胡锡阶，刘祖林，余丽梅，万卫红

(1.遵义医学院附属医院 贵州省细胞工程重点实验室，贵州 遵义 563099；2.遵义医学院附属医院 司法鉴定中心，贵州 遵义 563099)

基础医学研究

贵州汉族人群15个STR基因座遗传多态性研究

胡锡阶1,2，刘祖林1，2，余丽梅1，2，万卫红1，2

(1.遵义医学院附属医院 贵州省细胞工程重点实验室，贵州 遵义 563099；2.遵义医学院附属医院 司法鉴定中心，贵州 遵义 563099)

目的对贵州汉族人群在Identifiler体系中的15个短串连重复序列(STR)基因座进行遗传多态性调查。方法采用荧光标记STR-PCR复合扩增、毛细管电泳基因分型技术，对1 000名贵州汉族人群无关个体进行15个STR基因座的基因分型,计算其等位基因频率、杂合度(H)、匹配概率(PM)、个人识别力(DP)、非父排除率(PE)、多态信息总量(PIC)、父权指数(PI)等多态性参数，并进行统计学分析。结果在贵州汉族人群1 000名无关个体中共检出178个等位基因,其频率分布为0.000 5～0.531 5。15个STR基因座的基因型分布进行χ2检验符合Hardy-Weinberg 平衡定律(P>0.05)。杂合度为0.603 0～0.880 0；个人识别力为0.786 1～0.966 6，累积DP>0.999 999 999；匹配概率为0.033 4～0.213 9，累积PM=1.198×10-17；三联体非父排除率为0.294 5～0.754 8，累积CPE=0.999 998 925；二联体非父排除率为0.195 9～0.571 6，累积CPE=0.999 760 600；多态信息含量为0.545 1～0.849 2，累积PIC=0.999 999 999；亲权指数为1.2 594～4.1 667。结论贵州汉族人群检测的15个STR基因座具有高度多态性,是较理想的遗传标记，统计的等位基因频率等基础数据可为本地区的个人识别、三联体亲子鉴定及群体遗传学研究提供依据，但在二联体亲子鉴定中运用存在一定风险。

Identifiler；贵州汉族人群；短串联重复序列；遗传多态性

Identifiler体系含有D8S1179、D7S820、CSF1PO、D3S1 358、TH01、D13S317、D16S539、vWA、D2S1338、D19S433、TPOX、D18S51、D21S11、D5S818、FGA共15个常染色体STR基因座和1个性别基因座Amelogenin，是国内外各大DNA实验室常用的主流试剂，为国际通用商品化试剂盒，其遗传多态性在世界不同地区和不同人群有过深入的研究[1-3]，并积累了大量的DNA数据和资料，因此，尽管近几年各大公司研发了一些大于15个基因座的亲权鉴定试剂，但为了DNA数据能与国际接轨，Identifiler体系仍在鉴定一线沿用至今。对于现代人口众多的中国人群而言，亲子鉴定的遗传标记通常要求不能少于15个STR基因座[4]，并且拥有公开发表的本地区人群的群体遗传学数据，也是各地DNA实验室开展法医物证鉴定的首要条件[5]。为获得本地区汉族人群15个STR基因座的群体遗传学数据，本研究使用Identifiler体系，对1000例贵州地区汉族人群无关个体的15个STR基因座进行DNA分型检测及遗传多态性分析，以获得贵州地区汉族人群15个STR基因座的匹配概率(PM)、杂合度(H)、个人识别力(DP)、多态信息总量(PIC)、非父排除率(PE)和等位基因频率数据等多态性遗传学参数，从而为本地区法医物证鉴定及群体遗传学研究等提供基础数据，避免司法鉴定中因群体差异对鉴定结论产生影响。

1 资料与方法

1.1 样本来源 受检样品来自祖孙三代以上居住在贵州的汉族无关个体，男性568例，女性432例。

1.2 主要试剂 DNA提取试剂为Qiagen公司的QIAamp DNABlood Mini Kit；PCR扩增试剂使用美国ABI公司的产品AmpFlSTR®IdentifilerTMPCR Amplification kit；内标为GeneScanTM500 LIZ®。

1.3 主要仪器 Mastercycler 梯度PCR仪(Eppendorf，Germany)；3 100 Avant型遗传分析仪(ABI，USA)。

1.4 方法 严格按试剂盒说明书进行模板DNA的提取及Identifiler体系PCR复合扩增：95 ℃，11 min；(94 ℃，1 min，59 ℃，1 min，72 ℃，1 min)×28个循环；60 ℃，60 min，4 ℃，∞。PCR扩增产物取适量作为上样模板，加入Hi-Di 甲酰胺和内标95 ℃变性5 min，在3 100 Avant遗传分析仪上进行电泳，电泳信息由Data Collection数据收集软件自动收集，并通过GeneScan 3.7软件处理成数据信息，以试剂盒中所含等位基因标准分型物Ladder为参照标准，用Genotyper 3.7软件进行基因分型。

1.5 统计学处理 使用Powerstatsv 1.2软件对15个STR基因座的等位基因(A)及其频率(F)进行统计，计算匹配概率(PM)、杂合度(H)、个人识别力(DP) 、多态信息总量(PIC)、非父排除率(PE)、亲权指数(PI)等群体遗传学参数，同时进行Hardy-Weinberg平衡检验。

2 结果

2.1 贵州汉族人群 1 000例无关个体15个STR基因座分别检出7～22个等位基因及18～94个基因型，基因频率在0.000 5～0.531 5。各STR基因座的基因型分布均符合Hardy-Weinberg平衡(P>0.05)，其等位基因频率分布(见表1)。

表1贵州地区汉族人群15个STR基因座等位基因频率分布(n=1 000)

D8S1179AFD7S820AFCSF1POAFD3S1358AFTH01AFD13S317AFD16S539AFvWAAF80．000570．001070．0060120．002060．087060．000580．0065130．0020100．133080．138580．0015130．001070．266070．001590．2755140．2580110．103090．055590．0370140．036080．066080．3125100．1100150．0305120．12359．10．0040100．2205150．329590．500590．1245110．2740160．1635130．19959．30．0005110．2420160．32609．30．0330100．1485120．2325170．2350140．1780100．1385120．3995170．2325100．0445110．2290130．0915180．1950150．174510．10．0010130．0825180．0675110．0025120．1365140．0100190．0980160．0745110．3765140．0090190．0050120．0005130．0355200．0170170．0120120．2335150．0020200．0005140．0110210．0010180．0015130．0445150．0005140．0065

(续表1)

D2S1338AF D19S433AF TPOXAF D18S51AF D5S818AF FGAAFD21S11AF160．0130100．001060．0005100．000570．0245130．0005270．0020170．073510．20．001070．0010110．003580．0030170．002027．20．0005180．1080110．003580．5315120．034590．0796180．0245280．0455190．1825120．032090．1285130．1860100．206218．20．000528．20．0115200．114512．20．0030100．0125140．2040110．2933190．0576290．2710210．0285130．2890110．3015150．1715120．239219．20．000529．20．0025220．049013．20．0465120．0235160．1300130．1451200．0536300．2795230．2100140．2420130．0005170．0780140．0080210．114130．20．0080240．152514．20．1110140．0005180．0450150．001021．20．003530．30．0015250．0560150．0630190．0450220．1787310．0995260．010515．20．163019．20．040022．20．006031．20．0775270．0015160．0130200．0215230．2112320．0280280．000516．20．0285210．022023．20．011032．20．1235170．0010220．0095240．1712330．005017．20．0020230．006524．20．007533．20．0365240．0015250．0916340．0015250．001025．20．005034．20．0050260．0005260．0435350．001026．20．001035．20．0005270．0130280．0030300．0005

2.2 群体遗传学多态性参数统计指标 贵州汉族人群15个STR基因座的匹配概率(PM)、杂合度(H)、多态信息总量(PIC)、个人识别力(DP)、非父排除率(PE)、亲权指数(PI)、亲权指数(PI)等遗传多态性参数(见表2)。

表2贵州地区汉族群体15个STR基因座遗传多态性参数统计数据(n=1000)

基因座NANGPMHPICDPPE∗二联体三联体PID8S117910380．04160．84200．83020．95840．52690．67923．1646D7S82011340．08950．75800．72660．91050．46780．52362．0661CSF1PO9290．12200．74500．68060．87800．37100．50131．9608D3S13589220．12630．73200．67570．87370．31410．47951．8657TH018270．15710．66000．61850．84290．30690．36911．4706D13S31710300．07570．80800．76260．92430．26060．61402．6042D16S5397250．08650．76400．73800．91350．41680．53402．1186vWA9320．07020．81300．77340．92980．38050．62342．6738D2S133813640．03560．87100．84760．96440．56610．73663．8760D19S43315620．06270．82700．78640．93730．39300．65012．8902TPOX9180．21390．60300．54510．78610．57160．29451．2594D18S5118830．03340．86500．84890．96660．19590．72463．7037D5S8189330．07800．77900．75320．92200．57040．56072．2624FGA22940．03440．88000．84920．96560．45890．75484．1667D21S1119700．06330．83800．78970．93670．43120．67143．0864

NA：Number of Allele，NG：Number of Genotype;

*三联体累积非父排除率CPE为0.999 998 925，二联体累积非父排除率CPE为0.999 760 600。

3 讨论

在对贵州地区汉族人群1 000名无关个体15个基因座的遗传多态性研究中，共检出178个等位基因，661个基因型，小于调查样本量相近的常州地区汉族人群，该地区为191个等位基因，759个基因型[6]。等位基因频率分布为0.000 5～0.531 3，基因型分布进行χ2检验，结果15个基因座的基因型分布符合Hardy-Weinberg平衡定律[7]，P>0.05，可确定本次统计资料的科学性和可靠性。

由表2可以看出，贵州地区汉族人群15个STR基因座的杂合度H 0.603 0～0.880 0；个体识别力DP 0.786 1～0.966 6；匹配概率PM 0.033 4～0.213 9；三联体非父排除率PE 0.294 5～0.754 8，二联体非父排除率PE 0.195 9～0.571 6；多态信息含量PIC 0.545 1～0.849 2；亲权指数PI 1.259 4～4.166 7。根据文献标准[8]，D8S1179、D21S11、D7S820、D13S317、D16S539D、D2S1338、D19S433、vWA、D18S51、D5S818、FGA共11个为高鉴别力(DP>0.9)、高杂合度(H>0.7)、高信息量(PIC>0.7)的基因座，CSF1PO、D3S1358、TH01、TPOX共4个为中等鉴别能力基因座。15个基因座累积PM为1.198×10-17，达到同一认定水平，三联体累积非父排除率CPE为0.999 998 925，符合亲权鉴定对系统效能的要求，Identifiler的15个基因座可满足常规亲权鉴定和个体识别的需要[9]。但在二联体亲权鉴定中，其15个基因座的累积非父排除率只有0.999 760 600，其系统效能达不到《亲权鉴定技术规范》中的0.9999的要求，存在一定风险，因此当累积亲权指数(combined paternity index,CPI)出现小于10 000时，必需增加其它遗传标记的检测[10-11]。

在对贵州汉族人群15个STR基因座进行遗传多态性调查中，还扩增出Identifiler试剂盒等位基因标准分型物ladder之外的稀有等位基因，在STR分型图谱上常显示为“OL”(off-ladder),如:D21S11基因座的30.3；D7S820基因座的9.1、9.3、10.1；D13S317基因座的6、7；D19S433基因座的10.1；FGA基因座的18.2、19.2、21.2、22.2、23.2、24.2和25.2，这些等位基因频率在贵州地区汉族人群中分布较小，且与北京、重庆地区的汉族人群有一定差异[12-13]，当司法鉴定中出现这些等位基因时，对亲权指数PI或似然率(likelihood ratio，LR)的影响较大，因此在亲子鉴定和个体识别中计算和运用时要特别注意[14]。

贵州是我国少数民族最集中的省份之一，约占全国未识别民族人口的96.7%，据国家统计局2012年公布的2010年第六次人口普查数据：贵州的汉族人群为2 219.85万，占总人口的63.89%。从汉代至清代，贵州历史上就有三次大规模的移民，其中相当部分汉族移民由于诸多因素纳入了当地少数民族群体的基因[15]，经过在当地两代以上的婚配定居，形成了贵州汉族人群特有的遗传多态性人群。因此，积极开展贵州省汉族人群STR基因座遗传多态性研究，有着较高的科学价值和积极的现实意义，同时可丰富完善中国汉族人群的DNA多态性数据库，为我国人类基因组多样性计划(huma genome diversity project,HGDP)的实施提供有益的基础数据。已有贵州地区汉族人群STR位点的遗传学调查和报道[16,18]，但都有存在所研究基因座少(<15)、样本量少(<200)的情况，对于贵州汉族人群这一庞大群体显然不足，尤其会漏掉一些稀有等位基因的检出，为增加群体遗传学数据的准确性，我们在研究中增加了调查的样本数，使其更具代表性。同时，采用国内外主流的15个STR遗传标记，更符合实际案例的应用，所获DNA数据也便于与国内外实验室交流和共享，而科学规范的数据处理能更进一步避免统计数据错误的发生[19]。本组群体遗传资料研究表明，15个STR基因座在贵州地区汉族人群中有很高的遗传多态性，累积个体识别率CDP和累积非父排除率CPE均能满足法医个体识别和常规亲子鉴定的要求，适用于作为贵州地区汉族人群STR分型的基础数据。

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[收稿2017-10-12;修回2017-11-17]

(编辑：谭秀荣)

Studyongeneticpolymorphismof15STRlociinHannationalityfromGuizhou

HuXijie1,2,LiuZulin1,2,YuLimei1,2,WanWeihong1,2

(1.Key laboratory of Cell Engineering of Guizhou Province,Affiliated Hospital of Zunyi Medical University，Zunyi Guizhou 563099，China；2.Department of Forensic Judicial Authentication Center，Affiliated Hospital of Zunyi Medical University，Zunyi Guizhou 563099，China)

ObjectiveTo investigate the genetic polymorphism of 15 STR loci with Identifiler kit in Han nationality in Guizhou province.MethodsThe technique of fluorescent dye labeling multiplex STR-PCR，capillary electrophoresis and genotyping techniques were adopted in genotyping 1 000 unrelated individuals collected from Han nationality in Guizhou.The allele frequency of 15 STR loci，the heterzygosity(H),the discrimination power (DP),the probability of matching (PM),the power of exclusion (PE),the polymorphism information content (PIC),and the paternity index (PI) were calculated.ResultsAmong the Han population samples of 1000 unrelated individuals，the total of 178 alleles in 15 STR loci with their frequencies of 0.000 5～0.531 5 were detected.The genotypic distributions meet Hardy-Weinberge equilibrium byχ2testing (P>0.05).Statistical result showed that the heterzygosity(H) were ranged from 0.603 0 to 0.880 0,the power of discrimination (DP) were 0.786 1～0.966 6,the combined DP>0.999 999 999,the probability of matching (PM) were 0.033 4～0.213 9，the combined PM were 1.198×10-17,the power of exclusion in Trios(PE) were 0.294 5～0.754 8,the combined PE were 0.999 998 925,the power of exclusion in Duos were 0.195 9～0.571 6,the combined PE were 0.999 760 600,the polymorphism information content (PIC) were 0.5 451～0.8 492,the combined PIC=0.999 999 999,the paternity index (PI) were 1.259 4～4.166 7.ConclusionThe 15 STR loci have higher polymorphism and are satisfactory genetic markers.The data on the allele frequencies of these 15 STR loci can be used in individual identification,parentage testing of trios and other population genetic researches for the Guizhou Han nationality,whereas a certain risk could be arisen in parentage testing of duos.

Identifiler； Han nationality in Guizhou；STR； genetic polymorphism

贵州省生物治疗人才基地定向招标课题。

D919.4

A

1000-2715(2017)06-0599-04