一起伤害案中的先天性嵌合体法医学分析
王祥1, 黄雯2, 李上勋1, 王锟1, 张毅1, 彭皓明1
1.湖北省公安厅,武汉 430070
2.武汉市公安局武昌分局,武汉 430060

第一作者简介:王祥(1972—),男,湖北利川人,博士,副主任法医师,研究方向为法医物证检验鉴定。Email:wx07133@126.com

摘要

本文通过对1例伤害案发现的女性嵌合体及部分家族成员进行常染色体STR遗传分析,探讨先天性嵌合体发生、组织表现及法医学鉴定的要点。该嵌合体为胚胎早期女性-男性的异卵双生子发生融合发育而成,随生长逐渐遍布至全身组织器官。由于细胞系分布不均,先天性嵌合体不同组织可呈现不同的STR基因型,一些STR基因座还会出现多等位基因嵌合现象,因此采集亲属、多组织器官检材进行DNA分析很重要,可防止法医鉴定误判的发生。

关键词: 嵌合体; STR分型; 法医遗传学
中图分类号:DF795.2 文献标志码:B 文章编号:1008-3650(2017)05-0422-03
Forensic Analysis of Genetic Chimera from an Injury Case
WANG Xiang1, HUANG Wen2, LI Shangxun1, WANG Kun1, ZHANG Yi1, PENG Haoming1
1. Hubei Provincial Public Security Department, Wuhan 430070, China
2. Wuchang Sub-bureau of Wuhan Public Security Bureau, Wuhan 430060, China
Abstract

A female genetic chimera was found from an injury case, resulting in the investigation on its development, histological exhibition and key points of forensic inspection. The autosomal STR analyses were performed to the female chimera and her family members, leaving a discovery of her whole body’s chimera of the female. Thus, it can be presumed that a mixis had occurred and then developed from a female-male heterozygotic zygote during that female’s pre-embryonic period. Accordingly, disparate STR typing and multi-allelic chimerism in certain STR locus were detected in different tissue samples due to the unbalanced distribution of two sexual cell lines. It is suggested that detection should be made on more tissue samples of both a chimera and the relevant family members so as to prevent from misjudgement in forensic expertise.

Key words: chimera; STR; forensic genetics

先天性嵌合体是指个体通过遗传获得的同时存在2个或以上不同细胞系细胞的现象。与骨髓移植、组织器官移植、异体外周血造血干细胞移植等形成的获得性嵌合体不同, 先天性嵌合体是指由遗传获得的, 在胚胎或妊娠期形成的嵌合体[1]。随着分子克隆、PCR扩增和DNA测序等分子生物学技术的飞速发展, 先天性嵌合体现象被越来越多地发现和报道[2, 3, 4]。本文介绍1例女性嵌合体及部分家族成员的常染色体STR遗传分析, 并探讨其形成原因及法医学鉴定要点。

1 案情材料

在一起致伤5人的案件中, 现场血迹DNA检验分型结果与5名伤者一致, 其中1份现场血迹STR分型与某女性伤者一致, 但性别基因分型显示为男性, 伤者无输血及骨髓移植手术。在排除污染和使用不同的试剂盒进行验证的情况下, 认定该女性为自然遗传的人类嵌合体。为探讨该先天性嵌合体的类型、发生和组织表现, 征得伤者同意后, 采集伤者父母及双胞胎弟弟血、伤者头发(毛囊)、指甲、皮肤、口腔、阴道及肛管擦拭物等做进一步常染色体STR遗传分析。

用5 %Chelex100结合蛋白酶K消化法提取相关检材DNA。STR多态性检测应用AB公司的AmpFlSTR® IdentifilerTM试剂盒, 经PCR复合扩增出STR基因座, 共检测16个STR基因座, 扩增产物经ABI-3500 xL型DNA遗传分析仪电泳分离, 所得STR分型结果进行激光扫描分析。

2 结果与讨论

嵌合体是指个体中同时存在2个或以上不同细胞系细胞的现象, 1951年由Anderson首次提出[1]。根据起源不同可以分为同源和异源嵌合体; 根据发生不同又可分为先天性和获得性, 前者是在胚胎时期形成, 后者则见于骨髓、异体外周血造血干细胞、肝脏移植、宫内输血等情况。先天性嵌合体又可分为血型嵌合体(Twin Chimeras)和全身器官组织嵌合体(Whole body Chimeras)。血型嵌合体是妊娠早期造血干细胞由交叉吻合血管进入异卵双生子体内所致[5]。全身器官组织嵌合体是由2个或多个遗传不同的合子细胞融合、分裂发育形成遗传上不同类型细胞的嵌合体, 其基因嵌合现象不局限于造血系统而是存在于全身组织器官中[6]。本案嵌合体血液、头发(毛囊)、指甲、皮肤、口腔上皮、阴道上皮、肛管上皮擦拭物及家属血样等STR分型检测结果见表1

表1 嵌合体及家属常染色体STR分型 Table 1 Autosomal STR typing for the chimera and family members

嵌合体头发、指甲在D8S1179等15个STR基因座分型一致, 在Amel基因座的分型为女性; 嵌合体血液、阴道擦拭物在D8S1179等15个STR基因座检测结果相同, 但与其头发和指甲分型结果不完全一致, 且在Amel基因座为男性分型; 嵌合体皮肤、肛管、口腔上皮的D8S1179等15个基因座分型一致, 为上述两种分型结果的混合型。以上结果表明, 该嵌合体含有男女两套基因组, 其中血液、阴道上皮的基因组为男性DNA; 指甲、头发的基因组为女性DNA; 皮肤、口腔、肛管上皮的基因组为男女混合DNA。该嵌合体男性DNA分型与其双胞胎弟弟一致; 女性DNA分型与其丈夫、儿子满足标准三联体亲子关系; 男性DNA分型、女性DNA分型均与其父母满足亲子关系。STR分型结果揭示该个体为全身器官组织嵌合体, 系由双精双卵胚胎发育而成的四配子异源嵌合体。

四配子异源嵌合体系由2个卵细胞和2个精子分别独立受精后形成的两个受精卵相互融合而成, 这个带有两套细胞系的四倍体受精卵着床以后继续发育形成一个具有两套遗传基因的生物体[5]。推断本案嵌合体母亲2枚卵子分别与携带X、Y的精子受精形成异卵的“ 龙凤胎” ; 含有Y的受精卵分裂时分离发育成一对“ 同卵双胞胎” , 理论上可形成三胞胎, 即一个正常女性和一对同卵男性, 但在发育过程中, XX受精卵与其中一个XY受精卵发生融合, 从而形成含有两个基因组的个体。

受精卵经过胚前期发育分化成为三胚层, 其中外胚层主要分化成脑、脊髓神经组织、表皮及衍生结构(如毛发、指甲)等; 中胚层主要分化形成骨骼、骨骼肌、生殖系统、造血组织、骨骼肌、循环系统等主要器官; 内胚层主要分化为消化管各段的粘膜上皮和管壁上的消化腺, 阴道、女性尿道和膀胱上皮等[6]。由于本伤害案件提取的检材类型有限, 无法对组织器官进行更系统的STR分析。根据现有检材的分析结果, 初步推测嵌合体母亲含有XX和XY的受精卵在胚前期时已发生融合, 并不同程度地共同参与了三个胚层的构建和分化。本案嵌合体由外胚层分化的皮肤、口腔及肛管的粘膜上皮检出男女混合DNA, 但其毛发、指甲仅检出女性DNA; 中胚层分化为女性生殖系统、男性血液系统; 由内胚层分化的阴道上皮仅检出男性DNA, 都能在一定程度上证实我们的推断。两个不同遗传体系的合子在融合后共同参与了三个胚层的构建, 并分别分化出具有某一特定或混合基因组的组织器官, 造成同一个体不同组织来源样品的STR分型结果不同, 这种情形在亲权鉴定或其他法庭调查中均会导致误判。当怀疑分型结果不一致是因嵌合体所导致时, 采集亲属及嵌合体多组织器官的检材进行DNA分析是防止这种误判发生的关键。

综上所述, 人类先天性嵌合体若是由胚胎早期受精卵相互融合发育而成的具有两套不同细胞系的个体, 则因细胞系分布不均而导致不同组织来源的样品会呈现出不同的STR基因型, 也会引致多等位基因的嵌合现象发生[5, 7]。法医工作者在实际工作中应提高警惕, 加强认识, 以防出现断定现场DNA证据为多人所留的混合样品, 或根据不同组织来源所表现出的不同基因型而排除亲子关系等错误的发生。

The authors have declared that no competing interests exist.

参考文献
[1] ANDERSON D, BILLINGHAM RE, LAMKIN GH, et al. The use of skin-grafting to distinguish between monozygotic and dizygotic twins in cattle[J]. Heredity, 1951, 5(3): 379-97. [本文引用:2]
[2] YU Q, LI Q, GAO S, et al. Congenital tetragametic blood chimerism explains a case of questionable paternity[J]. J Forensic Sci, 2011, 56(5): 1346-8. [本文引用:1]
[3] 柳燕, 赵珍敏, 林源. 2例亲权鉴定案中的嵌合体STR谱分析[J]. 中国司法鉴定, 2012, 63(4): 77-85. [本文引用:1]
[4] 陈芳, 陈俭, 付颖, . 亲子鉴定中四配子异源嵌合体报道1例[J]. 中国司法鉴定, 2014, 75(4): 120-5. [本文引用:1]
[5] 喻琼, 郑岩. 嵌合体血型的研究进展[J]. 中国输血杂志, 2010, 23(2): 146-8. [本文引用:3]
[6] 高英茂, 李和. 组织学和胚胎学[M]. 北京: 人民卫生出版社, 2010: 310-32. [本文引用:2]
[7] YU N, KRUSKALL MS, YUNIS JJ, et al. Disputed maternity leading to identification of tetragameticchimerism[J]. N Engl J Med, 2002, 346(20): 1545-52. [本文引用:1]