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STR基因座中检出三带型等位基因三例及遗传分析

2011-03-24韩莉莉沈晓丽林赛梅林立芳唐海燕

海南医学 2011年15期
关键词:亲子鉴定基因座核型

韩莉莉,潘 棱,沈晓丽,林赛梅,林立芳,唐海燕,胡 洁

(福建医科大学省立临床医学院,福建省立医院司法鉴定所,福建省心血管病重点实验室,福建 福州 350001)

目前,国内外亲子鉴定案例中多采用短串联重复序列(Short tandem repeat,STR)基因座分型方法。正常情况下,单个STR基因座经PCR扩增和电泳图谱分析表现为纯合子个体只有一条带或一个基因峰而杂合子有两条带或两个基因峰,不会出现三条带或三个基因峰的现象。本文在2 000个案例(共5 000名个体)亲子鉴定或个体识别中,检出3例4个个体三带型等位基因并对其进行遗传学分析。

1 资料与方法

1.1 研究对象 本组4个三带型基因个体均为日常检验中检出的突变案例。

1.2 主要实验试剂及仪器 AmpFISTR®IdentifilerTM和SinofilerTMPCR扩增试剂盒(美国ABI公司),3130基因分析仪(美国ABI公司)。

1.3 方法

1.3.1 标本采集 采集受检者指血、外周静脉肝素锂抗凝血5 ml,室温保存。

1.3.2 STR基因座检测 采用Chelex-100法提取末梢血的DNA[1]。应用AmpFISTR®IdentifilerTM和SinofilerTM试剂盒检测Amelogenin基因及D8S1179等17个STR基因座,在ABI 3130基因分析仪上进行荧光检测分析。严格按照仪器和试剂说明书进行实验。

1.3.3 染色体核型检测 外周血细胞染色体核型检测采用淋巴细胞培养,常规制备染色体、G显带、镜下计数及分析核型。

2 结 果

2.1 三带型基因座检测结果 3个案例4个个体中所有个体血样DNA先用IdentifilerTM试剂进行16个STR基因座的检测,其中分别在D3S1358基因座(1个)、D13S317基因座(2个)和D21S11基因座(1个)检出三带型等位基因。进一步用SinofilerTM试剂盒进行重复试验,同样进行16个STR基因座的检测,其中三带型等位基因座的检测结果相同(见表1和图1)。案例1中儿子的D3S1358基因型为16/17/18,峰高之比2:1:1;案例2中母亲的D13S317基因型为8/13/14,儿子基因型为11/13/14,峰高之比约为1:1:1,其中母亲等位基因13/14遗传给了孩子;案例3中女儿D21S11基因型为28/29/31.2,峰高之比约为1:1:1,其中28/29来自母亲。

2.2 染色体核型检测结果 对外周血染色体核型进行分析,父3的结果为46,XY,母2、母3的结果为46,XX,未见染色体数目和结构明显异常;而女3的染色体核型为47,XX,+21,染色体出现畸变现象(图2)。

表1 3个案例中三带型等位基因统计结果(n=5 000)

图1 基因座检测图谱

图2 女3的染色体核型分析图

3 讨 论

STR即短串联重复序列(Short tandem repeat),是一类广泛存在于真核生物基因组中的DNA串联重复序列。其核心序列为2~6个bp,重复次数通常为15~30次。由于STR基因座的个体识别概率和非父排除率高,PCR检测所需检材量少,灵敏度和成功率高,且适用于各种来源的生物性检材,是目前国内外法医学个体识别和亲子鉴定的主要方法。根据孟德尔遗传规律[2],孩子染色体上的遗传基因,一半来自于其亲生母亲,一半来自于其亲生父亲,正常情况下不会出现3条带型等位基因的现象,因此,亲子鉴定中罕见三带型等位基因的检出。

本文三个案例中,有4位个体分别在D3S1358基因座、D13S317基因座和D21S11基因座检出三带型等位基因,并出现母子在D13S317基因座同为3条带型等位基因的现象。检验结果表明,D3S1358、D13S317和D21S11这3个基因座三带型等位基因的信号强度、峰高和峰面积之比约为2:1:1或1:1:1。重复提取DNA,按不同试剂盒说明书进行PCR扩增(AmpFISTR®IdentifilerTM和SinofilerTM试剂盒)、毛细管电泳、分析,其检验结果一致。说明检出的三带型等位基因不是实验室的污染或电泳时泳道渗漏造成的假象,也不是PCR扩增引起的非特异产物。

Crouse等[3]于1999年首次报道三带型等位基因现象,发现18例TPOX基因座及1例CSF1PO基因座出现三带型等位基因的个体,其信号强度、峰高和峰面积接近。Rubocki等[4]检测的一个个体9个基因座中有4个基因座(vWA、FGA、TH01、D5S818)都表现为三带型等位基因,且有2条“主带”(荧光强度高)、1条“次带”(荧光强度低)。后得知该个体有一个双胞胎兄弟,推测可能在子宫内胚胎间发生血液交换导致三带型等位基因的出现。黄雅燕等[5]报道在亲子鉴定案件中检出了3个个体在DYS385基因座出现三带型等位基因。李坤明[6]检出D3S1358基因座出现三带现象。赖力等[7]在日常检案中检出了1例D18S51的三带型等位基因。目前在STR数据库中(http://www.cstl.nist.gov/biotech/strbase)共收录了198例21个STR基因座的三带型等位基因资料(包括Cordis系统的13个常染色体STR、Penta D、Penta E、D2S1338、D19S433、FES/FPS、D10S1248、D12S391和DYS456),随着应用的拓展和研究的不断深入,还可能发现新的STR三带型等位基因。本文D13S317基因座的三带型等位基因现象属国内首例报道。

目前三带型等位基因产生的确切机制尚不十分明确,可能的机制有以下几方面:一是父系或母系同源染色体在减数分裂时不分离而整体遗传给子代,即三体综合征。案例3中的女儿在D21S11基因座检出28/29/31.2三带型,其额外染色体来自母亲,染色体核型分析和临床诊断证实符合21三体综合征。二是同源染色体在减数分裂时出现不等价交换。在案例2中孩子的13/14等位基因来自母亲,对母亲进行外周血染色体核型分析,未见染色体结构和数目明显异常,推测该例的三带型等位基因可能由此原因所致。其子因血量不够未能进行染色体核型分析,但母子二人均缺失染色体病变的临床症状,且母子二人均出现三带型等位基因者更为罕见。三是在受精卵发育阶段,染色体不分离产生不同基因型细胞组成的嵌合体。四是双胞胎在胚胎发育期间发生血液交换。五是异基因骨髓或造血干细胞移植后形成的嵌合体,形成三或四带等位基因。上述原因均可导致在检测STR基因座时出现三带型等位基因现象。

三带型等位基因现象在亲子鉴定检案中极为少见,若在基因分型时出现此现象需引起重视。首先应重复实验,包括标本提取、PCR扩增和电泳分析等过程,以排除模板污染和泳道渗漏等问题,然后再选用其他试剂盒进行验证。若的确为三带型等位基因,应加做其他STR基因座,以保证鉴定结论的科学性、准确性和可靠性。如有可能建议进行染色体核型分析,以利于优生优育。

[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]黄雅燕,张 毅,张晓红.DYS385基因座检出三带型等位基因三例[J].广东公安科技,2007,22(2):73-74.

[6]李坤明.D3S1358基因座检出三条带分析[J].法医学杂志,2009,25(4):316-317.

[7]赖 力,薛士杰,何 萍.D18S51基因座检出三带型等位基因1例及遗传分析[J].福建医药杂志,2008,30(6):85-86.

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