SNP-STR遗传标记复合扩增体系的构建及法医学应用

目的筛选并构建与目前STR数据库兼容的SNP-STR遗传标记复合扩增体系,调查其在四川汉族群体中的遗传多态性,并探讨其在混合DNA样本分析中的应用价值。方法以现有商业试剂盒中使用的STR遗传标记为基础,筛选与STR遗传标记相邻的SNP位点并组成SNP-STR遗传标记。运用SNP等位基因设计特异性引物,构建基于等位基因特异性扩增的SNP-STR遗传标记复合扩增体系。调查该体系在四川汉族群体的遗传多态性,并评价不同位点数目的体系对两个体混合DNA样本的检测效能。结果筛选并构建了由13个SNP-STR遗传标记构成的等位基因特异性复合扩增体系。在四川汉族群体中,各位点杂合度为0.76～0.88,累积个体识别率达0.999 999 999 999 999 968。在对两个体混合DNA的分析中:单位点扩增时,混合样本的混合比例达到1 000∶1时依然可以检测到少量成分所特有的分型;多位点复合扩增时,混合比例最大可达500∶1;随着体系中位点数量的增加,对混合DNA中少量成分的检测效能降低。结论SNP-STR遗传标记较STR具有更高的多态性,其构成的复合扩增体系对混合样本的分析效能优于传统的STR复合扩增体系。     

二组分混合DNA样品STR图谱解释

对混合样品STR图谱的结果进行解释。实验模拟二组分DNA混合样品 ,复合扩增荧光检测 10个基因座 ,比较混合样品谱带 ,计算等位基因峰面积比。结果发现 :二组分DNA混合样品的等位基因数增加 ,样品的混合比例不同就出现峰面积的不平衡。在等位基因峰面积比值与样品组分混合比例接近时 ,可由峰面积比值推断混合样品的混合比例。在混合比例为 1∶2 0时 ,基本上检测不到来自少量混合成分的等位基因 ,表现为单一组分图谱 ;在混合比例为 1∶10时 ,含量低的组分的等位基因峰面积接近与主要组分的“Stutter”峰面积 ,与来自主要组分的等位基因峰面积差异很明显。能检出混合样品中少量成分等位基因的最高混合比例为 1∶10     

15重快速STR复合扩增体系的构建

目的建立一套15重快速STR复合扩增体系。方法选择14个常染色体基因座以及1个性别基因座,采用Fast Start Taq DNA聚合酶系统,以DNA标准品9947A为模板,通过筛选扩增条件、选择热启动酶用量、调整引物平衡、优化快速扩增程序、筛选反应缓冲液、选择反应体系以及筛选添加剂等一系列复合扩增实验,比较各条件下等位基因丢失和非特异性扩增情况。结果在以1 ng DNA为模板、0.4μL聚合酶及10×Fast Start高保真反应缓冲液构成10μL快速体系的条件下,32 min即可获得标准DNA全部15个STR基因座的完整分型,无等位基因丢失和非特异性扩增现象,等位基因均衡性良好。同时,5%甘油、0.01%明胶、0.05%明胶和5 mmol/L硫酸铵可作为PCR扩增过程中拟加入的反应添加剂。结论本研究建立的15重快速STR复合扩增体系可以明显缩短反应时间,提高样品检测效率。     

广东为主汉族人群19个STR基因座遗传多态性

正STR遗传标记具有高度多态性,多个不连锁的STR遗传标记联合应用时具有高度识别力,近年来成为法医学DNA分析的首选工具~([1])。由于等位基因频率在不同地区人群中具有显著差异~([2-3]),在应用STR基因座进行个体识别和亲权鉴定时需要调查该地区人群的遗传多态性。本研究对中国13 939个无关汉族个体(以广东汉族为主)使用Goldeneye誖DNA身份鉴定系统20A     

人肺癌组织19个常染色体STR及性别基因座变异分析

目的观察分析人肺癌组织19个常染色体STR及性别基因座等位基因变异情况。方法收集72例人肺癌组织和相对应的癌旁正常肺组织,采用Chelex-100法提取DNA,Golden eye 20A试剂盒进行PCR扩增,3130XL DNA遗传分析仪检测STR型别。结果 72例癌组织中有30例(41.67%),在19个常染色体STR基因座及Amel基因座上检出83次变异,其中等位基因增加11次、变更2次,杂合等位基因完全性丢失20次,部分性丢失50次。常染色体基因座检出变异次数最多为D3S1358和CSF1PO(均8次),Amel基因座检出2次变异,TPOX基因座未检出变异。杂合等位基因部分性丢失最常见,占总变异次数的60.24%,在同一肺癌组织中多个基因座可同时发生变异。结论恶性肿瘤组织较常发生等位基因变异,进行STR分析时应慎重判型。     

19例基因突变分析

目的对19例不符合遗传规律的基因突变现象进行分析，并探讨其对亲子鉴定的影响。方法对使用Profiler Plus＋Cofiler试剂盒鉴定的118例，使用Identifiler^TM试剂盒鉴定的552例亲子鉴定案例中出现的19例1～2个STR不符合遗传规律的家庭，使用DNATyper15^TM试剂盒进行复检。结果原鉴定19个案例中有1个STR基因座不符合遗传规律的17例，有2个STR基因座不符合遗传规律的2例；使用DNATyper15^TM试剂盒进行复检，结果其中3例D8S1179基因座被证实系等位基因丢失，其余16例复检结果仍不符合遗传规律，分析认为系等位基因突变所致。结论在有1～2个基因座不符合遗传规律时，要综合分析，并增加检测基因座的数量，避免基因座的错误分型和亲子关系的误判。     

10个STR基因座荧光复合扩增体系的研制

目的建立10个STR基因座荧光标记复合扩增体系,并评价其法医学应用价值。方法在北京、山西、广东汉族,辽宁满族、西藏藏族群体中调查STR基因座遗传多态性,筛选出9个具有高度多态性和法医应用价值的STR基因座及性别基因座。构建四色荧光素标记复合扩增体系,制备等位基因分型标准物,编制分析软件,并对体系的种属特异性、灵敏度、稳定性、混合样本等检测能力进行考察。结果建立的复合扩增体系遗传稳定好,累积非父排除率可达0.999 96,累积个体识别率可达0.999 999 999 999 3;与CODIS系统均不存在连锁遗传;各基因座间布局合理、无杂峰、扩增结果清晰易辨,并可实现检测分析自动化。体系种属特异性较好,灵敏度为0.1ng,稳定性好,混合样本检出范围在2∶8～8∶2之间。实际案例检材检测结果好。结论本文建立的复合扩增体系在法医学实践中有较好的应用价值。     

多重置换扩增技术用于法医学微量DNA检测效果

目的探讨多重置换扩增（MDA）技术对法医学微量DNA样品STR检测分型的效果。方法用MDA技术对不同模板量DNA进行全基因组扩增（WGA）．扩增产物用实时荧光定量PCR技术定量、用Prrfiler Plus^TM试剂盒检测基因型。结果该方法可对模板DNA增加10^4～10^6倍。1ng样品DNA的MDA产物可获得9个STR基因座和Amelogenin性别基因座的准确分型结果；低于0．1ng的样品DNA经MDA扩增后，基因座检出数增加。但可见等位基因不平衡或丢失现象。结论MDA技术可有效增加DNA模板量和提高微量DNA分型效果。但样品DNA量低于0．1ng时，MDA产物的STR分型结果判读须慎重。     

福尔马林固定组织SNP与STR检测的比较

目的检测经长期福尔马林固定的组织降解情况,并比较组织中SNP与STR的检出率。方法本文对24例经福尔马林固定、-20℃保存5年的组织样本,采用Quantifiler?Trio DNA定量试剂盒检测样本DNA的降解系数及浓度,运用55-SNPs SNa Pshot复合分型体系和Power Plex?21试剂盒分别进行SNP与STR检测。结果大部分样本降解系数在1~8,发生不同程度的降解。与未降解样本相比,SNP分型完全一致,检出率为100%;其中8例样本STR分型存在33个等位基因丢失,降解系数均大于2.6,且75.8%的等位基因片段长度大于300bp。当样本检测出16个STR基因座时,似然率与54个SNP相当。当样本检出大于17个STR时,似然率大于54个SNP。STR基因座片段长度与等位基因检出率之间呈负相关。除2例样本降解系数较小却发生等位基因丢失外,其余样本降解系数与等位基因检出率之间呈负相关。结论经福尔马林长期固定的组织DNA易降解,检测SNP明显优于STR,但需要更多的SNP以提高个体识别能力。     

17个STR基因座快速多重扩增体系的建立及应用

目的建立17个STR基因座多重PCR快速扩增体系。方法采用人血样本提取DNA并定量,用于多重快速扩增体系分型准确性检测;采用标准品9948,设定稀释度,检测体系灵敏度;采用定量男女DNA样本按11种比例混合,检测体系对混合样本的分型能力;在标准品中加入干扰物质血红素和腐植酸,检测体系的抗干扰能力;对5种非人样本进行检测,评价体系的特异性;对实际案例进行检验,评价体系实际应用价值。结果采用本文体系,在65min内,用0.5~2ng DNA模板量能获得较好的扩增效果,分型结果准确稳定,扩增均衡;种属特异性好;血红素≤50μmol/L,腐植酸≤25ng/μL时可不受干扰准确分型;男女混合样本中单一样本量不低于1/10即可进准确进行判断;对实际案例常见生物检材的检验结果良好。结论本文17个STR基因座快速多重扩增体系可显著缩短扩增时间,技术性能符合实际检案要求,可在实践中选用。     

多重置换扩增技术用于法医学微量DNA检测效果

目的探讨多重置换扩增(MDA)技术对法医学微量DNA样品STR检测分型的效果。方法用MDA技术对不同模板量DNA进行全基因组扩增(WGA),扩增产物用实时荧光定量PCR技术定量、用Profiler PlusTM试剂盒检测基因型。结果该方法可对模板DNA增加104～106倍。1ng样品DNA的MDA产物可获得9个STR基因座和Amelogenin性别基因座的准确分型结果;低于0.1ng的样品DNA经MDA扩增后,基因座检出数增加,但可见等位基因不平衡或丢失现象。结论MDA技术可有效增加DNA模板量和提高微量DNA分型效果。但样品DNA量低于0.1ng时,MDA产物的STR分型结果判读须慎重。     

法医学二代测序STR分型准确度与测序深度的关联性评估

目的利用实验数据对法医学二代测序STR分型测序深度与分型结果准确度的关联性进行评估。方法使用商业化基因组DNA制备单一来源和混合的DNA样本,以Thermo Fisher公司的25重早期测试试剂盒进行目的STR片段扩增,每种扩增产物分别使用4种不同的序列标签平行建库,并控制标记每一种序列标签的文库上机量依次占一张Ion 318芯片的1/4、1/8、1/16、1/32。经Ion PGMTM基因测序仪测序,以及Ion Torrent SuiteTM软件进行数据分析;同时对庞敬博等人发表的基于相同试剂盒和测序仪检测的95名中国汉族无关个体的6928条等位基因、影子峰和噪音序列进行测序深度统计分析,寻找测序深度与STR分型准确度的关联性。结果各基因座测序深度随文库上样量减少而呈明显下降趋势。对于单一来源样本,每张芯片上样不超过8个均一化文库可实现全部基因座的完整分型;对于1∶20比例的混合DNA,每张芯片上样不超过4个均一化文库时,未发现微量组分的等位基因丢失。人群数据测序深度统计显示,该体系基因座间存在不均衡性,有必要针对各基因座分别设定分析阈值参数。结论测序深度与法医学STR分型结果的准确性密切相关,各基因座最低测序深度与平均测序深度的比值可作为设定分析阈值的重要参考指标。本研究确定的单张芯片上样数量仅适用于本实验体系,但相关实验设计和方案可供其他实验体系开展类似工作参考。     

国产Goldeneye~(TM) 20A试剂盒性能指标验证

目的测试国产GoldeneyeTM20A试剂盒技术性能指标,评估其法医学应用能力。方法从方法学验证、准确性、峰值均衡性、灵敏度、批次间试剂及稳定性测试、耐受性、不同检材的适应性与一致性、种属特异性、混合样本等9个方面对GoldeneyeTM20A试剂盒进行测试。结果阳性DNA样本分型正确,内标和等位基因分型标准物符合要求;等位基因间的均衡性≥83%,同一荧光标记基因座间的均衡性≥55%,不同标记物间的均衡性≥52%;0.125ng DNA阳性样本可检出全部STR基因座分型,不同批次间和反复冻融后试剂盒测试可以获得正确分型,对降解检材和混有抑制剂的样本等具有一定的耐受性,能对案件中多种检材进行分型且分型结果一致,具有一定的种属特异性和混合DNA样本检测能力。结论国产GoldeneyeTM 20A试剂盒可用于法庭科学实际检案与建库。     

多套试剂盒在亲权鉴定特殊案例中的应用

目的分析山东汉族人群21个常染色体STR基因座的遗传多态性,同时对用Goldeneye~ DNA身份鉴定系统25A和20A检测存在基因突变或等位基因丢失的案例进行分析。方法用Goldeneye~ DNA身份鉴定系统25A和22NC对山东汉族人群273个无关个体的40个常染色体STR基因座进行分型,对其中21个STR基因座的遗传多态性进行分析。同时对6个存在基因突变的案例增加检测Goldeneye~ DNA身份鉴定系统22NC、20Y、17X。另外3个存在等位基因丢失的案例,用Amp FlSTR~ Identifiler~ Plus PCR扩增试剂盒验证并测序分析。结果获得山东汉族人群21个常染色体STR基因座的遗传学参数。增加到40个常染色体STR基因座:5个存在基因突变的案例可达到鉴定要求,X-STR或Y-STR分型结果一致;另外1个可能基因突变的二联体案例,共有6个基因座的基因分型在被检父找不到生物学来源,两人的Y-STR基因分型相同,说明来自同一父系,但通过常染色体分型排除父子关系。2个在D18S51基因座存在等位基因丢失的案例,经基因测序分析,在相应的引物结合区被检母和孩子存在碱基的突变或丢失;另1个被检母和孩子在D13S317基因座存在等位基因丢失的案例,通过Amp FlSTR~ Identifiler~ Plus PCR扩增试剂盒检测得到确认。结论山东汉族人群21个常染色体STR基因座有较高的遗传多态性,可用于日常的亲权鉴定案例。对部分存在基因突变的二联体案例,Goldeneye~ DNA身份鉴定系统25A无法满足鉴定要求,应适当增加常染色体STR基因座的检测个数。对于存在等位基因丢失的案例,改用不同公司的试剂盒或进行基因测序可以解决。     

混合生物样品的组分分析及其STR基因型判定

目的应用荧光标记STR多基因座联合检测技术对混合生物样品较少组分最低比例检出限和STR基因型的判定进行研究。方法 将已知浓度的人标准细胞系DNA:9947A和K562分别按照1:1、1:4、1:9、1:19、1:39、1:59、1:79和1:99比例混合后作为扩增模板,应用Profiler plus试剂盒对D3S1358、VWA、FGA、D8S1179、D21S11、D18S51、D5S818、D13S317、D7S820和性别鉴定基因座检验。结果在比例为1:19时能明确判定两个体各基因座基因型,且两样品基因型结果峰高平均值之比与样品浓度之比正相关。结论应用荧光标记STR多基因座联合检测技术可以对一定比例的混合生物样品进行STR基因型判定,并对其混合比例状况进行大致推断。     

19个常染色体与4个Y染色体STR复合扩增体系的建立

目的建立19个常染色体STR及Amelogenin和4个Y染色体STR基因座复合扩增体系,并对其效能进行评估。方法用五色荧光标记20＋4Y—STR基因座,建立同步扩增检测体系,用ABI3130XL遗传分析仪对扩增产物进行电泳,GeneMapperID3．2软件进行基因分型;检测体系的灵敏度、均衡性、稳定性、特异性、同一性和稳定性,并观察混合、降解及微量检材的分型情况。结果采用本文体系,DNA模板量在0．05～1．00ng时,分型准确,均衡性、特异性好;混合、降解及微量检材分型正确。该19个常染色体STR基因座的累计个人识别率大于0．999999999,三联体累计非父排除率达0．999999985,Y—STR单倍型多态性为0．592。结论本文建立的复合扩增体系分型准确,稳定,在法医学案件检验及数据库建设等方面有良好的应用前景。     

常用STR基因座突变的观察与分析

目的观察与分析常用STR基因座突变的特点。方法从1211例确定亲子关系的案例中收集到27个突变基因。用银染法和荧光标记试剂盒复核,并作序列测定证实。结果27个突变基因出现在15个基因座,突变方式符合步移突变模型。男女性别比例8∶1。突变率与父亲年龄正相关。结论突变率与基因座各等位基因均一重复单位个数的几何平均数相关,数值高的突变率较高,亲子鉴定中应谨慎使用。     

荧光标记STR复合扩增检验系统的研究

本研究以化学合成的荧光标记引物建立了STR复合扩增体系,体系I包括4个STR基因座和牙釉蛋白基因,体系Ⅱ包括4个STR基因座,体系Ⅲ包括3个STR基因座.制备了体系I各基因座的等位基因标准对照,测定了各等位基因长度.对代表性等位基因进行了序列测定,确定了等位基因重复单位的重复数目及测量长度与等位基因命名的对应关系,对各基因座等位基因进行了标准命名.建立了复合扩增检验系统等位基因自动分析命名的模板.三个复合扩增检验体系的累积随机匹配概率为8.3×10-3,为遗传学分析建立了实用的检验系统.     

大规模汉族个体15个STR基因座遗传多态性调查

本文利用苏州市公安系统DNA数据库资源,进行大规模汉族人群的15个基因座的遗传多态性分析。采用Amp FISTR Identifiler试剂盒、Amp FISTR Identifiler Plus试剂盒、AGCU 17+1试剂盒进行扩增,经测序后获得510 000名汉族个体15个STR基因座的DNA分型,应用Excel软件计算等位基因的分布频率等群体遗传学数据。在15个STR基因座共检出等位基因344个、基因型1890个。所调查的汉族人群15个基因座具有较好的识别力。     

InDel遗传标记在法医学领域的研究进展

法医DNA分型的遗传标记经历了可变数目串联重复(variable number of tandem repeat,VNTR)序列和短串联重复(short tandem repeat,STR)序列。随着测序技术的产生,出现了第三代遗传标记,因其基因座通常只有两个等位基因,故又被称为二等位基因遗传标记,主要包括单核苷酸多态性(single nucleotide polymorphism,SNP)和插入/缺失(insertion/deletion,In Del)。由DNA片段插入或缺失形成的DNA长度多态性In Del遗传标记分布于整个基因组中,数目众多,兼具STR和SNP遗传标记的优势,现已应用于遗传学、人类学等领域。本文主要对In Del遗传标记在法医学领域的研究进展进行综述,旨在回顾和总结近年来的主要研究成果并为后续研究提供参考。