DNA数据库“标准三联体”亲缘关系比中应用价值初探

巴华杰刘亚楠张 璐李旭鹏朱爱华马 骏刘冰泉

（1 常州市公安局刑警支队 江苏 常州 213003；2 上海市公安局物证鉴定中心 上海 200083；3 中国刑警学院法医学系 辽宁 沈阳 110035；4 美国lifetech公司 北京100027）

DNA数据库“标准三联体”亲缘关系比中应用价值初探

巴华杰1刘亚楠2张 璐3李旭鹏4朱爱华1马 骏1刘冰泉1

（1 常州市公安局刑警支队 江苏 常州 213003；2 上海市公安局物证鉴定中心 上海 200083；3 中国刑警学院法医学系 辽宁 沈阳 110035；4 美国lifetech公司 北京100027）

探讨DNA数据库“标准三联体”亲缘关系比中应用的有效性。将一母亲和胎儿的DNA数据（Profilerplus试剂盒）在DNA数据库中进行亲缘关系比对获得比中记录427条，组成427个假定的“标准三联体”家庭。计算其累积父权指数（Cumulative paternity index ，CPI） 与累积相对父权机会（Cumulative relative chance of paternity，CRCP） 值；应用Identifiler或PowerPlex试剂盒加做到15个STR基因座，观察其排除情况；观察CODIS 13个核心STR基因座的排除情况；对未出现排除基因座的“标准三联体”联合多个试剂盒检测并计算CPI值及CRCP值。在427例假定“标准三联体”中CPI值最低为462.736942（CRCP＝99.784361%），最高为16532.824929（CRCP=99.993952%）；Identifiler试剂盒3例未出现排除基因座，其余出现1-5个基因座排除，平均排除基因座数为2.67个；PowerPlex试剂盒出现1-5个基因座排除，平均排除基因座数为3.18个；CODIS 13个核心STR基因座395例出现1-3个排除基因座，32例未出现排除基因座，CPI值大于10000（CRCP值＞99.99%）的12例；对Identiflier试剂盒15个STR基因座未出现排除基因座的3例假定“标准三联体”进行进一步增加STR基因座检测，1例排除亲缘关系，1例符合亲缘关系（CPI值=2824559.804208，CRCP值=99.999965%），1例出现1个STR基因座不符合亲缘关系（CPI值为43217.81987，CRCP值=99.997686%）。 结果表明，Profilerplus试剂盒不适合用于亲缘关系鉴定及DNA数据库建设；应当采用Identifiler和PowerPlex试剂盒包含的18个基因座或更多的基因座进行DNA数据建库建设；DNA数据库“标准三联体”亲缘关系比中只能作为侦查线索，应结合包括DNA证据的多种证据综合判断亲缘关系是否存在。

法医遗传学 DNA数据库 STR基因座 亲缘关系 标准三联体

随着DNA数据库数据量的不断增加，其在案件侦破中的作用与日俱增。然而大通量的DNA数据库比对同时也出现了大量的亲缘关系比中记录，时常会出现一对母子的DNA数据比中多个可疑父的情况，这往往使得案件的侦破陷入新的困惑之中。本文就一起强奸致孕的案例在DNA数据库中亲缘关系的比中情况进行分析，旨在对DNA数据库中亲缘关系比中的应用价值做初步的探讨。

1 材料和方法

1.1 材料 在一例强奸致孕的案例中，将受害人和引产胎儿的DNA数据（Profilerplus试剂盒，AB公司，美国）在全省DNA数据库中进行亲缘关系比对获得比中记录427条，组成427个假定的"标准三联体"家庭。所有数据都经过验证核实以确保数据的真实可靠。

2.2 方法 按照文献[1]中的计算方法，依据本地基础数据[2]计算累积父权指数（cumulative paternity index，CPI） 和累计父权相对机会 （cumulative relative chance of paternity，CRCP）；应用Identiflier或PowerPlex试剂盒加做到15个STR基因座，观察其排除情况；观察CODIS 13个核心STR基因座的排除情况；对未出现排除基因座的“标准三联体”联合Identifiler试剂盒（AB公司，美国） 和PowerPlex试剂盒（promega公司，美国）进行检测；对于怀疑出现变异基因座的“标准三联体”加做Goldeneye20A试剂盒（北京基点认知公司），并依据《亲权鉴定技术规范》[3]的方法计算CPI值及CRCP值。依据本地数据计算各个检测体系包含STR基因座的累计非父排除率（cumulative excluding probability，CPE）。

2 结果

2.1 Profiler plus试剂盒CPI值和CRCP值。427例假定“标准三联体”经Profiler plus试剂盒检验CPI值及CRCP值分布情况见表1。CPI值最低为462.736942（CRCP值=99.784361%），最高为16532. 824929（CRCP值=99.993952%），平均值为 2939. 203017（CRCP值=99.886739%）。等于或大于99. 95%的有67例（15.69%）。Profiler plus试剂盒9个STR基因座的CPE值为99.9794%。

表1 427例假定“标准三联体”Profiler plus试剂盒的CPI值及CRCP值分布范围

2.2 Identiflier试剂盒检测结果。330例假定“标准三联体”应用Identifiler试剂盒加做到15个STR基因座后，327例出现了排除的基因座，3例未出现排除的基因座（其CPI值及CRCP值一例为：63365. 723107、99.998422%；两例为：126731.446214、99. 999211%）。基因座被排除数目情况见表2。新增的6个STR基因座最少有1个、最多有5个基因座不符合孟德尔遗传规律，平均不符合的基因座数为2.67个。新增的6个STR基因座的不符合情况见表3。其中出现率最高的基因座是D2S1338（287例，87. 77%），最低的为TPOX（8例，2.45%）。Identifiler试剂盒15个STR基因座的CPE值为99.9998%。

表2 327例假定“标准三联体”Identifiler试剂盒检测15个STR基因座的排除状况

表3 327例假定“标准三联体”Identifiler试剂盒检测新增基因座的排除状况

2.3 PowerPlex试剂盒检测结果。 97例假定“标准三联体”应用PowerPlex试剂盒加做到15个STR基因座后，均出现了排除的基因座。基因座被排除数目情况见表4。新增的6个STR基因座最少有1个、最多有5个基因座不符合孟德尔遗传规律，平均不符合的基因座数为3.18个。新增的6个STR基因座的不符合情况见表5。其中出现率最高的基因座是Penta E (86例，88.66%)，最低的为TPOX（1例，1.03%）。PowerPlex试剂盒15个STR基因座的CPE值为99.9998%。

表4 97例假定“标准三联体”PowerPlex试剂盒检测15个STR基因座的排除状况

表5 97例假定“标准三联体”PowerPlex试剂盒检测新增基因座的排除状况

2.4 CODIS 13个核心STR基因座排除情况。427例假定“标准三联体”在13个CODIS核心STR基因座中395例出现了排除的基因座，32例未出现排除的基因座。32例CODIS 13个核心STR基因座假定“标准三联体”的CPI值及CRCP值分布情况见表 6。CPI值最低为 1946.863685（CRCP值 =99. 948662%），最高为130206.932098（CRCP值=为99.999232%），平均值为 14954.694265（CRCP值=99.984267%）。基因座被排除数目情况见表7。新增的4个STR基因座最少有1个、最多有3个基因座不符合孟德尔遗传规律，平均不符合的基因座数为1. 69个。新增的4个STR基因座的不符合情况见表8。其中出现率最高的基因座是D16S539 (328例，83. 04%)，最低的为TPOX（9例，2.28%）。CODIS 13个核心STR基因座的CPE值为99.998%。

表6 32例CODIS 13个核心STR基因座假定“标准三联体”的CPI值及CRCP值分布范围

表7 395例假定“标准三联体”13个CODIS核心STR基因座排除状况

表8 395例假定“标准三联体”13个CODIS核心STR基因座新增基因座的排除状况

2.5 进一步增加STR基因座检测 对Identifiler试剂盒15个STR基因座未出现排除基因座的3例假定“标准三联体”（分别标记为A、B、C） 进行PowerPlex试剂盒检测：A出现Penta D、Penta E 2个基因座不符合孟德尔遗传规律，B仅出现Penta E 1个基因座不符合孟德尔遗传规律，C例未出现排除的基因座 （CPI值 =2824559.804208，CRCP值=99.999965%）。对A和B应用Goldeneye20A试剂盒（北京基点认知公司）进行检测后，A出现3个STR基因座不符合亲缘关系，可以排除亲缘关系；B依旧只有Penta E 1个基因座不符合孟德尔遗传规律，参考文献中D6S1043和D12S391基因座的等位基因频率[4]，应用《亲权鉴定技术规范》的方法计算其CPI值为43217.81987（CRCP值=99.997686%）。

3 讨论

亲缘关系鉴定是法医遗传学的重要任务之一，而遗传标记的应用使得亲缘关系鉴定达到了认定的程度。但对于亲缘关系鉴定的标准一直存在着不同的观点，学者们普遍认为：在检测蛋白质水平，CRCP值达到99.73%以上；检验DNA指纹，CRCP值达到99.95%以上便可以认定亲缘关系[5]；童大跃等[6]则认为，应用常染色体STR基因座做“三联体”亲缘关系鉴定，只要CRCP值达到99.90%以上便可认定；之后又有学者建议将CRCP值增加大99.99%以上才能认定亲缘关系[5]，以确保结果的可靠性；侯一平[7]提出认定父权的标准为：假定父亲的CRCP值等于或大于99.95%，同时检测遗传标记的CPE值等于或大于99.95%；最新的《亲权鉴定技术规范》[3]规定：经过CPE值大于99.99%的多个基因座的检测，基因座均符合遗传规律，CPI值≥10000，则支持亲缘关系的存在，并指出该标准不适用于大通量数据库的比对。

Profiler plus试剂盒包含有9个常染色STR基因座和1个性别基因座，因其包含的STR基因座具有较好的多态性，在国内外曾被广泛用于个体识别和亲缘关系鉴定[8,9]。然而，Profiler plus试剂盒包含的9个STR基因座CPE值仅为99.9794%，依据《亲权鉴定技术规范》，该试剂盒已不能满足亲权鉴定的需要，其与作者前期的研究相一致[10]。在本研究中，用Profiler plus试剂盒检验，出现427例标准三联体的比中记录，且CRCP值大于99.95%的有67例（15. 69%），大于99.99%的有4例（0.94%）。进一步说明Profiler plus试剂盒不适合亲缘关系鉴定，也不适用于DNA数据库建设，其将会导致大量的无效比中。

本研究中，330例假定“标准三联体”应用Identifiler试剂盒加做到15个STR基因座时，仅193例（58.48%）出现3个或3个以上基因座不符合亲缘关系，这已经符合了排除亲缘关系的标准[3]。仍有104例（31.52%）出现2个基因座不符合亲缘关系，30例（9.09%）出现1个基因座不符合亲缘关系，3例（0.91%）没有出现排除的基因座。经Identifiler试剂盒进一步检测依旧不能排除亲缘关系需要进一步检验的例数高达137例（41.52%）；97例假定“标准三联体”应用PowerPlex试剂盒加做到15个STR基因座时，71例（73.20%）假定“标准三联体”家庭出现3个或3个以上基因座不符合亲缘关系。仍旧有22例（22.68%）出现2个基因座不符合亲缘关系，4例（4.12%）出现1个基因座不符合亲缘关系。依旧不能排除亲缘关系需要进一步检验的为26例（26. 80%）。可见，Identifiler试剂盒及PowerPlex试剂盒均可将半数以上的Profiler plus试剂盒假定的“标准三联体”排除亲缘关系，但仍会有大量的假定“标准三联体”不能排除亲缘关系，需要增加更多的STR基因座进行检测以做进一步的判断。而现阶段国内多数实验室均采用Identifiler试剂盒或PowerPlex试剂盒进行DNA数据库建设，这在涉及到亲缘关系比对的案件中就不可避免的会遇到大量比中记录的出现。增加基因座的检测必然会导致大量的人力财力的投入，然而多数情况还会出现全不排除的结果。因此，在