面向Illumina和Nanopore平台的154重MPS STR检测试剂盒的开发与验证：法医学遗传分析的综合工具

《BMC Genomics》：Development and validation of a 154-plex MPS STR panel for Illumina and Nanopore: a comprehensive tool for forensic genetic analysis

　　

摘要

背景

基于毛细管电泳的短串联重复序列（STR）分型被广泛认为是金标准，但其区分等长等位基因的能力有限，且难以同时分析大量常染色体和性染色体标记。本研究开发并评估了一种包含66个常染色体、57个Y染色体和31个X染色体位点的154重多大规模平行测序STR检测面板，适用于Illumina和Oxford Nanopore测序平台。

结果

该检测面板使用标准参考DNA、110名无亲缘关系个体的样本以及非人类对照进行了评估。其生成了可重复的STR谱型，在DNA输入量0.5 ng或以上时可获得完整谱型，在0.125 ng时位点检测率仍保持在94%以上。在混合样本分析中，次要贡献者在1:9比例下的等位基因仍可被检测。在DNA中度降解条件下，检测率超过90%，且较短扩增产物表现出更强的抗降解能力。该检测面板对所测试的聚合酶链式反应抑制剂也表现出耐受性，尽管在不同抑制剂类型和浓度下表现有所差异。所有测试的非人类样本均未获得可报告的STR谱型。在共享位点上，基于长度的分型与毛细管电泳分型的一致性为97.66%。基于序列的分析发现了额外的等位基因变异，包括侧翼单核苷酸多态性，从而能够对部分等长等位基因进行进一步区分。群体分析显示，常染色体、Y染色体和X染色体标记集均具有高度区分力。似然比模拟表明，与20个CODIS核心STR相比，使用66个常染色体STR可有效提高对第二、三等亲缘关系的解析能力。在Oxford Nanopore Technologies平台上的初步评估进一步证实了该检测面板的一致性表现及其在野外可部署应用中的潜力。

结论

该154重检测面板能够实现常染色体、Y染色体和X染色体STR的同时分析，同时保持与现有基于长度的数据库的兼容性。其广泛的标记覆盖范围和序列级分辨率有望提高法医个体识别、复杂亲缘关系鉴定以及困难样本分析的能力。Nanopore平台的初步结果也支持对该检测面板在快速、便携式法医工作流程中的进一步评估。