D13S317基因座三等位基因遗传规律研究
正常情况下常染色体 STR 基因座具有两个等位基因，分型图谱表现为 1 条（ 纯合子） 或 2 条（ 杂合子） 等位基因条带。但如发生基因变异，相关基因座可出现 3 个等位基因，称之为三等位基因[1].本文报道 D13S317 基因座三等位基因1 例，并对其遗传规律进行分析。
1 案例资料
1. 1 简要案情
作者单位受理 1 例标准三联亲权鉴定案例，采集被鉴定人可疑生父、母亲和孩子的外周血及口腔拭子样本。
1. 2 DNA 检验
分型检验 采用 Chelex-100 法提取上述3 人外周血及口腔拭子样本基因组 DNA; 先后采用 IdentifilerTM、GlobalFilerTM、AGCU Ex22、STRtyper-10G 4 种 STR 试剂盒分别进行复合扩增，扩增体系及参数按照各个试剂盒说明书进行； 扩增产物经 3500 遗传分析仪进行电泳分离检测。
等位基因测序 重新设计大片段 PCR 引物： 正向 5 '-GCAGGAAATAGATGGGATCAAA-3 '; 反 向5'-AATCTCCTCCTTCAACTTGGG-3',产物长度 622 ~664bp,扩增 3 人基因组 DNA,琼脂糖凝胶电泳验证产物条带后进行连接、转化、克隆和测序。
1. 3 检验结果
3 名被鉴定人外周血及口腔拭子采用上述 4 种不同试剂盒分别检测，其分型结果均一致，可以作出认定亲缘关系的结论。4 个试剂盒共包括 34 个基因座，除 D13S317 基因座外，3 名被鉴定人其他基因座分型结果均正常。
D13S317 基因座的分型结果中父亲显示为 9 /12,其等位基因峰正常； 母亲显示为 8/9,但二等位基因峰高比例异常，其中等位基因 9 峰值约是等位基因 8的 2 倍； 儿子显示为 8/9/12,三等位基因峰高相等（ 图 1） .观察与 D13S317 处于同一染色体相邻 40Mb的 D13S325 基因座，其分型母子均表现为正常的19 /20双等位基因谱型，且峰值等高（ 图 2） .
测序结果证实，父、母、子等位基因核心重复序列分别为： [TATC]9/[TATC]12、[TATC]8/[TATC]9、[TATC]8/[TATC]9/[TATC]12; 而父亲核心重复序列[TATC]9和[TATC]12和孩子核心重复序列[TATC]12上游 352bp 处均见插入序列[AC]
12,而孩子和母亲核心重复序列[TATC]9侧翼未见插入序列。
2 讨 论
自 1999 年 Crouse 等人首次发现三带型以来，STRBase 数据库已收录了 21 个常染色体以及 15 个 Y染色体 STR 基因座的共计 352 种三带型模式[2],本文发现的 D13S317 基因座 8/9/12 三等位基因仅有 1次报道。三带等位基因根据峰高及峰面积可分为两类： 类型一表现为等位基因间峰高及峰面积不均衡；类型二为等位基因间峰高峰面积均衡[3].实践中类型一出现率更为频繁，其产生原因为体细胞杂合子基因座上发生了突变； 类型二则可能是减数分裂期定位于染色体上的一些杂合子基因座发生了重排[3].此外，一些异常的二等位基因虽然表现为杂合子，但两等位基因间峰高及峰面积存在很大差异（ 约 2 ∶ 1） ,可能是纯合子等位基因上发生了上述两种变异的结果[3].本例母亲的 D13S317 基因型表现为 8/9,但等位基因 9 的峰高约为 8 的两倍（ 图 1） ,分析应系等位基因 9 重复了两次的原因，因此，母亲 D13S317 基因座基因分型实为 8/9/9,该模式在 STRBase 数据库中尚未见收录[2].http://www.751com.cn/
三带型的产生机制尚不十分明确，除减数分裂时期父系或母系的同源染色体未分离而产生三体综合征或同源染色体发生不等价交换产生等位基因的重复外，还会有嵌合体的问题，包括受精卵发育阶段发生染色体不分离、体细胞突变、外源性输入后出现多等位基因，此外，还有双胞胎在胚胎发育阶段发生血液交换而出现三带型的个例[4].
本例母亲和孩子的 D13S317 基因座均为三带等位基因型，相邻 40Mb 的 D13S325 基因座为正常二等位基因分型，可排除母子两人存在 13 号染色体三体综合征。分析认为，母亲 D13S317 基因座的异常分型可能是其父或母配子在减数分裂时发生不等价交换，故而造成等位基因 9 的重复。测序结果表明，孩子的 D13S317 基因座上等位基因 12 来源于父亲，8和 9 则来源于母亲，其遗传机制为： 母亲 13 号染色 1条单体上该基因座为 8 和 9 基因片段连锁，另 1 条为等位基因 9.
三带等位基因的父权指数的计算方法有两种：在三带型是由亲代遗传给子代的前提下，可将 2 个等位基因看作 1 个稀有等位基因来计算 PI 值[5],在群体中遗传的频率也可用 2 个等位基因频率的乘积进行评估，如不能确认系整体遗传的等位基因，可用任两个等位基因频率乘积中的最小值进行估算[6];提出的方法，考虑三等位基因发生的概率，根据有无母亲参与的情况下用不同公式进行估算，如三带型是由于正常亲代遗传子代时发生了基因变异，则按基因突变处理。
三带型基因被列为 STR 分型中第三类不规律分型[7],在遇到相关案例时，要以严谨的态度和全面的考虑、排查和验证，以确保结果的准确性和科学性。