STR基因座中檢出三帶型等位基因三例及遺傳分析

韓莉莉，潘 棱，沈曉麗，林賽梅，林立芳，唐海燕，胡 潔

（福建醫科大學省立臨床醫學院，福建省立醫院司法鑒定所，福建省心血管病重點實驗室，福建 福州 350001）

目前，國內外親子鑒定案例中多采用短串聯重復序列（Short tandem repeat，STR）基因座分型方法。正常情況下，單個STR基因座經PCR擴增和電泳圖譜分析表現為純合子個體只有一條帶或一個基因峰而雜合子有兩條帶或兩個基因峰，不會出現三條帶或三個基因峰的現象。本文在2 000個案例（共5 000名個體）親子鑒定或個體識別中，檢出3例4個個體三帶型等位基因并對其進行遺傳學分析。

1 資料與方法

1.1 研究對象 本組4個三帶型基因個體均為日常檢驗中檢出的突變案例。

1.2 主要實驗試劑及儀器 AmpFISTR?IdentifilerTM和SinofilerTMPCR擴增試劑盒（美國ABI公司），3130基因分析儀（美國ABI公司）。

1.3 方法

1.3.1 標本采集 采集受檢者指血、外周靜脈肝素鋰抗凝血5 ml，室溫保存。

1.3.2 STR基因座檢測 采用Chelex-100法提取末梢血的DNA[1]。應用AmpFISTR?IdentifilerTM和SinofilerTM試劑盒檢測Amelogenin基因及D8S1179等17個STR基因座，在ABI 3130基因分析儀上進行熒光檢測分析。嚴格按照儀器和試劑說明書進行實驗。

1.3.3 染色體核型檢測 外周血細胞染色體核型檢測采用淋巴細胞培養，常規制備染色體、G顯帶、鏡下計數及分析核型。

2 結 果

2.1 三帶型基因座檢測結果 3個案例4個個體中所有個體血樣DNA先用IdentifilerTM試劑進行16個STR基因座的檢測，其中分別在D3S1358基因座（1個）、D13S317基因座（2個）和D21S11基因座（1個）檢出三帶型等位基因。進一步用SinofilerTM試劑盒進行重復試驗，同樣進行16個STR基因座的檢測，其中三帶型等位基因座的檢測結果相同（見表1和圖1）。案例1中兒子的D3S1358基因型為16/17/18，峰高之比2:1:1；案例2中母親的D13S317基因型為8/13/14，兒子基因型為11/13/14，峰高之比約為1:1:1，其中母親等位基因13/14遺傳給了孩子；案例3中女兒D21S11基因型為28/29/31.2，峰高之比約為1:1:1，其中28/29來自母親。

2.2 染色體核型檢測結果 對外周血染色體核型進行分析，父3的結果為46，XY，母2、母3的結果為46，XX，未見染色體數目和結構明顯異常；而女3的染色體核型為47，XX，+21，染色體出現畸變現象（圖2）。

表1 3個案例中三帶型等位基因統計結果（n=5 000）

圖1 基因座檢測圖譜

圖2 女3的染色體核型分析圖

3 討 論

STR即短串聯重復序列（Short tandem repeat），是一類廣泛存在于真核生物基因組中的DNA串聯重復序列。其核心序列為2～6個bp，重復次數通常為15～30次。由于STR基因座的個體識別概率和非父排除率高，PCR檢測所需檢材量少，靈敏度和成功率高，且適用于各種來源的生物性檢材，是目前國內外法醫學個體識別和親子鑒定的主要方法。根據孟德爾遺傳規律[2]，孩子染色體上的遺傳基因，一半來自于其親生母親，一半來自于其親生父親，正常情況下不會出現3條帶型等位基因的現象，因此，親子鑒定中罕見三帶型等位基因的檢出。

本文三個案例中，有4位個體分別在D3S1358基因座、D13S317基因座和D21S11基因座檢出三帶型等位基因，并出現母子在D13S317基因座同為3條帶型等位基因的現象。檢驗結果表明，D3S1358、D13S317和D21S11這3個基因座三帶型等位基因的信號強度、峰高和峰面積之比約為2:1:1或1:1:1。重復提取DNA，按不同試劑盒說明書進行PCR擴增（AmpFISTR?IdentifilerTM和SinofilerTM試劑盒）、毛細管電泳、分析，其檢驗結果一致。說明檢出的三帶型等位基因不是實驗室的污染或電泳時泳道滲漏造成的假象，也不是PCR擴增引起的非特異產物。

Crouse等[3]于1999年首次報道三帶型等位基因現象，發現18例TPOX基因座及1例CSF1PO基因座出現三帶型等位基因的個體，其信號強度、峰高和峰面積接近。Rubocki等[4]檢測的一個個體9個基因座中有4個基因座（vWA、FGA、TH01、D5S818）都表現為三帶型等位基因，且有2條“主帶”（熒光強度高）、1條“次帶”（熒光強度低）。后得知該個體有一個雙胞胎兄弟，推測可能在子宮內胚胎間發生血液交換導致三帶型等位基因的出現。黃雅燕等[5]報道在親子鑒定案件中檢出了3個個體在DYS385基因座出現三帶型等位基因。李坤明[6]檢出D3S1358基因座出現三帶現象。賴力等[7]在日常檢案中檢出了1例D18S51的三帶型等位基因。目前在STR數據庫中（http://www.cstl.nist.gov/biotech/strbase）共收錄了198例21個STR基因座的三帶型等位基因資料（包括Cordis系統的13個常染色體STR、Penta D、Penta E、D2S1338、D19S433、FES/FPS、D10S1248、D12S391和DYS456），隨著應用的拓展和研究的不斷深入，還可能發現新的STR三帶型等位基因。本文D13S317基因座的三帶型等位基因現象屬國內首例報道。

目前三帶型等位基因產生的確切機制尚不十分明確，可能的機制有以下幾方面：一是父系或母系同源染色體在減數分裂時不分離而整體遺傳給子代，即三體綜合征。案例3中的女兒在D21S11基因座檢出28/29/31.2三帶型，其額外染色體來自母親，染色體核型分析和臨床診斷證實符合21三體綜合征。二是同源染色體在減數分裂時出現不等價交換。在案例2中孩子的13/14等位基因來自母親，對母親進行外周血染色體核型分析，未見染色體結構和數目明顯異常，推測該例的三帶型等位基因可能由此原因所致。其子因血量不夠未能進行染色體核型分析，但母子二人均缺失染色體病變的臨床癥狀，且母子二人均出現三帶型等位基因者更為罕見。三是在受精卵發育階段，染色體不分離產生不同基因型細胞組成的嵌合體。四是雙胞胎在胚胎發育期間發生血液交換。五是異基因骨髓或造血干細胞移植后形成的嵌合體，形成三或四帶等位基因。上述原因均可導致在檢測STR基因座時出現三帶型等位基因現象。

三帶型等位基因現象在親子鑒定檢案中極為少見，若在基因分型時出現此現象需引起重視。首先應重復實驗，包括標本提取、PCR擴增和電泳分析等過程，以排除模板污染和泳道滲漏等問題，然后再選用其他試劑盒進行驗證。若的確為三帶型等位基因，應加做其他STR基因座，以保證鑒定結論的科學性、準確性和可靠性。如有可能建議進行染色體核型分析，以利于優生優育。

[1]Walsh PS,Metzger DA,Higuchi R.Chelex-100 as a medium for simple extraction of DNA for PCR-based typing from forensic matrrial[J].Bio Techniques,1991,10:506-513.

[2]Race RR,Sanger R.Blood groups in man.6thed[M].Oxford:Blackwell Scientific Publications,1975:79-83.

[3]Crouse CA,Rogers S,Amiott E,et al.Analysis and interpretation of short tandem repeat microvariants and three-banded allele patterns using multiple allele detection systems[J].J Forensic Sci,1999,44(1):87.

[4]Rubocki RJ,McCue BJ,Duffy KJ,et al.Natural DNA mixtures generated in fraternal twins in utero[J].J Forensic Sci,2001,46(1):120.

[5]黃雅燕,張 毅,張曉紅.DYS385基因座檢出三帶型等位基因三例[J].廣東公安科技,2007,22（2）:73-74.

[6]李坤明.D3S1358基因座檢出三條帶分析[J].法醫學雜志,2009,25(4):316-317.

[7]賴 力,薛士杰,何 萍.D18S51基因座檢出三帶型等位基因1例及遺傳分析[J].福建醫藥雜志,2008,30（6）:85-86.