正常情況下常染色體 STR 基因座具有兩個等位基因，分型圖譜表現為 1 條（ 純合子） 或 2 條（ 雜合子） 等位基因條帶。但如發生基因變異，相關基因座可出現 3 個等位基因，稱之為三等位基因[1].本文報道 D13S317 基因座三等位基因1 例，并對其遺傳規律進行分析。
1 案例資料
1. 1 簡要案情
作者單位受理 1 例標準三聯親權鑒定案例，采集被鑒定人可疑生父、母親和孩子的外周血及口腔拭子樣本。
1. 2 DNA 檢驗
分型檢驗 采用 Chelex-100 法提取上述3 人外周血及口腔拭子樣本基因組 DNA; 先后采用 IdentifilerTM、GlobalFilerTM、AGCU Ex22、STRtyper-10G 4 種 STR 試劑盒分別進行復合擴增，擴增體系及參數按照各個試劑盒說明書進行； 擴增產物經 3500 遺傳分析儀進行電泳分離檢測。
等位基因測序 重新設計大片段 PCR 引物： 正向 5 '-GCAGGAAATAGATGGGATCAAA-3 '; 反 向5'-AATCTCCTCCTTCAACTTGGG-3',產物長度 622 ~664bp,擴增 3 人基因組 DNA,瓊脂糖凝膠電泳驗證產物條帶后進行連接、轉化、克隆和測序。
1. 3 檢驗結果
3 名被鑒定人外周血及口腔拭子采用上述 4 種不同試劑盒分別檢測，其分型結果均一致，可以作出認定親緣關系的結論。4 個試劑盒共包括 34 個基因座，除 D13S317 基因座外，3 名被鑒定人其他基因座分型結果均正常。
D13S317 基因座的分型結果中父親顯示為 9 /12,其等位基因峰正常； 母親顯示為 8/9,但二等位基因峰高比例異常，其中等位基因 9 峰值約是等位基因 8的 2 倍； 兒子顯示為 8/9/12,三等位基因峰高相等（ 圖 1） .觀察與 D13S317 處于同一染色體相鄰 40Mb的 D13S325 基因座，其分型母子均表現為正常的19 /20雙等位基因譜型，且峰值等高（ 圖 2） .
測序結果證實，父、母、子等位基因核心重復序列分別為： [TATC]9/[TATC]12、[TATC]8/[TATC]9、[TATC]8/[TATC]9/[TATC]12; 而父親核心重復序列[TATC]9和[TATC]12和孩子核心重復序列[TATC]12上游 352bp 處均見插入序列[AC]
12,而孩子和母親核心重復序列[TATC]9側翼未見插入序列。
2 討 論
自 1999 年 Crouse 等人首次發現三帶型以來，STRBase 數據庫已收錄了 21 個常染色體以及 15 個 Y染色體 STR 基因座的共計 352 種三帶型模式[2],本文發現的 D13S317 基因座 8/9/12 三等位基因僅有 1次報道。三帶等位基因根據峰高及峰面積可分為兩類： 類型一表現為等位基因間峰高及峰面積不均衡；類型二為等位基因間峰高峰面積均衡[3].實踐中類型一出現率更為頻繁，其產生原因為體細胞雜合子基因座上發生了突變； 類型二則可能是減數分裂期定位于染色體上的一些雜合子基因座發生了重排[3].此外，一些異常的二等位基因雖然表現為雜合子，但兩等位基因間峰高及峰面積存在很大差異（ 約 2 ∶ 1） ,可能是純合子等位基因上發生了上述兩種變異的結果[3].本例母親的 D13S317 基因型表現為 8/9,但等位基因 9 的峰高約為 8 的兩倍（ 圖 1） ,分析應系等位基因 9 重復了兩次的原因，因此，母親 D13S317 基因座基因分型實為 8/9/9,該模式在 STRBase 數據庫中尚未見收錄[2].
三帶型的產生機制尚不十分明確，除減數分裂時期父系或母系的同源染色體未分離而產生三體綜合征或同源染色體發生不等價交換產生等位基因的重復外，還會有嵌合體的問題，包括受精卵發育階段發生染色體不分離、體細胞突變、外源性輸入后出現多等位基因，此外，還有雙胞胎在胚胎發育階段發生血液交換而出現三帶型的個例[4].
本例母親和孩子的 D13S317 基因座均為三帶等位基因型，相鄰 40Mb 的 D13S325 基因座為正常二等位基因分型，可排除母子兩人存在 13 號染色體三體綜合征。分析認為，母親 D13S317 基因座的異常分型可能是其父或母配子在減數分裂時發生不等價交換，故而造成等位基因 9 的重復。測序結果表明，孩子的 D13S317 基因座上等位基因 12 來源于父親，8和 9 則來源于母親，其遺傳機制為： 母親 13 號染色 1條單體上該基因座為 8 和 9 基因片段連鎖，另 1 條為等位基因 9.
三帶等位基因的父權指數的計算方法有兩種：在三帶型是由親代遺傳給子代的前提下，可將 2 個等位基因看作 1 個稀有等位基因來計算 PI 值[5],在群體中遺傳的頻率也可用 2 個等位基因頻率的乘積進行評估，如不能確認系整體遺傳的等位基因，可用任兩個等位基因頻率乘積中的最小值進行估算[6];提出的方法，考慮三等位基因發生的概率，根據有無母親參與的情況下用不同公式進行估算，如三帶型是由于正常親代遺傳子代時發生了基因變異，則按基因突變處理。
三帶型基因被列為 STR 分型中第三類不規律分型[7],在遇到相關案例時，要以嚴謹的態度和全面的考慮、排查和驗證，以確保結果的準確性和科學性。
