亲子鉴定汇总培训课件.ppt

,单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,本文档所提供的信息仅供参考之用，不能作为科学依据，请勿模仿；如有不当之处，请联系网站或本人删除。,思考题：,1、亲子鉴定的原理是什么？,2、法医学常用的遗传标记有哪些？,3、计算父权排除概率和父权指数的法医学意义是什么？,4、如何评价Y染色体和线粒体DNA遗传标记在亲子鉴定中的应用价值？,第一节 概述,第二节 亲子鉴定常用的遗传标记,第三节 DNA遗传标记的检测技术,第四节 亲权鉴定的结果分析,第一节 概述,亲子鉴定,（identification in disputed paternity）,是指应用医学、生物学和人类学的方法检测遗传标记，并依据遗传学理论进行分析，从而对被检者之间是否存在生物学亲缘关系所作的科学判定。,起源回顾,历史记载,三国时期滴骨法,文学戏剧等,秦剧三滴血描绘的合血法,电视剧 甄嬛传描绘的合血法,上世纪初(1901年)Landsteiner ABO,Southern技术 1980 Whyman and white RFLP技术,指纹 1985 Jeffery DNA fingerprint,基因扫描 1990 STR based PCR,亲子鉴定的应用,常见于：,1 涉及民事纠纷的亲子鉴定,（1）涉及婚生或非婚生子女抚育责任或财产继承的诉讼案；,（2）怀疑医院调错婴儿或试管婴儿配子错配的诉讼案。,2 涉及刑事案件的亲子鉴定,（1）强奸案或违法性犯罪案件对婴儿（或胎儿）亲生父亲的确定；,（2）碎尸案中的身源认定；,（3）杀婴、拐骗儿童等案件中孩子身源的认定。,3 涉及行政事务的亲子鉴定,（1）移民涉外公证；,（2）失散亲人亲缘关系的认定；,（3）计划外生育责任人的确认及其子女户籍的注册。,最常见：,父权鉴定（paternity testing),亲子鉴定的依据,妊娠期限,非遗传特征,性交及生育能力,遗传特征（主要）,亲子鉴定的依据,遗传性状（或遗传特征）是生物体表现的一切形态特征、生理特征和代谢类型的统称。,单纯遗传特征,人类的遗传性状,复杂遗传特征,分析单基因遗传特征是亲子鉴定,最可靠、最基本和最常用,的方法。,亲代基因型组合,子代基因型,aaaa,aabb,aaab,bbbb,bbab,abab,aa,ab,aa，ab,bb,bb，ab,aa，bb，ab,法医遗传标记,（genetic marker）,产物水平遗传标记,血液细胞表面的遗传标记（,红细胞型,、,白细胞型,、血小板型）,血液蛋白质的遗传标记（,红细胞酶型,、血清酶型,、,血清型,）,DNA,水平遗传标记,DNA,序列多态性,DNA,长度多态性,亲子鉴定原理,亲子鉴定的基本原理有以下两点：,在肯定孩子的某个等位基因必须来自生父，而假设父亲并不具有这个基因的情况下，可以排除其亲子关系。,在肯定孩子的某个等位基因必须来自生父，而假设父亲具有这个基因的情况下，不能排除其亲子关系。,The Monk and his peas,An Austrian monk,Gregor Mendel,自由组合律,分离率,染色体,父亲给一半,母亲给一半,chromosome,from,father,chromosome,from,mother,基因组,DNA,信息传递,根据遗传标记排除,父权,血型组合,母亲 孩子,生 父 基 因,可 以 排 除,父 权,不 能 排 除,父 权,aaaa,a,bb,aa、ab,aaab,b,aa,bb、ab,abaa,a,bb,aa、ab,bbbb,b,aa,bb、ab,bbab,a,bb,aa、ab,abbb,b,aa,bb、ab,abab,a、b,-,aa、bb、ab,Autosomal,(passed on in part,from all ancestors),Y-Chromosome,(passed on complete,but only by sons),Mitochondrial,(passed on complete,but only by daughters),Lineage Markers,Figure 9.1,J.M.Butler(2005),Forensic DNA Typing,2,nd,Edition 2005 Elsevier Academic Press,非孟德尔遗传规律,mtDNA,母系遗传模式,亲子鉴定的程序,（一）案件受理,（二）样品检验,（三）鉴定意见,第二节 亲子鉴定常用的遗传标记,一、遗传标记的选择,亲子鉴定的DNA遗传标记必须具备以下条件：,1、基因座定义和具有的特征已有文献报道；,2、种属特异性、灵敏性、稳定性研究已实施；,3、遗传方式符合相应的遗传规律；,4、遗传标记的分型不受年龄、疾病及其他因素影响，终生不变；,5、体细胞的稳定性，同一个体的不同组织有相应的分型；,6、具有遗传多态性，基因频率分布较均匀，父权排除率高；,7、有可供使用并公开发表的群体遗传数据；,8、遗传标记的突变率低；,9、检验方法操作简单，重复性好，结果明确可靠。,亲子鉴定效能的评估,父权排除概率,（power of excluding,PE）又称,非父排除概率,（probability of excluding paternity,PEP）是指通过某一个遗传标记系统的检测，将不是生父的被控父亲排除的概率。,非父排除概率是衡量一个遗传标记系统排除非父能力的一个客观指标，是选择亲子鉴定遗传标记的依据和衡量从事亲子鉴定实验室的质量控制标准之一。,各个遗传标记系统非父排除概率的大小取决于该系统的遗传方式、等位基因数目以及各等位基因在群体中的频率分布。,二、DNA多态性的分子基础,DNA多态性的分子基础,DNA的结构与功能,结构：四种,脱氧核糖核酸,（简称,核苷酸,）通过,磷酸二酯键,聚合而成的多核苷酸链。核苷酸由,磷酸,、,脱氧核糖,和,碱基,（A、G、C、T）。,功能：把遗传信息从亲代传给子代。,DNA,多态性的分子基础,多态性：DNA区域中等位基因（或片段）存在两种或两种以上形式，其本质是生物体在进化过程中DNA的核苷酸排列顺序改变的结果。,DNA多态性可分为,序列多态性（sequence polymorphism）,和,长度多态性（length polymorphism）,序 列 多 态 性,在两条同源染色体上，同源DNA序列长度相等，但其之间的序列存在差异。,HLA基因区有极为复杂的高度可变序列。,例如：HLA-DQA1区段有239bp，其中序列变异的位置有27个。,长 度 多 态 性,是指由于片段插入、缺失或重复序列数目变异所致的DNA长度的个体差异。其中约占整个基因族2030的重复序列是导致DNA长度多态性的最常见原因。,1、散在重复序列,2、串联重复序列,3、倒位重复序列,第一代DNA遗传标记VNTR,是由许多长度为770bp的串联重复单位组成的DNA序列，重复单位的重复次数在不同个体间有极大差异，重复次数少至数次，多至数千次，故又称为可变数目串联重复序列（variable number of tandem repeats，VNTRs）。,以核心序列为探针进行限制性片段长度多态性分析时，能同时检测多个位点小卫星DNA多态性，这便是多位点DNA指纹图分析的理论基础之一。小卫星DNA重复单位的重复数目遵循孟德尔遗传规律遗传。,第二代DNA遗传标记STR,是一类更简单的寡核苷酸串联重复序列，重复单位为26bp，重复次数在1060次左右，又被称为短小串联重复序列（short tandem repeats，STRs）。STR分布广泛，在人类基因组中约存在着5万10万个。STR实质上也是一种VNTR，同样具有极高的多态性，亦按孟德尔遗传规律遗传。,13 CODIS Core STR Loci with Chromosomal Positions,CSF1PO,D5S818,D21S11,TH01,TPOX,D13S317,D7S820,D16S539,D18S51,D8S1179,D3S1358,FGA,VWA,AMEL,AMEL,第三代DNA遗传标记SNP,主要是指在基因组水平上由单个核苷酸变异所引起的DNA序列多态性。,1、SNP多态性低；,2、SNP分布广泛；,3、SNP遗传稳定；,4、SNP分型容易。,第三节 DNA遗传标记的检测技术,Sample Obtained from Crime Scene or Paternity Investigation,Biology,DNA,Extraction,DNA,Quantitation,PCR Amplification,of Multiple STR markers,Technology,Separation and Detection of PCR Products,(STR Alleles),Sample Genotype Determination,Genetics,Comparison of Sample Genotype to Other Sample Results,If match occurs,comparison of DNA profile to population databases,Generation of Case Report with Probability of Random Match,Steps in DNA Sample Processing,Sources of Biological Evidence,Blood,Semen,Saliva,Urine,Hair,Teeth,Bone,Tissue,Blood stain,Only a very small amount of blood is needed to obtain a DNA profile,DNA in the Cell,Target Region for PCR,chromosome,cell nucleus,Double stranded DNA molecule,Individual nucleotides,Short Tandem Repeats(STRs),the repeat region is variable between samples while the flanking regions where PCR primers bind are constant,7 repeats,8 repeats,AATG,Homozygote=both alleles are the same length,Heterozygote=alleles differ and can be resolved from one another,170 bp,195 bp,Different primer sets produce different PCR product sizes for the same STR allele,TCAT repeat unit,In 32 cycles at 100%efficiency,1.07 billion copies of targeted DNA region are created,PCR Copies DNA Exponentially through Multiple Thermal Cycles,Original DNA target region,Thermal cycle,Thermal cycle,Thermal cycle,Multiplex PCR,Over 10 Markers Can Be Copied at Once,Sensitivities to levels less than 1 ng of DNA,Ability to Handle Mixtures and Degraded Samples,Different Fluorescent Dyes Used to Distinguish STR Alleles with Overlapping Size Ranges,An Example Forensic STR Multiplex Kit,D3,FGA,vWA,5-FAM(blue),D13,D5,D7,NED(yellow),A,D8,D21,D18,JOE(green),GS500-internal lane standard,ROX(red),AmpFlSTR,Profiler Plus,Kit available from PE Biosystems(Foster City,CA),9 STRs amplified along with sex-typing marker amelogenin in a single PCR reaction,100 bp,400 bp,300 bp,200 bp,Size Separation,Color Separation,Available Kits for STR Analysis,Kits make it easy for labs to just add DNA samples to a pre-made mix,13 CODIS core loci,Profiler Plus and COfiler(PE Applied Biosystems),PowerPlex 1.1 and 2.1(Promega Corporation),Increased power of discrimination,CTT(1994):1 in 410,SGM Plus(1999):1 in 3 trillion,PowerPlex 16(2000):1 in 2 x 10,17,ABI PRISM,310 Genetic Analyzer,Automated gel pouring,Automated sample injection,Capillary electrophoresis with multi-color detection capabilities,ABI Prism 310 Genetic Analyzer,capillary,Syringe with polymer solution,Autosampler tray,Outlet buffer,Injection electrode,Inlet buffer,Close-up of ABI Prism 310 Sample Loading Area,Autosampler Tray,Sample Vials,Electrode,Capillary,See Technology section for more information on CE,amelogenin,D19,D3,D8,TH01,VWA,D21,FGA,D16,D18,D2,amelogenin,D19,D3,D8,TH01,VWA,D21,FGA,D16,D18,D2,Two different individuals,DNA Size(base pairs),Results obtained in less than 5 hours with a spot of blood the size of a pinhead,probability of a random match:1 in 3 trillion,Human Identity Testing with Multiplex STRs,Simultaneous Analysis of 10 STRs and Gender ID,AmpFlSTR,SGM Plus kit,STR genotyping is performed by comparison of sample data to allelic ladders,Microvariant allele,STR Allele Frequencies,0,5,10,15,20,25,30,35,40,45,6,7,8,9,9.3,10,Caucasians(N=427),Blacks(N=414),Hispanics(N=414),TH01 Marker,*,Proc.Int.Sym.Hum.ID(Promega),1997,p.34,Number of repeats,Frequency,Bruker BIFLEX III Time-of-Flight Mass Spectrometer,Capable of fully automated data acquisition on 384 or more samples per plate,第四节 亲权鉴定的结果分析,鉴定结论的证据条件,（一）法律性,1、鉴定主体,2、鉴定程序,3、鉴定客体,（二）科学性,1、鉴定主体,2、检验方法,3、结果分析,遗传证据强度的判断指标,父权指数（paternity index，PI）又称亲子关系指数，是假设父提供生父基因成为孩子生父的可能性与随机男子提供生父基因成为孩子生父可能性的比值，表示假设父为孩子生父的机会比随机男子为孩子生父的机会大多少倍，是一项重要的亲子关系参数。,PI=X/Y,X：假设父作为生父应提供所需基因的几率,Y：随机男子作为生父应提供所需基因的几率,父权指数是两个条件概率的比值，是一个典型的似然比，是以分型结果不违反遗传规律作为条件，假设父是孩子生父的概率与一个随机男子是孩子生父的概率之比。,计算父权指数的具体步骤,（1）根据母子组合，确定来自父母的必需基因，即生父和生母基因。,（2）确定母亲遗传生母基因的机会（f）。,（3）确定随机男子提供生父基因的机会（g），一般使用相应的基因频率。,（4）确定假设父提供生父基因的机会（c）。,（5）计算随机男子成为生父的机会，Y=fg。,（6）计算假设父成为生父的机会，X=fc。,（7）计算父权指数，PI=X/Y=fc/fg。,PI值的具体计算例见,表10-11,。,表10-11 PI值计算例,案例,表型,必需基因,f,随机男人成为生父的机会（Y=fg）,被控父成为生父的机会（X=fc）,PI,孩子,母亲,被控父,母亲,生父,1,B,A,AB,O,B,1,10.2556=0.2556,10.5=0.5,1.96,2,AB,AB,B,A,B,B,A,0.5,0.5,0.50.2556,+0.50.2092,0.50.596,+0.50,1.28,0.2324,0.298,3,B,B,AB,B,B或O,0.404,0.5960.2556,0.5960.5,0.87,O,B,0.596,0.5960.5352,+0.4040.2556,0.5960,+0.4040.5,0.5748,0.5,4,B,O,B,O,B,1,10.2556=0.2556,10.596=0.596,0.23,父权相对机会及计算,父权相对机会（relative chance of paternity，RCP）又称亲子关系相对机会，是以百分比形式来表示PI值。,RCP=PI/（PI1）100=X/（XY）100,PI理论值可接近无穷大，RCP理论值可非常接近100，但不能达到100。,RCP作为衡量亲生关系可能性大小的指标，按统计学标准，当RCP达到95，已具有肯定亲生关系的意义。,亲子鉴定结果的评估,排除亲权关系,肯定亲权关系,单亲亲子鉴定结果的评估,排除亲权关系,排除父权的类型（根据血型遗传规律）,1、,直接排除,2、,间接排除,直接排除,有争议的可疑父亲与孩子中,至少有一个为杂合子,时，若他们之间的遗传标记违反遗传规律，排除亲子关系则为直接排除。,直接排除父权例,DNA分型是直接检测染色体上的基因，由于各类DNA多态性位点的杂合度均较高，每个位点的等位基因又为共显性，故在没有基因突变、分型差错的前提下，只要受检者之间的DNA分型违反孟德尔遗传规律，可以认为都是直接排除。,母亲,孩子,可疑父亲,例1,A型,AB型,A型,例2,A型,O型,AB型,间接排除,有争议的可疑父亲和孩子由表型推测均为纯合子时，如他们之间的遗传标记违反遗传规律，排除亲子关系则为间接排除。,例：MN系统检测时，孩子为M型，可疑父亲为N型，推测孩子和可疑父亲的基因型分别为MM和NN，可疑父亲因不能提供必须的M基因而排除其与孩子的亲子关系。间接排除是根据检测的阴性结果推测某基因位点为纯合子，由于某些血型系统存在O基因、无效基因等，可能将含有这些基因的杂合子误推测为纯合子，故作出结论时应慎重。,排除父权的原则,1、只有一个遗传标记（无论是血型遗传标记还是单基因位点DNA遗传标记）违反遗传规律，不能轻易作出否定结论，必须加测其他系统，因为对于不是生父的男子，随着检测项目的增加必定还有其他遗传标记可排除亲子关系。若增加检测项目，排除遗传标记不再增加，则可考虑原来排除的那个遗传标记是由突变或非典型遗传方式造成的，此时若亲子关系相对机会已超过公认的亲权认定标准，则可作出认定结论。,2、有2个遗传标记排除，要根据具体情况分析。2个血型遗传标记，如ABO、HLA违反遗传规律，则可作出排除结论；1个血型遗传标记直接排除，1个DNA遗传标记排除，且可疑父与孩子均为杂合子，则可否定可疑父为生父；2个DNA遗传标记排除需慎重对待，宜加测遗传标记后再具体分析，加测标记数目要考虑CCE值达到0.9999以上，结论较为稳妥。,3、有3个及3个以上遗传标记排除，则可作出排除亲子关系的结论。因为假设DNA单一基因位点突变率为0.002，三个位点同时突变造成错误排除概率仅为410,9,。,排除案例,：,位点,毛先生,毛某1,毛某2,VWA,15，18,14，16,14，17,TPOX,8，11,8，11,8，11,THO1,6，6,6，9,9，9,D16S539,11，11,9，11,9，9,D21S11,28，33.2,29，30,29，29,D18S51,19，22,13，19,13，19,D8S1179,13，15,15，26,15，16,D5S818,11，11,10，12,12，12,D13S317,8，9,11，12,12，13,D7S820,8，10,11，12,11，12,CSF1PO,11，12,10，12,10，12,D3S1358,16，19,12，17,12，19,FGA,23，24,22，26,19，22,肯定亲权关系,在亲子鉴定中，根据多个血型系统检测结果的遗传关系分析，亲代与子代的遗传标记不违反孟德尔遗传定律，则他们之间可能存在亲生关系，但并不等于一定是亲生关系，因为随机男子也可能携有与生父相同的基因。经标准化实验检测遗传标记，假定为父亲的男子不能被排除父权的情况下，计算概率后如同时满足下列两项指标，可以认定假定父亲的父权，即可以断定他是孩子的生物学父亲。,1、实验检测遗传标记的,累积,非父排除率,等于或大于99.99；,2、假定父亲的,累积父权指数,等于或大于10000，即在前概率相同的条件下，假定父亲的相对父权机会等于或大于99.99。,肯定案例,：,位点,韩女士,孩子,包某,VWA,16，19,16，17,17，17,TPOX,8，9,8，11,8，11,THO1,9，9,9，9.3,8，9.3,D16S539,9，10,10，12,12，12,D21S11,28，31,31，32.2,32，32.2,D18S51,15，18,13，15,13，18,D8S1179,12，13,12，14,12，14,D5S818,11，11,11，12,12，12,D13S317,8，11,11，11,11，13,D7S820,12，12,10，12,10，10,CSF1PO,12，12,11，12,11，11,D3S1358,13，14,14，14,14，18,FGA,21，26,21，23,21，23,单亲亲子鉴定结果的评估,某些特殊的情况下，孩子的父亲（或母亲）不能参与检测，即只有单亲参与亲子鉴定。这种情况下，亲子鉴定的排除类型与母子关系已确定，只怀疑父亲的亲子鉴定一样：当假设父（或假设母）为杂合子，无论子为纯合子还是杂合子；假设父（或假设母）为纯合子，孩子为杂合子时，只要他们的遗传标记违反遗传规律，两代间无共有的基因，均为直接排除。例如假设父（或假设母）为AB型，子为O型，则可排除他们之间有亲生关系。当假设父（或假设母）、孩子均为纯合子而排除亲子关系时，则为间接排除。,检测系统,姚先生,大丽,小丽,ABO,A,AB,B,D3S1358,16,17,15,16,17,17,VWA,16,17,14,19,14,19,FGA,24,24,24,24,18,22,D8S1179,13,15,15,15,11,12,D21S11,30,32.2,30,30,29,30,D18S51,15,16,13,13,13,14,D5S818,10,10,10,12,9,11,D13S317,9,10,11,11,9,12,D7S820,11,12,9,11,10,11,D16S539,9,11,9,11,9,14,THO1,6,9,7,9.3,7,9,TPOX,8,11,8,11,8,11,CSF1PO,10,12,10,11,11,13,亲子鉴定应用的遗传标记,应用于亲子鉴定的 DNA 遗传标记系统很多，按遗传方式可归纳分为 4 类：,1、常染色体上基因座或遗传标记，按孟德尔遗传规律传递；,2、线粒体DNA非编码区的多态性。按母系遗传方式传递，可以确定检验样品是否来自于同一母系，适用于那些父亲不能参加鉴定的母子间的单亲鉴定或同胞之间的或隔代或旁系亲缘鉴定，如再结合孟德尔遗传的遗传标记检验，可以正确确定样品间的亲缘关系；,3、Y-染色体上基因座或遗传标记。按父系遗传方式传递，可以确定样品是否来源于同一父系。适用于那些母亲不能参加鉴定的父子间的单亲鉴定或男性同胞之间或隔代或旁系的亲缘关系鉴定，如再结合按孟德尔遗传的遗传标记检验，可以正确确定样品间的亲缘关系；,4、X-染色体上基因座或遗传标记。由于遗传的定向性，它适合三联体的亲子鉴定或除父子关系外的其他单亲的亲缘鉴定。,DNA,核DNA,线粒体DNA,常染色体,性染色体,X染色体,Y染色体,父系遗传,母系遗传,22对/孟德尔,DNA类型,奶父,孙女,THANK YOU,