应用法医系谱学鉴定寻亲案件1例_臧钰.pdf

法 医 学 杂 志 2023年 6月 第39卷 第3期应用法医系谱学鉴定寻亲案件1例臧钰1，李燃1，陈海英2，杨静怡1，乌日嘎1，孙宏钰11.中山大学中山医学院法医学系，广东 广州 510089；2.江西省赣州市公安局，江西 赣州 341000关键词：法医遗传学；法医遗传系谱学；单核苷酸多态性；状态一致性；亲缘关系；似然比；染色体共享指数文章编号：1004-5619（2023）03-0323-03 中图分类号：R89；DF795.2；D919.2doi：10.12116/j.issn.1004-5619.2023.530204 文献标志码：B1案例1.1 简要案情肖某自述 80 余年前被拐卖至现居住地，经全国Y-STR 数据库检索，与距其两百多公里之外的同省某地康姓家系的2号和4号个体（图1）在41个Y-STR基因座的分型一致，疑为该家系多年前失踪的 1名人员。办案人员采集了肖某（检材编号为 POI）和康姓家系 5名人员（检材编号为 15号）的血液样本，委托中山大学法医鉴定中心进行亲缘关系鉴定。1.2 检验过程1.2.1 常染色体STR分型和数据分析按照 法庭科学 DNA 实验室检验规范（GA/T 3832014），采用Chelex-100法提取肖某和康姓家系5 名人员的血样 DNA，分别采用 GoldeneyeTM DNA 身份鉴定系统 25A中国基点认知技术（北京）公司、MicroreaderTM 23sp-D ID 系统（北京阅微基因技术有限公司）、Investigator Hdplex 试剂盒（德国 QIAGEN 公司）以及 AGCU 21+1 STR 荧光检测试剂盒（无锡中德美联生物技术有限公司）进行复合扩增，使用3500 xL遗传分析仪（美国Applied Biosystems公司）进行电泳检测。采用本实验室开发的亲缘关系分析工具EasyKin（https：/forensicsysu.shinyapps.io/EasyKin/）1分别基于以下三种假设条件计算似然比（likelihood ratio，LR）：（1）H1为肖某与 4 号个体为叔侄关系，H2为肖某与4号个体为无关个体；（2）H1为肖某与 5 号个体为叔侄关系，H2为肖某与5号个体为无关个体；（3）基于已知 4 号、5 号个体为一代堂兄弟的前提，设定 H1为肖某与 4号、5号个体为叔侄关系，H2为肖某与4号、5号个体无关。利用 EasyKin模拟三种假设条件下相应的 LR 值分布，并以此评判亲缘关系。1.2.2 高密度SNP分型和数据分析1.2.2.1 ASA芯片检验采用 Infinium Asian Screening Array（ASA）芯片（美国Illumina公司）对6人血样进行高密度SNP分型15号代表康姓家系5名人员。图1 康姓家系的系谱图Fig.1 The pedigree of the Kang family 案例报道 基金项目：国家自然科学基金面上资助项目（81971798）；广东省自然科学基金面上资助项目（2019A1515011527）作者简介：臧钰（1997），女，博士研究生，主要从事法医物证学研究；E-mail：通信作者：孙宏钰，女，教授，主要从事法医物证学研究；E-mail：引用格式：臧钰，李燃，陈海英，等.应用法医系谱学鉴定寻亲案件1例J.法医学杂志，2023，39（3）：323-325.To cited：ZANG Y，LI R，CHEN H Y，et al.Application of forensic genealogy to identify a family searching case：A case reportJ.Fayixue Zazhi，2023，39（3）：323-325.法医学亲子和亲缘关系鉴定专题 323Journal of Forensic Medicine,June 2023,Vol.39,No.3检测（中国上海天昊生物科技有限公司），采用PLINK 1.90软件（https：/www.cog-genomics.org/plink2/）2进行质量控制。基于千人基因组（1000G）计划3的中国汉族群体数据模拟各级亲缘关系对，根据 MORIMOTO等4报道的分析方法计算染色体共享指数（index of chromosome sharing，ICS）。基本思路为：当连续多个位点至少共有一个等位基因且长度超过一定阈值时，识别该片段为状态一致性（identity by state，IBS）片段，将所有 IBS片段相加即为 ICS值。绘制各级亲缘关系对的ICS值分布，亲缘关系越远，ICS值越小。计算本案中 6 名个体两两之间的 ICS 值，根据上述 ICS值分布计算其对应各级亲缘关系的后验概率，并设定最大后验概率大于0.9时对应的关系为推断关系4。1.2.2.2 基因检测公司的芯片检验基于匿名原则送检 6名个体的 DNA 样本分别至两家基因检测公司（分别为 w公司和 m 公司）进行高密度SNP分型检测，提供亲缘关系等级推断意见。1.3 检验结果1.3.1 常染色体STR分型基于 4 个复合扩增体系共获得 62 个常染色体STR 基因座分型，计算得 1.2.1 节中三种假设条件的LR 分别为 0.003 3、0.002 0、4.502 410-7，基于相应鉴定组合的 LR 值模拟分布1，均不支持肖某与 4 号个体、5号个体为叔侄关系的假设。1.3.2 高密度SNP分型1.3.2.1 ASA芯片检验结果基于ASA芯片获得约62万个常染色体SNP位点分型，被检的6名个体两两之间ICS值及亲缘关系等级推断结果如表1所示。除1号与2号的推断关系和实际关系存在1级误差外，康姓家系的5名个体间的亲缘关系推断结果均与委托方告知的关系一致，而肖某与康姓家系15号个体的推断亲缘关系等级均在6级及以上。1.3.2.2 基因检测公司检验结果w 公司获得约 120 万个常染色体 SNP 位点分型，提供的推断意见为：计算共祖片段比例，提示4号与5号为3级亲缘关系，3号与5号为6级亲缘关系，1号与2号为6级亲缘关系。m公司获得约70万个常染色体SNP位点分型，提供的推断意见为：计算共祖片段长度，提示4号与5号为34级亲缘关系，1号与2号、3号与4号、3号与5号分别为69级亲缘关系。两家公司均未检出 POI 与 15 号中任一个体匹配的亲缘关系。综合分析结果，倾向于不支持肖某与康姓家系的4号、5号个体为叔侄关系；倾向于不支持肖某与康姓家系的15号个体存在5级以内亲缘关系。2讨论法医遗传系谱学（forensic genetic genealogy，FGG）是利用全基因组测序或高密度芯片的常染色体 SNP分型，对亲缘关系进行分析和推断的技术5。自成功破获金州杀手案6以来，该技术逐步发展并应用于法表1 采用ASA芯片的亲缘关系等级推断Tab.1Inference of kinship level using ASA microarray样本对1号-2号1号-3号1号-4号1号-5号2号-3号2号-4号2号-5号3号-4号3号-5号4号-5号POI-1号POI-2号POI-3号POI-4号POI-5号实际关系C6C8C8C8C9C9C9C5C5C3-ICS值139.78122.43212.79426.22822.30714.54927.034126.281233.4141 024.59710.86112.83821.5179.10529.967推断的亲缘关系等级及其后验概率C12.18710-629.25310-702.96710-701.98610-699.05010-703.34910-702.39010-695.48210-635.48810-585.49310-252.71310-702.97410-707.90410-702.60410-705.01210-69C22.95610-201.86710-241.10010-243.15510-241.84010-241.11110-243.60810-241.70210-202.48010-183.02310-41.13610-241.09910-241.68910-241.22010-246.29010-24C31.01710-65.25910-103.64510-108.33210-105.19610-103.57610-109.40010-107.54210-71.35710-50.9993.89210-103.64210-104.83410-104.29910-101.55910-9C42.68710-24.97310-53.75710-57.61110-54.91910-53.63010-58.52310-52.35810-29.58710-22.33310-64.07910-53.75210-54.60910-54.57610-51.37510-4C50.9733.48510-32.64210-35.31510-33.44710-32.55210-35.94610-30.9760.9046.30210-232.86810-32.63810-33.23210-33.21510-39.56010-3C61.14210-390.9960.9970.9950.9970.9970.9943.76710-311.21510-1250.0000.9970.9970.9970.9970.997推断关系C5C6C6C6C6C6C6C5C5C3C6C6C6C6C6注：ICS表示染色体共享指数（index of chromosome sharing）。POI代表肖某，15号分别代表康姓家系5名人员。粗体为最大后验概率。C1C9代表亲缘关系等级19级。“-”表示无数据。324法 医 学 杂 志 2023年 6月 第39卷 第3期医学，现已成为国内外刑事案件调查的有力工具7-8。本案通过法医 Y-STR 数据库比对获得目标家系，经家系调查，虽然可参与鉴定的人员中包括了叔侄关系这样较近的二级亲缘关系，但考虑到委托人与该家系其他较远亲缘关系个体也存在 Y-STR 匹配，且目标家系人员关系调查所获得信息的真实性亦存疑，故尝试结合法医常规STR分型的亲缘关系鉴定和高密度SNP分型的法医系谱分析，综合评估该寻亲个体与目标家系的关系。采取常规检验策略，增加检测STR基因座至62个后，采取了两种分析思路，一种是配对亲缘关系鉴定，即分别计算肖某与康姓家系 4号、5号个体的叔侄关系LR值；另一种则是将4号和5号个体为一代堂兄弟视为已知前提，计算肖某与康姓家系4号、5号三个体组合的叔侄关系 LR值，结果均提示不支持肖某与康姓家系4号、5号的叔侄关系，初步排除了肖某与康姓家系可能存在的最近亲缘关系。三个体组合鉴定获得的 LR 值较两个体配对 LR 值明显更小，支持 H2假设（即肖某与4号、5号个体无关）的证据力度更大，提示多个体组合较两个体配对鉴定效能更高。肖某与康姓家系其他个体（1号、2号、3号）之间可能的亲缘关系更远（4级），由于62个常染色体-STR分型数据难以进行评判，故未进行LR计算和分析。本案基于 ASA芯片检验结果，通过 ICS值计算推断肖某与康姓家系人员的亲缘关系等级。该方法可对所有指定个体对进行共祖分析，并计算推断亲缘关系等级及其后验概率，且对结果为无法确定的个体对（最大后验概率0.90）也可给出具有参考意义的线索，从而指导下一步的调查方向（如对该家系进行向上溯源调查或优先寻找调查其他家系）。在本案中，通过 ASA芯片检验和 ICS值计算分析，推断出 4号和5号为 3级亲缘关系，3号与 4号、3号与 5号为 5级亲缘关系，均符合已知信息，同时也显示肖某与3号、4号、5 号个体之间的关系不符合预期，与 1 号和 2 号的关系为 6级及以上。虽然两家基因检测公司的具体算法未告知，但提供的意见与本鉴定中心的分析结果基本一致。综合评估STR分型的LR分析和高密度 SNP分型的法医系谱分析结果，均不支持该寻亲个体与康姓家系存在预期的亲缘关系。目前，国外基因检测公司及第三方机构建立的公众SNP数据库已成为警方进行案件调查的途径之一，但国内该领域发展起步相对较晚，数据库规模尚小。以本案为代表的某些寻亲案件（如高龄老人寻亲、独生子女寻亲），由于其父母和全同胞的一级亲缘个体的 DNA 分型录入打拐 DNA 数据库的可能性极低，或仅有 Y-STR 这类非唯一性认定的线索信息，导致案件调查陷入困境或者搁浅。本例寻亲案件中的探索性应用表明，法医遗传系谱学的远亲缘关系搜索策略有望为此类案件提供科学可行的解决方法，拓展寻亲范围，为后续家系调查提供参考。参考文献：1李燃.多种类遗传标记配对亲缘关系鉴定和多个体亲缘关系鉴定的研究D.广州：中山大学，2022.LI R.Study on pairwise kinship testing with multi-type genetic markers and multi-individual kinship testingD.Guangzhou：Sun Yat-sen University，2022.2ABECASIS G R，ALTSHULER D，AUTON A，et al.A map of human genome variation from population-scale sequencingJ.Nature，2010，467（7319）：1061-1073.doi：10.1038/nature09534.3PURCELL S，NEALE B，TODD-BROWN K，et al.PLINK：A tool set for whole-genome association and population-based linkage analysesJ.Am J Hum Genet，2007，81（3）：559-575.doi：10.1086/519795.4MORIMOTO C，MANABE S，KAWAGUCHI T，et al.Pairwise kinship analysis by the index of chromosome sharing using high-density single nucleotide polymorphismsJ.PLoS One，2016，11（7）：e0160287.doi：10.1371/journal.pone.0160287.5KLING D，PHILLIPS C，KENNETT D，et al.Investigative genetic genealogy：Current methods，knowledge and practiceJ.Forensic Sci Int Genet，2021，52：102474.doi：10.1016/j.fsigen.2021.102474.6PHILLIPS C.The Golden State Killer investigation and the nascent field of forensic genealogyJ.Forensic Sci Int Genet，2018，36：186-188.doi：10.1016/j.fsigen.2018.07.010.7GREYTAK E M，MOORE C，ARMENTROUT S L.Genetic genealogy for cold case and active investigationsJ.Forensic Sci Int，2019，299：103-113.doi：10.1016/j.forsciint.2019.03.039.8刘京，马咪，魏以梁，等.法医SNP系谱推断技术助破14年久冷案J.刑事技术，2021，46（6）：652-656.doi：10.16467/j.1008-3650.2021.0028.LIU J，MA M，WEI Y L，et al.Forensic SNP genealogical inference helping ferret out a 14-yearlong unsolved cold caseJ.Xingshi Jishu，2021，46（6）：652-656.（收稿日期：2023-02-07）（本文编辑：陶瑞旸）325