多系统联合分析应用于复杂亲缘关系鉴定

柳 燕，赵珍敏，李 莉，朱如心

（司法部司法鉴定科学技术研究所 上海市法医学重点实验室，上海 200063）

在亲子鉴定实践活动中，经常有父或（和）母已亡，或因某种原因不能参与检验，为了认亲、移民、继承财产，入户等，要求进行亲子鉴定。这种亲子鉴定案例由于一些关键被鉴定人的缺失，必须根据案件实际情况要求隔代、全同胞或旁系人员参与鉴定，用于关键被鉴定人数据的参照推测，形成了复杂亲缘关系鉴定。近期笔者受理的一例交通事故赔偿纠纷案即属于本情形。在某大城市打工的王某死于上班途中一场意外的交通事故，其在家乡的兄弟姐妹作为家属（王某未婚，其父母均已过世）与车祸责任方达成赔偿协议后将王某火化。其后，一女孩作为原告，称自己是母亲胡某与死者王某的非婚生亲生女儿，向法院主张自己的遗产继承权。王某的兄弟姐妹对该女孩是否为王某所亲生提出了质疑，遂向法院申请对女孩进行亲子鉴定。介于王某和其亲生父母均已过世，关键遗传数据缺失，只能通过王某全同胞兄弟姐妹的遗传数据来重建部分关键遗传数据进而间接证明王某与女孩的亲子关系。在此不利情形下，若将常染色体STR基因分型、性染色体STR基因分型、生物学全同胞关系累计状态一致性评分标准等多种分析系统联合协同应用，将有利于获得更接近真实的案件结论。

1 材料与方法

1.1 样本和DNA提取

女孩血样和女孩生母血样各1份；死者王某的兄弟姐妹8人血样，标记为同胞1～8，其中同胞1～5为男性，同胞6～8为女性。对上述10份血液样本采用chelex100法抽提DNA。委托人声称的与死者及死者父母的遗传关系（见图1）。

图1 委托人声称的遗传关系

1.2 STR扩增

常染色体的STR扩增采用Goldeneye 20A系统（北京基点认知公司）、性染色体的STR扩增分别应用Yfiler试剂盒（美国AB公司）和Investigction Argus X-12试剂盒（德国QIAgen公司）。所有系统的扩增条件均按各试剂盒说明书进行。

1.3 扩增产物的检测和数据分析

扩增后产物用3130XL遗传分析仪（美国AB公司）进行毛细管电泳，用基因分析软件GeneMapper IDv3.2检测各基因座基因型。

1.4 常染色体STR基因座分型系统累计状态一致性（IBS）评分的计算[1]

两名个体在同一基因座上可出现相同的等位基因，这些等位基因的“一致性”即称为状态一致性。该等位基因称为状态一致性等位基因。相应地，在1个STR基因座上，两名被鉴定人间的状态一致性等位基因个数称之为IBS评分（Indentity By State score），若采用包含n个相互独立的常染色体遗传标记分型系统对两名被鉴定人进行检测，各个遗传标记上的IBS评分之和即为累计状态一致性评分，记作IBS。

1.5 累积祖孙亲权指数的计算

累积祖孙亲权指数的计算按照规范进行[2]。其中对于未能重建的“不确定或空白”等位基因视为非生父基因，似然率计算公式[3]中分子概率以“零”赋值。

2 结果与分析

2.1 常染色体STR基因分型

兄弟姐妹同胞8人常染色体STR基因座分型结果（见表1）。同胞3、4与其他兄弟姐妹在多个STR基因座不符合由同一对父母所生的遗传规律；同胞6或7在Penta D基因座也发现与全同胞遗传基因相矛盾的数据。

2.2 常染色体19个必检STR基因座分型系统全同胞关系状态一致性评分

兄弟姐妹同胞8人的生物学全同胞关系累计状态一致性（IBS，Identity By State）评分结果见表2。同胞3、4与其他6个同胞的IBS评分低于22，无法认定他们和其他6人之间存在全同胞关系。同胞7与8之间IBS也低于22。

2.3 性染色体STR基因分型

男性同胞的17个Y-STR基因座分型结果见表3。结果表明同胞1，2和5具有完全相同的Y-STR单倍型，符合同一父系遗传特征；而同胞3、4则不具备与他们相同的Y-STR单倍型，不符合同一父系遗传特征。

兄弟姐妹同胞8人的12个X-STR基因座分型结果见表4。除同胞6在DXS10134基因座出现了不符合母源遗传规律的矛盾数据外，其他同胞均符合同母所生的遗传基因条件。

2.4 多种分析系统联合协同应用推断被鉴定人遗传关系

根据常染色体STR基因分型、性染色体STR基因分型、生物学全同胞关系累计状态一致性评分标准[1]等多种分析系统联合应用，推断出被鉴定人遗传关系（见图2）。在此前提条件下根据被检女孩及其生母常染色体和X染色体STR基因座分型结果以及根据全同胞1、2、5、6、8重建的父母相关基因型比对结果见表5。结果表明推测出的父母可能的常染色体基因型符合作为被检女孩亲生祖父母的遗传基因条件。对未推测出的“空白”等位基因，在祖孙亲缘关系似然率计算中根据最不利于被检女孩与“推测出的父母”存在祖孙亲缘关系的原则推定祖父母传递生父基因的概率。经计算，累积祖孙亲权指数为1483659.96。并且，推测出的母亲可能的X-STR基因型也符合作为被检女孩亲生祖母的遗传基因条件。

图2 多系统联合分析推断的遗传关系

表1 兄弟姐妹同胞八人常染色体STR基因座分型结果

表2 常染色体19个STR必检基因座的累计状态一致性评分（IBS）

表3 Y-STR基因座分型结果

续表3

表4 X-STR基因座分型结果

表5 被检女孩与重建的祖父母STR基因型亲缘关系比对

续表5

3 讨论

在亲子鉴定技术中，如果被检父缺失，可以考虑用被检父的父母来进行祖孙关系鉴定，从而间接证明父子亲子关系。但本案被检父的父母已过世，只能通过他们尚还健在的亲生子女的基因型检验来推测重建其父母基因型。本案在合同评审阶段强调了“全同胞”参与这一前提条件，即作为用于重建缺失父母DNA数据的参照，参与鉴定的人员必须是这对父母所亲生的同父同母全同胞。但实际检验结果表明，8份声称为死者全同胞的兄弟姐妹血样在多个STR基因座上存在着与全同胞遗传规律相互矛盾的基因型数据，因此无法推测重建其父母基因型。

生物学全同胞关系累计状态一致性（IBS，Identity By State）评分标准系统是依据对常染色体STR基因座分型结果，通过计算两名被鉴定人间的累计状态一致性评分（IBS），结合IBS在无关个体对人群和全同胞对人群中的概率分布规律，对被鉴定人之间是否存在生物学全同胞关系做出的判断[4-5]。在这个系统中，Goldeneye 20A试剂盒中含有的19个常染色体STR基因座为必检基因座，其判定标准为：IBS≥22，倾向于认为两名被鉴定人为全同胞；IBS≤13，倾向于认为两名被鉴定人为无关个体。13＜IBS＜22，无法给出倾向性意见。用该标准对本案例中8个声称的全同胞兄弟姐妹进行筛选，其中同胞3、4与其他6个同胞的IBS评分介于22与13之间，无法认定他们和其他6同胞之间存在全同胞关系。同胞7与同胞8之间IBS也低于22。为严格“全同胞”参与这一前提条件，除剔除同胞3、4的数据参与分析外，考虑同胞7在Penta D基因座也被发现疑似“变异”的与全同胞遗传基因相矛盾的数据，故也予以剔除。

Y-STR基因座分型结果验证支持了生物学全同胞关系累计状态一致性评估，从表3可以看出，同胞3、4与其他男性同胞并非来源于同一父系。

X染色体上STR基因座可用于检验孩子与母亲之间的遗传关系。每个男性只有1条X染色体，来源于生母。根据男性同胞1、2、5的X-STR基因座检验结果推测重建出他们生母可能的X-STR基因型，该基因型与根据男性同胞3、4的X-STR基因座检验结果推测重建的生母X-STR基因型相吻合。因此，本案中同胞3、4虽然与其他6个兄弟姐妹不存在生物学全同胞关系，但却存在同母异父半同胞关系的可能性。根据女性同胞6、7、8的X-STR基因座检验结果也可推测重建生母X-STR基因型。除DXS10134基因座的等位基因被推测为36，38，与上述根据男性同胞X-STR检验结果推测的36，37相矛盾外，其他重建的等位基因均符合同母的等位基因遗传条件，这里将这一现象考虑为突变，即同胞6在DXS10134基因座可能发生了38→37的一步突变。这一不确定的突变基因被视为不能重建的“空白”等位基因，因此最终重建的此基因座上生母的X-STR基因型为36，-。对于祖父母与孙女的亲缘关系鉴定，X-STR检验可提供用于比对从祖母传到儿子，再从儿子传到孙女的X-STR基因座单倍型遗传信息，其结果可作为其他证据的补充验证。

参与鉴定的全同胞人数以及他们的基因型分布决定了重建缺失父母遗传数据的完整性，获取尽可能完整的遗传数据是可靠进行祖孙鉴定的基础。本案经筛选确认了5名全同胞参与鉴定，但由于基因型分布问题，还是不可避免地出现一些不能推测出遗传数据的“空白”等位基因，此时在计算似然比率时，对这些“空白”等位基因的概率取值遵循“不利存在祖孙关系假设”原则，以期在相对严苛的假设条件下认定“存在祖孙关系”。此原则在筛选参与全同胞人数上亦然，如本案同胞7虽然与其它全同胞的IBS评分均高于22，但与同胞8之间的IBS评分低于22，并在Penta D基因座存在可能的遗传变异而将其作为不符合全同胞遗传条件的样本从参照样本中剔除。

[1] SF/ZJD0105002-2013，生物学全同胞关系鉴定实施规范[S].2013.

[2] SF/Z JD0105001-2010，亲权鉴定技术规范[S].2010.

[3] 柳燕，赵珍敏，李莉，等.常染色体STR祖孙亲缘关系鉴定分析[J].中国司法鉴定，2007，32（5）：18-21.

[4] 赵书民，李成涛，张素华，等.应用常染色体STR基因座共有等位基因数判别全同胞关系[J].法医学杂志，2009，25（4）：267-270.

[5] 赵书民，张素华，李成涛.采用Identifiler系统进行全同胞关系判定的准则探讨[J].法医学杂志，2011，27（1）：102-106.