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STR基因座中检出三等位基因1例
1 案例某日,王某在家被他人强奸.公安机关提取了王某、王某丈夫、嫌疑人的血样及王某阴道擦拭物、王某外阴擦拭卫生纸进行DNA检验.王某阴道擦拭物P30检验为阳性,王某外阴擦拭卫生纸P30检验为阴性.
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特殊处理尸块DNA检验1例
1 案例1.1 简要案情某女,42岁,某日在一较偏僻的养鸡场与某男发生争执后被对方用钝器击打致死.当晚,该男子将尸体放置于养鸡场的一大铁桶内,加入大量木炭并点火焚烧.
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71个Y-SNP位点在西北汉族人群的多态性及法医学应用价值
目的 分析Y染色体上71个SNP位点在西北地区汉族人群的多态性,评价其法医学应用价值,并整合前期研究成果,筛选出适用于华东、华南、西北地区汉族人群法医学检验的Y-SNP位点.方法 采用多重聚合酶链反应(polymerase chain reaction,PCR)和基质辅助激光解吸/电离-飞行时间质谱(matrix-assisted laser desorption/ionization time-of-flight mass spectrometry,MALDI-TOF-MS)技术对西北地区202名汉族男性无关个体进行71个Y-SNP位点的分型,计算等位基因频率和基因多样性(gene diversity,GD)、单倍型多样性(haplotype diversity,HD)值,同时结合前期研究所取得的数据筛选出适用于西北、华南和华东汉族群体的Y-SNP位点.结果 在所检测的71个位点中,有67个位点在西北汉族男性人群中呈多态性分布,GD值在0.0100～0.5022,中度信息量(0.2≤GD<0.3)的位点有22个,高度信息量(GD≥0.3)的位点有25个,同时适用于西北、华南和华东汉族群体的位点有26个.结论 Y-SNP位点在亲权鉴定和个体识别中具有应用价值,在判断人群分布及迁移信息方面亦具有潜在的应用价值.
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基于甲基化的年龄推断模型构建与效能评估
目的 筛选与中国北方汉族男性个体年龄相关的DNA甲基化位点并构建年龄推断模型.方法 筛选21个候选甲基化位点,使用EpiTYPER技术平台在476份汉族男性血液DNA中检测包含上述位点在内的21个扩增片段,共获得153个DNA甲基化位点数据.结果 通过相关性分析,终筛选出8个与年龄高度相关的DNA甲基化位点,其中CpG1、CpG2、CpG4、CpG7和CpG8分别位于TRIM59、RASSF5、Clorf132、CSNK1D和ELOVL2上,CpG5、CpG6均位于PDE4C上,CpG3位于17号染色体21452808位置上.其中352份样本用于模型构建,基于这8个位点构建的多元线性回归年龄推断模型,R2=0.93,平均绝对偏差(mean abso?lute deviation,MAD)为2.69岁;109份样本用于模型验证,MAD为3.80岁.在15份新的样本中重复检测三次,MAD分别为4.08岁、4.68岁和3.93岁.结论 本研究构建的中国北方汉族男性个体年龄的推断模型,可用于公安实战中受害者和嫌疑人的年龄推断,缩小案件的侦查范围,具有实际应用价值.
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推导IBS评分在无关个体对人群中概率分布的计算公式
目的 推导通过STR等位基因频率计算无关个体对间状态一致性(identity by state,IBS)评分概率分布的计算公式.方法 比较两名无关个体间某一STR基因座的基因型可以得到三种相互排斥的组合:(1)有2个相同的等位基因,此时令a21(否则a2=0);(2)有1个相同的等位基因,此时令a1=1(否则a1=0);(3)有0个相同的等位基因,此时令a0=1(否则a0=0);则该无关个体对在这1个STR基因座的IBS评分可采用ibs=2a2+a1计算.推导通过STR等位基因频率分别计算a2=1、ai=1和a0=1的概率(p2、p1和p0)的通用表达式,继而当该无关个体对得到n个相互独立的STR基因座分型结果时,可通过p 2l和pu计算该多重分型系统IBS评分的二项分布参数(l=1,2,…,n). 结果 从p2、P1和p0的基本概念出发,以fi表示STR基因座第i个等位基因的频率(i=1,2,…,m),则P2的通用计算公式为p2=2(Σfi2)2-Σfi4;p1的通用计算公式为p1=4mΣi=1fi2-4(mΣi=1fi2)2-4mΣi=1fi3+4mΣi=1fi4,p0的通用计算公式为p0=1-4mΣi=1fi2+2(mΣi=1fi2)+4mΣi=1fi3-3mΣi=1fi4,p2、P1、p0的和为1.IBS评分符合二项分布:IBS～B(2n,π).其中总体率π的通用计算公式为π=1/npmΣi=1P2/+1/2nmΣi=1PIt.结论 生物学全同胞鉴定中的原假设为两名被鉴定人系无关个体,对任意IBS评分所对应的原假设概率均可通过本文所推导的公式进行直接计算,计算结果是进行证据解释的基础.
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二代测序试剂盒SNP位点遗传学参数和对比
目的 计算二代测序试剂盒SNP位点的遗传学参数,与STR基因座进行对比,以建立SNP和STR的系统效能换算比例. 方法 对二代测序试剂盒(ForenSeqTM DNA Signature Prep试剂盒和Precision ID Identity Panel试剂盒)共101个SNP位点进行Hardy-Weinberg平衡检验,计算SNP位点在个体识别、标准三联体鉴定、二联体鉴定及双亲皆疑鉴定中的各项系统效能参数,并与STR基因座进行对比.结果 除无基因型频率数据的2个位点外,99个SNP位点符合Hardy-Weinberg平衡检验(P＞0.05).ForenSeqTM DNA Signature Prep试剂盒94个SNP位点的累积个体识别率(cumulative discrimination power,CDP)为1-1.1521×10-34,累积三联体非父排除率(cumulative probability of exclusion in trios,CPEtrio)为1-4.416 9×10-8,累积二联体非父排除率(cumulative probability of exclusion in duos,CPEduo)为1-8.483 7×10-5,双亲皆疑累积排除率(cumulative probability of exclusion in alleged parents cases,CPEAP)为1-1.2227×10-12. Precision ID Identity Panel试剂盒90个SNP位点的CDP为1-2.052 4× 10-33,CPEtrio为1-8.709 3×10-8,CPEduo为1-1.1638×10-4,CPEAP为1-3.725 7×10-12.在个体识别、标准三联体鉴定、二联体鉴定、双亲皆疑鉴定中,分别平均有2.85、4.51、4.88、4.55个SNP位点等于1个STR基因座的系统效能. 结论 二代测序试剂盒SNP位点的系统效能较高,多个SNP位点联合可应用于法庭科学中的个体识别和亲子鉴定.
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24个Y-STR基因座的法医学应用评估
目的 甄选单倍型识别力较强、突变率适当和兼容性较好的Y-STR标记系统,并对其进行法医学应用评估. 方法 采用自建荧光标记复合扩增体系对甄选得到的24个Y-STR基因座进行检验,并通过在山东济南采集的139对父-子样本对其进行法医学评估.结果 24个基因座在139个标记为“父”的无关个体样本中共检测出176个等位基因,基因多样性(gene diversity,GD)分布在0.0837 (DYS645)～0.9669(DYS385a/b).通过24个Y-STR基因座在139名标记为“父”的山东汉族男性无关个体中共检测出139种单倍型,无共享单倍型现象出现.总的单倍型多样性(haplotype diversity,HD)值为1,识别能力(discriminative capacity,DC)值为1.24个Y-STR基因座,在139对父-子间共观察到5次一步突变,平均突变率为0.001 5,95％置信区间为(0.0005,0.003 5). 结论 24个Y-STR基因座组成的位点系统在山东济南人群中表现出较强个体识别能力和较低突变率,具有较好的法医学应用价值.
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基于SNP位点的身高预测模型的评估
目的 根据报道的547个欧洲人群身高相关SNP位点构建中国汉族男性身高预测模型,评估此模型预测身高的准确性.方法 采用Affymetrix SNP Array 6.0芯片和HiSeq 4000测序平台对59例山东汉族男性样本进行DNA分型检测,并将这547个身高相关SNP位点作为预测因子,采用加权等位基因求和(weight allele sums,WAS)的计算方法建立预测模型.通过受试者工作特征曲线及曲线下面积(area under curve,AUC)对身高预测模型的准确性进行分析.结果 样本全基因组关联分析未发现身高显著相关SNP位点.本研究用WAS法构建身高预测模型,获得的AUC值为0.67(95％置信区间为0.53～0.90).结论 用547个SNP位点的WAS模型预测山东汉族男性群体身高具有参考价值,但预测模型准确度的进一步提升需要通过筛选更多具有人群特异性的身高相关SNP位点来实现.
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43个SNP遗传标记复合检验体系的建立及其法医学应用
目的 对43个SNP遗传标记的复合检验体系进行法医学应用评估.方法 采用MALDI-TOF-MS技术检验华东地区123名汉族无关个体在43个SNP位点的分型,并根据43个SNP复合检验体系的群体遗传学参数评估其应用价值.结果 123名个体在43个SNP位点上均符合Hardy-Weinberg平衡(P>0.05).除rs1355366、rs2270529、rs10776839和rs938283外,其余39个位点的小等位基因频率(minor allele frequency,MAF)均大于0.25,其中,24个位点的MAF值在0.4～0.5,3个位点的MAF值接近0.4.43个SNP位点的DP为0.2901～0.6544,CDP为1-9.8×10-11,PIC为0.1708～0.5000,Ho为0.1557～0.5935,PEtrio为0.0854～0.2500,PEduo为0.0146～0.1250,CPEtrio为0.999986,CPEduo为0.9924361.结论 本研究的43个SNP复合检验体系具有较高的遗传多态性,既可以作为传统STR遗传标记的有效补充和验证,也可以与其他商品化试剂盒配合使用,用于法医遗传学亲权鉴定及个体识别.
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基于28S rRNA基因序列对洛阳地区嗜尸性蝇类的分子鉴定
目的 通过检测嗜尸性蝇类28S rRNA基因中715 bp序列,鉴定常见嗜尸性蝇类种属,解决其形态学鉴定难题,为死亡时间推断提供技术支持.方法 收集洛阳地区常见嗜尸性蝇类标本29只,经形态学鉴定后,用Chelex-100法提取腿部DNA,并对28S rRNA基因片段进行扩增和测序,与GenBank和EMBL数据库中的28条相应蝇种序列进行比对,用MEGA7.0软件进行序列整理,通过BLAST搜索进行序列比对,并分析所得序列碱基组成,建立种内及种间进化分歧率,构建系统发育树.结果 形态学鉴定29只嗜尸性蝇类归属于3科5属6种.获得28S rRNA基因中715 bp的序列,在线BLAST比对结果显示相似度100％.系统发育树显示5种蝇类可以较好聚类.不同蝇种种间差异0.007～0.045,种内差异0～0.001,种间差异和种内差异没有交叉.结论 28S rRNA靶基因序列片段对嗜尸性蝇类有良好的鉴别能力,可以作为新的嗜尸性蝇类种属鉴定遗传标记.
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SiFaSTRTM 23plex DNA身份鉴定系统在华东汉族人群中的法医学应用
目的 调查SiFaSTRTM 23plex DNA身份鉴定系统所包含的21个常染色体STR基因座及DY S391基因座在华东地区汉族人群中的遗传多态性,并评估其在法医学中的应用价值.方法 采用SiFaSTRTM 23plex DNA身份鉴定系统对2000名无关个体进行分型检测,统计分析上述STR基因座的群体遗传学参数.采用该试剂盒对支持亲子关系的3198例案例进行检测,观察21个常染色体STR基因座的突变情况.结果 21个常染色体STR基因座均符合Hardy-Weinberg平衡(P>0.05),Ho为0.6175～0.9270,DP为0.7964～0.9869,PIC为0.5611～0.9123,CDP为0.999999999999999,CPEduo为0.999997431701961,CPEtrio为0.999999999654865.DY S391基因座共检出5个等位基因,等位基因频率在0.0040～0.7290,GD为0.4189.除D13S317和D10S1248外,其余19个常染色体STR基因座共观察到76次突变,其中一步突变75次(98.68％),三步突变1次(1.32％),突变率为0.2465×10-3～2.7114×10-3,21个常染色体STR基因座平均突变率为0.8921×10-3(95％置信区间为0.70×10-3～1.10×10-3).33例三联体突变事件中,父、母源性突变比例为2.09:1.结论 SiFaSTRTM 23plex DNA身份鉴定系统在华东地区汉族人群中具有良好的遗传多态性,且各STR基因座突变率在可接受范围内,可用于法医学亲权鉴定和个体识别.
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植物类物证DNA遗传标记鉴定系统的建立
目的 建立一套以DNA遗传标记为基础的植物类物证检材的种属鉴定系统.方法 收集上海地区常见植物200例,从形态学上确定物种,设计扩增rbcL、matK、ITS基因片段的引物,用琼脂糖凝胶电泳检测PCR产物并测序,评估三个标记的通用性和识别能力.结果 在检测成功率方面,rbcL(99.5％)>matK(92.5％)>ITS(86.0％);rb c L+matK组合检测优于单rb c L或单matK的识别能力,其识别能力主要在属及属以上水平;ITS检测结果不稳定,不适合作为单标记,但可作为有力补充,rbcL+matK+ITS组合的识别能力明显高于rbcL+matK组合,对大部分植物样本种属鉴定能够达到属及属以下水平.结论 以rbcL+matK+ITS组合作为标记的鉴定系统对植物类物证有良好的通用性,其识别能力对大部分植物样本能够达到属及属以下水平.
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示指与接触物菌群ERIC-PCR指纹图谱比对
目的 探讨示指菌群和接触物(手机触摸屏、个人办公桌桌面)表面菌群之间的关联性. 方法 采集10名志愿者的示指、手机触摸屏、个人办公桌桌面的菌群,通过宏基因组pCR扩增技术建立肠道细菌基因间重复序列(enterobacterial repetitive intergenic consensus,ERIC)-pCR指纹图谱. 结果7名志愿者的示指与手机触摸屏菌群ERIC-pCR指纹图谱对应吻合,且各志愿者个体之间ERIC-pCR指纹图谱互不相同;3名志愿者的示指菌群与个人办公桌桌面菌群ERIC-pCR指纹图谱对应吻合,其余7名志愿者的示指菌群与个人办公桌桌面菌群ERIC-pCR指纹图谱不完全吻合,但分别存在大小一致的条带.结论 示指所携带的细菌菌群具有一定个体特异性,示指接触手机触摸屏、办公桌桌面后残留下来的菌群,可作为潜在的法医学鉴定的新型生物样本.
关键词： 法医遗传学 聚合酶链反应 DNA指纹法 肠道细菌基因间重复序列 指纹图谱 -
标准三联体非父排除率计算公式的推导和验证
目的 对标准三联体亲子鉴定的非父排除率(PE)进行公式推导和实验验证.方法 基于PE定义自行推导公式:PE=∑Pi2(1-Pi)2+∑PiPj(1-Pi)3+ ∑PiPj(1-Pj)3+∑PiPj(Pi+Pj)(1-Pi-Pj)2.将该公式与前人报道的5个公式(1)～(5)进行对比,计算AGCU EX20系统19个常染色体STR基因座的PE值.根据1 000例单亲样本和1000个无关个体样本设计真实实验,计算PE真实实验值.以随机模拟法产生1 000万对模拟亲母子和1 000万个随机个体,设计模拟实验计算PE模拟实验值.在19个基因座,统计各基因座的等位基因频率之和(S),将PE的公式值、真实实验值和模拟实验值进行对比. 结果 当S=1时,公式(1)、(2)、(5)、(6)计算结果完全一致,且符合真实和模拟双重实验验证.当S≠1时,公式(1)、(2)、(5)、(6)计算结果有较小误差.公式(3)、(4)的计算结果有较大误差.结论 本研究推导的公式(6)与经典公式(1)、(2)、(5)均可用于标准三联体亲子鉴定.S值对PE公式计算有一定影响.
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淮海战役士兵遗骸的Y染色体遗传类型鉴定
目的 鉴定淮海战役士兵遗骸的Y染色体遗传类型,为寻找其父系亲属提供线索. 方法 采用古DNA的方法提取遗骸DNA,使用Yfiler试剂盒进行17个Y-STR基因座的复合扩增,推测样本的单倍群,并根据新Y染色体谱系树挑选Y-SNP位点进行精细分型,再基于Y-SNP和Y-STR数据进行共享单倍型分析,获得与遗骸遗传关系近的现代个体信息. 结果 8份男性样本中的17个Y-STR基因座总共观察到8种Y-STR单倍型,进一步Y-SNP分析得出6种Y-SNP单倍群,分别是02a1-M95+、O1a1-P203+、03*-M 122+/M234-、D1-M15+、C3*-ST和R1a1-M17+. 结论 本次对淮海战役士兵遗骸进行的Y染色体遗传类型鉴定对于推断陈年检材的地理来源具有一定的借鉴价值.
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基于Ion Torrent PGMTM测序系统的人mtDNA全测序分析
目的 应用Ion Torrent PGMTM测序系统对人线粒体DNA(mitochondria DNA,mtDNA)全序列进行分析检测,研究不同组织间mtDNA序列差异情况. 方法 通过法医尸体检验采集6名无关个体的组织样本,包括胸腔血液、头发、肋软骨、指甲、骨骼肌和口腔上皮.使用4对引物对线粒体全序列进行扩增,应用Ion ShearTM Plus Reagents试剂盒和Ion Plus Fragment Library试剂盒等构建文库,并在Ion Torrent PGMTM测序系统上进行线粒体基因组全序列测序,并针对异质性位点和在HV Ⅰ区域突变位点,进行Sanger测序验证. 结果 所有样本的全基因组mtDNA都扩增成功,6名无关个体分属于6种不同的单倍型,同一个体不同组织之间mtDNA存在异质性差异.异质性位点和HV Ⅰ区域突变位点采用Sanger测序结果均得到验证.通过Kappa统计方法进行一致性检验后发现,相同个体不同组织的mtDNA序列检验结果仍具有较好的一致性. 结论 本研究所采用的人线粒体基因组全序列的测序检验方法,可以检测出同一个体不同组织间mtDNA的异质性差异,该差异具有较高的一致性,该结果对mtDNA在法庭科学中的应用具有指导作用.
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MALDI-TOF-MS对Y染色体上66个二等位基因的检测
目的 分析华东地区汉族人群Y染色体上66个二等位基因遗传标记的多态性,并评价其法医学应用价值.方法 采用多重PCR联合基质辅助激光解吸/电离-飞行时间质谱(matrix-assisted laser desorption/ionization time-of-flight mass spectrometry,MALDI-TOF-MS)技术对华东地区205名汉族男性无关个体Y染色体上66个二等位基因遗传标记进行分型研究,使用直接计数法统计待测位点的等位基因频率,用公式计算基因多样性和单倍型多样性,用Arlequin v3.5.2.2软件检测该体系的单倍型并且进行群体遗传学比较.结果 其中60个二等位基因遗传标记在华东地区汉族男性人群中呈多态性分布,基因多样性为0.0385~0.5019,共检测到85种单倍型,单倍型多样性为0.9703.部分SNP位点的等位基因分布在华东地区汉族人群和新疆汉族人群、广东汉族人群差异具有统计学意义.结论 60个二等位基因遗传标记及其检测体系在亲权鉴定和个体识别中可补充提供遗传信息,MALDI-TOF-MS技术可以进行二等位基因遗传标记的分型检测.
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华夏TM白金PCR扩增试剂盒的法医学应用评估
目的 调查华夏TM白金PCR扩增试剂盒所包含的23个常染色体STR基因座在中国汉族人群中的遗传多态性,评估其在法医遗传学中的应用价值.方法 应用华夏TM白金PCR扩增试剂盒对500名汉族无关健康个体进行分型检测,统计分析所含STR基因座的频率分布及群体遗传学参数,与目前国内外常用的7种商品化试剂盒在STR基因座个数、内标、荧光标记、Ladder中等位基因总数以及系统效能上进行比较.结果 23个常染色体STR基因座均符合Hardy-Weinberg平衡(P>0.05),个体识别率为0.7915~0.9862,多态信息含量为0.5590~0.9140.系统累积个体识别率高达1-4.1×10-28,三联体累积非父排除率为1-4.1×10-10,二联体累积非父排除率为1-8.4×10-7.通过与7种试剂盒比较,华夏TM白金PCR扩增试剂盒含有的等位基因分型标准品(Ladder)中的等位基因数多.结论 23个常染色体STR基因座在汉族人群中有良好的遗传多态性,可用于法医遗传学亲权鉴定及个体识别.通过与其他常见的7种商业化STR检测试剂盒比较,华夏TM白金PCR扩增试剂盒可进一步提供更为丰富的遗传信息.
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窖蛋白基因变异及多态性与不明原因猝死的相关性
目的 寻求窖蛋白(caveolin,CAV)基因变异位点,探讨其与不明原因猝死(sudden unexplained death,SUD)的相关性.方法 收集SUD组(71例)、冠状动脉疾病(coronary artery disease,CAD)组(62例)和对照组(60例)血样,分别提取基因组DNA,采用PCR方法扩增CAV1与CAV3基因编码区及外显子-内含子拼接区,进行直接测序,以明确CAV基因的遗传变异类型,并进行统计学分析.结果 在SUD组中共检测到4个可能有意义的变异位点,其中2个为新发现的突变位点,分别为CAV1:c.45C>T(T15T)和CAV1:c.512G>A(R171H);2个为SNP位点,分别为CAV1:c.246C>T(rs35242077)和CAV3:c.99C>T(rs1008642),且这两个SNP位点的基因型频率和等位基因频率在SUD组与对照组中差异具有统计学意义(P<0.05),在CAD组中均未发现上述变异位点.结论 部分SUD可能与CAV1和CAV3基因变异存在一定相关性.
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IBS评分法鉴定全同胞关系及其临界值查询表的构建
目的 建立包含不同个数STR基因座检测体系在不同错判标准下的IBS临界值和检测效能查询表.方法 收集267对全同胞和360对无关个体血样,采用GoldeneyeTM 20A体系进行19个常染色体STR基因座的分型,按照《生物学全同胞关系鉴定实施规范》采用IBS评分法判定全同胞关系.通过理论推算,计算包含不同个数STR基因座检测体系在不同错判标准下的IBS临界值和检测效能.结果 按照规范的IBS评分标准对全同胞和无关个体的鉴别效能为0.7640,错判率为0,理论推算和样本观察值相符.包含不同个数STR基因座检测体系的全同胞鉴定IBS评分临界值查询表构建成功.结论 该规范的IBS评分法检测效力较高,错判率极低,判定结果相对保守.包含不同个数STR基因座检测体系的全同胞鉴定IBS评分临界值查询表为全同胞鉴定的结果评判提供了重要的参考数据,具有很好的应用价值.
