STR鑒定技術靈敏度堪憂?普遍還是個例?
發(fā)布時間:2024/12/25分類:技術文章來源:科佰生物
Fig 1. STR檢測技術的原理。
近年來,法醫(yī)物證鑒定中遇到了許多新挑戰(zhàn),尤其是在提取和檢測混雜樣本(如含少量嫌疑人DNA的死者樣本)時,現(xiàn)有的毛細血管電泳結合PCR技術(Capillary Electrophoresis PCR, CE-PCR)在靈敏度上的局限性逐漸顯現(xiàn),難以應對復雜、微量DNA樣本的鑒定需求。同時在科研細胞培養(yǎng)過程中,如果存在輕微的細胞交叉污染,現(xiàn)有的STR檢測技術也無法準確檢測出。因此,我們亟需尋找更高靈敏度、更先進的分子檢測技術,以提升鑒定效果和可靠性。
為了更全面了解市場上CE方法在鑒定細胞污染時的檢測限,科佰生物設計了一項實驗:對比不同公司檢測服務的靈敏度和準確性??瓢凵锸褂胐dPCR技術(數(shù)字PCR法)準確制備了不同比例的細胞污染混合gDNA樣本:10%污染樣本,20%污染樣本和30%污染樣本,將上述樣本分別送至三家檢測公司(標記為A、B、C),并采用其CE方法進行檢測,對比各公司檢測結果的靈敏度、準確性和重現(xiàn)性,評估其在不同污染比例樣本中的表現(xiàn)。
三家公司均未檢測出10%的污染樣本,有兩家檢測出20%污染樣本和30%污染樣本,但是分析未報出全部差異位點,一家三個污染樣本均未檢出。通過分析結果發(fā)現(xiàn),除了與CE的靈敏度相關外,與實驗人員對結果的判讀也有很大關系。
Fig 2. 不同污染占比濃度的STR樣本在三家公司Penta E基因座的STR檢測結果圖,其他20個基因座有類似的情況,文中不一一羅列。
1. 現(xiàn)狀與挑戰(zhàn)
傳統(tǒng)STR技術的局限性:STR(短串聯(lián)重復序列)作為法醫(yī)DNA鑒定的“金標準”,在檢測混合樣本及微量DNA樣本時,其靈敏度受到限制。尤其對于死者樣本中含有少量嫌疑人DNA的情況,毛細血管電泳技術可能無法有效檢出。
受到MSI(微衛(wèi)星不穩(wěn)定性)檢測的啟示:MSI伴隨診斷試劑盒,檢測限可達30%。雖然MSI主要針對單核苷酸和二核苷酸重復序列,技術難度較高,但也提示我們,四核苷酸重復序列的STR可能具備更高的靈敏度開發(fā)潛力。
新興技術的可能性:NGS(下一代測序)和dPCR(數(shù)字PCR)技術作為更為精準和靈敏的分子檢測工具,已在臨床、科研等領域展現(xiàn)出巨大的應用前景。將這些技術應用于STR檢測中,或許可以突破現(xiàn)有STR檢測的靈敏度瓶頸。
2. NGS與dPCR在STR檢測中的優(yōu)勢
NGS技術:
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高靈敏度與多位點檢測:NGS可實現(xiàn)對多個STR位點的深度測序,提高檢測靈敏度,尤其適用于復雜混合樣本的分析。
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SNP與STR結合:已有公司推出基于SNP的NGS方法,這為STR檢測提供了新的思路。將NGS技術與STR檢測相結合,可提高樣本分辨率與靈敏度。
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溯源與個體識別:NGS可以實現(xiàn)對微量DNA樣本的高通量檢測,區(qū)分相近細胞系,同時還可以檢測細微的污染,同時針對鼠源以及人源,不需要做二次實驗。
DdPCR技術:
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超高靈敏度:dPCR通過將DNA樣本進行絕對定量分割,可實現(xiàn)對極微量DNA的精準定量,檢測靈敏度遠超傳統(tǒng)PCR技術。
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絕對定量與低豐度檢測:dPCR在低豐度DNA檢測方面優(yōu)勢顯著,特別適用于微量DNA或高混合度樣本的分析。
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STR位點檢測的潛力:將dPCR技術應用于STR檢測,可進一步提升微量DNA的檢出能力,彌補傳統(tǒng)PCR的不足。
3.倡議與發(fā)展方向:
面對快速變化的科學需求和技術挑戰(zhàn),STR技術的進一步升級迫在眉睫。為推動STR技術創(chuàng)新與優(yōu)化,滿足更高精度、更廣泛應用的需求,我們特此發(fā)出倡議:
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研發(fā)更高靈敏度的NGS-STR方法:結合NGS的高通量與精準性,開發(fā)針對STR位點的高靈敏度測序方法,用于混合樣本鑒定。
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探索dPCR在STR檢測中的應用:優(yōu)化數(shù)字PCR技術,使其能夠精準檢測微量、低豐度的STR位點,尤其是復雜背景下的樣本。
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多技術融合:整合NGS、dPCR與SNP分析,形成靈敏度更高、分辨率更強的法醫(yī)物證鑒定體系。
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其他方法學。
南京科佰生物科技有限公司
倡議書
各位同行們:
針對行業(yè)內的單位,我們倡議一次行業(yè)內的自我能力驗證,科佰生物提供如下所有的產品,提供20個免費試用裝,給內部體系做一次體檢。
1. 常染色體系列,分為男性(9948)和女性(9947)兩個標準品:
包含常用的20個STR位點(含13個CODIS 位點) 和一個性別位點Amelogenin。
2. 性染色體系列
X染色體標準品包含19個X-STR基因座和一個性別位點Amelogenin。Y染色體標準品包含22個低頻突變Y-STR基因座和7個高頻突變Y-STR基因座。低頻突變和高頻突變基因座相結合具有更高的個體識別能力,提供了強大的兼容性和排查能力。
3. 人源污染檢測STR標準品
包含了10%污染樣本,20%污染樣本以及30%污染樣本(該占比為gDNA的質量占比),不同污染梯度能夠幫助確定檢測方法的檢測限,尤其是在現(xiàn)實應用中,是否能檢測出污染樣本,往往影響實驗結果的準確性。
Remark*:The relative intensity of the 12 allele is less than 10 % of the dominant 10 allele.
倡議單位:南京科佰生物科技有限公司
日期:2024年 12 月 19 日
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