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。     

中国不同语系人群的色素表型推断

目的对中国不同语系人群的色素表型进行推断及差异分析,为法医人类学和遗传学提供数据参考同区。域方的法印欧在、实汉验藏室、阿构尔建泰包、含苗41瑶个、侗色台素、表南型亚6相个关语位系点的的1H7Ir个isP人le群x-的S2复6合66扩份增成检年验男体性系DN,对A分样布本在进中行国分不型检验。通过在线推断模型(https://HIrisPlex.erasmusmc.nl/)进行色素表型分类推断,并对输出数据进行统计分析。结果印欧语系及阿尔泰语系的亚欧混合人群有1.92%的蓝色眼睛和34.29%的棕色、金色头发个体,其他人群的眼睛和头发颜色表型没有明显差异,均为棕色眼睛和黑色头发。各人群肤色具有语系和地域差异:印欧语系人群肤色最浅,南亚语系人群肤色最深;西南地区少数民族人群较平原地区人群肤色偏深。结论中国人群的色素表型推断结果与对各人群的外观认知基本一致,证明体系可靠性较佳。眼睛、头发颜色主要与祖源成分相关,肤色则呈现出语系间的差异性,并与人群地域分布密切相关。     

基于SNP推测中国汉族人群身高的遗传学研究

目的选取已知与身高关联的31个SNP位点,在1220例中国汉族健康成年人群样本中验证其身高遗传关联性,并构建身高预测模型及评估该模型的推断能力。方法基于多元线性回归及logistic回归分析,在31个SNP位点中验证与中国汉族人群身高相关联的SNP位点;利用质控后的22个SNP位点,采用加权等位基因求和法(weight allele sums,WAS)针对不同身高分类方法建立推断模型。并通过受试者工作特征曲线(receiver operating characteristic, ROC)及曲线下面积(area under curve,AUC)分别计算推断准确性。结果 7个SNP位点与身高的关联得到验证,其中rs3823418、rs2166898、rs4821083及rs6030712来自东亚人群研究,rs11021504来自中国汉族人群研究,rs3816804、rs3751599在欧洲和中国汉族人群研究中均有报道。四川男性群体二元分类身高预测模型的AUC值为0.67(95%CI:0.55-0.79),稍高于Aulchenko等研究(AUC=0.65),但低于Liu等研究(AUC=0.75,95%CI:0.72-0.79)。结论本研究揭示了身高遗传位点具有人群差异性,筛选与某一群体身高遗传显著相关的SNP位点,结合适当的特征分类方法,有望构建出对该群体推断效果较好的身高模型。     

9-CpG年龄推断在不同海拔地域和性别人群中的验证及优化

目的本研究旨在对早先建立的9-CpG年龄推断模型在不同海拔地域和不同性别人群中年龄推断的适用性进行验证及优化,提升年龄推断的准确性,并研究检测体系的灵敏度。方法采集367份不同海拔地域、不同性别个体的血液样本,使用EpiTYPER技术平台检测9个CpG位点的甲基化值,利用年龄推断模型预测样本提供者的年龄,综合评估年龄预测的准确性。结果所有测试样本均获得相对准确的年龄预测值(N=367, MAD=4.0岁,R~2=0.83)。平原女性样本(N=40),MAD=3.63岁,R~2=0.88。平原男性样本(N=123)MAD=3.42岁,R~2=0.83;其中随机选取平原男性样本(N=40)MAD=3.39岁,R~2=0.83;高原男性样本(N=204)MAD=4.42岁,R~2=0.86。加入平原与高原变量,新建立8-CpG年龄推断模型,MAD=2.90岁,R~2=0.86(验证集MAD=3.31岁,R~2=0.83)。灵敏度分析中转化前最低DNA用量为250ng(转化后最低DNA用量约为8ng)可获得9个位点完整甲基化信息。结论本研究证明了9-CpG年龄推断模型在不同性别间无显著差异。同一模型应该考虑高原和平原人群血液样本DNA甲基化差异。加入平原与高原变量,新建立8-CpG年龄推断模型可提高高原地区人群年龄预测准确性。     

基于机器学习和锁骨胸骨端薄层CT的年龄推断研究

目的 采用Kellinghaus分级法对锁骨胸骨端薄层CT进行人工阅片分级,运用多种传统统计学方法以及机器学习方法构建青少年及成人早期年龄推断模型,探索机器学习技术在四川汉族人群年龄推断研究中的应用价值。方法 回顾性收集491例10～30岁个体的胸部薄层CT影像,参照Kellinghaus分级法对所收集样本进行阅片分级赋分。随机选取10%的数据作为测试集,其余数据作为训练集,综合构建多种青少年及成人早期年龄推断的传统统计学回归模型与机器学习模型,采用平均绝对误差值（Mean Absolute Error,MAE）对模型的性能进行评估。结果统计回归模型中效能最好的模型为三次回归模型,男性MAE值为1.34,女性MAE值为1.57;三种机器学习模型中,随机森林模型对男性的预测效能最好,MAE值为1.39;支持向量模型对女性的预测效能最好,MAE值为1.51。结论在锁骨胸骨端年龄推断模型的构建中,机器学习模型在年龄推断中的准确性有一定提升,但与传统统计学回归模型相比并无明显优势,机器学习方法在锁骨胸骨端年龄推断中的应用价值仍有待进一步探索研究。     

基于深度学习的颅脑损伤机制自动化鉴别

目的 应用卷积神经网络Inception＿v3模型进行基于颅脑CT图像的加、减速性损伤自动鉴别,探讨深度学习技术在法医学颅脑损伤成伤机制推断中的应用前景。方法 收集190例加、减速性脑损伤的影像学资料作为实验组,另选取130例正常颅脑的影像学资料作为对照。将上述320例影像学资料根据随机抽样的方法分为训练验证集和测试集。采用准确率、精确率、召回率、F1值及AUC值评估模型分类性能。结果 模型在训练过程和验证过程中对3种图像（加速性损伤、减速性损伤及正常颅脑）分类的最高准确率分别为99.00%、87.21%,满足要求。使用优化后的模型对测试集数据进行测试,该模型在测试集中的三分类准确率为87.18%,识别加速性损伤的精确率、召回率、F1值及AUC值分别为84.38%、90.00%、87.10%、0.98,识别减速性损伤的各值分别为86.67%、72.22%、78.79%、0.92,识别正常颅脑的各值分别为88.57%、89.86%、89.21%、0.93。结论 Inception＿v3模型在基于颅脑CT图像区分加、减速性损伤中具有应用潜力,有望成为推断头部致伤方式的一种辅助工具。     

基于27-plex SNPs的内蒙古地区4个人群的族源推断研究

目的基于27-plex SNPs族群推断体系对内蒙古地区汉族、蒙古族、鄂温克族及达翰尔族的遗传结构及族群成分进行研究。方法使用27-plex SNPs试剂盒检验四个人群的989份样本并获取SNPs位点分型,利用STRUCTURE聚类分析、主成分分析及系统发育树综合分析人群之间的遗传关系,使用族群推断软件DAA v1.0(DNA Ancestry Analyzer,DAA)对族群来源进行推断,通过与已知样本信息对比,推断结果的准确性。结果 STRUCTURE聚类分析和主成分分析结果显示调查的四个民族主要族群成分均为东亚(占92%以上);系统发育树显示四个民族与其他东亚族群的亲缘关系较近,聚为一支;除27份样本祖先来源被归为混合族群或不排除混合族群外,其余样本祖先来源均为东亚,推断准确率达97.27%。结论内蒙古地区汉族、蒙古族、达翰尔族及温克族均为东亚族群,蒙古族、达翰尔族及鄂温克族3个少数民族的遗传关系更近。使用27-plex SNPs族群推断系统对内蒙古地区汉族、蒙古族、达翰尔族及鄂温克族进行遗传推断,结果可靠。     

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Hi Seq 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。     

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。     

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。     

38重InDel快速族群推断体系的优化及验证

目的 对构建的38重InDel快速族群推断体系进行优化,根据DNA分析方法科学工作组(Scientific Working Group on DNA Analysis Method,SWGDAM)指南进行性能验证,并对其应用于东亚、欧洲、非洲及其混合人群族群推断的准确性进行验证。方法 以DNA标准品9947A为模板,通过调整引物平衡性、Mg²⁺终浓度、优化PCR热循环参数和扩增体积等建立最优扩增条件,比较样本的等位基因丢失、非特异性扩增以及推断样本来源是否与已知信息匹配,评价该体系的相关性能。结果 本体系的最佳模板用量为0.125～2 ngDNA,InDel分型结果准确,扩增均衡性好,种属特异性好;对混有血红蛋白(≤80μmol/L)、靛蓝(≤40 mmol/L)、钙离子(≤1.0 mmol/L)以及腐殖酸(≤90 ng/μL)等抑制剂的样本具有一定耐受性;可以直接扩增检测血卡、唾液卡,且族群推断结果准确;能够区分两样本的混合DNA样本;对实际案例常见生物检材的检验结果良好。结论 38重InDel快速族群推断体系分型结果准确可靠,体系性能符合SWGDAM指南要求,...     

基于27-plex SNPs的四川地区四个族群遗传推断研究

目的基于27-plex SNPs族群推断体系对四川地区汉族、藏族、羌族及彝族四个族群遗传结构及成分进行研究。方法使用27-plex SNPs试剂检验四个族群1054份样本并获取SNPs位点分型,利用主成分分析、聚类分析及系统发育树综合分析族群间遗传关系,使用族群推断软件(DNA Ancestry Analyzer,DAA)推断样本的族群来源并统计推断结果的准确性。结果系统发育树显示四川汉族、藏族、羌族、彝族和其他东亚族群共同聚为一支;主成分分析和聚类分析结果显示四川汉族、藏族、羌族及彝族主要祖先成分均为东亚。除1例样本祖先来源不排除东亚或混合族群外,其余1053份样本均来源于东亚。结论四川地区汉族、藏族、羌族和彝族均为典型的东亚族群,藏族、彝族和羌族的遗传关系较近。使用27-plex SNPs族群推断系统对四川汉族、藏族、羌族和彝族进行遗传推断,结果可靠。     

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。     

中国汉族6～18周岁女性人群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,建立利用牙齿推断中国汉族女性人群年龄的方程。方法通过对6923名6～18周岁汉族女性儿童及青少年全口曲面断层影像下颌恒牙的钙化程度进行评分;将分级值及其对应的年龄输入SPSS软件进行分析,最终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181例进行肓测。结果牙齿钙化评分值与年龄相关分析结果相关系数r均大于0．6,同名牙评分值侧别间统计分析结果P〉0．05且相关系数r均大于0．93,方程拟合优度检验R^2=0．789,估计值标准误为1．28岁,盲测结果与真实年龄的平均误差为0．421±0．272岁。结论本研究所建立的方法在推断中国汉族女性6～18周岁群体年龄方面有良好的应用前景。     

利用人体皮肤及口腔微生物群进行地理溯源

目的 通过对细菌16S rRNA基因全长的测序分析,探究利用人类皮肤及口腔微生物推断个体地理位置来源的可能性。方法 提取上海和内蒙古赤峰两地汉族人群手掌及口腔微生物DNA,通过16S rRNA基因全长测序,分析两地人群微生物群组成和多样性情况,随后筛选差异性物种并构建地理位置预测模型。结果 上海与赤峰两地汉族人群手掌侧皮肤及口腔微生物的组成结构均不相同。对于手掌侧皮肤微生物,赤峰样本的丰富度和均匀度均高于上海样本,而口腔微生物的差异则不显著。置换多元方差分析(permutational multivariate analysis of variance,PERMANOVA)证实两地样本的β多样性差异具有统计学意义,皮肤样本与口腔样本的决定系数(R²)分别为0.129和0.102。通过主坐标分析(principal co-ordinates analysis,PCoA)可以对两地样本进行初步区分。预测模型利用皮肤和口腔样本对地理来源进行预测的准确率分别为0.90和0.83。结论 上海和赤峰两地汉族人群手掌侧皮肤和口腔微生物的结构均存在差异,利用随机森林算法构建的预测...     

27-plex SNPs复合扩增检测体系构建与应用评价

目的建立27个常染色体SNPs复合检测体系,用于未知个体种族来源推断。方法通过对Hap Map数据库中描述祖先(非洲、欧洲、东亚)的遗传标记信息分析,选出27个SNPs位点,构建27个SNPs复合扩增体系;采用该体系对17个不同祖先人群的1 164份样本进行测试,得到的分型数据和在Hap Map数据库查询到的11个相关人群的数据;采用据聚类分析方法(K=3)进行祖先成分和匹配率计算,分析推算样品9947A的祖先来源,并进行体系性能验证。结果该体系可以进行单一和混合人群的种族来源和种族成分推断,来自新疆的人群遗传成分呈现在欧洲与东亚祖先之间连续分布,样品9947A祖先成分和匹配率与相关文献分析结果一致。浓度最低为0.1ng/μL时27个等位基因均可正确判型。结论本文构建的27-plex SNPs复合体系可以精确推断非洲、欧洲、东亚血统的个体祖先起源,且对欧亚混合人群(欧洲/东亚)有较好的推断能力,可在相关研究和实践中选择使用。     

两种DNA族群推断技术在一组家系样本中的比较

目的使用课题组构建的27-plex SNPs和38-plex InDels两套族群推断体系,检测一组维族与回族通婚家系样本,通过两种体系间的相互印证,以获得更可靠的种族分析结果。方法分别利用两套检测体系,对来自一维族—回族通婚家系的三代成员共16份样本进行检测,推断其族源信息。结果 16份样本在两种体系下的推断结果与样本的实际来源信息基本一致,该家族成员的遗传成分呈现出欧亚混合特征。结论本实验室构建的两种不同遗传标记的族群推断体系可以有效区分洲际人群的祖先来源,通过两种体系的相互印证,可为案件的侦查提供更为准确的科学线索和依据,同时38-plex InDels体系具有操作步骤简单,检测时间短,可以直接扩增等优势。     

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。     

基于全脊柱X线摄影的四川汉族女性身高推断

目的通过测量全脊柱X线正侧位片中全椎体相关高度,建立四川汉族女性身高推断的回归模型。方法收集200例四川汉族女性个体,准确测量其身高,应用大平板多功能数字化摄影系统采集全脊柱正侧位X线片,分别测量所有样本正侧位全椎体高度,计算正侧位全椎体高度平均值,对各指标与身高的相关性进行线性回归分析,建立推算身高的数学模型,并重新选取30例样本代入数学模型,验证模型的准确性。结果全椎体高度与身高具有良好的相关性,相关性最高的是正侧位全椎体高的平均值,所建立的3个回归方均有统计学意义(P0.05),其中以利用侧位全椎体高建立的方程准确性最高。结论利用全椎体高度进行身高推断具有较高的准确性。     

3种尸骨年龄推断方法的比较

目的 寻找适合不同年龄段和性别的年龄推断方法。方法 收集上海市公安局刑事侦查总队法医室2000—2020年鉴定的91例未知名尸体的肋软骨、胸骨和耻骨联合3种检材,分别采用肋软骨推断法、胸骨推断法、耻骨联合推断法推断年龄,并将推断结果与尸体实际生理年龄进行一致性检验。比较不同检材推断年龄的准确性及与年龄、性别的关系。结果 使用肋软骨法,40岁以下的男性、女性、整体人群的推断误差分别为（0.608±2.298）、（0.429±1.867）、（0.493±2.040）岁,40岁以上的为（-1.707±3.770）、（-3.286±4.078）、（-2.625±4.029）岁,3组人群在2个年龄段间差异均有统计学意义（P<0.05）;使用胸骨法,40岁以下的男性、女性的推断误差分别为（0.921±3.019）、（0.452±1.451）岁,40岁以上的为（-5.903±5.088）、（-1.429±2.227）岁,3组人群在2个年龄段间差异均有统计学意义（P<0.05）;使用耻骨联合法,40岁以下的男性、女性的推断误差分别为（-0.204±1.876）、（0.238±2.477）岁...