法医学亲子和亲缘关系鉴定专题 孙宏钰
亲缘关系鉴定在司法鉴定实践中有广泛的应用需求。本文梳理了亲缘关系相关的概念，综述了状态一致性法、似然比法、矩量法和血缘一致性片段法等亲缘关系分析方法的基本原理、优缺点和应用范围，并对疑难生物检材的亲缘关系鉴定、复杂亲缘关系鉴定、法医学系谱分析、非人源生物检材等研究热点进行了讨论。
常染色体STR三等位基因型是法医DNA分析中常见的异常分型现象，给实际检案中证据权重的评估带来困难和不确定性。本文对法医DNA分析中常染色体STR三等位基因型的分类、形成机制、发生率、遗传模式、证据量化评估方法等进行综述，着重基于三等位基因型的不同类型阐述其形成机制及相应的遗传模式，并对三等位基因型的判定及其在亲子鉴定和个体识别中的证据量化评估策略进行讨论，为法医DNA分析中科学化、规范化地解析此类异常分型现象提供参考。
目的 研究不同数目常染色体STR分型体系下增加另一已知全同胞个体的三个体组合全同胞关系鉴定的检测效能。 方法 基于13~55个代表性STR基因座构成的43种检测体系，随机模拟产生10 000个真家系（全同胞组）和10 000个假家系（无关个体组），基于家系重建法计算全同胞关系指数，以累积全同胞关系指数为0.000 1和10 000作为评判阈值，计算各检测效能参数，并与两个体组合全同胞关系鉴定比较。 结果 随着STR基因座数目递增，判断错误率、无法判断率逐渐减小，灵敏度、特异度、判断正确率等参数逐渐增大，系统效能逐渐提升。同一检测体系下，与两个体组合相比，三个体组合的灵敏度、特异度较高且无法判断率较低，系统效能较高。要求系统效能高于0.85且判断错误率低于0.01%时，三个体组合至少需检测20个STR，少于两个体组合（29个STR）。 结论 同一检测体系下三个体组合全同胞关系鉴定的检测效能优于两个体组合，对检测体系储备不足的实验室或者条件受限的检材是有效的鉴定方案。
目的 建立常见的三个体参与进行半同胞关系鉴定的分析方法。 方法 针对已知关系的母亲、爷爷或叔叔和两个有争议的半同胞参与的鉴定场景，分别设定两个对立假设，按照孟德尔遗传定律进行家系重建，推导半同胞亲缘关系指数计算公式。通过实际案件进行验证，并与两个体配对半同胞关系鉴定比较。 结果 在母亲、爷爷和叔叔分别参与的三个体半同胞鉴定场景，分别推算得到54、91及99种基因型组合的亲缘关系指数计算公式。实际案例分析结果显示，与两个体配对半同胞鉴定相比，三个体参与半同胞鉴定的亲缘关系指数均增大。 结论 增加已知亲属参与半同胞关系鉴定有利于获得更多的遗传信息进行家系重建，提高半同胞关系鉴定的遗传证据强度。
目的 比较似然比（likelihood ratio，LR）法和状态一致性（identity by state，IBS）法在半同胞关系鉴定中的应用价值，为制定半同胞鉴定相关规范提供参考。 方法 （1）基于相同的遗传标记组合，比较实际案例与计算机模拟案例的累计状态一致性评分（cumulated identity by state score，CIBS）与累积全同胞关系指数分布，验证计算机模拟方法的可信度；（2）模拟获得全同胞、半同胞、无关个体对各100万对在不同数量的三种类型遗传标记上的分型，分别计算CIBS和相应类型的累积LR参数；（3）比较基于不同数据、不同种类的遗传标记、应用不同准确度标准区分上述三种关系个体对时，LR法和IBS法所能提供的最佳系统效能，以比较两种方法在上述鉴定中的应用价值；（4）根据已有模拟数据，以曲线拟合的方式估计应用不同类型遗传标记鉴别半同胞与另两种关系个体对所需的最低遗传标记数目。 结果 （1）经秩和检验，在真实关系和检验的遗传标记组合相同的前提下，模拟方法与实际案例所得结果差异无统计学意义；（2）多数情况下，在其他条件设置相同时，LR法的系统效能大于IBS法；（3）基于现有数据，可以通过曲线拟合的方式得到全-半同胞鉴定和半同胞鉴定在系统效能达到0.95或0.99时所需遗传标记的数目。 结论 在进行甄别全同胞对和半同胞对或甄别半同胞对和无关个体对的鉴定时，推荐优先使用LR法，并根据拟进行的鉴定类型和基于的人群数据估计所需遗传标记数目，以保证鉴定效果。
目的 推导当可疑父与孩子生母具有亲缘关系（亲子、全同胞、爷孙、叔侄、一代表亲）时，可疑父的PI计算公式。 方法 针对可疑父与孩子生母存在亲缘关系的情况，在PI的分子和分母假设中均考虑亲缘关系的存在，使用考虑母亲基因型的频率公式计算可疑父的基因型频率，同时将分母中的随机男子被替代为母亲的另一个同等级亲属，推导出消除可疑父和孩子生母亲缘关系影响的PI计算公式。 结果 当可疑父与生母具有一、二、三级亲缘关系时，与不考虑亲缘关系的PI计算方法相比，使用本研究推导出的PI计算公式可以获得更保守的PI。 结论 本研究提供的计算方法可以消除乱伦案中可疑父与母亲的亲缘关系对PI的影响，从而获得更加准确和保守的鉴定意见。
目的 推导常用亲缘关系指数的通用计算公式。 方法 通过引入克罗内克符号，将不同基因型组合下同一亲缘关系指数的计算公式归纳为统一表达式。 结果 成功推导出多种鉴定情形下亲缘关系指数的通用公式，包括单方生母不参与或参与时两个体间的亲权指数、全同胞关系指数、半同胞关系指数、叔侄关系指数、祖孙关系指数、一级堂表亲关系指数和二级堂表亲关系指数，生母不参与或参与时祖父母与孩子间的祖孙关系指数，双方生母均参与时两孩子间的半同胞关系指数，三孩子间的全同胞关系指数，以及生母不参与、单方生母参与或双方生母均参与时三孩子间的半同胞关系指数。 结论 本研究给出的通用公式简化了亲缘关系指数的计算，便于通过编程实现快速准确计算。
目的 用血缘一致性（identity by descent，IBD）型式计算乱伦案件的似然比。 方法 先用相同的数字表示家系成员中IBD的等位基因以组成IBD型式，然后用先验概率乘以非IBD等位基因频率得出各个IBD型式概率。将家系的所有IBD型式概率相加即可得到乱伦案不同假设下的家系概率，比较不同家系概率计算似然比。 结果 获得了父女乱伦和全同胞乱伦案的IBD型式及这两种案例的似然比计算公式。 结论 阐明了基于IBD型式计算乱伦案似然比的方法。
目的 探究不同数量微单倍型（microhaplotype，MH）位点和引入不同参考样本对全同胞、半同胞关系鉴定及区分全和半同胞关系鉴定的效能影响，并探讨改变突变率对于同胞关系鉴定的影响。 方法 首先建立一个涉及三代人的家庭图谱，针对引入的不同参考样本构建4种全同胞关系鉴定模型、5种半同胞关系鉴定模型和5种区分全和半同胞关系模型。基于前期研究结果筛选出分别包含34和54个位点的两组非二等位SNP-MH，基于上述MH位点在相应的同胞关系鉴定模型下，模拟100 000对全同胞-无关个体、100 000对半同胞-无关个体和100 000对全同胞-半同胞，并利用似然比法分析每种同胞关系鉴定模型在不同阈值下的效能，改变54个MH位点的突变率，分析突变率对于同胞关系鉴定的影响。 结果 在同一种关系鉴定模型中，同胞关系鉴定的系统效能与检测的MH位点数量呈正相关。在相同MH位点数量下，引入的参考样本为A的全同胞时，全同胞关系鉴定的效能优于引入A的叔叔或祖父，但对于半同胞关系鉴定和区分全和半同胞关系引入的4种参考样本对于鉴定效能的增加没有显著差异。此外，突变率的高低对同胞关系鉴定效能略有影响。 结论 增加检测MH位点的数量和引入已知亲属参考样本均能够增加全同胞关系鉴定、半同胞关系鉴定、区分全和半同胞关系的效能。以似然比法进行同胞关系鉴定时突变率的高低对效能产生轻微影响，但不显著。
目的 研究中国汉族家系中Y-STR基因座容差规律，为SNP系谱推断与家系排查联用工作提供家系选择依据。 方法 选取3个遗传关系清晰的汉族家系，利用YFiler Platinum PCR扩增试剂盒，得到所采男性样本35个Y-STR基因座分型数据，统计分析Y-STR单倍型在世代遗传中的变化及1~7级亲缘关系中的容差。 结果 各家系突变基因座及突变次数有差异，Y-STR突变具有家系特异性，66.03%的突变发生在快、高速突变基因座。1~7级亲缘对在35个Y-STR基因座上容差在0~5个，最远6步长；在中、慢速突变基因座上容差在0~2个，最远3步长；在快、高速突变基因座上容差在0~3个，最远6步长。 结论 联合应用SNP系谱推断技术与Y-STR家系排查，0容差及多容差均需考虑。可优先筛查在全部35个Y-STR基因座上0~3个容差且在中、慢速基因座上0~1个容差的家系。差异数符合条件时，步长较远的家系应谨慎排除。同时，应谨慎增加快速突变基因座。
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