MiniFiler^(TM)试剂盒在LCN-STR分型中的应用

目的评估MiniFilerTM试剂盒在LCN-STR分型中的法医学应用价值。方法采用MiniFilerTM与IdentifilerTM试剂盒,对49份常量与39份LCN检材,包括血迹、精斑、骨骼等7类常见检材的检验结果进行比较,并对两种试剂盒的检测灵敏度进行比较。结果在49份常量检材的检验结果中,两种试剂盒的STR分型结果全部一致;在39份LCN生物检材的检验结果中,MiniFilerTM试剂盒获得全部STR分型的有30份,部分分型的5份,阴性的4份;IdentifilerTM试剂盒获得部分STR分型的22份,阴性的17份。MiniFilerTM试剂盒检验成功率明显高于IdentifilerTM试剂盒;MiniFilerTM试剂盒的检测灵敏略高于IdentifilerTM。结论MiniFilerTM试剂盒可显著提高LCN生物检材的检验成功率,适合应用于法庭科学实际检案中LCN生物检材的检验鉴定。

基于低拷贝质粒的高产紫色杆菌素谷氨酸棒杆菌的构建和发酵

该研究以公认安全(Generally Recognized as Safe,GRAS)的谷氨酸棒杆菌(Corynebacterium glutamicum)为宿主,构建高产紫色杆菌素的重组菌株。利用谷氨酸棒杆菌天然大质粒pTET3的复制与分配元件,构建了低拷贝质粒pOK12CG1,该质粒在谷氨酸棒杆菌中的拷贝数约为6拷贝/基因组,且与谷氨酸棒杆菌常用质粒pEC-XK99E和pXMJ19兼容。以低拷贝质粒pOK12CG1为骨架构建了携带紫色杆菌素合成操纵子(vioABCDE)的质粒pCGvio,并分别以谷氨酸棒杆菌标准株ATCC 13032和插入序列(Insertion Sequence,IS)元件删除株为宿主,构建了7株合成紫色杆菌素的重组菌株。通过初步筛选,发现基于低拷贝质粒的重组菌株ATCC 13032/pCGvio,其紫色杆菌素产量(508.24 mg/L)高于基于中高拷贝质粒的重组菌株ATCC 13032/pECvio(376.16 mg/L),而基于低拷贝质粒的IS元件删除重组菌株ISDM023/pCGvio紫色杆菌素产量达到了610.13 mg/L。进一步采用正交实验设计对重组菌株ISDM023/pCGvio进行培养基体积比(V_(LB):V_(BHIS))、诱导时间和IPTG诱导剂浓度这3个因素的发酵条件优化。结果表明,在VLB:VBHIS为1:2、诱导时间为18 h、IPTG浓度为0.75 mmol/L的优化条件下,紫色杆菌素的摇瓶发酵产量可达了1007.47 mg/L。该研究成功构建了紫色杆菌素的谷氨酸棒状杆菌重组菌株ISDM023/pCGvio,为谷氨酸棒状杆菌高效合成紫色杆菌素奠定了实验基础,也为其它产物的高效合成提供参考。

1例X连锁隐性遗传鱼鳞病合并隐睾患儿家系的遗传学分析

目的:对1例X连锁隐性遗传鱼鳞病合并隐睾的患儿及其家系成员进行遗传学分析,探讨其致病原因。方法:对患儿及其家庭成员进行常规染色体G显带核型分析和低深度全基因组拷贝数变异测序分析(CNV-seq)。结果:染色体核型分析未见明显异常。CNV-seq检测发现患儿及哥哥和母亲的X染色体p22.33-p22.31处缺失5.28Mb区域,该片段包含Xp22.31 recurrent region (includes STS)全部。结论:患儿X染色体拷贝数变异遗传自其母亲,Xp22.31缺失是该患儿异常表型的遗传学病因。

染色体G显带核型分析联合拷贝数变异测序技术在产前诊断中的应用

目的 探讨染色体G显带核型分析联合低深度全基因组拷贝数变异测序(CNV-seq)技术在产前诊断中的应用价值。方法 选取就诊并具备产前诊断指征并行羊水穿刺的孕妇936例,采集孕妇羊水同时行染色体G显带核型分析和CNV-seq技术检测,比较两种方法单独及联合应用的结果及检出率。结果 孕妇年龄17~46岁,平均年龄(32.56±5.18)岁,产前诊断时的孕周为16+2~32+6周,平均孕周(18.95±3.47)周。在936例进行介入性产前诊断的羊水标本中,胎儿羊水染色体G显带核型分析检出异常74例,阳性检出率为7.91%(74/936)。CNV-seq检出染色体异常98例,阳性检出率为10.47%(98/936)。两者单独对染色体异常检出率比较,差异无统计学意义(P>0.05)。两种检测方法联合应用,检出染色体异常118例,阳性检出率为12.61%(118/936)。羊水染色体G显带核型分析、CNV-seq二者单独检测与其联合检测对染色体异常检出率比较,差异有统计学意义(P<0.05)。结论 染色体G显带核型分析和CNV-seq技术各具优势,检测结果之间相互印证。染色体G显带核型分析在低比例嵌合体、平衡易位及倒位携带者检测方面更具优势,而CNV-seq技术可检出染色体的微缺失、微重复综合征,可弥补染色体G显带核型分析分辨率的不足。在临床一般数据基础上,CNV-seq技术和染色体G显带核型分析技术联合应用,可进一步提高染色体异常的检出率,降低漏诊率,有效提高产前诊断的质量。

DiGeorge综合征相关甲状旁腺功能减退症临床特征与基因缺陷的单中心研究

目的探讨DiGeorge综合征(DiGeorge syndrome,DGS)相关甲状旁腺功能减退症(hypoparathyroidism,HP)患者的临床特征及基因缺陷特征。方法在1975至2021年于北京协和医院内分泌科随诊的非手术性HP患者中,通过靶向二代测序联合TBX1-多重连接探针扩增技术(multiplex ligation-dependent probe amplification assay,MLPA)筛查的34例DGS患者,应用基于低深度全基因组测序的基因组拷贝数变异测序(copy number variation sequencing,CNV-seq)明确22q11区域的大片段缺失范围,并回顾性分析这些患者的临床资料。结果34例DGS相关HP患者中,男性21例,女性13例,发病年龄7.0(0.7,13.3)岁,病程3.2(0.0,12.2)年。初诊时患者血钙(1.7±0.3)mmol/L,血甲状旁腺素(parathormone,PTH)9.6(3.0,13.7)pg/mL。2例患者有HP家族史。有HP外表现者33例,以智力减退(87.1%)、特殊面容(76.5%)最常见,先天性心脏病6/15例(40.0%)。4例患者为成年起病(年龄≥18岁),与儿童/青少年起病患者相比,成年起病患者随诊期间高磷血症比例更低[0%(0/4)vs.86.7%(26/30),P=0.002]。1例患者携带TBX1基因错义突变(NM_080647,exon9:c.A1469G:P.Y490C),1例携带TBX1移码缺失(NM_080647,exon3:c.161_186del:P.A54Afs*105)。其余32例患者中,27例(84.4%)为22q11区域低拷贝重复序列(low copy repeats,LCRs)A-D缺失,4例(12.5%)为LCRs A-B缺失,还有1例(3.1%)为LCRs A+-D非典型缺失。结论对于起病年龄早、有家族史或综合征表现的非术后HP患者,应注意DGS筛查,可考虑采用TBX1基因测序联合TBX1-MLPA或基因组CNV-seq策略。对DGS相关HP患者需进行定期随诊、及时调整用药,以提高患者生活质量。

低深度全基因组拷贝数变异测序在复发性流产遗传学诊断中的应用

目的:探讨基于高通量测序技术的低深度全基因组测序技术在复发性流产胚胎或绒毛组织染色体异常的应用价值。方法:选择2019年3月—2021年8月就诊于汕头大学医学院第一附属医院妇产科门诊并确诊为自然流产的患者,孕周为5~16周,留取流产组织,提取DNA,制备文库,进行流产物染色体低深度全基因组拷贝数变异测序,分析胚胎染色体数目和结构变异结果。结果:197例样本检测全部成功,检出染色体异常样本135例,染色体异常检出率为68.5%,其中检出染色体数目异常104例(77.0%),染色体部分重复/缺失26例(19.3%),染色体数目异常合并部分重复/缺失5例(3.7%),嵌合体10例(7.4%);染色体数目异常以16 (11.85%)、X (9.63%)、22 (96.67%)、21 (5.93%)染色体高发。≥35岁患者的染色体数目异常率比<35岁患者的高(分别为70.0%和51.6%,P<0.05)。共检出26例染色体部分重复/缺失,最短序列长度为0.12 Mb,最大片段94.54 Mb。在26例CNVs中,9例CNVs有明确致病性,2例CNVs提示可能致病。其中4个包含微缺失/微重复综合征。结论:低深度全基因组拷贝数变异测序技术能有效检测出流产胚胎绒毛组织染色体的非整倍体和部分重复/缺失情况,有助于明确复发性流产的病因,指导患者优生优育。

PCR扩增循环数与低拷贝模板DNA的STR分型

目的探讨PCR扩增循环数对低拷贝模板DNA的STR分型的影响。方法模板DNA(9947A)的不同扩增用量(含低拷贝模板量),采用ProfilerPlus试剂盒,扩增循环数分别为28、30、32、34、38次,3100型基因分析仪(ABI,美国)检测结果。结果循环数从28次增至38次,模板DNA量最低检出量可从0.25ng减少至0.0312ng;先循环28次后,每反应加0.3μlAmpliTaqGoldDNA聚合酶,再循环6次较1次34个循环的检测灵敏度高,相当于1次38个循环的效果。结论增加PCR扩增循环数,可能影响低拷贝模板DNA的STR分型。

脱落毛发及毛干DNA的STR分型研究

目的探讨脱落毛发及毛干细胞核DNA提取、含量和STR分型问题。方法对脱落毛发或毛干进行DNA提取和定量,使用低扩增体系、增加循环次数和多次平行扩增等方法扩增DNA样本,采用叠加比较的方法分析STR分型。结果 15cm脱落毛发样品DNA含量大于0.3ng的样品占52.8%,STR分型成功率为55.6%;15cm毛干样品DNA含量大于0.3ng的样品占30.6%,STR分型成功率为25%。结论采用增加循环次数、多次平行扩增等LCN-STR分型方法和Mini-STR试剂盒有助于脱落毛发及毛干的STR基因座分型获得。

PCR扩增3因素对低拷贝模板STR分型的影响研究

目的探讨低拷贝模板(low copy number,LCN)STR扩增方法,提高LCN检材的检验成功率。方法采用Profiler P lusTM试剂盒与9947A对照DNA,改变Taq酶量、体系、循环次数3个因素进行扩增检验,了解各变量对扩增检测的影响。结果对低拷贝模板DNA,单纯增加Taq酶量或反应体系,扩增效率改善不明显;增加循环数,显著提高检验灵敏度;低于0.01ng的模板DNA,同时增加扩增体系、Taq酶量、循环数在一定程度上提高扩增效率。结论对于影响扩增的Taq酶量、体系、循环次数3个因素中,循环数影响最大,但应慎用34次及以上循环数;三者同时增加,对于低于0.01ng模板DNA的扩增可有效改善。

浓缩DNA法结合miniSTR分型技术检验微量DNA

目的优化低拷贝数DNA STR分型方法。方法对采用磁珠法或Chelex-100法提取DNA,Identi-filer试剂盒扩增,未获得分型结果的日常检案检材,采用物理浓缩法或过柱浓缩法浓缩DNA,采用miniFilerTM试剂盒再次扩增分型。结果 127例检材中,47例磁珠法提取DNA未获得分型的样品,分型成功率为36%;80例Chelex-100法提取DNA未获分型的样品,分型成功率为30%。结论采用浓缩法和miniFilerTM试剂盒,可以提高日常检案中低拷贝数检材的STR检验分型成功率。

采用玉米Ubi-1启动子获得低拷贝转基因玉米植株

通过基因枪粒子轰击和草丁膦 (PPT)选择获得可育的玉米转基因植株 ,并分析了外源基因在转化体中的拷贝数与启动子之间的关系。用玉米Ubi 1启动子驱动外源基因 ,玉米转化体中外源基因的拷贝数较低 ;可能的原因为Ubi 1启动子通过与其内部同源序列发生重组而被定点整合进玉米基因组 ,共转化的两种质粒DNA在整合至玉米染色体DNA之前已重构成为一个整体。结果显示使用某一植物自身基因的启动子可以降低外源基因在该物种转基因个体中的拷贝数 ,进而避免基因沉默现象的发生。目前已得到第二代转基因玉米种子。

微量DNA的短串联重复序列分型可行性

目的了解微量DNA分型的法医学应用的可行性。方法一系列浓度的DNA模板用PowerPlexTM16System试剂盒扩增,并用ABI377DNA测序仪进行短串联重复序列(STR)的分型。结果当模板量小于250pg时,部分位点发生了等位基因漏扩,并出现非特异带、杂合子扩增不平衡等干扰分型的杂峰。结论上述这些不正常的现象可能会导致分型错误。在对微量检材的DNA检验结果进行判型时一定要小心谨慎,全面考虑。

基于低深度测序的无创产前基因检测技术对胎儿染色体拷贝数变异的检测效能评估

目的:探讨低深度测序的无创产前基因检测技术(NIPT)在胎儿染色体拷贝数变异(CNV)中的检测情况及临床意义。方法:抽取2017年9月至2019年5月所选873例孕妇的血浆,通过低深度测序方法对随机重排的样本进行盲法检测,并采用基因拷贝数变异分析算法(FCAPS)鉴定胎儿CNV。对比核型分析及染色体微阵列分析(CMA),评估低深度测序下NIPT对胎儿CNV的检测效能。结果:48例染色体微缺失/微重复(大小约0.1~47 Mb)样本中,与低深度(0.51~1.19X)测序的NIPT检测结果一致的有32例,结果不一致的有16例,另正常样本组有21例假阳性样本。NIPT对CNV总的敏感度和特异度分别为66.67%和97.45%,特别是对>2 Mb的CNV,其敏感度和特异度分别高达85.29%和98.18%。结论:基于低深度测序的NIPT对>2 Mb的CNV具有高效能。在NIPT中应用优化的检测和信息分析方法进行胎儿CNV的产前筛查是可能的。

苏云金芽孢杆菌大型质粒DNA的小量提取

以苏云金芽孢杆菌库斯塔克亚种、猝倒亚种及以色列亚种为材料,介绍了低拷贝大型质粒DNA的小量提取方法,该法采用PEG6000进行质粒纯化,省略了苯酚和氯仿抽提过程。实验证明,该法结果稳定,提取的质粒DNA产量和质量均符合大多数分子生物学实验的要求。

微量接触DNA的浓缩与回收

目的对纯化后的微量DNA进行进一步浓缩,提高DNA检验成功率。方法将30 ml(约600 pg)纯化后的微量DNA,分别采用Amicon离心超滤管和DNA Clean&ConcentratorTM-5试剂盒进行浓缩回收,用Identifiler试剂盒进行PCR扩增及分型检测,比较STR分型图谱的平均峰高、峰面积和等位基因丢失率。检验24枚白纸上的汗潜指纹,比较浓缩前后的检验效果。结果经过Amicon离心超滤管回收后,STR分型平均峰高85.3RFU,平均峰面积为1 130.8,等位基因丢失率为66.13%。经过DNA Clean&ConcentratorTM-5试剂盒回收后,STR分型平均峰高147.5RFU,平均峰面积为1 960.2,等位基因丢失率为35.14%。汗潜指纹的DNA检验通过DNA Clean&ConcentratorTM-5试剂盒纯化浓缩,获得有效分型的数量由浓缩前的9枚提高为20枚。结论 DNA Clean&ConcentratorTM-5试剂盒可以明显提高微量DNA检材的检验成功率,效果优于Amicon离心超滤管。对白纸上的指纹,DNA Clean&ConcentratorTM-5试剂盒浓缩后检验成功率升高。

琼脂糖凝胶直接杂交快速鉴定低拷贝数转基因

采用常规的ＰＣＲ方法检测低拷贝数转基因有一定困难．提出一种使用琼脂糖凝胶直接杂交的方法，结果明确、简单可行，是转基因动物中低拷贝数转基因鉴定的一种较好方法．

低拷贝模板DNA分型及其在法医学中的应用

近年来,低拷贝模板类生物物证在法庭科学领域中的应用越来越广泛。然而由于其自身存在的一些限制性因素,始终是法庭科学工作者关注的一个焦点。本文从低拷贝模板DNA的定义及其在法庭科学应用中的有效性、应用范围、分型策略、质量控制、重复性原则、随机阈值等方面对低拷贝数分型及其在法庭科学应用中的最新研究进展进行了综述。

CNV-seq技术在1395例高龄孕妇产前诊断中的临床应用评价

目的评价低深度全基因组测序技术(CNV-seq)在高龄孕妇产前诊断中的应用价值。方法选取2018年1月至2019年12月于甘肃省妇幼保健院医学遗传中心单纯因高龄行羊水穿刺的羊水样本1395份,并进行基于高通量测序的CNV-seq。CNV数据通过ClinVar、DECIPHER、OMIM、DGV数据库进行注释,依据美国医学遗传学与基因组学学会(ACMG)评估CNV的致病性,通过PubMed数据库检索相关报道文献。结果共检出染色体非整倍体异常30例,检出率为2.15%(30/1395)。其中21三体18例,18三体2例,性染色体非整倍体异常8例(其中有2例为嵌合体),其他常染色体非整倍体2例。检出致病性染色体拷贝数变异(pCNVs)19例,检出率为1.36%(19/1395);检出临床意义不明的CNV(VUS CNVs)37例,检出率为2.65%(37/1395);检出良性变异(B CNVs)48例,检出率为3.44%(48/1395)。结论CNV-seq技术可提高高龄孕妇染色体异常的检出率,CNV-seq与核型分析技术的联合运用在高龄孕妇的产前诊断中具有重要的临床意义。

低拷贝DNA模板检验方法探讨

目的探讨扩增及检测方法对低拷贝DNA模板分型检测灵敏度的影响。方法Control DNA 9947A按比例稀释,采用IdentifilerTM和DNATyper15TM试剂扩增,循环参数设置为28和28+6个循环,平行扩增3次,分别单独检测及3次合并检测,使用310及3130分析仪检测。结果28+6个循环的基因座检出率高于28个循环;等位基因不平衡及丢失与基因座没有特异性的关联,随着DNA模板量的减少,等位基因不平衡及丢失增多;将3次扩增产物混合后检测,等位基因不平衡及丢失情况减少,分型正确率增高。结论模板DNA分3次扩增后混合检测、循环数为28+6,可提高低拷贝模板基因座的检出率。

低拷贝模板DNA分析技术研究进展

近年来,低拷贝(LCN)模板类生物物证在法医DNA分析中占有了越来越重要的地位。用于低拷贝模板DNA的检测方法也得到飞速发展。本文通过对各种LCN-DNA分析技术如增加扩增循环数、纯化扩增产物、全基因组扩增、激光捕获显微切割等检测方法的综述,以及对LCN-DNA检测结果的分析评价,全面介绍LCN分析技术在法庭科学应用的最新进展及存在问题。最大限度地拓展低拷贝模板类生物物证在刑事司法领域的应用。