李淑瑾,張曉靜,付麗紅,叢 斌
(河北醫(yī)科大學(xué) 法醫(yī)學(xué)系 河北省法醫(yī)學(xué)重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室,河北 石家莊050017)
隨著經(jīng)濟(jì)的發(fā)展和人們法律意識(shí)的提高,涉及親權(quán)鑒定的法律案件與糾紛日益增多,具有司法鑒定資質(zhì)的親權(quán)鑒定機(jī)構(gòu)也逐年增加。盡管鑒定方法日趨標(biāo)準(zhǔn)化、統(tǒng)一化,但案件數(shù)量和種類的增加為親權(quán)鑒定案件的判定帶來(lái)一些新的問(wèn)題與爭(zhēng)議。本文就近年來(lái)關(guān)于親權(quán)鑒定的若干新的技術(shù)與理論問(wèn)題進(jìn)行綜述。
目前國(guó)際上應(yīng)用最廣泛的商品化常染色體STR試劑盒主要有美國(guó)AB公司的IdentifilerR○試劑盒(ID)和Promega公司的PowerPlex○R16(PP16)試劑盒,二者均包括DNA聯(lián)合索引系統(tǒng) (combined DNA index system,CODIS)中的13個(gè)STR基因座(D3S1358、vWA、FGA、D8S1179、D21S11、D18S51、D5S818、D13S317、D16S539、TH01、TPOX、CSF1PO和D7S820),另外各自增加了 D2S1338和 D19S433、Penta E和Penta D基因座。
這17個(gè)STR基因座不僅用于法醫(yī)學(xué)親權(quán)鑒定和個(gè)體識(shí)別案件,也是大多數(shù)國(guó)家建立DNA數(shù)據(jù)庫(kù)所選用的STR基因座。但對(duì)越來(lái)越多的樣品進(jìn)行STR分型時(shí),經(jīng)常會(huì)發(fā)現(xiàn)一些新的等位基因,命名為“offladder”(OL)。產(chǎn)生這種情況的原因可能是不完全重復(fù)或是在重復(fù)結(jié)構(gòu)附近的側(cè)翼序列區(qū)發(fā)生了插入或缺失,如D7S820基因座,在重復(fù)結(jié)構(gòu)GATA下游12個(gè)核苷酸處有8、9或10個(gè)相鄰的T,在這個(gè)側(cè)翼區(qū)內(nèi)發(fā)生的插入或缺失很容易產(chǎn)生 9.1、9.3、10.1和10.3等“OL”等位基因[1]。另有一種情況是新等位基因在等位基因階梯范圍外,甚至落入相鄰的基因座范圍內(nèi),誤認(rèn)為三等位基因。Valverde等[2]報(bào)道D18S51基因座檢測(cè)到了12個(gè)新的等位基因(28,29,30,31,32,33,34,35,36,37,38,40),并一一進(jìn)行了測(cè)序驗(yàn)證。用PP16試劑盒檢測(cè)該基因座時(shí),片段長(zhǎng)度大于369bp的新的等位基因會(huì)落入Penta E基因座范圍內(nèi),認(rèn)定為Penta E基因座的OL等位基因或三等位基因模式;而用ID試劑盒檢測(cè)時(shí),由于等位基因“27”為等位基因階梯中最大的等位基因,因此片段長(zhǎng)度大于349bp的等位基因甚至連“OL”也不標(biāo)識(shí)。類似的現(xiàn)象在D21S11、D3S1368、SE33基因座也有報(bào)道。由此可見(jiàn),在檢驗(yàn)過(guò)程中存在錯(cuò)誤判定的風(fēng)險(xiǎn),進(jìn)行親權(quán)鑒定及數(shù)據(jù)庫(kù)比對(duì)時(shí)應(yīng)引起注意。
為增加系統(tǒng)效能,解決諸如非三聯(lián)體親子鑒定、同胞鑒定、失蹤人員認(rèn)定、大型災(zāi)難事故尸體身源認(rèn)定等難題,各法醫(yī)DNA研究機(jī)構(gòu)積極尋找新的常染色體STR基因座,美國(guó)國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)技術(shù)研究院(NIST)研制了一套22個(gè)新STR基因座與Amelogenin基因座的復(fù)合擴(kuò)增體系23plex[3-4],日本學(xué)者構(gòu)建了一組包括10個(gè)新的STR基因座的復(fù)合擴(kuò)增系統(tǒng)[5],我國(guó)學(xué)者報(bào)道了一組包括14個(gè)新的STR基因座的群體遺傳學(xué)數(shù)據(jù)[6],珠海科登生物公司生產(chǎn)的STRtyper 10G由9個(gè)新的STR基因座與Amelogenin基因座組成[7]。在這些基因座中,除D10S1248、D2S441和 D22S1045被納入歐洲D(zhuǎn)NA數(shù)據(jù)庫(kù)核心STR基因座外,其余基因座仍限于實(shí)驗(yàn)室內(nèi)部使用,未列入核心基因座范圍。
由于X染色體具有不同于常染色體及Y染色體的特殊的遺傳模式,X染色體上的遺傳標(biāo)記對(duì)于父女鑒定、母子鑒定、同胞或半同胞鑒定、隔代鑒定等特殊親權(quán)鑒定案件具有其它遺傳標(biāo)記無(wú)可比擬的優(yōu)勢(shì),在法醫(yī)DNA領(lǐng)域的應(yīng)用日益增多。自1991年首次報(bào)道兩個(gè)X-STR基因座HPRTB和ARA以來(lái)[8],法醫(yī)DNA領(lǐng)域目前累計(jì)報(bào)道的X-STR基因座約30余個(gè)。
X-STR通常被定義為4個(gè)連鎖群[9],分別以DXS 8378、DXS7132、HPRTB、DXS7423為核心,位于Xp22.2,Xq12,Xq26和Xq28。德國(guó)的Biotype公司以這4個(gè)核心位點(diǎn)開(kāi)發(fā)了MentypeArgus X-UL試劑盒,并有學(xué)者對(duì)其靈敏度、混合斑分析及擴(kuò)增體系等方面進(jìn)行了評(píng)估,認(rèn)為此試劑盒對(duì)于解決一些親權(quán)鑒定案件有一定的應(yīng)用潛力[10]。
為進(jìn)一步增加系統(tǒng)效能,Biotype公司又研制了MentypeArgus X-12試劑盒,在MentypeArgus X-8試劑盒的基礎(chǔ)上再加入4個(gè)STRs,每個(gè)連鎖群內(nèi)包括3個(gè)STR基因座組成12個(gè)基因座的復(fù)合擴(kuò)增體系,分別為:DXS10148-DXS10135-DXS8378;DXS7132-DXS10079-DXS10074;DXS10103-HPRTB-DXS10101;DXS10146-DXS10134-DXS7423。目前尚無(wú)應(yīng)用此試劑盒進(jìn)行法醫(yī)學(xué)研究和實(shí)踐的文獻(xiàn)報(bào)道。
盡管X-STR在親權(quán)鑒定方面具有獨(dú)特的應(yīng)用價(jià)值,但X-STR在法醫(yī)DNA領(lǐng)域的應(yīng)用還遠(yuǎn)遠(yuǎn)少于常染色體STR及Y-STR,因此,在X-STR基因座的群體遺傳學(xué)調(diào)查、突變率分析、法醫(yī)學(xué)應(yīng)用價(jià)值評(píng)估、試劑盒的研發(fā)等方面,仍有相當(dāng)大的研究空間。
由于Y染色體STR遺傳標(biāo)記獨(dú)特的父系遺傳方式,主要將其應(yīng)用于父子單親鑒定或其他父系血緣關(guān)系的鑒定。在父子單親鑒定中,由于缺乏母親的遺傳信息,父權(quán)排除的概率明顯降低,檢測(cè)Y-STR基因座則有助于減少這種錯(cuò)誤認(rèn)定的機(jī)會(huì)。Fabricio等[13]報(bào)道了1例父子單親鑒定的案例,應(yīng)用Promega公司的PP16及FFFL試劑盒檢測(cè)了孩子與兩個(gè)假設(shè)父的19個(gè)STR基因座,兩個(gè)假設(shè)父的父權(quán)指數(shù)分別為13,811.215和35,332.241,均不能排除,直至用PPY試劑盒分析了三者的Y-STR基因座,發(fā)現(xiàn)假設(shè)父1的Y單倍型與孩子不同,將假設(shè)父1排除父權(quán)。另外,在肯定父權(quán)時(shí),聯(lián)合應(yīng)用常染色體STR及Y-STR,可增加父權(quán)指數(shù),增加認(rèn)定的機(jī)會(huì)[14]。因此,在進(jìn)行父子單親鑒定時(shí),除檢測(cè)常染色體STR外,增加檢測(cè)YSTR可大大降低錯(cuò)判的風(fēng)險(xiǎn)。
雖然大多數(shù)法醫(yī)學(xué)家認(rèn)為SNP遺傳標(biāo)記在很長(zhǎng)一段時(shí)間內(nèi)不會(huì)取代STR,但由于SNP數(shù)量豐富、突變率低、片段短、能夠提供一些特殊信息、檢測(cè)手段多樣等特點(diǎn),使其成為STR遺傳標(biāo)記的重要補(bǔ)充[15]。目前研究比較成熟的是歐洲SNPforID協(xié)會(huì)研制的52 SNP-plex,包含52個(gè)處于連鎖平衡狀態(tài)的常染色體SNP基因座,用復(fù)合PCR及微測(cè)序法進(jìn)行分型,具體信息可登錄http://www.snpforid.org網(wǎng)站查詢[16]。B?rsting等[17]對(duì)52 SNP-plex系統(tǒng)在親子鑒定中的應(yīng)用價(jià)值進(jìn)行了系統(tǒng)評(píng)估,用該體系分析了124對(duì)真三聯(lián)體,父權(quán)指數(shù)為105~106;父親與孩子二聯(lián)體的父權(quán)指數(shù)為103~104。與15個(gè)STR基因座的父權(quán)指數(shù)相比,該SNP體系的父權(quán)指數(shù)低5~50倍。但在這124個(gè)案例中,發(fā)現(xiàn)STR基因座有6個(gè)突變,SNP基因座無(wú)突變,該研究表明52 SNP-plex體系在親權(quán)關(guān)系鑒定中是一個(gè)非常有效的系統(tǒng)。在涉及移民的親權(quán)鑒定案件中,往往缺乏父母一方的信息,需要計(jì)算父親或母親的親權(quán)指數(shù),并且需要考慮排除叔侄關(guān)系或姨親關(guān)系。對(duì)于這樣的案件,常規(guī)STR檢驗(yàn)往往不能提供足夠的信息。Ballard等[18]分析了55例移民親權(quán)鑒定案件,用17個(gè)常規(guī)STR基因座、6個(gè)新加的STR基因座及48個(gè)SNP基因座進(jìn)行分析,比較6個(gè)STR基因座與48個(gè)SNP基因座對(duì)常規(guī)STR的補(bǔ)充效能,發(fā)現(xiàn)SNP的應(yīng)用價(jià)值更大。Dario[19]應(yīng)用SNPforID中的20個(gè)SNP基因座對(duì)葡萄牙56例親權(quán)鑒定案件進(jìn)行分析,認(rèn)為這20個(gè)SNP基因座對(duì)于常規(guī)STR基因座是一個(gè)很有效的補(bǔ)充,而且與增加STR遺傳標(biāo)記相比,方法簡(jiǎn)單且成本較低。Philip等[20]從統(tǒng)計(jì)學(xué)方面也證實(shí),對(duì)于復(fù)雜的親權(quán)鑒定案件,補(bǔ)充SNP基因座較STR基因座更有效。
另有學(xué)者報(bào)道了用芯片技術(shù)檢測(cè)124 SNP-plex,包括46個(gè)常染色體SNP基因座、29個(gè)Y-SNP及49個(gè)mtDNA SNP,即在一次反應(yīng)中就可同時(shí)分析3種類型的遺傳標(biāo)記,提供更多的信息,且靈敏度較高,但其準(zhǔn)確性及實(shí)用性尚有待進(jìn)一步驗(yàn)證與評(píng)估[21]。
STR基因座的突變會(huì)明顯干擾親緣關(guān)系的判定。隨著案件積累量的不斷增加,近年來(lái)一些學(xué)者相繼報(bào)道了常用STR基因座的突變率及對(duì)親權(quán)鑒定的影響[22-25]。綜合這些文獻(xiàn)分析,在親權(quán)關(guān)系檢案中,單個(gè)STR基因座突變的案例占2%~3%左右,2個(gè)STR基因座突變的案例約0.04%。
對(duì)于突變STR基因座的親權(quán)指數(shù)的計(jì)算,陸惠玲教授[26]應(yīng)用經(jīng)驗(yàn)遞減模型對(duì)計(jì)算公式進(jìn)行了詳細(xì)解讀,因其計(jì)算原理易于理解,計(jì)算也較方便,具有實(shí)用意義。由于STR基因座突變率約在0~0.7%,平均0.2%,因此考慮突變時(shí),其PI值均低于無(wú)突變的情形,提示要檢測(cè)更多的遺傳標(biāo)記才能使累積親權(quán)指數(shù)達(dá)到認(rèn)定親權(quán)關(guān)系的標(biāo)準(zhǔn)。
一般情況,當(dāng)檢測(cè)一定數(shù)量的STR基因座而只有少數(shù)幾個(gè)基因座排除親子關(guān)系時(shí),就應(yīng)考慮突變的可能性。這里的“一定數(shù)量”和“少數(shù)幾個(gè)”是沒(méi)有固定標(biāo)準(zhǔn)的,因它受到基因座的多態(tài)性、突變率以及親子關(guān)系認(rèn)定水平等因素影響。在使用PP16和ID系統(tǒng)時(shí),如果能檢出15個(gè)STR的基因型,只有≤3個(gè)基因座排除親子關(guān)系,就應(yīng)懷疑有突變,因?yàn)槠渌慌懦H子關(guān)系的基因座的累積非父排除率仍可達(dá)99%以上[25]。李海霞等曾報(bào)道1例3個(gè)基因座同時(shí)發(fā)生突變的三聯(lián)體鑒定案例[27]。
考慮突變時(shí),應(yīng)該用相同或不同的試劑盒進(jìn)行重復(fù)實(shí)驗(yàn),保證分型正確。由于STR具有較高的突變率,因此增加STR基因座有可能檢出新的突變[25]。隨著SNP遺傳標(biāo)記在法醫(yī)學(xué)應(yīng)用的日益成熟,筆者建議增加突變率較低的SNP遺傳標(biāo)記,或者根據(jù)案件的具體情況增加性染色體遺傳標(biāo)記,如父子關(guān)系鑒定,可檢測(cè)Y-STR或Y-SNP;父女關(guān)系鑒定,可檢測(cè)X-STR或X-SNP;母子、母女關(guān)系鑒定可檢測(cè)XSTR、X-SNP或mtDNA。此外,突變需要與下列3種情況區(qū)分[25]:(1)沉默等位基因;(2)親屬個(gè)體代替檢驗(yàn);(3)單親二體征,Audrey等[28]曾報(bào)道1例21號(hào)染色體單親二體征引起的錯(cuò)誤否定父權(quán)的案例。
2002年,國(guó)際法醫(yī)遺傳學(xué)會(huì)(International Society for Forensic Genetics,ISFG)親權(quán)鑒定委員會(huì)(The Paternity Testing Commission,PTC)按照ISO17025的標(biāo)準(zhǔn),發(fā)布了關(guān)于遺傳學(xué)調(diào)查的建議書(shū)[29]。2007年,PTC發(fā)布了親權(quán)鑒定中生物統(tǒng)計(jì)計(jì)算的建議書(shū)[30],強(qiáng)烈建議所有親權(quán)鑒定實(shí)驗(yàn)室采用所描述的5條建議作為生物統(tǒng)計(jì)計(jì)算的基礎(chǔ)。該5條建議的主要內(nèi)容包括:
(1)證據(jù)強(qiáng)度應(yīng)以似然率原則為基礎(chǔ)進(jìn)行計(jì)算,親權(quán)關(guān)系的生物統(tǒng)計(jì)評(píng)估應(yīng)建立在互相排斥的假設(shè)的基礎(chǔ)上。當(dāng)檢測(cè)系統(tǒng)中有不符合遺傳規(guī)律的基因座(可能是突變的結(jié)果)時(shí),應(yīng)對(duì)檢測(cè)個(gè)體可能發(fā)生突變的基因座PI值進(jìn)行調(diào)整,計(jì)算PI值的方法應(yīng)有文獻(xiàn)出處。在進(jìn)行生物統(tǒng)計(jì)計(jì)算時(shí),要考慮沉默等位基因發(fā)生的概率。如果只檢測(cè)到1個(gè)等位基因,就應(yīng)在計(jì)算PI時(shí)考慮沉默等位基因或無(wú)效等位基因的可能。
(2)在群體遺傳學(xué)中,稀有等位基因的概率,可用以下公式進(jìn)行估計(jì):
Xi代表數(shù)據(jù)庫(kù)中該基因座已有的等位基因的個(gè)數(shù),N代表等位基因的總數(shù)。
Y-染色體和mtDNA遺傳標(biāo)記的似然率必須以單倍型頻率計(jì)算,其遺傳證據(jù)強(qiáng)度需要和常染色體遺傳標(biāo)記證據(jù)聯(lián)合使用。
(3)對(duì)于標(biāo)準(zhǔn)三聯(lián)體案件和復(fù)雜案件(單親或雙親皆疑),生物統(tǒng)計(jì)計(jì)算的原則是相同的。所有關(guān)于親權(quán)關(guān)系鑒定的統(tǒng)計(jì)計(jì)算都是以似然率原則為基礎(chǔ)的,即需要評(píng)價(jià)兩個(gè)相關(guān)的互斥假設(shè)。不管案件多么復(fù)雜,這個(gè)原則是不變的。此外,涉及移民案件的生物統(tǒng)計(jì)計(jì)算也應(yīng)以似然率原則為基礎(chǔ)。
(4)各實(shí)驗(yàn)室負(fù)責(zé)建立并確認(rèn)各自的排除父權(quán)的標(biāo)準(zhǔn),建議最好以PI閾值定義否定父權(quán)的標(biāo)準(zhǔn),但也可以不符合遺傳規(guī)律的基因座數(shù)目建立排除標(biāo)準(zhǔn)。
(5)進(jìn)行案例報(bào)道時(shí),論文中除了累積PI外,還應(yīng)包括每個(gè)遺傳系統(tǒng)各自的PI值,以及實(shí)驗(yàn)室計(jì)算所用的種族群體背景資料。如果報(bào)道父權(quán)概率(W),則必須指出前概率。當(dāng)用另外的方法計(jì)算PI時(shí),還應(yīng)說(shuō)明該計(jì)算方法的假設(shè)、有效性及相應(yīng)的計(jì)算機(jī)技術(shù)。
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