摘要：在法医DNA鉴定中，常染色体STR基因座是法医学个体识别和亲子鉴定中最常用的遗传标记。常染色体STR三等位基因型在DNA图谱上可表现为三个等位基因峰、不平衡双等位基因峰以及异常单等位基因峰，通常被认为是一种异常分型。因在法医DNA分析中比较罕见，故而需要对其进行谨慎判定。文章对三等位基因型的特征、发生频率、形成机制、遗传模式等进行了综述，着重探讨了法医学个体识别和亲子鉴定中三等位基因型存在的问题和应对策略，并展望了三等位基因型在法医DNA鉴定及临床实践中的应用。

　　关键词：法医DNA鉴定；三等位基因型；形成机制；遗传模式

　　在法医DNA鉴定中，短串联重复序列（Short Tandem Repeat，STR）基因座是目前应用最为广泛的遗传标记。在通常情况下，常染色体STR基因座有2个等位基因，在STR分型图谱中表现为纯合子1个峰或者杂合子2个峰。当1个基因座中出现3个峰时，排除污染具有重复性，判断该分型为三等位基因型[1]。三等位基因型是法医DNA鉴定中的一种异常分型现象，目前研究人员已经在大量STR基因座中发现了三等位基因型的存在并将其收录到了STR数据库中。研究三等位基因型的特征、形成机制和遗传模式对于完善法医DNA案件分析中STR基因座提供的证据量化评估具有重要价值。

　　1三等位基因型的特征

　　2004年，Clayton等[2]根据峰高特征将三等位基因型分为I型和域型。I型是指两个次峰的峰高之和与主峰的峰高相近（见图1），域型表现为三个等位基因的峰高一致（见图2）。I型在不同组织中可能存在峰型不同或峰高比不同的现象，这取决于2个次要等位基因在组织来源中的含量。域型除了峰高比约为1∶1∶1的三等位基因峰，还存在两种特殊峰型模式，分别是峰高比约为2∶1的异常不平衡双等位基因峰（见图3），还有与邻近正常杂合子等位基因峰之比约为3∶1或与邻近正常纯合子等位基因峰之比约为3∶2的异常单等位基因峰[3]（见图4）。

　　国内研究指出，在法医DNA鉴定检测STR分型中，三等位基因型总的检出频率很低，且主要分布在遗传多态性和突变率高的基因座中。例如，刘莹等[4]通过分析8 846份无关个体的STR分型数据，从vWA、D21S11和TPOX基因座中共发现了4例三等位基因型。刘振平等[5]对37 737例无关个体样本进行检测，检出了21例三等位基因型，其中FGA和TPOX基因座的检出率最高。YANG等[6]对从13个核心STR基因座中观察到的三等位基因型进行统计分析，发现群体中观察到的三等位基因型的数量与STR基因座的突变率密切相关。TPOX基因座很特殊，它的突变率很低，但是其在Ⅱ型三等位基因型中被观察到的数量相当多，并且在不同的群体中均有报道[4-6]。

　　2三等位基因型的形成机制和遗传模式

　　鉴于其复杂性，三等位基因型的形成机制尚未明确，目前认为I型和Ⅱ型的形成机制不同。I型通常发生在个体胚胎发育过程中，原本正常的二等位基因中的一个基因发生滑动错配突变，产生新的等位基因，从而形成三等位基因型[7]。由于I型与体细胞突变有关，所以其一般不会向子代遗传（除非发生在生殖细胞内的突变）[3]。陈玲等[7]认为，携带I型三等位基因型的父亲或者母亲可随机遗传一个等位基因给子代。Ⅱ型三等位基因型通常发生在减数分裂过程中，一种是同源染色体不等价交换的局部片段重复，另一种是同源染色体不分离导致的染色体数目异常。同源染色体在减数分裂时不分离，两个等位基因进入同一个配子，与来自父方或母方的另一个配子结合，在此基因座上形成三等位基因，最终在DNA分型图谱上表现出三个等位基因[8]。染色体局部片段重复可以发生在亲代，也可以发生在子代。Ⅱ型三等位基因型发生在亲代时，陈玲等[7]的研究显示父亲或者母亲均传递2个等位基因给子代，而Clayton等[2]的研究表明父亲或者母亲会传递一个等位基因给子代。如果发生在子代，父母双方为二等位基因型，则孩子表现为三等位基因型，通常是因为在减数分裂生成配子的过程中发生了染色体不等价交换与重组，有时候还伴随着STR的滑脱突变。

　　3三等位基因型的问题和策略

　　3.1三等位基因型的判定

　　三等位基因型主要以STR图谱中呈现的峰形特征作为判定依据，因此要严格控制影响STR图谱的实验条件，如DNA模板量、PCR扩增参数、仪器性能等。分析数据时，STR分型图谱需具备良好的均衡性，影子峰处于正常范围内，无双肩峰、渗透峰以及非特异性峰的干扰。在排除实验干扰后，如果是单个基因座出现了三等位基因型，则还须鉴别其是否为“伪三等位基因型”。“伪三等位基因型”是指稀有等位基因由于片段过大或过小而超出该等位基因阶梯范围，落入相邻杂合子基因座，被分析软件错误标识成三等位基因型的情形[9]。排除“伪三等位基因型”可通过更换基因座毗邻关系不同的试剂盒重复进行实验验证。如果是多个基因座出现了三等位基因型，则可能是基因受到了污染或者样本来源异常。针对这一问题，可以通过以下几种方式进行处理：第一，通过重复实验排除样本、试剂以及实验人员污染造成的假阳性结果；第二，了解案情，判断样本来源是否为肿瘤患者、嵌合体或三体综合征，并询问及其近期是否接受过输血或者骨髓移植；第三，采集不同样本类型进行实验，条件允许者可以对三等位基因型基因座进行单独扩增和测序。

　　3.2三等位基因的亲权指数计算

　　在亲子鉴定中，关于三等位基因型亲权指数（Paternity Index，PI）的计算，目前国内外没有统一的标准。国内学者根据不同情形总结出了不同的计算方式，其中被多数专家认可的有：1.在三联体案件中，刘芳等[10]通过引入三等位基因型发生率和设定共遗传等位基因频率计算PI值；2.对于缺乏父亲或者母亲的二联体案件，刘莹等[4]提出对亲本一方遗传的两个等位基因频率的乘积进行估算，该方法应用简便，无须考虑三等位基因型的遗传模式；3.Yang等[11]根据I型和Ⅱ型三等位基因型遗传模式的不同分别总结相应的公式来计算PI值；4.在涉及三体综合征的情况下，林汉光等[12]归纳了STR三体基因座PI值计算公式。在实际工作中，鉴定人员可根据案件类型选择合适的计算公式。

　　3.3三等位基因型在个体识别中的应用

　　在个体识别中检出三等位基因型，如果处理不当将影响鉴定结果的准确性和规范性。I型三等位基因型存在组织差异性，容易给案件结果分析带来干扰和不确定性。因此，在个体识别中如果检出三等位基因型，应尽可能选择同一组织来源的样本进行DNA比对。Ⅱ型三等位基因型在同一个体中分型一致，如果在具体案例中，从现场检材和嫌疑人身上检测到分型一致的三等位基因型，这种发生概率极低的情形反而会增加同一认定的证据权重。目前法医学个体识别中对三等位基因型的研究不多，希望未来有更多学者投身相关研究，为常染色体STR三等位基因型在个体识别中的证据量化评估提供更多数据支撑并制定统一的行业规范。

　　4展望

　　三等位基因型不仅对法医DNA鉴定具有重要影响，在临床疾病的辅助诊断实践中也有一定的应用价值。D21S11、Penta D基因座是STR分型试剂盒的常用基因座，这两个基因座的结合应用对于在法医学中快速检测21-三体综合征具有重要意义[13]。此外，通过抽取胎儿脐带血细胞检测STR三等位基因型，可以判断母血是否污染脐血[8]。此方法灵敏度高、特异性强且操作简洁。随着高通量测序的快速发展，STR检测可用于进一步探究DNA的碱基排列顺序，借此对法医DNA鉴定中三等位基因型的分型判定以及遗传模式展开深入研究。同时，三等位基因型的特殊分型也可以被更好地应用于一些临床疾病的筛查和诊断。

　参考文献

　　［1］人类DNA荧光标记STR分型结果的分析及应用［M］.北京:中国标准出版社,2014.

　　［2］CLAYTON T M,GUEST J L,URQUHART A J,et al.A genetic basis for anomalous band patterns encountered during DNA STR profiling［J］.Journal of Forensic Sciences,2004,49(6):1207-1214.

　　［3］马晓燕,孙宏钰,黎青.常染色体STR三等位基因型在法医DNA分析中的研究进展［J］.法医学杂志,2023,39(3):240-246.

　　［4］刘莹,任贺.STR基因座三带型等位基因的统计学分析［J］.法医学杂志,2013,29(6):444-446.

　　［5］刘振平,杨扬,童继军,等.法医常用STR基因座三带型模式的分析［J］.刑事技术,2018,43(2):148-151.

　　［6］YANG Q R,SHEN Y W,SHAO C C,et al.Genetic analysis of tri-allelic patterns at the CODIS STR loci［J］.Molecular Genetics and Genomics,2020,295(5):1263-1268.

　　［7］陈玲,刘超,邱平明,等.常染色体STR基因座三带型的观察与分析［J］.中国法医学杂志,2014,29(4):316-318.

　　［8］周单华,陈鹏宇,余丽梅.常染色体STR基因座三等位基因在法医DNA鉴定及临床实践中的意义［J］.遵义医学院学报,2018,41(3):384-388.

　　［9］陆慧洁,陈玲,邱平明.D21S11稀有等位基因落入相邻基因座1例［J］.法医学杂志,2016,32(3):239-240.

　　［10］刘芳,任贺,陈冲,等.三联体常染色体STR三带型基因座父权指数计算［J］.刑事技术,2017,42(6):471-475.

       ［11］YANG Q R,YAO Y N,SHAO C C,et al.Calculation of　the paternity index for STR with tri-allelic patterns in paternity testing［J］.Forensic Science Internationl,2021,324:110832.

　　［12］林汉光,许传超,唐剑频,等.常染色体STR三体基因座父权指数计算方法探讨［J］.中国法医学杂志,2013,28(5):400-403.

　　［13］张耀月,胡锡阶,祁莹,等.联合应用D21S11和Penta D基因座STR分型快速检测唐氏综合征的特征图谱分析［J］.遵义医科大学学报,2019,42(6):655-662.