多態(tài)性和鑒別能力稍低，其中TPOX 的DP、H、PE 數(shù)值最低，與文獻(xiàn)報(bào)道其他漢族群體的數(shù)據(jù)相近[1-8]。其余16 個(gè)STR 基因座在東莞漢族群體均有較高的鑒別能力，其中Penta E 的Pm 值最小，DP、PIC、PE、H 數(shù)值最大，其鑒別能力最高。分析國內(nèi)其他群體發(fā)現(xiàn)，該基因座在我國人群的遺傳學(xué)研究中的應(yīng)用價(jià)值較高。本文結(jié)果發(fā)現(xiàn)，20 個(gè)STR 基因座所構(gòu)成分型系統(tǒng)的累積非父排除概率和累積個(gè)體識(shí)別概率分別達(dá)0.999 999 997 3和0.999 999 999 999 999 999 999 999 969，說明20 個(gè)STR 基因座在東莞漢族群體中有較好的法醫(yī)學(xué)應(yīng)用價(jià)值。

比較我國其他16 個(gè)群體的等位基因分布[1-14]，結(jié)果顯示東莞漢族與廣東漢族等位基因頻率分布無明顯差異[3]，與其他8 個(gè)漢族等位基因頻率分布的差異不顯著[1-2，4-9]，與7 個(gè)少數(shù)民族均存在差異[10-14]，其中與云南壯族和苗族、新疆哈薩克族、沅陵土家族的差異較大[10-12，14]。結(jié)果表明STR 的等位基因頻率分布具有一定的群體特異性，法醫(yī)學(xué)實(shí)踐進(jìn)行匹配概率和父權(quán)指數(shù)等計(jì)算時(shí)，有必要采用本群體的頻率數(shù)據(jù)。

20 個(gè)STR 基因座84 次突變中，含81 次1 步突變、2 次2 步突變、1 次3 步突變，觀察結(jié)果遵循逐步突變模式。本研究觀測到2 次減數(shù)分裂同時(shí)在2 個(gè)基因座發(fā)生突變，與文獻(xiàn)報(bào)道中國漢族人群的數(shù)據(jù)相似[16]。本研究觀察到62 次父源性突變、11 次母源性突變、11 次來源未確定突變，父、母源性突變比率達(dá)5.6:1，高于國內(nèi)大多群體[16，18-20]。東莞群體中FGA的突變率最高，其次為D12S391，分析結(jié)果與文獻(xiàn)報(bào)道的西南漢族群體相似[17]，與南方漢族、廣東及其他群體存在差異[18-20]。結(jié)果說明，為STR 基因座更好地應(yīng)用于法醫(yī)學(xué)實(shí)踐中，有必要研究不同群體的STR突變率。