法医SNP系谱推断技术是利用基因组中的高密度 SNP 数据,基于血缘同源片段长度分析等算法,推断远亲缘关系的一种新型侦查技术手段.与传统STR亲缘关系鉴定方法相比,法医SNP系谱推断技术可以分析更远的亲缘关系,且可以在社会公共DNA数据库中进行家族关系搜索,应用场景更为广阔,包括犯罪嫌疑人查找、受害者的身源鉴定、失踪人口寻找等.本文就法医SNP系谱推断技术的遗传学原理、高密度SNP分型技术、常用的推断算法以及在低质量DNA中的应用等方面的研究进展进行阐述,以期为该技术应用时选择合适的检测技术和亲缘关系分析算法提供思路.

目的 研究中国汉族家系中Y-STR基因座容差规律,为SNP系谱推断与家系排查联用工作提供家系选择依据.方法 选取3个遗传关系清晰的汉族家系,利用YFiler Platinum PCR扩增试剂盒,得到所采男性样本35个Y-STR基因座分型数据,统计分析Y-STR单倍型在世代遗传中的变化及1～7级亲缘关系中的容差.结果 各家系突变基因座及突变次数有差异,Y-STR突变具有家系特异性,66.03％的突变发生在快、高速突变基因座.1～7级亲缘对在35个Y-STR基因座上容差在0～5个,最远6步长;在中、慢速突变基因座上容差在0～2个,最远3步长;在快、高速突变基因座上容差在0～3个,最远6步长.结论 联合应用SNP系谱推断技术与Y-STR家系排查,0容差及多容差均需考虑.可优先筛查在全部35个Y-STR基因座上0～3个容差且在中、慢速基因座上0～1个容差的家系.差异数符合条件时,步长较远的家系应谨慎排除.同时,应谨慎增加快速突变基因座.

1案 例1.1简要案情23年前,某镇一女性被强奸杀害.检验死者阴道擦拭物,获得一男性常染色体STR分型,多年一直未找到嫌疑人.为进一步增加位点信息,当地公安重新检验该样本,获得41个Y-STR分型,比中安徽、江苏、山东、江西、湖北、湖南等地280个家系,其中0个基因座容差家系9个、1个基因座容差家系142个、2个基因座容差家系129个,覆盖9千余人.当地公安先后检验985份血样均未比中嫌疑人及其近亲属.本鉴定中心指导办案单位筛选72份家系样本(其中0个基因座容差14份,1个基因座容差58份),使用法医SNP系谱推断技术进行家系比对.

单核苷酸多态性(single nucleotide polymorphism,SNP)是指在基因组水平上由单个核苷酸变异所引起的脱氧核糖核酸序列多态性.SNP多为双等位型标记,具有分布密度高,突变率低,位置不均匀等特点.在法医领域,SNP广泛应用于身份鉴定、系谱推断、始祖推断和表型推断等场景.但目前第一代测序技术对SNP的分析效率尚不理想.而随着第二代测序技术的逐步发展,SNP的处理效率可以得到极大提升.因此,利用二代测序技术分析SNP在法医学应用上有着巨大潜力和广阔前景.

1 案 例1.1 简要案情和前期检验2016年3月,山西某镇古汉墓被盗,现场提取嫌疑人遗留烟蒂1枚,检出嫌疑人常染色体STR分型,但未比中人员.由于当地当时未建立男性家族排查库,故未对Y-STR分型进行检验.2020年7月,检验烟蒂获得Y-STR分型,录入男性家族排查系统,比中案发地附近刘姓、马姓等8个家系共计17人(其中3人分型一致,3人有2个位点分型不一致,11人有3个位点分型不一致).检验男性家族排查库中人员血样的常染色体STR,与嫌疑人未比中,故使用法医SNP系谱推断技术对家系进行排查.

目的 评估基于状态一致性(identity-by-state,IBS)算法预测个体间亲缘关系的准确性.方法 采用Illumina GSA芯片对253份样本进行全基因组检测,基于高密度单核苷酸多态性(single nucleotide polymorphism,SNP)数据计算两两个体间IBS共享统计量预测亲缘关系.通过不同条件参数筛选SNP,评估位点数对算法预测准确性的影响.结果 1～4级亲缘关系预测准确率高达99％,预测误差在1级以内且无假阳性.SNP数量减少对预测准确率无显著影响,即使在较低密度的SNP标记中,该算法也能获得较高的准确率.结论 IBS算法是法医系谱推断的有效方法,且对于微量降解的法医现场检材具有很好的应用价值.