法医学杂志, 2022, 38(3): 440-442 DOI: 10.12116/j.issn.1004-5619.2020.500401

案例报道

男性个体Amelogenin基因座X等位基因缺失5例

张家硕,1, 李学博1, 乔路2, 苗龙飞2, 仲建军2, 亓英华1, 石美森,3

1.山东政法学院司法鉴定中心,山东 济南 250023

2.德州市公安局物证鉴定中心,山东 德州 253000

3.中国政法大学刑事司法学院,北京 100088

通讯作者: 石美森,女,博士,讲师,主要从事法医物证学研究;E-mail:shimeisen2000@163.com

编委: 刘希玲

收稿日期: 2020-04-01  

基金资助: 山东省研究生教育质量提升计划教学案例库资助项目.  SDYAL18097
山东省高校青年创新团队计划资助项目.  2019KJE018

Received: 2020-04-01  

作者简介 About authors

张家硕(1993—),男,博士研究生,主要从事法医遗传学研究和鉴定;E-mail:zjsyeah@yeah.net

关键词: 法医遗传学 ; 等位基因缺失 ; Amelogenin基因座 ; X染色体 ; 突变

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本文引用格式

张家硕, 李学博, 乔路, 苗龙飞, 仲建军, 亓英华, 石美森. 男性个体Amelogenin基因座X等位基因缺失5例. 法医学杂志[J], 2022, 38(3): 440-442 DOI:10.12116/j.issn.1004-5619.2020.500401

1 案例

1.1 简要案情

根据知情同意原则,使用PowerPlex® 21系统(美国Promega公司)对11 942例中国山东汉族无关男性个体血斑样本进行DNA分型时,发现5例男性个体的STR分型图上只存在Y染色体Amelogenin扩增产物,而无X染色体Amelogenin特异性扩增产物,出现Amelogenin基因座等位基因X缺失。对这5例男性样本分别应用3种试剂盒进行检测和Sanger测序。测序结果显示,5例样本均在Amelogenin基因序列的第304位发生突变,即A→G转换,这一转换可能导致引物和DNA模板无法结合和延伸,从而造成Amelogenin基因座X等位基因缺失。

1.2 检验方法

1.2.1 STR分析

应用干血斑基因组DNA提取试剂盒(货号FG344,上海凡济生物科技有限公司)分别提取5例无关男性个体样本的DNA,先后使用PowerPlex® 21系统、华夏TM白金PCR扩增试剂盒(美国Thermo Fisher Scientific公司)和VeriFilerTM Plus PCR 扩增试剂盒(美国Thermo Fisher Scientific公司)对5例男性DNA样本进行常染色体STR基因座分型检测,然后采用Goldeneye® DNA身份鉴定系统17X[基点认知技术(北京)有限公司]对上述5例男性DNA样本进行X-STR分型检测。使用9700型PCR仪(美国Applied Biosystems公司)进行PCR扩增,随后应用3500xl基因分析仪(美国Thermo Fisher Scientific公司)对扩增产物进行电泳分离,最后使用GeneMapper®ID-X v1.5软件(美国Thermo Fisher Scientific公司)对电泳结果进行分析。

1.2.2 Sanger测序

通过美国国立生物技术信息中心(National Center for Biotechnology Information,NCBI;https://www.ncbi.nlm.nih.gov/)数据库(版本号Human GRCh38/hg38)查找Amelogenin基因座的序列信息(序列号M55418),根据M55418的序列信息进行引物设计。对标准品9948和5例男性DNA样本的Amelogenin基因座进行PCR扩增,扩增引物(5'→3')分别为F-ACCTCATCCTGGGCACCCTG和R-AGGCTTGAGGCCAA CCATCAG。扩增条件:95 ℃ 3 min;94 ℃ 10 s,58 ℃ 1 min,30个循环;60 ℃ 20 min。对扩增所得产物进行Sanger测序。

1.3 检验结果

1.3.1 STR分型结果

使用VeriFilerTM Plus PCR扩增试剂盒、华夏TM白金PCR扩增试剂盒和PowerPlex® 21系统分别检测5例无关男性个体,发现5例男性个体的Amelogenin基因座分型图谱上只存在Y特异片段的谱带,而无X特异片段的谱带(图1)。使用Goldeneye® DNA身份鉴定系统17X进行复检,5例男性样本的Amelogenin基因座分型完整。

图1

图1   应用4种试剂盒检测5例男性样本所得STR分型结果

A:华夏TM白金PCR扩增试剂盒;B:VeriFilerTM Plus PCR扩增试剂盒;C:PowerPlex® 21系统;D:Goldeneye® DNA身份鉴定系统17X。红色箭头标注位置为X等位基因缺失。

Fig. 1   STR typing results of five male samples from four amplification kits


1.3.2 测序结果分析

1号样本Sanger测序的序列分析结果见图2。结果表明,与数据库提供的M55418和标准品9948相比,1号样本Amelogenin基因序列第304位发生了A→G转换。其余4例样本均在此位置发生相同的突变。

图2

图2   1号样本Sanger测序分析结果

A:与M55418、标准品9948的比较,下划线为自主设计的引物序列信息;B:第304位发生了A→G转换(红框)。

Fig. 2   The Sanger sequencing results of sample No.1


2 讨论

Amelogenin是编码牙釉质蛋白的基因,位于X染色体Xp22.1-p22.3和Y染色体Yp11.2[1]。正常男性和正常女性的Amelogenin基因座分型分别是XY和XX。应用商品化AmpFℓSTRTM IdentifilerTM试剂盒进行亲子鉴定和个体识别时,发现Amelogenin基因座会出现X或Y片段缺失的现象[2],其中男性Amelogenin基因座X片段丢失发生率为0.042 8%[3]。本研究共检测11 942例无关男性个体,其中5例男性个体出现等位基因X分型缺失现象,占总数的0.041 9%。

刘艺东等[4]报道的4例Amelogenin基因座等位基因缺失的案例中,应用PowerPlex® 21系统进行检测,发现4例男性个体出现X等位基因缺失。随后,应用21+1 STR荧光检测试剂盒(无锡中德美联生物技术有限公司)进行复检,可得到完整正确的基因分型。胡锡阶等[2]对1例亲子鉴定案例进行鉴定分析时,检出父亲Amelogenin基因座X片段发生丢失,而孩子(男)的Amelogenin基因座分型正常。以上2篇报道[2,4]均推断男性样本存在Amelogenin X等位基因引物结合区突变导致扩增片段丢失的可能,但都未进行测序确认。本案例应用Goldeneye® DNA身份鉴定系统17X对5例无关男性样本进行检测,均检出完整的X-STR分型,因此可排除X片段丢失的可能。随后,通过对Amelogenin基因座X等位基因缺失的样本进行Sanger测序分析,结果显示,5例样本均在Amelogenin基因序列的第304位发生突变,即A→G转换。该突变发生在PowerPlex® 21系统中Amelogenin基因座正向引物结合区3'端第2个碱基[引物序列信息见STRbase(SRD-130)数据库(https://strbase.nist.gov/PP16primers.htm)],这一突变可能导致引物和DNA模板无法结合和延伸,造成Amelogenin基因座X等位基因缺失。陈爱萍等[5]也报道过引物结合区发生点突变而导致扩增失败的可能性,其突变率为0.042 5%。因此,本研究中5例男性个体Amelogenin基因座X等位基因缺失可能系VeriFilerTM Plus PCR 扩增试剂盒、华夏TM白金PCR扩增试剂盒和PowerPlex® 21PCR扩增试剂盒在扩增Amelogenin基因座的引物结合区存在碱基突变所致。

本案例表明,虽然商品化试剂盒在法医学检案中具有普遍适用性,但某些个体在Amelogenin基因座会发生等位基因缺失的情况,可使用染色体核型分析或不同公司包含性别染色体的试剂盒进一步确认。在实际工作中,性别的错误判定极有可能会引起侦查方向的错误。随着国家DNA数据库被日益广泛地使用,错误的性别信息还可能造成数据检索和比对的错误排除。因此,法医工作者应在这一方面予以高度的重视。

参考文献

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