DNA甲基化年龄推断模型在华东汉族人群中的跨平台应用

目的 评估基于DNA甲基化年龄推断模型在华东汉族人群中的法医学应用价值,为探索适用于不同检测平台的年龄推断模型提供理论依据。方法 根据已发表的中国汉族人群血液DNA甲基化年龄推断模型中6个年龄相关甲基化位点,使用焦磷酸测序和下一代测序（next-generationsequencing,NGS）技术分别检测48例样本的DNA甲基化水平,分别将其代入年龄推断模型后计算预测年龄,并与真实年龄进行比较。结果 两种检测技术下6个甲基化位点都与年龄相关,使用焦磷酸技术的R2为0.85,平均绝对误差（medianabsolutedeviation,MAD）为4.81岁,使用NGS技术的R2为0.84,MAD=4.41岁。结论 该血液DNA甲基化年龄推断模型可以在焦磷酸测序与基于NGS的多重目的区域甲基化富集测序技术下使用,并能够较为准确地推断年龄。     

DNA甲基化年龄推断及其在法医学中的应用展望

随着DNA甲基化检测技术的发展,年龄相关甲基化修饰位点的研究发现了更多跨组织的年龄特异性位点,这使得个体年龄推断的灵敏度和准确性都有了提高。此外,各种统计模型的建立,也为不同来源组织的年龄推断提供了新的方向。本文从检测技术、年龄相关胞嘧啶鸟嘌呤二核苷酸位点和模型的选择等方面,对近年来DNA甲基化位点年龄推断的相关研究进行综述。     

DNA甲基化推断人类年龄的研究进展

在法庭科学实践中,年龄是重要的个体信息,是刻画嫌疑人特征首先要考虑的指标之一。近年来,DNA甲基化因其出色的准确性和稳定性成为年龄推断的研究热点。在DNA甲基化位点的特异性、跨组织年龄推断、未成年人的DNA甲基化年龄推断、年龄推断的灵敏度和法医学实际应用等方面均取得了新进展。同时,一些研究建立了更精确的统计建模方法、消除不同检测平台的差异、找寻模型中合适的位点数量、分析了环境和疾病的影响,本文对此进行综述以提供参考。     

基于年龄相关DNA甲基化位点推断河南汉族个体年龄

目的探查中国河南汉族个体与年龄相关的DNA甲基化位点,构建年龄推断模型,进行甲基化和年龄相关性分析。方法采用焦磷酸测序法对ELOVL2、ClOrf132、KLF14、TRIM59和FHL2基因的34个CG位点进行甲基化分析,利用SPSS 23软件的多元回归方法建立模型,对甲基化和年龄相关性做分析。结果除ClOrf132基因3个CG位点的甲基化水平与年龄呈负相关外,其余4个基因的31个CG位点甲基化水平均与年龄呈正相关。多元回归分析表明,年龄与CG位点的甲基化水平存在明显的线性关系,实际年龄与推断年龄偏差在5岁以内的准确度达80%以上。结论本研究构建的河南汉族个体年龄推断模型,有助于通过检测血液等组织的DNA甲基化水平推断个体的年龄范围,具有法医学应用前景。     

Nolla法推断中国北方汉族儿童年龄的准确性

目的基于原始表格转换法和多元回归模型,研究应用Nolla法推断中国北方汉族5.00～14.99岁儿童年龄的准确性。方法收集在西安交通大学口腔医院就诊的5.00～14.99岁中国北方汉族儿童患者的口腔全景曲面体层摄影片(简称"全口曲面体层片")2 000张,其中男性1 000例,女性1 000例。基于Nolla法对下颌左侧7颗恒牙(除第三磨牙外)进行发育分期评估后,分别通过原始表格转换法和多元回归模型进行年龄推断。首先将7颗恒牙的发育分期结果求和,根据年龄转换表获得推断年龄。其次,从2 000张全口曲面体层片中随机选取80%的样本作为训练集(每个年龄段男性、女性各80例),以所选患者的生理年龄为因变量,以性别、7颗恒牙的分期结果为自变量建立多元回归模型。之后将剩余20%的样本作为测试集代入模型,以验证采用多元回归模型进行年龄推断的准确性。结果男性样本的平均生理年龄为(10.03±0.09)岁,女性为(10.01±0.09)岁。经原始表格转换法进行年龄推断的结果显示,男性平均高估0.18岁,女性平均低估0.02岁,平均绝对误差(mean absolute error,MAE)分别为0.94岁和0.97岁;通过建立多元回归模型进行年龄推断的结果显示,男性平均高估0.06岁,女性平均低估0.02岁,MAE分别为0.66岁和0.77岁。结论本研究基于Nolla法可实现中国北方汉族儿童的年龄推断。相较于原始表格转换法,建立多元回归模型进行年龄推断更加准确。     

应用膝关节MRI T_2加权脂肪抑制像推断活体年龄

目的探索膝关节MRI T2加权脂肪抑制像(T2-FS)在法医年龄推断中的应用价值,建立安全可靠的四川汉族年龄推断方法。方法收集膝关节MRI 324例(男性170例,女性154例),年龄范围为10~30岁。采用西门子1.5T磁共振仪摄片,MRI参数:T2-FS TSE序列,矢状位。将股骨远端、胫骨近端骨骺发育分为6个等级并赋分,分析各指标性别差异及年龄相关性,建立年龄推断回归模型。结果男女性股骨远端、胫骨近端MRI等级与年龄呈正相关性,股骨远端与年龄的相关性男性0.687,女性0.661;胫骨近端与年龄的相关性男性0.684,女性0.488。股骨远端骨骺完全闭合,骺线消失的最小年龄男性18.42岁,女性19.36岁;胫骨近端男性骺线消失的最小年龄为16.93岁,女性为14.68岁。股骨远端等级1~3、5、6和胫骨近端等级1~3、5年龄分布性别差异不显著。分别建立男女年龄推断模型,男性年龄推断平均绝对误差(MAD)=2.90岁;女性年龄推断MAD=3.30岁。结论膝关节MRI T2-FS影像可作为活体年龄推断的指标之一,股骨远端等级6可作为判断18岁的指标之一。     

基于CT三维重建技术推断西部地区汉族成人颅骨性别

目的 利用颅骨CT三维重组技术检验Walker模型推断我国西部地区汉族成人性别的可靠性和准确性,并研究适用于西部地区汉族人群的颅骨性别推断模型。方法 收集陕西省汉中医院2017—2021年的576例颅骨CT三维重组图像,分为实验组486例、验证组90例。观察者1采用Walker模型对实验组样本评分进行性别推断,并修正为适用于西部地区汉族样本的logistic函数,3名观察者对验证组90例样本评分,代入修正后的logistic函数完成回代检验。结果 应用Walker模型推断西部地区汉族成人性别准确率为63.2%～77.2%,修正的性别推断模型的准确率为82.9%。3名观察者回代检验性别推断准确率为75.6%～91.1%,观察者之间Kappa一致性检验结果为0.689(P<0.05),观察者内部Kappa一致性检验结果为0.874(P<0.05)。结论 不同地区人群骨骼特征存在差异,修正后的logistic函数在西部地区汉族成人获得了更高的准确率。     

不同年龄组白细胞端粒DNA长度变化研究

目的探讨人外周血白细胞端粒DNA随年龄变化的规律。方法选取123例不同年龄健康人外周血样本,采用非同位素探针标记的SouthernBlot方法检测了端粒DNA限制性酶切片段(Telomericre鄄strictedfragment,TRF)长度的变化。结果对这123例样本就性别组成进行χ2检验,得出P>0.05,说明这123例样品性别对TRF的差异不显著。123例外周血白细胞端粒TRF平均长度随年龄增长而逐渐缩短,且TRF随年龄缩短的速度是不均一的,人外周血白细胞染色体端粒DNA长度可能在5岁左右存在缩短加剧现象。对0～14岁、15～64岁及≥65岁三组进行方差分析(SNK检验),显示有显著性差异(P<0.01)。结论不同年龄组人外周血白细胞端粒DNA长度具有显著差异且变化速率不同,该研究结果为通过端粒DNA长度推断个体年龄提供了可能。     

利用耻骨MSCT三维重组技术推断成人活体年龄

目的建立基于成人耻骨MSCT三维重组推断活体年龄的方法,并验证其准确性与可靠性。方法收集300名年龄大于17岁的志愿受试者的耻骨联合面容积再现(volume rendering,VR)图像,对不同年龄段人群运用耻骨联合面推断年龄的方法和公式,对受试者的年龄进行推断。结果 300名受试者中,生物学年龄与实际年龄相差1岁以内的117例,相差1~2岁的178例,相差大于2岁的5例。结论 MSCT三维重组技术可以用于成人活体年龄的推断,推断结果准确性与可靠性较高。     

机器学习技术结合Y染色体CpG位点推断男性年龄

目的 年龄推断作为个体特征描绘关键环节之一，在法医实践中的地位愈发重要，然而从混合斑中推断出个体年龄是一个尚未解决的难题。本研究通过筛选Y染色体上CpG位点并结合机器学习算法构建男性个体年龄推断模型。方法 从GEO数据库筛选男性血液甲基化数据，按照年龄变化趋势对Y染色体上的位点进行差异性分析。对Y染色体上的差异性CpG位点进行线性回归拟合并计算Spearman相关系数，基于年龄相关CpG位点构建支持向量机、梯度提升机、随机森林、多元线性回归、K最邻近等5种机器学习模型用于年龄推断模拟和验证。结果差异性分析得到26个CpG位点，通过线性拟合得到8个年龄相关CpG位点。五种机器学习训练模型推断年龄的平均绝对偏差（Mean Absolute Deviation,MAD）范围从5.19岁～7.68岁。在验证阶段的数据集中，支持向量机的年龄推断模型表现最佳，MAD为5.43岁。结论 本研究基于机器学习算法验证了Y染色体上的CpG位点对男性个体年龄推断的可行性，为法医实践提供有效依据。     

基于数据挖掘实现成人喉软骨和舌骨CT图像重组的年龄推断

目的运用数据挖掘技术探索喉软骨和舌骨CT图像重组用于成人年龄推断的可行性。方法收集413例颈部薄层CT图像,样本年龄范围18~<80岁,将样本随机分为测试集和训练集。参照TURK等的分级方法,对所有样本进行全方位综合阅片分级,将甲状软骨骨化过程分为6级,环状软骨骨化过程分为5级,舌骨大角和舌骨体的骨性结合分为3级。采用scikit-learn 0.17机器学习工具包(Python语言)建立成人年龄推断的多元线性回归模型、支持向量回归模型和贝叶斯岭回归模型。应用留一交叉验证和测试集评估模型性能。结果所有指标与年龄的相关性均呈中等或较差。男性样本应用支持向量回归模型的准确性最高,平均绝对误差为8.67岁,明显优于多元线性回归模型和贝叶斯岭回归模型;女性应用支持向量回归模型准确性最高,平均绝对误差为12.69岁,但与其他两种模型准确性的差异无统计学意义。结论应用数据挖掘技术有助于提高推断成人年龄的准确性,但基于喉软骨和舌骨的成人年龄推断误差仍较大,实际应用中应结合其他指标综合推断年龄。     

HIrisPlex眼睛及头发颜色推断体系在中国亚欧混合人群中的应用

目的验证HIrisPlex眼睛及头发颜色推断系统在中国亚欧混合人群中的准确性及适用性。方法本研究采用人工读取照片的方式,对新疆兵团公安局提供的200例亚欧混合个体样本的眼睛及头发颜色进行表型分类;对上述样本的血卡应用实验室构建的包含24个眼睛及头发颜色相关位点的HIrisPlex复合扩增体系进行基因型检验。将分型数据上传至在线推断模型(https://HIrisPlex.erasmusmc.nl/)来推断样本的眼睛及头发颜色,并通过受试者工作特征曲线下面积(Area under the receiver characteristic operating curve,AUC)来计算模型对样本表型的推断准确性。结果人工读取后,样本被分类为2种眼睛颜色和2种头发颜色。在线模型对样本蓝色和棕色眼睛进行推断得到的AUC值分别为0.876和0.874,对棕色、黑色头发进行推断的AUC值分别为0.575和0.635。结论 HIrisPlex系统对亚欧混合人群眼睛颜色推断具有较高的准确性,对头发颜色的推断具有一定的参考价值,可以尝试应用于相关案件并为之提供外貌特征线索。     

中国汉族6-18周岁男性牙齿生长发育的年龄研究

目的研究牙齿钙化程度与年龄的关系,建立利用牙齿钙化程度推断中国汉族6～18周岁男性年龄的办程。方法通过对6568名6～18周岁汉族男性全口曲面断层影像上牙齿的钙化程度进行评分;将分级值及其对应年龄输入SPSS软件进行分析,建立推断年龄的方程模型;从研究样本外随机抽取已知年龄的样本160例进行卣测,,结果同名牙齿钙化评分值侧别间秩合检验结果P〉0．05;下颌左侧恒牙钙化评分值与年龄相关分析结果r值均存0．7以上,下颌同名牙间相关系数r均在0．9以上;所建回归模型拟合优度R^2=0．828,估计值标准误为1．23岁;阿测平均洪差为0．423±0．269岁。结论本研究所建立的方法准确可靠,可用于中国汉族6～18周岁男性人群的年龄推断。     

ERCC1和XPF基因在法医学年龄推断中的初步研究

目的探讨ERCC1和XPF基因mRNA及蛋白在不同年龄段健康汉族人群中的表达情况,分析其mRNA和蛋白表达量与年龄之间的相关性,以期为法医学年龄推断提供新的分子生物学指标。方法收集150例不同年龄段健康汉族人群外周血样,梯度离心法分离血浆,Trizol法提取外周血单个核细胞(PBMCs)总RNA;实时荧光定量PCR检测ERCC1和XPF基因mRNA在PBMCs的相对表达量;酶联免疫吸附试验检测ERCC1和XPF蛋白在血浆中的表达量。结果 ERCC1和XPF基因mRNA在不同性别PBMCs的相对表达量均无统计差异(P0.05)。ERCC1和XPF基因mRNA相对表达量在不同年龄段有统计学差异(P0.05),且不同年龄段组间比较亦均有统计学差异(P0.05)。回归分析显示ERCC1和XPF基因mRNA相对表达量与年龄呈负相关,其相关系数(r)分别为-0.578和-0.844;以年龄为自变量(x),以mRNA相对表达量为因变量(Y),其拟合曲线分别为Y=3.3E-5x~2-0.0261x+1.9175(R~2=0.3244,P0.01)、Y=0.0003x~2-0.0459x+2.0439(R~2=0.729,P0.01)。血浆中ERCC1和XPF蛋白表达量在不同年龄段及性别间均无统计差异(P0.05)。结论 ERCC1和XPF基因mRNA在PBMCs的相对表达量随年龄增加而下降,其血浆中蛋白表达与年龄无关,为建立ERCC1和XPF基因与年龄之间的数学模型提供理论学依据。     

基于深度学习对口腔全景摄影片进行性别推断的研究

目的 探究深度学习技术对中国汉族人群口腔全景摄影图像（OPG）进行性别推断的可行性和准确性。方法 收集18～70岁汉族人群OPG影像数据10 600份（男性5 300份,女性5 300份）,按照8:1:1比例随机划分为训练集、验证集、测试集。采用MobileNetV2、Swin Transformer模型进行训练,通过准确率、F1分数及GradCAM算法评估模型分类性能及可视化展示。结果 MobileNetV2、Swin Transformer Small和Swin Transformer Tiny模型的准确率为97.57%、95.13%、96.28%,其中MobileNetV2模型表现最佳。Grad-CAM算法显示男性OPG图像主要关注左右侧下颌支及牙槽骨,而女性的OPG图像主要关注上颌窦、左侧下颌支及左侧后牙槽骨。结论 本研究基于深度学习技术构建的中国汉族人群OPG图像性别推断模型具有较高的准确性及泛化能力,为法医学性别推断提供了新的方法。     

41-Plex SNP色素推断复合检测体系在中国人群中的适用性研究

目的根据已知的HIrisPlex-S色素推断SNP复合检测体系,在中国人群中进行色素表型推断及体系的适用性研究。方法基于SNaPshot平台,构建包含2个复合扩增检测体系的41重SNP色素特征推断体系41-Plex。使用来自中国7个不同地域人群的200个无关个体DNA样本进行体系的准确性测试。通过人工表型分类读取眼睛及头发颜色;通过色素测量仪检测皮肤颜色,并计算个体类型角(individual typology angle,ITA)的数值对肤色进行分类。随后,使用在线推断模型(https://HIrisPlex.erasmusmc.nl/)进行每个样本的色素表型推断并计算准确率和受试者工作特征曲线下面积(the area under the receiver characteristic operating curve,AUC),根据对实验室参与者实际肤色表型的视觉认知,对手臂和脸颊ITA肤色分类标准进行了不同的调整并分别计算AUC值。结果该体系对棕色眼睛颜色推断准确率为97%,对黑色头发颜色推断准确率为100%。在尝试多种肤色分类方法后,得到相对较高的AUC值为:白肤色0.831、中间肤色0.661、深肤色0.641和较黑-黑肤色0.768。结论41-Plex色素推断体系可初步应用于中国人群色素表型推断及疑难案件样本检验中,为案件提供侦查线索。     

人外周血白细胞端粒DNA长度变化与性别的关系

目的 探讨人外周血白细胞端粒DNA长度变化与性别的关系。方法 选取123例不同年龄健康人外周血样本，其中男性63例，女性60例，酚氯仿法抽提人基因组DNA，采用地高辛标记探针，通过Southern Blot方法检测端粒DNA限制性酶切片段(TRF)长度的变化。结果 123例外周血白细胞端粒TRF平均长度随年龄增长而逐渐缩短，TRF随年龄缩短的速度是不均一的，且呈现出性别差异。结论 人外周血白细胞端粒DNA长度随年龄缩短的变化速率具有性别差异，通过端粒DNA长度推断个体年龄需考虑到性别因素。     

DNA甲基化水平的法医学个体年龄推断

目的建立一种适用于中国人群的与年龄相关的多重甲基化位点检测体系。方法采用高通量测序技术对33个文献报道的与年龄相关甲基化位点进行筛选,确定了4个在中国人群中甲基化程度与年龄高度相关的甲基化基因位点,建立了OLS多元线性回归模型数据库,可以自动计算得出甲基化程度改变与年龄相关的评估值。结果本检测体系适用于刑事案件现场常见的血斑、唾液斑等生物物证的检验鉴定,灵敏度达100ng,年龄预测准确率平均误差在3.685岁以内。结论本研究建立的多重甲基化检测体系可作为法医学应用中年龄推断的一种可靠、有效的方法,为案件侦破提供更多线索,缩小侦查范围,有助于案件的快速侦破。     

中国北方未成年人群牙龄推断研究

目的运用Cameriere法和Willems法推断中国北方5~14岁人群牙龄,并比较两种方法牙龄推断的准确性。方法收集西安交通大学口腔医院年龄在5~14岁的中国北方未成年人群拍摄的全口曲面断层片2000例,其中男性1000例,女性1000例。分别采用Cameriere法和Willems法进行牙龄推断,利用SPSS 18.0软件对两种方法的推断年龄与生理年龄进行配对t检验,比较推断年龄与生理年龄的差异。结果 Cameriere法的推断年龄比生理年龄平均低估了0.38岁(男性)和0.39岁(女性),而Willems法的推断年龄比生理年龄平均高估了0.61岁(男性)和0.39岁(女性)。对比两种方法的平均绝对误差(mean absolute error, MAE),Cameriere法的MAE为0.87岁,Willems法的MAE为0.91岁。结论 Cameriere法和Willems法均适用于中国北方5~14岁未成年人群的牙龄推断,但Cameriere法比Willems法更准确。     

广东省6～15周岁汉族人牙龄的研究

目的研究广东省6～15周岁人群牙齿钙化的规律,建立根据牙齿钙化程度推断未成年人年龄的方法。方法观测2 710例（男性1 363例,女性1 347例）广东省6～15周岁汉族人全口曲面断层影像片,对其下颌牙齿钙化程度进行评分分级,所得数据经SPSS软件统计分析,建立根据牙齿钙化程度推断年龄的方程,并以100例（男60例、女40例）研究外样本进行盲测。结果数据统计显示,两侧同名牙钙化评分分级值的差异无显著性意义（P〉0.05）,而性别间差异有显著性意义（P〈0.05）;下颌单侧8颗牙齿的钙化评分分级值与年龄相关系数（r）女性为0.552～0.759,男性为0.672～0.838;所建回归模型拟合优度（R2）均在0.7以上,估计值标准误男性为0.91～1.11岁,女性为0.92～0.98岁;盲测推测年龄与真实年龄平均误差男性为0.429±0.282岁、女性为0.399±0.252岁。结论本研究所建方法推断结果准确可靠,可用于广东地区6～15周岁人群年龄推断。