双亲双子女四联体亲缘鉴定似然比率计算

周 密,李欣欣,丁仁杰,张韩秋

(芜湖市公安局 刑警支队,安徽 芜湖 241001)

亲缘鉴定是法医 DNA分析应用的一个领域,它通过 DNA检验确定假设的父母与子女之间是否存在亲生血缘关系。已应用的亲缘鉴定模型包括双亲亲缘鉴定(三联体)和单亲亲缘鉴定(二联体)[1],但尚未有双亲双子女四联体亲缘鉴定的分析方法的报道。因此,本文通过建立双亲双子女四联体分析模型对其血缘关系进行鉴定。

1 材料及方法

1.1 案例材料和实验方法 一例亲缘鉴定案疑父、亲母、子女 1、子女 2各提取新鲜血样 1份,共 4份血样。上述 4个样本均采用硅珠法[2]提取样本 DNA,采用 PowerPlex 16试剂盒(Promega公司)在 9700型扩增仪上进行复合扩增,通过 3130XL遗传分析仪检测。

1.2 计算方法 双亲双子女四联体亲缘鉴定模型包括 3种类型：①疑父-亲母-双子女;②疑母-亲父-双子女;③疑父-疑母-双子女。其中,①类和②类计算基本相同,只需要将父、母位置互换即可。因此下文仅介绍①类和③类的模型建立方法。

1.2.1 单基因座“疑父-亲母-双子女”四联体亲缘鉴定模型 似然比率 LR=Hp/Hd。Hp为假设父同时成为子女 1和子女 2的亲生父的概率。Hd为随机男子同时成为子女 1和子女 2的亲生父的概率。

根据群体遗传理论,对处于 Hardy-Weinberg平衡的群体,HW平衡和连锁平衡定律允许依据等位基因频率来估算理论的基因型频率,纯合子个体基因型频率为该等位基因频率的平方,即;杂合子则为两等位基因频率乘积的 2倍,即。设 A、B、C、D的基因型频率分别为 a、b、c、d。 “疑父-亲母-双子女四联体 ”的 Hp、Hd、LR的计算见表1。

1.2.2 单基因座“疑父-疑母-双子女”四联体亲缘鉴定模型 似然比率 LR=Hp/Hd。Hp为假设父和假设母同时成为子女 1和子女 2的亲生父母的概率。Hd为随机男子和随机女子同时成为子女 1和子女 2的亲生父母的概率。

计算方法与 1.2.1类似。“疑父-疑母-双子女”四联体的 Hp、Hd、LR的计算见表 1。

1.2.3 多个独立分析的基因座的总似然比率

式中 LRi表示某一个基因座的 LR,n为总基因座数。

表 1 “父-母-双子女”四联体亲缘鉴定似然比率计算

2 结果

疑父、亲母、子女 1、子女 2血样均获得完整遗传图谱。应用本文所述计算模型对该例亲缘鉴定案进行单个基因座的似然比率以及 15个基因座的总似然比率计算(见表 2)。PowerPlex试剂盒 15个 STR基因座的基因频率参考安徽地区汉族人群基因频率[4]。该例亲缘鉴定案 15个基因座总似然比率为2.245×1011。

表 2 “疑父-亲母-双子女”四联体亲缘鉴定似然比率计算

3 讨论

亲子鉴定最早的应用对象是有争议的父母与子女之间的血缘关系的确定,随着越来越多的遗传标记系统的开发和应用,被检测的对象已不再局限于父母与子女两代之间的个体[1,5]。在 DNA实验室法医检案中,也常常遇到各种非传统的亲缘鉴定类型,包括“父-母-双子女”类型。对这种特殊类型的亲缘鉴定,以往只能采用双亲(三联体)对每一个子女单独分析,在检测 STR位点较少的情况下,得到的似然比率常常较低,不能满足法医分析的需要[6]。

根据传统的双亲(三联体)和单亲(二联体)算法对该例亲缘鉴定进行计算[7,8],得：①“疑父-亲母-子女1”三联体15个位点总似然比率为 7.670×106;②“疑父-亲母-子女 2”三联体 15个位点总似然比率为 2.763×105;③“疑父-子女 1”二联体 15个位点总似然比率为 1.036×105;④“疑父-子女 2”二联体 15个位点总似然比率为 1.404×103。而本文所得四联体似然比率(2.245×1011)远远超过上述三联体/二联体的似然比率,与上述最高的似然比率(7.670×106)相比提高了 105的数量级。因此,在双亲双子女亲缘鉴定中,可考虑使用本文提供的四联体模型代替传统的三联体和二联体分析法,为亲缘鉴定提供更加强有力的数据支持。

表 1显示的双亲双子女四联体模型针对父、母、子女 1、子女 2可能出现的所有基因型进行分类,分别计算不同基因型下的似然比率。因此对试剂盒的每一个基因座都需要单独计算其单基因座似然比率,最后将单基因座似然比率连乘得到总似然比率[9]。使用本文提供的公式,数据分析和计算是一个相当复杂、极易出错的过程。因此,可考虑使用计算机编制类似的专业似然比率计算器,使用本文建立的计算模型对双亲双子女四联体数据进行自动分析和计算,简化运算量,降低错误率。

此外,当子女 1和子女 2基因型相同时(纯合子AA或杂合子 AB),本文将两子女视为单子女,因此在该情况下 Hp、Hd、LR的计算结果与传统的“父-母-子”三联体完全相同。

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