三联体亲权指数的统一算法及其扩展应用

目的 介绍一种在生母参与情形下,孩子与被鉴定人间常用亲缘关系指数的统一算法.方法 以计算三联体亲权指数(paternity index in trios,PIT)的公式为基础,分析不同亲缘关系指数计算公式中的公因子,并以此公因子对不同情形下PIT计算公式进行统一描述,采用叔伯指数定律和亲缘系数(r)将上述PIT统一计算公式扩展至祖孙、半同胞、叔侄及第一代堂兄弟等不同情形下的亲缘关系指数的运算.结果 以状态一致性等位基因的频率倒数加1为公因子,在引入亲缘系数(r)的情形下,获得了可计算在生母参与时,孩子与被鉴定人间任意亲缘关系指数的两个公式.结论 在生母参与情形下,孩子与被鉴定人间亲缘关系指数的统一算法简化了运算过程,有利于编程实现批量计算.     

两个已知全同胞参与的同胞鉴定分析

目的采用家系重建法进行两个已知全同胞参与的同胞鉴定分析。方法根据似然比的概念建立两个已知全同胞参与的全同胞鉴定和半同胞鉴定的假设检验,按照孟德尔遗传规律进行家系重建,推导两个已知全同胞参与鉴定的全同胞指数(FSI)和半同胞指数(HSI))的计算公式,并通过实际案件进行验证。结果推算得到59种两个已知全同胞参与鉴定的三个体基因分型组合的FSI计算公式及91种HSI计算公式,实际案例的应用显示与两个体同胞鉴定相比,亲缘关系指数显著提高。结论本研究推导的两个已知全同胞参与的同胞鉴定分析方法能充分利用可参考样本的遗传信息,提高亲缘鉴定的检测效能,具有很好的实用价值。     

同胞鉴定中风险与对策的思考

目的 考察同胞认亲案件鉴定中的风险.方法 在一例同胞关系鉴定中,采用常染色体STR检测系统及X染色体STR检测系统进行基因型分型,并用ITO法计算全同胞指数及统计共有等住基因数和全相同基因座数进行判定.结果 在该案例中,常染色体STR分型结果与X染色体STR分型结果均提示被检验同胞之间并非其声称的全同胞关系,在排除其中非全同胞个体后,对剩余全同胞进行基因型分析从而反推出其生父母基因型,并与被认个体进行基因型比对后得出排除结论,即被认个体与被检验同胞之间不存在生物学全同胞关系.结论 对于同胞认亲的案件,若无父亲和(或)母亲参与,鉴定人应尽可能地通过多种检测系统(常染色体STR、X-STR、Y-STR、mtDNA等)综合分析,从而对被检验同胞所声称的“全同胞”关系进行验证;也可用ITO法计算全同胞指数及统计共有等位基因数和全相同基因座数进行判定,这样可以互相印证鉴定结果,降低误判风险.     

多种遗传标记分析在1例半同胞鉴定中的综合应用

目的通过对1例半同胞亲缘关系的检验,探讨多种遗传标记在同父异母半同胞关系鉴定中的应用。方法分别使用39个常色体STR遗传标记、23个Y染色体STR遗传标记、12个X染色体STR遗传标记对赵3、赵4、赵5与赵1、赵2是否为半同胞亲缘关系进行检验。结果依据常染色体、Y染色体及X染色体STR的分型结果,采用家系基因型重建的方法可以推断出赵4(可疑半同胞)与赵1、赵2之间系无关个体,支持赵3(可疑半同胞)、赵5(可疑半同胞)与赵1、赵2为同父异母半同胞关系。结论对于同父异母的半同胞鉴定,综合应用多种遗传标记,并采用家系基因型重建的方法进行分析可获得较为可靠的鉴定意见,仅使用ITO法计算半同胞指数或判别函数法分析则难以提供可靠的鉴定意见。     

父母基因型重构在复杂同胞亲缘关系鉴定中的应用

目的为识别参考个体中存在的可疑半同胞,在没有父母遗传信息情况下,解决可疑同胞与参考个体之间的全同胞及半同胞复杂亲缘关系鉴定问题。方法通过检测常染色体并计算参考同胞之间的全同胞指数(Full-sib Index,FSI)及进行IBS评分(Identity by states score),并检测Y染色体以进一步明确参考同胞中的可疑半同胞;根据参考同胞信息构建亲代X染色体及常染色体基因型,并利用已识别的参考半同胞信息推导母亲常染色体基因型。结果确定了参考个体中一名半同胞,最后在没有线粒体技术辅助的情况下,不仅排除了评估对象与参考个体之间的全同胞关系,也明确否定了半同胞关系。结论充分利用参考个体(本案中的全同胞与半同胞)遗传信息,能为复杂亲缘鉴定提供有力的判定依据。     

Y染色体微缺失和突变的全同胞关系鉴定

目的探讨Y染色体微缺失和突变时,两男性个体间的全同胞关系鉴定。方法提取两样本DNA,检测Y-STR分型及常染色体STR分型,通过IBS法、ITO法及全同胞-无关个体判别函数法计算两个体间的全同胞关系。结果 33个Y-STR基因座中有2个基因座存在突变,其中一样本存在19个基因座的缺失。两样本IBS为53,大于阈值42;累积全同胞关系指数为1.36×10~(16),远远大于19;全同胞-无关个体判别函数D_(FS2)D_(R2)。因此倾向于认为两个体为全同胞。结论对于Y染色体微缺失和突变需要进行父系鉴定的情况,可以综合应用IBS法、ITO法以及全同胞-无关个体判别函数法以得出更为可靠的鉴定意见。     

常染色体STR遗传标记在同胞鉴定中的应用

目的 探讨常染色体STR遗传标记用于鉴定两个体同胞关系的可行性。方法 用Power Plex~(TM)16体系15个STR基因座检测150对同胞个体和150对无关个体,ITO法计算同胞关系指数(PI_(FS))与同胞关系概率(W_(FS)),并比较两组W_(FS)值及两个体间等位基因匹配情况的差异,对前者进行组间差异的x~2检验。结果 100对(66.67％)同胞个体的W_(FS)大于0.9995;无关个体W_(FS)均小于0.8,其中100对(66.67％)W_(FS)小于0.27。同胞个体两个体间等位基因全相同的基因座个数为1～10个不等,平均5.49个,无关个体0～5个不等,平均1.33个;等位基因全不同的基因座个数,同胞个体0～6个不等,平均1.66个,无关个体2～11个不等,平均6.57个;等位基因半相同的基因座个数,同胞个体3～13个不等,平均7.85个,而无关个体1～13个不等,平均7.11个。经x~2检验,同胞个体和无关个体间全相同和全不同的基因座数差异均有极显著意义(P<0.001),半相同的基因座数差异无显著意义(P>0.05)。结论 PowerPlex~(TM)16体系可用于鉴定同胞关系。当两个体全不同基因座个数大于或等于6个,或全相同基因座数为0时,提示为无关个体;当两个体全不同基因座个数小于或等于1个,或全相同基因座数大于或等于6个时,提示为同胞。     

常染色体STR分型鉴定半同胞关系的亲缘关系指数计算

目的获得双方生母均参与情形下计算两个或三个孩子间半同胞关系指数(half-sib index, HSI)的简化公式。方法在给定的前提假设下,根据HSI值的定义,首先推导出单基因座上HSI值的统一表达式,再获得不同基因型组合下的计算公式,最后归纳出两种鉴定情形下的简化公式。将简化公式应用于1例典型的半同胞关系鉴定,根据39个常染色体STR位点的分型计算不同鉴定情形下的累积HSI值。结果成功地推导和归纳出双方生母均参与情形下计算两个或三个孩子间HSI值的简化公式。实际案例的计算结果显示,当双方生母均参与时,任意两个孩子间的累积HSI值与生母均不参与时相比均发生了数量级的改变,即在半同胞关系情形下大约为10~4～10~6倍,在无关个体情形下大约为10~(-4)～10~(-3)倍。结论所推导出的简化公式可用于计算双方生母均参与情形下两个或三个孩子间的HSI值。     

ITO方法及其应用2例

<正>常规的亲子鉴定是针对多个独立遗传的STR基因座等位基因的分型数据，通过计算父权指数(Paternity Index，PI)来鉴定父(母)子关系，而需要进行同胞鉴定的案例，如父母缺失仅有兄弟姊妹，或是刑事案件中需对两个体是否为同胞作前瞻性评估的情况，目     

推导IBS评分在全同胞对人群中概率分布的计算公式

目的推导通过STR等位基因频率计算生物学全同胞对间状态一致性(identity by state,IBS)评分概率分布的通用计算公式。方法依据孟德尔遗传规律和生物学全同胞(full sibling,FS)的父母为无关个体这一假设,推导得到不同基因型组合的无关个体生育两名子代时,子代不同基因型组合的IBS评分及所对应的概率。结果以f_i表示某STR基因座第i个等位基因的频率(i=1,2,…,m),则生物学全同胞对在该基因座出现2个相同等位基因的概率(p_(2FS))的计算公式为:p_(2FS)=1/4×[1+2∑i=1 m f_i~2+2(∑i=1 m f_i~2)2-∑i=1 m f_~4];在该基因座出现1个相同等位基因的概率(p_(1FS))的计算公式为:p_(1FS):1/2×[1+∑i=1 m f_i~2-2(∑i=1 m f_i~2)~2-1∑i=1 m f_i~3+2∑i=1 m f_i~4];在该基因座出现0个相同等位基因的概率(P_(0FS)),的计算公式为:p_(0FS)=1/4×[1-4∑i=1 m f_i~2+2(∑i=1 m f_i~2)~2+4∑i=1 m f_i~3-3∑i=1 m f_i~4];p_(2FS)、p_(1FS)、p_(0FS)的和为1。对于包含n个STR基因座的多重分型系统,生物学全同胞间的IBS评分符合二项分布:IBS～B(2n,π_1)。其中总体率π_1的计算公式为:π_1=1/n∑l=1 n p_(2FSl)+1/2n∑l=1 n p_(1FSl)。结论生物学全同胞鉴定中的备择假设为两名被鉴定人为生物学全同胞,对任意STR基因座组合、IBS评分所对应的备择假设概率均可通过本文所推导的公式直接进行计算,计算结果是进行证据解释的基础。     

三联体亲权指数的统一算法及其扩展应用

目的介绍一种在生母参与情形下,孩子与被鉴定人间常用亲缘关系指数的统一算法。方法以计算三联体亲权指数（paternity index in trios,PIT）的公式为基础,分析不同亲缘关系指数计算公式中的公因子,并以此公因子对不同情形下PIT计算公式进行统一描述,采用叔伯指数定律和亲缘系数（r）将上述PIT统一计算公式扩展至祖孙、半同胞、叔侄及第一代堂兄弟等不同情形下的亲缘关系指数的运算。结果以状态一致性等位基因的频率倒数加1为公因子,在引入亲缘系数（r）的情形下,获得了可计算在生母参与时,孩子与被鉴定人间任意亲缘关系指数的两个公式。结论在生母参与情形下,孩子与被鉴定人间亲缘关系指数的统一算法简化了运算过程,有利于编程实现批量计算。     

ITO法和判别函数法在同胞关系鉴定中的应用

目的探讨ITO法和判别函数法在全同胞、半同胞关系鉴定中的应用价值。方法根据500对全同胞、50对半同胞及500对无关个体的15个STR基因座（PowerPlex^TM 16体系）的分型结果,采用ITO法分别计算全同胞关系指数（FSI）、半同胞关系指数（HSI）及其比值（FSI：HSI）。比较三组配对个体的等位基因匹配情况,计算分型结果全不同的基因座数（x0）、半相同的基因座数（x1）和完全相同的基因座数（x2）,利用SPSS 13．0分析软件建立全同胞、半同胞和无关个体的判别函数。结果（1）以FSI≥19、FSI〈1作为全同胞与无关个体的判别标准,交互准确率为96.4％;以HSI≥19、HSI〈I作为半同胞与无关个体的判别标准,交互准确率为85.3％;以FSI：HSI≥1、FSI：HSI〈1作为全同胞与半同胞的判别标准,交互准确率为87．5％。（2）分别建立了全同胞-半同胞-无关个体、全同胞-无关个体、半同胞-无关个体、全同胞-半同胞4组判别函数．判别函数交互准确率为84．4％～97．7％,其中同胞-无关个体判别准确率最高。结论ITO法与判别函数法在全同胞、半同胞鉴定中均具有较高的应用价值。     

祖孙关系鉴定中引入不同参考个体的系统效能分析

目的 对不同祖孙关系鉴定组合进行效能分析,为选择合适的参考个体和STR检测体系进行祖孙关系鉴定提供参考.方法 构建常见的9种二个体、三个体、四个体祖孙鉴定组合场景,每种组合分别模拟10000个真家系和假家系,计算每种组合在15～65个STR基因座检测体系的祖孙关系指数,评估不同阈值下的系统效能.结果 引入参考个体的祖孙...     

广东汉族群体24个Y-STR基因座的多态性及突变率

目的调查24个Y-STR基因座在广东汉族群体中的遗传多态性和突变现象。方法收集800对经常染色体STR检验确定父子关系的血滤纸样本,用于突变现象观察;其中父亲样本视为无关个体,用于多态性调查。采用GFS 24Y荧光标记复合扩增体系进行扩增及Y-STR分型,并对分型结果进行相关统计分析。结果 800名广东汉族男性无关个体在24个Y-STR基因座中共检出794种单倍型,其中788种为唯一单倍型,总的单倍型多样性（HD）和识别能力（DC）分别为0.999 98和0.992 5。24个基因座共检出296个等位基因,基因多样性值（GD）在0.552 1-0.960 9之间。800对父子中共19 219次等位基因传递中,观察到41对父子共42个突变事件,各基因座总突变率为2.185 310^-3（95%CI 1.575 410^-3-2.952 810^-3）。结论本研究24个Y-STR基因座在广东汉族群体具有较高的遗传多态性,在法医学个体识别、父系亲缘关系鉴定等方面具有很高的应用价值。     

应用常染色体STR基因座共有等位基因数判别全同胞关系

目的建立基于常染色体STR基因座共有等位基因数的全同胞关系判别标准。方法根据280对全同胞及2003对无关个体Identifiler系统15个STR基因座的分型结果,对15个STR基因座的共有等位基因数（S15）和全同胞指数（FSI）进行统计,应用SAS8.2软件包得出Fisher判别函数并与ITO法结果进行比较。结果全同胞对及无关个体对中共有等位基因数目均符合正态分布。采用Identifiler系统15个STR基因座共有等位基因数进行全同胞关系判别时,判别函数分别为：ZFS=3.26970S15-31.51174和ZUI=1.70058S15-8.52411。用上述判别函数进行全同胞/无关个体关系判别时的平均错判率为0.0298。15个STR基因座共有等位基因数法、CODIS13个STR基因座共有等位基因数法与ITO法判别结果差异无统计学意义。结论应用常染色体STR基因座的共有等位基因数判别全同胞关系简便、可信,易于掌握且不受STR基因座等位基因频率的影响。     

依据共有STR基因座数判别全同胞关系

目的建立并探讨基于共有STR基因座数的全同胞关系判别方法。方法根据280对全同胞（fullsibling,FS）及2 003对无关个体（unrelated individual,UI）Identifiler系统15个STR基因座的分型结果,采用计数法计算全不同基因座数（A0）、半相同基因座数（A1）和全相同基因座数（A2）,依据ITO法计算每对受试者的全同胞指数（FSI）,应用判别分析得出基于共有基因座数或FSI进行全同胞及无关个体关系判别的Fisher判别函数,并比较其判别效能。结果全同胞对中的A1、A2和无关个体对中的A0、A1均呈正态分布,全同胞对中的A0和无关个体对中的A2均呈偏态分布。A1在两组人群中的分布差异无统计学意义（P〉0.01）。同时采用A0和A2建立的全同胞及无关个体关系的判别函数分别为ZFS=0.99817A0＋4.24442A2-12.77970和ZUI=2.014 56 A0＋1.546 58 A2-7.280 76。采用上述判别函数进行全同胞及无关个体关系判别的平均错判率为0.049 0。上述判别函数的判别效能与基于FSI的判别函数的判别效能差异无统计学意义。结论可以采用Identifiler系统的共有基因座数进行全同胞及无关个体关系的判别,所建立的判别公式的判别效能与经典ITO法相近。     

叔侄指数计算方法

目的 介绍计算叔侄指数的方法. 方法 常染色体STR基因座鉴定争议叔与孩子的叔侄关系.用引入血缘一致性系数法、引入共祖系数法和AI定律计算叔侄指数.结果 引入血缘一致性系数法、引入共祖系数法以及AI定律计算叔侄指数的结果一致. 结论 不同情形下3种方法计算叔侄指数的结果一致,孩子母亲参与鉴定计算所得的叔侄指数往往比孩子...     

浙江宣城地区汉族人群18个STR基因座遗传多态性

目的 调查浙江宣城地区汉族人群5000例无关个体18个STR基因座多态性分布.方法 应用AmpFlSTR Identifiler荧光标记复合扩增系统检测,统计计算群体遗传学参数.结果 18个STR基因座的基因型分布均符合Hardy-Weinberg平衡（P＞0.05）,共检出270个等位基因,频率在0.0001～0.5260之间,共有1289种基因型,在13个基因座上检出共44个微变异等位基因.18个基因座的杂合度观察值（Ho）在0.6238～0.9120之间,杂合度理论值（He）在0.6961～0.9601之间,多态信息含量（PIC）在0.5578～0.9126之间,累计个人识别率（TDP）为0.999 999 999 999 999 999 999 953,三联体累计非父排除概率（CPE）为0.999 999 993487 306,二联体累计非父排除率（CPE＊）为0.985819169.结论 本文调查结果与以往文献报道的不同地区民族的人群等位基因频率资料有一定程度的差异性.上述18个STR基因座适用于宣城地区汉族群体各类案件的法医学个体识别和亲权鉴定.     

多系统联合分析应用于复杂亲缘关系鉴定

目的探讨多种检测系统用于祖孙、同胞等复杂亲缘关系鉴定的效能。方法采用常染色体、性染色体STR检测系统以及常染色体STR基因座累计状态一致性评分方法筛选符合要求的参照样本,分析复杂亲缘关系鉴定中缺失被鉴定人的等位基因,对无法重建的＂空白＂等位基因,以最不利于＂认定亲缘关系＂的假设取概率值计算似然率。结果在一复杂亲缘关系鉴定案例中,从8个声称的全同胞中筛选出5个符合同父同母遗传条件的全同胞作为参照样本用于重建缺失被鉴定人等位基因,重建的父母相关基因型符合作为被检女孩亲生祖父母的遗传基因条件,祖孙亲缘关系似然率为1483659.96。结论在复杂亲缘关系鉴定中联合协同应用常染色体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有利于获得更接近真实的案件结论。     

On statistical analysis of forensic DNA: theory, methods and computer programs

Statistics plays an important role in evaluating the evidential weight of forensic DNA. In this paper, general statistical principles for forensic DNA analysis are presented. We introduce the theory and methods for the statistical assessment in kinship determination and DNA mixture evaluation. In particular, analytical formulas for testing for biological relationship among three individuals and for assessing the DNA mixture evidence in the case of multiple subdivided ethnic groups are developed. Two user-friendly computer programs are demonstrated to exhibit their wide applicability in tackling with complex kinship/paternity and mixture problems. The EasyDNA program can solve a complicated paternity case in 1 min.