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。     

利用Identifiler分型系统推断同胞关系

目的探讨自主开发的同胞关系鉴定自动分析软件（ASI）对Identifiler分型系统进行同胞关系鉴定的可行性。方法应用本课题组所开发的软件ASI,对151对同胞及31 224对人工模拟无关个体进行Identifiler系统的15个常染色体STR基因座分型进行分析,计算亲权指数（PI）、同胞关系概率（WFS）和等位基因匹配情况,所获数据进行统计分析,自动计算排序。结果当WFS大于99.999%时,同胞个体占39.07%,无关个体占0%,两组具有显著差异,可以推断两个体同胞关系。当WFS介于1%~99.999%范围内,同胞个体和无关个体有部分重叠,同胞个体占60.93%,无关个体占21.3%,两者具有一定差异,可以通过增加检测STR基因座,再结合案情加作Y-STR、m tDNA检测,以推断两个体是否具有同胞关系。当WFS小于1%时,同胞个体占0%,无关个体占78.7%,可以推断两个体不具有同胞关系。个体间等位基因匹配结果表明：在检测Identifiler体系15个STR基因座时,当两个体常染色体STR基因座的全相同数目≥5时,或全不同数目≤1时,提示为同胞关系;当两个体全不同数目≥6时,或全相同数目≤1时,提示为无关个体,以此作为预测有无同胞关系的界值。结论Identifiler系统及同胞关系鉴定自动分析软件ASI可用于推断同胞关系。     

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。     

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。     

共有等位基因数判别函数法在全同胞关系鉴定中的应用

目的建立共有等位基因数判别函数的全同胞鉴定方法,探讨检测基因座数目对鉴定的影响。方法根据344对全同胞和两两随机组合的3693对无关个体的19、21和39个常染色体STR分型结果,统计共有等位基因数,并利用SPSS软件中的Fisher判别分析法,分别建立全同胞-无关个体的判别函数及后验概率。结果同胞对和无关个体对共有等位基因数均符合正态分布,具有显著性差异,19、21和39个STR基因座同胞组判别函数分别为:L同胞=3.336×S19-40.484,L同胞=3.452×S21-46.289,L同胞=3.368×S39-84.891;无关个体组分别为:L无关=1.675×S19-10.725,L无关=1.758×S21-12.523,L无关=1.873×S39-26.738;平均错判率分别为2.060%、1.705%和0.570%。结论共有等位基因数判别函数法在全同胞-无关个体鉴定中具有应用价值,且检测基因座越多越有利于全同胞鉴定,降低错判风险。     

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。     

IBS评分法鉴定全同胞关系及其临界值查询表的构建CSCD

目的建立包含不同个数STR基因座检测体系在不同错判标准下的IBS临界值和检测效能查询表。方法收集267对全同胞和360对无关个体血样,采用Goldeneye^(TM) 20A体系进行19个常染色体STR基因座的分型,按照《生物学全同胞关系鉴定实施规范》采用IBS评分法判定全同胞关系。通过理论推算,计算包含不同个数STR基因座检测体系在不同错判标准下的IBS临界值和检测效能。结果按照规范的IBS评分标准对全同胞和无关个体的鉴别效能为0.764 0,错判率为0,理论推算和样本观察值相符。包含不同个数STR基因座检测体系的全同胞鉴定IBS评分临界值查询表构建成功。结论该规范的IBS评分法检测效力较高,错判率极低,判定结果相对保守。包含不同个数STR基因座检测体系的全同胞鉴定IBS评分临界值查询表为全同胞鉴定的结果评判提供了重要的参考数据,具有很好的应用价值。     

IBS评分法鉴定全同胞关系及其临界值查询表的构建

目的建立包含不同个数STR基因座检测体系在不同错判标准下的IBS临界值和检测效能查询表。方法收集267对全同胞和360对无关个体血样,采用Goldeneye~(TM) 20A体系进行19个常染色体STR基因座的分型,按照《生物学全同胞关系鉴定实施规范》采用IBS评分法判定全同胞关系。通过理论推算,计算包含不同个数STR基因座检测体系在不同错判标准下的IBS临界值和检测效能。结果按照规范的IBS评分标准对全同胞和无关个体的鉴别效能为0.764 0,错判率为0,理论推算和样本观察值相符。包含不同个数STR基因座检测体系的全同胞鉴定IBS评分临界值查询表构建成功。结论该规范的IBS评分法检测效力较高,错判率极低,判定结果相对保守。包含不同个数STR基因座检测体系的全同胞鉴定IBS评分临界值查询表为全同胞鉴定的结果评判提供了重要的参考数据,具有很好的应用价值。     

共有基因座数和等位基因数用于结直肠癌组织的身源认定

目的 探讨结直肠癌组织中STR基因座变异情况及其身源认定方法. 方法 用Identifiler系统对50对新鲜结直肠癌组织及其身源正常组织(CR-N)组进行STR分型,计算CR-N组中变异STR基因座及全不同基因座数(A0)、半相同基因座数(A1)、全相同基因座数(A2)和共有等位基因数(IAn),比较CR-N组、无关个体对(UI)组和全同胞对(FS)组中上述参数的分布差异,通过判别分析建立判别函数.结果 结直肠癌组织中STR基因座基因型改变发生率为3.33%.CR-N组中A1、A2和IAn呈显著偏态分布并与其在UI或FS组中分布差异显著.依据IAn、A1/A2分别建立了CR-N与UI、CR-N与FS的判别函数,其对结直肠癌组织身源认定错判率均为0.00%. 结论 结直肠癌组织中STR基因座基因型改变发生率较高;本研究所建立的判别函数是进行结直肠癌组织身源认定的一种可行方法.     

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.     

Specificity of sibship determination using the ABI Identifiler multiplex system

Fifty known siblings and fifty unrelated pairs were genotyped using the ABI Identifiler STR system and sibship indices computed for each pair. Combined sibship indices (CSIs) for the known siblings ranged from less than 10 to greater than 1 billion. CSIs for the unrelated pairs ranged from 4.5 x 10(-8) to 0.12. In the known sibling group the percentage of loci where both alleles matched was approximately 40%, while the percentage of loci where neither matched was approximately 10%. In the non-sibling group, the percentage of loci where both alleles matched was approximately 6%, while the percentage of loci where neither matched was approximately 45%. Interestingly, the percentage of loci where a single allele matched was the same in both the known siblings and unrelated pairs, approximately 50%.     

判别函数在同胞鉴定中的应用

目的探讨判别函数法在全同胞与半同胞鉴定中的应用价值。方法根据360对全同胞、90对半同胞及360对无关个体的15个STR基因座分型结果,计算全不同(X0)、半相同(X1)和完全相同(X2)的基因座数目,分别根据DFS1=3.898X0+3.973X1-19.481,DHS1=5.687X0+5.300X1-35.112及DR1=7.309X0+5.533X1-44.941的全同胞/半同胞/无关个体判别函数、DFS2=3.872X0+3.931X1-18.895及DR2=7.303X0+5.473X1-44.298全同胞/无关个体判别函数和DHS3=10.227X0+10.436X1-66.102及DR3=11.863X0+11.089X1-79.494半同胞/无关个体判别函数进行判别。结果判别准确率:①用全同胞/半同胞/无关个体判别函数,全同胞组为83.61%,半同胞组为81.11%,无关个体组为83.06%;②用全同胞/无关个体判别函数,全同胞组为96.39%,无关个体组为98.61%;③用半同胞/无关个体判别函数,半同胞组为88.89%,无关个体组为85.00%。结论本文3种判别函数可应用于同胞鉴定,尤其运用全同胞/无关个体判别函数判断同胞关系准确率高,有较高的应用价值。     

Investigation of 74 microhaplotypes for kinship testing in US populations

Microhaplotypes are markers that consist of haplotype blocks of SNPs, which can be analyzed by massively parallel sequencing technologies. These allow determining the haplotype phase at every locus by clonal sequencing each DNA strand. MHs are polymorphic loci with same size alleles, no stutter, and lower mutation rate than STRs. They can provide the same power of discrimination of STR-kits, thus useful for mixture deconvolution, but more accurate ancestry prediction than STRs. In this study we investigated the potential of a recently developed 74plex-MH panel for kinship testing using the Familias software.Samples from families of four major US population groups were collected and genotyped using the 74plex-MH panel. MH allele frequency data from 347 individuals were imported into Familias software along with STR allele frequency data of 29 loci (NIST dataset) from 1036 individuals. Different family scenarios were tested and these included unrelated vs parent-child, unrelated vs full siblings, unrelated vs half siblings, unrelated vs cousin pairs. The prediction of the kinship relation for the four populations of interest was reported as Log10 of the likelihood ratio (LR).Overall, the panel of 74MHs and 29STRs showed similar performance in predicting the correct kinship scenarios tested. Correct prediction was reported for parent-child, full siblings, and half sibling scenarios, but not for the cousin pairs scenario. The panel of 74 MHs showed larger Log10LR values than the 29 STR-assay, thus demonstrating the effectiveness of this biomarker as a tool for kinship testing in addition to mixture deconvolution and ancestry prediction.     

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。     

The short tandem repeat locus VWF2 in Intron 40 of the von Willebrand factor gene consists of two polymorphic sub-loci

This study describes the complex nucleotide sequence structure of the TCTA short tandem repeat (STR) locus, VWF2. Eight alleles of VWF2 were observed in a population of 116 unrelated Caucasian individuals. The alleles ranged in size from 150 to 178 base pairs (bp). Sequence analysis of the isolated alleles revealed two polymorphic regions that were named sub-loci VWF2-a and VWF2-b. VWF2-a is located at the 5' end of the conventional locus, whilst VWF2-b is located at the 3' end. The two sub-loci are joined by a 30-nucleotide non-polymorphic sequence which contains two additional TCTA motif repeats. A semi-nested polymerase chain reaction (PCR) was designed to amplify the VWF2-b region in conjunction with the standard VWF2 amplification. This new amplification method enabled a higher level of allele discrimination than could be achieved by assigning alleles according to size. A cohort of 99 unrelated individuals was tested with this method. VWF2-a expressed five different alleles ranging from zero motif repeats to four motif repeats, while VWF2-b alleles ranged from 8 to 14 motif repeats. Allelic configuration based on the VWF2-a and VWF2-b sub-alleles revealed 23 unique configurations out of a possible 31 for the original eight VWF2 alleles. In conclusion, the VWF2 is a highly polymorphic STR locus with potential application for forensic and parentage testing.     

共有基因数在同胞鉴定中应用的研究

目的　探索利用两个体间共有基因数目资料进行同胞关系鉴定的应用价值。方法　根据 80 7对同胞及无关个体的 13个STR基因座的分型结果 ,进行统计学计算。结果　同胞间及无关个体间共有基因数目均符合正态分布 ,分别得到同胞及无关个体关系的判别函数和后验概率 ,以及该方法的平均错判率。其中同胞组判别函数为 :L同胞 =-2 7 0 870 3 +3 2 0 2 3 2S (S为共有基因个数 ) ;无关个体组判别函数为 :L无关 =-7 495 63 +1 685 0 9S ,用上述判别函数进行同胞 /无关个体关系判别时的平均错判率为 0 0 2 65。结论　当共有基因数目大于 17或小于 8时 ,两个体为同胞或无关个体的后验概率分别大于 0 9980和 0 9994。此方法不失为同胞关系鉴定的可信度较高的方法。     

二联体亲权鉴定风险分析

目的探讨二联体亲权鉴定时存在的风险。方法选取22组经Goldeneye~(TM) 20A试剂盒检测后只有一个或没有不符合基因座的无关个体对构建假想家系。对其增加检测STRtyper-10G和/或AGCU 21+1 STR系统直至所有组不符合基因座个数大于3个,累积父权指数(CPI)不大于0.000 1。以三种规则:(1)不符合基因座数大于3个;(2)CPI值小于0.000 1;(3)同时满足(1)和(2),作为排除依据,使用不同数量的基因座(19个、26个、39个和46个)进行检测,讨论无关个体对的排除情况是否存在差异。结果 22组无关个体对,使用19个基因座和39个基因座以上的检测系统达到排除结果的分别为0组和22组。结论二联体亲子鉴定,使用19个基因座进行检测仍存在结果错判,39个基因座以上的检测系统能更有效的避免二联体的鉴定风险。     

IBD法在堂表亲缘关系鉴定中的应用

目的使用血缘一致性(identity by descent,IBD)法计算堂表亲缘关系的堂表关系指数(first cousin index,FCI)和累积堂表关系指数(combined first cousin index,CFCI),为IBD法鉴定两个个体是否具有堂表亲缘关系提供科学手段。方法取124对堂表兄弟姐妹和186对无亲缘关系个体的口腔拭子,检验每人18个常染色体STR基因座的等位基因,用IBD法计算堂表对和无关个体对的FCI和CFCI,并用判别分析的方法对两组样本的FCI和CFCI计算结果进行分析。结果 CFCI在堂表对和无关个体对中的频率分布呈偏正态分布,前者的平均值和标准差为11.864和21.678,后者为0.605和0.988,两者具有显著差异。以CFCI/(CFCI+1)≥0.6为标准,堂表对和无关个体对判别准确率为88.387%;依据各常STR基因座的FCI计算结果建立判别方程,多元判别方程和多元逐步判别方程的判别准确率分别为92.258%和91.935%。结论用IBD法和依据IBD建立的判别分析法可以用于堂表亲缘关系的筛选。