基于传统毛细管电泳技术的STR检验仅关注长度多态性，不能报告STR等长等位基因间的SNP、InDel等序列差异信息。二代测序技术可以检出更丰富的STR序列多态性，既包括重复区的重复序列和非重复间隔序列信息，也包括侧翼区的序列信息，支撑更精准的比对分析。本文报道一起长达21年未破的入室杀人案，用传统Y-STR检测方法得到了38个Y-STR基因座长度多态性分型。通过二代测序方法，使用STRSeqTyperY68试剂盒检验1份现场物证和8份比对样本，均得到了全部67个Y-STR基因座序列多态性分型，其中DYS448基因座N42“折叠序列”中的一个单碱基变异为案件指明方向，提供了关键的技术支撑。本文进一步探讨了DYS448基因座N42“折叠序列”在不同人群中的序列变异情况，以及STRSeqTyperY68试剂盒中具有“折叠序列”的基因座详细信息，为相关研究和案件应用提供参考。

基于毛细管电泳的复合荧光短串联重复序列（short tandem repeat, STR）检测技术在各类案件DNA检验中起到主导作用，但对高度降解的骨骼等疑难生物检材，往往因检出STR基因座数量过少无法发挥效用。本文阐述了二代测序技术在高度降解的骨骼这类疑难生物检材DNA检验中的应用。在一起长达30年未破的杀人案物证检验中，用传统STR检测方法未得到骨骼足够STR基因座分型，通过二代测序方法使用Precision ID GlobalFiler^TM NGS STR Panel v2试剂盒得到了31个常染色体STR基因座的完整分型，帮助办案单位认定了尸源，为案件侦破提供了关键技术支撑。分析二代测序（next generation sequencing, NGS）技术对此类高度降解检材的优势，并探讨CE电泳检测的STR基因座分型结果与NGS分型结果一致性的问题，表明NGS技术可以突破CE对于此类高度降解检材的分析限制，补充CE技术不足，为疑难生物检材的法医DNA检验和分析提供了新方法和手段。

近年来，法医实践中对复杂亲缘关系的鉴定需求越来越多，需要联合多种遗传标记进行判断，如STR、X/Y遗传标记、SNP、线粒体DNA等。二代测序技术可以将多种遗传标记纳入一个检测体系中。本文报道了开发出的一套包含29个常染色体STR、36个Y-STR、32个X-STR、71个Y-SNP以及mtDNA全基因组的检测体系DNATyper^TMNGSPanel v1.0。根据DNA分析方法科学工作组（SWGDAM）的验证指南，对该体系的重复性、准确性、一致性、灵敏度、混合样本、物种特异性等指标进行了评估。结果表明，该体系分型结果与毛细管电泳的一致性为99.72%，与ForenSeq™ DNA Signature Prep Kit试剂盒相重合的基因座结果均完全一致。在0.5~10 ng DNA模板量范围内无等位基因丢失，而在0.25、0.125 ng时分别出现2、9个基因座的丢失。在男女混合比例为2:1时女性成分开始出现等位基因丢失，混合比例为9:1、4:1、2:1、1:1时，检出率分别为54.72%、81.13%、98.11%、100%，若男女混合比例为1:4则男性成分开始出现等位基因丢失，当混合比例为1:1、1:2、1:4、1:9时检出率分别为100%、100%、90.24%、82.93%。该体系对猪、牛、鼠、食蟹猴、恒河猴的DNA几乎没有扩增发生。因此，本体系的检测通量高，灵敏度和稳定性高，分型准确性和重复性好，对混合样本的检出能力较强。通过单次检测就可同时获得父系、母系相关的遗传信息，能有效提高个体识别能力和亲权鉴定效能。

针对外周血、唾液、精液、月经血、阴道分泌物这五种法医学常见的体液样本，采用二代测序（NGS）平台检测获得microRNA（miRNA）表达谱，使用偏最小二乘判别分析（PLS-DA）建立基于这五种体液的识别模型，并探讨PLS-DA在法医体液溯源中的应用价值。经优化小分子RNA文库制备过程，采用Ion Torrent S5 XL测序系统对前述法医学五种体液样本（每种10例）进行小RNA测序，以PLS-DA构建体液识别模型，评估不同数量miRNA标记组合下预测的准确性。本研究获得法医学常见五种体液样本的miRNA表达谱，外周血与月经血中表达量前10名的miRNAs有6个重叠；唾液和阴道分泌物中表达量前10名的miRNAs有4个重叠。基于全数据集、107个和11个miRNAs构建的体液来源识别模型的准确率分别为0.95、0.94、0.89。本研究通过NGS测序分析获得了五种体液样本的miRNA组（miRNome），利用PLS-DA初步构建了体液识别模型，对于应用miRNome进行体液识别的相关研究具有参考价值。

微单倍型是一种新型法医遗传学分子标记,可用于个体识别、祖先推断和混合样本DNA的检验。虽然现已有微单倍型基因座的标准命名方法,但简明的微单倍型等位基因命名规则尚未见到。微单倍型遗传标记相对于单核苷酸多态性（single nucleotide polymorphism, SNP）的优势在于其多等位基因。一般来说,微单倍型基因座包含的SNP数目越多,其有效等位基因数（effective number of alleles, Ae）和信息含量（informativeness, In）就倾向于越高。这些基因座更适宜于法庭科学应用,因其复杂的等位基因更能满足应用需求。因此,为更便于应用,我们建议使用阿拉伯数字命名微单倍型等位基因。具体规则如下：以人类基因组正链作为比对微单倍型,GRCh38作为参考序列。将组成微单倍型的SNP根据它们在人类基因组中的物理位置进行排序,dbSNP数据库中的参考等位基因则作为这些SNP可能出现的备选基因型。先按照参考等位基因列出所有可能出现的微单倍型等位基因,然后按照字母表顺序排序,并从1开始以连续正整数依次命名排序后的等位基因。稀有的微单倍型等位基因仍然用SNP分型的组合命名,列在基因座内所有用数字命名的等位基因之后。本文使用9947A、2800M和两份志愿者DNA制备了1∶2∶4∶8比例的DNA混合物,对单一来源样本和混合物进行微单倍型测序、数据分析,并对等位基因进行基因型组合命名和数字化命名两种方式的对比展示。本文建议的数字化命名法其优势在于：首先,这种命名法使得微单倍型的法庭科学应用更便捷,可避免使用SNP分型组合的复杂命名方式,在混合DNA分析中优势尤其显著。其次,在每个微单倍型基因座内部,可以按照阿拉伯数字的顺序排列等位基因,从而能为微单倍型数据的展示和交流提供统一的等位基因排序方式。第三,数字化的等位基因命名方式更易为法医DNA技术人员接受,因为这与法庭科学STR等位基因的命名方式类似。第四,当前的群体遗传学软件,如PowerStats、Arlequin、STRUCTURE等,只接受数字作为导入的等位基因名称,该命名方法能更好地与这些既有软件衔接关联。因此,数字化的微单倍型等位基因命名法应能为法医学应用与实践带来便利。

二代测序相较于毛细管电泳技术（capillary electrophoresis, CE）,以其体系中可容纳更多的基因座而在法医学实践中更具潜力和价值。MiSeq FGx^TM系统是专为法医学设计研发的一个测序平台,其配套试剂盒Forenseq DNA Signature Prep kit具有较高的灵敏度和准确度。本实验利用该试剂盒对41份家系样本进行测序,结果发现,58个STR基因座中有26个基因座出现了等位基因亚型,等位基因总数目增加了79个;与CE一致性上,有1份样本在DYS392基因座出现缺失,推测应与试剂盒引物扩增效率有关,另外还有8份样本在DXS7132基因座出现与CE不一致的情况,通过Sanger测序以及使用其他软件分析后,排除扩增失败,确认是生物信息分析问题。实验证明,二代测序相比于毛细管电泳技术有很多优势,不过目前在数据分析方面还存在一些问题,需要不断优化完善所涉及的生物信息分析方法。随着未来相关技术与标准的不断完善,二代测序会逐渐应用于法医学实践中。

基于Y染色体STR（Y-STR）多态性的男性家系排查技术帮助全国各地破获了诸多冷案积案。然而对于出现明显降解的生物检材,或因检出Y-STR基因座数量过少而无法开展有效排查。STRSeqTyperY68男性家系精细化排查试剂盒,定位于二代测序技术,利用MiSeq FGx二代测序平台可单管实现52个单拷贝Y-STR基因座、6个二拷贝Y-STR基因座、1个三拷贝Y-STR基因座和1个性别判定基因座的分型检测,并能同时支持STR长度和/或序列多态分型,全部基因座扩增子长度在350bp以下,且其中62个不大于300bp,适用于降解检材的检测。本文报道一起长达19年未破的强奸杀人案,用传统STR检测方法仅得到24个Y-STR基因座分型,部分300bp以上的Y-STR片段未检出,但通过二代测序方法使用STRSeqTyperY68试剂盒完整得到了67个Y-STR和1个性别基因座分型,从而帮助办案单位锁定了嫌疑人所在的男性家系,为案件侦破提供了关键技术支撑。

目的 联合应用毛细管电泳与二代测序技术,探索肯定亲权案件中的STR基因座的突变率和突变方式。方法 2600例肯定亲权关系的案件材料采用PowerPlex21试剂盒进行STR检验,发现67例存在基因座突变,对该67例亲子关系（62例三联体,5例二联体）的196个样本用SeqTyper^®24构建文库,使用Ion PGM^TM平台进行二代测序。结果 12个STR基因座共发现71个突变,父源突变与母源突变的比例为3.13‥1。其中64例亲子关系观察到1个基因座突变,2例观察到2个基因座突变,1例观察到3个基因座突变,有些突变从毛细管电泳所得STR基因座结果无法判断是增加还是减少了一步,二代测序则可以明晰等位基因的遗传方式及突变情况。结论 对于复杂核心序列、含不完全重复单位的基因座,有些突变可以通过二代测序明确突变的来源和方式,更直观地从微观碱基序列的角度观察等位基因的遗传。

目的 利用实验数据对法医学二代测序STR分型测序深度与分型结果准确度的关联性进行评估。方法 使用商业化基因组DNA制备单一来源和混合的DNA样本,以Thermo Fisher公司的25重早期测试试剂盒进行目的STR片段扩增,每种扩增产物分别使用4种不同的序列标签平行建库,并控制标记每一种序列标签的文库上机量依次占一张Ion 318芯片的1/4、1/8、1/16、1/32。经Ion PGM^TM基因测序仪测序,以及Ion Torrent Suite^TM软件进行数据分析;同时对庞敬博等人发表的基于相同试剂盒和测序仪检测的95名中国汉族无关个体的6928条等位基因、影子峰和噪音序列进行测序深度统计分析,寻找测序深度与STR分型准确度的关联性。结果 各基因座测序深度随文库上样量减少而呈明显下降趋势。对于单一来源样本,每张芯片上样不超过8个均一化文库可实现全部基因座的完整分型;对于1:20比例的混合DNA,每张芯片上样不超过4个均一化文库时,未发现微量组分的等位基因丢失。人群数据测序深度统计显示,该体系基因座间存在不均衡性,有必要针对各基因座分别设定分析阈值参数。结论 测序深度与法医学STR分型结果的准确性密切相关,各基因座最低测序深度与平均测序深度的比值可作为设定分析阈值的重要参考指标。本研究确定的单张芯片上样数量仅适用于本实验体系,但相关实验设计和方案可供其他实验体系开展类似工作参考。

目的 探讨二代测序技术在混合STR分型拆分中的应用。方法 对一例强制猥亵妇女案中受害人颈部的拭子和血样作DNA提取,以Precision ID GlobalFiler^TM NGS STR Panel v2试剂盒制备文库,经Ion S5测序仪测序,运用Torrent_Suite_v5.2.1软件进行数据分析后,将检测基因座的序列多态STR分型与长度多态STR分型进行比较。结果 在D8S1179、D21S11、D2S441、D2S1338、D10S1248五个基因座发现存在序列特异的等位基因亚型,利用这些亚型对混合STR分型进行了成功拆分。结论 二代测序技术提供的等位基因序列信息可对混合STR分型的拆分起到帮助作用。

目的 Y染色体为男性所特有,其遗传标记蕴含着丰富的生物地理信息,故可溯源家系,在嫌疑人排查和追踪中发挥作用。Y-STR突变率较高,而Y-SNP突变率极低,几乎不会发生回复突变,所以后代男性群体携带祖先特有的Y-SNP。本研究期望通过现在我国Y库建设中通用的17个Y-STR的单倍型数据预测Y-SNP单倍群细支。方法 基于前期观察,选取千人基因组计划III期中的513例东亚人群（中国及周边区域）作为基础数据集,在Java平台和Microsoft Excel软件框架下,以遗传距离计算和Y染色体进化树构建手段相联合研发Y-STR数据的家系特异性单倍群归属判别分析软件：EA-YPredictor。结果 本研究揭示了15个单倍群大支下的核心单倍型。通过随机选取70个公开数据库样本,EA-YPredictor软件预测准确性达到92.8%（95%置信区间：[84.1%, 97.6%]）。结论 在Y-SNP复合扩增检测尚无定论的情况下,本软件可基于二代测序样本对Y-STR数据库样本进行单倍群细支的准确预测,能适用于辅助家系单倍群判断。随着测序技术的不断换代和优化,更多高通量的Y-STR和Y-SNP数据补充将会使本软件进一步优化。此外,本软件对于Y数据库中Y-SNP遗传标记的筛查建库有一定指向作用。

目的 研究法医学常用Y-STR基因座在中国云南苗族男性个体中的序列多态性。方法 采用M48磁珠提取纯化试剂盒提取样本DNA,使用ForenSeq^TM DNA Signature Prep试剂盒制备文库,Miseq FGx平台进行测序,ForenSeq Universal Analysis v1.2.1软件进行数据分析,用Arlequin v3.5软件计算各Y-STR基因座相关的统计学参数,将Y-STR基因座长度多态性与序列多态性进行比较。结果 108名云南苗族个体中共检出106种单倍型,总体单倍型多样性（HD）和Y-STR分型系统的分辨能力（DC）分别为0.999 3和0.981 5。24个Y-STR基因座共检出204个基因,基因多样性（gene diversity,GD）值为0.217 7~0.948 1,15个Y-STR基因座的GD值大于0.6。DYF387S1、DYS390、DYS389II、DYS437、DYS438、DYS448、DYS612基因座存在长度相同的基因核心序列不同的情况。结论 该24个Y-STR基因座在云南苗族男性人群中具有丰富的遗传多态性。研究结果可为Y-STR数据库的建立、群体遗传学和法医学实践提供参考。

微单倍型是一种国际广泛关注的新型法医遗传学分子标记。它兼具STR和SNP遗传标记的优势,在法医混合DNA检验、种族地域推断、复杂亲缘关系分析等领域均具有重要应用前景。本文综述了微单倍型遗传标记的基本概念、命名规则,回顾了二代测序、高分辨熔解曲线、单链构象多态性分析等微单倍型检测手段,介绍了微单倍型法医遗传学应用的相关研究进展,并对微单倍型遗传标记未来发展做了展望,提出了其可能面临的挑战。

法医单细胞分离检验技术是微量混合DNA样本检验最有效的方法之一。常规的单细胞分离检验技术包括单细胞分离、单细胞裂解、PCR扩增、数据分析。本文将详细介绍单细胞分离检验技术原理和应用进展,同时展望了单细胞测序在法医DNA的应用前景。近5年来,单细胞分离、全基因组扩增和二代测序技术的结合而产生的单细胞测序技术,将为法医遗传学检测提供一种全新的技术和思路,尤其为微量混合生物样品检验提供全新的技术手段。

线粒体DNA检测是法医DNA检验的重要手段之一。随着分子生物学和计算机技术的发展,二代测序技术的出现,使得线粒体DNA检测从传统的部分测序进入到全基因组测序时代。相对于部分测序,线粒体全基因组测序能够提供更全面的序列信息,提高线粒体DNA检测的识别率;同时也能够通过对全基因组信息的深入分析,获得样本来源信息。本文介绍了经典以及新出现的线粒体DNA测序策略,简述了各种测序策略的优缺点,在此基础上重点介绍了线粒体全基因组测序在法医遗传学、线粒体相关疾病、衰老机制等方面的研究和应用,最后探讨了线粒体全基因组序列分析在法医遗传学实践中应用的可能性以及可能面临的一些问题。