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任贺, 刘芳. 单亲隔代亲权指数计算方法[J]. 刑事技术,2016,41(4): 336-339
REN He, LIU Fang. Probing into the Arithmetic of Paternity Index through the Consanguinity between Single Grandparent and Grandchildren[J]. Forensic Science and Technology,2016,41(4): 336-339  
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单亲隔代亲权指数计算方法
任贺1, 刘芳2,*
1. 北京警察学院,北京102202
2. 北京市公安局昌平分局刑侦支队,北京102200
* 通讯作者：刘芳（1978—）,女,山西运城人,硕士,法医师,研究方向为法医学。Email：sherry985@163.com

作者简介：任贺（1978—）,女,北京,硕士,讲师,研究方向为法医学。Email：snoopy-fr@sohu.com

摘要

目的 探讨单亲隔代亲权关系的鉴定策略。方法 提取1个案例中生母、两个孩子、疑为孩子的祖母、大伯、大姑、二姑共7人的血样DNA,通过复合荧光扩增和毛细管电泳得到STR基因型。分别用ITO法和家系基因型重建两种方法计算祖孙亲权指数;并推测生父基因型计算父权指数。对于不能确定的基因型,按最小概率值计算LRs。结果 家系基因型重建法计算得出的祖孙亲权指数明显高于ITO法,推测生父基因型后计算的父权指数达到三联体认定标准。结论 对于单亲隔代亲权鉴定的案例,在STR分型结果提供不排除信息后,有条件进行家系重建的可计算祖孙亲权指数,有条件推测生父基因型的可计算父权指数,以便提供更加明确的鉴定意见。

关键词: 法医遗传学; STR; 最小概率值; 生父基因; 单亲隔代
中图分类号:DF795.2 文献标志码:B 文章编号:1008-3650(2016)04-0336-04 doi: 10.16467/j.1008-3650.2016.04.020
Probing into the Arithmetic of Paternity Index through the Consanguinity between Single Grandparent and Grandchildren
REN He1, LIU Fang2,*
1. Beijing Police Academy, Beijing 102202,China
2. Criminal Investigation Detachment, Changping Branch of Beijing Public Security Bureau, Beijing 102200, China）
Abstract

Objective To investigate the strategies for identification of the kinship between single grandparent and grandchildren.Methods Genomic DNA was separately extracted from bloodstain samples of 7 persons, who are the mother, the two children, the alleged grandmother, and the paternal relatives of one uncle and two aunts. STR genotypes were determined by multiplex fluorescent amplification and capillary electrophoresis. ITO and pedigree genotype reconstruction methods were used to calculate the consanguinity between the grandmother and grandchildren so that the paternity index was measured by the speculation of the father’s genotype. For the genotypes that were not able to determine, their LRs were estimated by minimum probability values.Results The consanguinity between grandmother and grandchildren calculated by pedigree genotype reconstruction was significantly higher than that obtained by ITO method. Paternity index calculated by the alleged father’s genotype was up to meet the triad standards.Conclusion For the identification of genetic relationship between single grandparent and grandchildren, the consanguinity about them can be calculated from the available pedigree reconstruction when STR genotyping provides no exclusion, and meanwhile the paternity index could be mensurated once upon the father’s genotype capable of being speculated, thus more convinced expert opinions would be provided.

Keyword: forensic genetics; STR; minimum probability value; obliged gene; the kinship between single grandparent and grandchild

在亲权鉴定案例中, 由于各种原因会出现委托方要求对单亲隔代进行亲权鉴定的案例。单亲隔代亲权鉴定是祖父或祖母一方参与的鉴定, 通过Y-STR（祖父-孙子）、X-STR（祖母-孙女）可提供排除信息, 不排除时可根据ITO方法计算两个个体的亲权指数[1]。但是在实践中, 委托方除了提供祖孙两个个体的生物样本外, 往往还会提供生母、叔叔、姑姑等不同个体的生物样本, 这时可通过家系基因型重建的方法计算亲权指数, 以期用常染色体STR分型进行排除并得到明确的鉴定意见, 从而达到亲权鉴定的目的。

本文通过祖母、孙子、孙女、生母、姑姑、大伯均参与鉴定的一个案例, 在性染色体STR和常染色体STR提供不排除信息后, 分别用ITO法和家系基因型重建两种方法计算祖孙亲权指数, 并通过重建推测生父基因型从而计算父权指数, 家系基因型重建法计算得出的祖孙亲权指数明显高于ITO法, 根据推测生父基因型计算的父权指数达到三联体认定标准。

1 材料
1.1 案例

据委托单位介绍, 崔某（生母）和刘某（生父）未婚生有一子一女, 因刘某病故, 为了给孩子申报户口, 现提供刘某的母亲（简称为祖母）、刘某的3个同胞兄弟姐妹（分别简称为大伯、大姑、二姑）、崔某（简称为生母）、两个孩子（分别简称为孙子、孙女）的血样, 要求对刘某的母亲是否为两个孩子的生物学祖母进行鉴定。

1.2 试剂和仪器

用DNA IQTMSystem试剂盒（美国Promega公司）提取上述7份血样DNA, 使用Goldeneye 20A（北京基点认知公司）、MicroreaderTM23sp（苏州阅微基因技术有限公司）系统经PCR复合扩增常染色体STR基因座; 使用AGCU Y24（无锡中德美联生物技术有限公司）系统对孙子和大伯两份血样DNA进行复合PCR扩增; 使用AGCU X12（无锡中德美联生物技术有限公司）系统对生母、孙女和祖母3份血样DNA进行复合PCR扩增; 以上扩增产物均用AB-3130XL（美国AB公司）遗传分析仪电泳分离, 得到分型结果。

2 方法
2.1 利用性染色体和常染色体标记进行初步排除

通过常染色体STR分型结果分析得出：“ 孙子” 和“ 孙女” 的一条等位基因均可从崔某的STR分型中找到来源; 大伯、大姑、二姑的一条等位基因均可从祖母的STR分型中找到来源, 且通过分析两两之间的共享等位基因, 可认定彼此互为全同胞。通过X-STR和Y-STR分型结果分析得出：孙女的X-STR分型中除其中一个等位基因来自生母外, 另一个等位基因可在祖母的X-STR分型中找到来源; 孙子与大伯的24个Y-STR系统的单倍型一致, 不排除他们均来自同一父系。在得到不排除信息后, 可利用常染色STR分型结果进行进一步排除, 再分别用ITO法和家系基因型重建法计算祖孙亲权指数, 同时在本案中推测生父基因型从而计算父权指数。

2.2 ITO法计算祖孙亲权指数

按照孟德尔遗传分离律, 同一家系中各成员间必然有一定的血缘关系, ITO法是一种适合于计算两个亲属间具有各种血缘关系机会的方法[2]。按照ITO法计算得出孙子与祖母两个体间的亲权指数为7.5360, 孙女与祖母两个体间的亲权指数为1.2× 103。由于孙子和祖母两个体间的亲权指数值极低, 无法确定他们的关系。

2.3 家系基因型重建法计算祖孙亲权指数

祖孙亲缘关系鉴定和常规亲子鉴定一样也分为生母参与和生母不参与两种类型。生母参与类型中生父基因均为明确的1个, 计算获得的累积祖孙亲权指数明显比生母不参与类型的亲权指数高[3]。在本案例中, 生母明确, 所以采用生母参与类型的公式进行亲权指数计算。

2.3.1 生父基因的确定

根据孟德尔遗传规律, 孩子的一对等位基因必定是一个来自于父亲, 另一个来自于母亲, 通过比对生母和孩子的基因型可以确定生父基因, 本案中孙子和孙女各自的生父基因如表1。

2.3.2 祖父基因型和生父基因型的推测

根据孟德尔遗传规律, 通过比对祖母、大伯、大姑、二姑的基因型可以推测出祖父的基因型（如表2）, 但是只有在D18S51、D3S1358、D16S539、CSF1PO、vWA、D8S1179、PentaE、FGA、D2S1338等9个基因座可以确定祖父的基因型, 在其余的基因座只能确定其中一个等位基因, 对于该基因型是杂合子还是纯合子尚不能确定。

2.3.3 祖孙亲权指数计算

在生母参与鉴定、生父基因确定的前提下, LR=祖父母传递生父基因的概率/随机人群中该生父基因的基因频率[3]。祖父母传递生父基因的概率即该基因座中生父基因在祖父母的4个等位基因中所占的比例, 在本案例9个可以确定祖父基因型的基因座中, 可以准确计算出各基因座的LR值, 如在D18S51基因座, 孙子的生父基因为19, 祖父和祖母的基因型分别为：14、19和13、15, 生父基因概率为0.25, 计算LR=0.25/P19; 对于其余不能确定是纯合子还是杂合子基因型的基因座, 取生父基因在该基因型中所占的最小概率值进行计算, 如在D19S433基因座, 孙子的生父基因为14, 祖父的基因型为14或14, -, 祖母的基因型为14, 15.2, 生父基因的最小概率值为0.5, 计算LR=0.5/P14。对于生母参与鉴定、生父基因不确定的情况, LR=（祖父母传递生父基因1的概率+祖父母传递生父基因2的概率）/（随机人群中该生父基因1的基因频率+随机人群中该生父基因2的概率）[3]。在D13S317基因座上, 孙子的生父基因有可能是8或者10, 祖父和祖母的基因型分别为8, 10和8, 9, 祖父母传递生父基因8的概率为0.5, 传递10的概率为0.25, 则LR=（0.5+0.25）/（P8+P10）=0.75/（P8+P10）。祖孙亲权指数计算公式如表3, 计算得出祖-孙子累积亲权指数值为5.39× 103, 祖-孙女累积亲权指数值为5.1× 104。

2.4 父权指数的计算

2.4.1 生父基因型的推测

本案例中有两个孩子, 根据孟德尔遗传规律, 通过比对生母、两个孩子的基因型可以推测出生父的基因型, 但是只有在D3S1358、D16S539、Penta D、vWA、D8S1179、TPOX、Penta E、THO1、FGA等9个基因座可以确定基因型, 在D18S51、D6S1043、D13S317、D7S820、CSF1PO、D12S391、D2S1338等7个基因座只能确定可能的基因型, 在其余基因座只能确定其中一个等位基因, 对于该基因型是纯合子还是杂合子尚不能确定（如表2）。

2.4.2 父权指数计算

在三联体亲子鉴定中, 父权指数PI=X/Y, X是被控父（AF）提供生父基因的概率, Y是随机男子提供生父基因的概率。AF为纯合子时X=1, AF为杂合子时X =0.5[4]。在本案例中, 对于不能确定基因型为纯合子还是杂合子基因型的基因座, 均按杂合子计算概率, 即取最小概率值, 如在D19S433基因座, 推测生父的基因型可能是14或14, -, 则按杂合子基因型计算PI=0.5/P14。父权指数计算公式如表3, 计算得出儿子与其生父、生母的累积父权指数为3.75× 108, 女儿与其生父、生母的累积父权指数为2.23× 109（如表3）。

表 1 生父基因的确定 Table 1 The obliged genes determined for the natural father
表2 祖父基因型和生父基因型的推测 Table 2 The genotypes speculated for grandfather and father
表3 祖孙亲权指数和父权指数的计算 Table 3 The kinship calculated for grandparent and grandchild and the estimated paternity index
3 结果与讨论

从上述计算结果可以得出, 在性染色体STR和常染色体STR提供不排除的信息后, 家系基因型重建法重建后按最小概率值计算得出的祖孙亲权指数明显高于ITO法, 推测生父基因型后按最小概率值计算得出的父权指数达到三联体认定标准。ITO法由于缺少一方的遗传信息, 所以LR值往往小于重建家系计算的LR值[1]。对于双亲隔代祖孙鉴定的案例, 祖父母基因型确定, 利用家系基因型重建法容易计算祖孙亲权指数。对于单亲隔代鉴定案例, 不同的案例提供的家系成员有限, 对于不能推测出祖父（母）另一方基因型的案例只能用ITO法计算祖父（或祖母）与孙的亲权指数, 并利用性染色体和常染色体提供不排除信息, 但不能给出明确的鉴定意见; 对能推测出祖父（母）另一方基因型的案例, 虽然在有些基因座的基因型不确定, 但是可以用最小概率来进行计算, 这样既有利于保护鉴定人, 又能给出明确的鉴定意见。本案例中, 提供家系成员多, 能够提供丰富遗传信息, 尤其是提供了两个孩子, 所以首先根据两个孩子和生母的基因型可以确定生父在D3S1358、D13S317、D16S539、Penta D、vWA、D8S1179、TPOX、Penta E、FGA、TH01等10个基因座的基因型, 其次再综合推导出的祖父基因型和祖母基因型可以推测出其余基因座可能的基因型, 家系重建后, 对不确定基因型的基因座用最小概率计算, 得出的父权指数达到三联体认定标准, 为明确的鉴定意见进一步提供了支持。

4 结论

对于单亲隔代亲权鉴定的案例, 本文作者认为：1、尽可能让生母参与鉴定; 2、综合利用常染色体和性染色体STR提供排除或不排除信息; 3、在不排除的前提下, 有条件进行家系基因型重建的, 推测生父基因和祖父（母）基因型, 并计算祖孙亲权指数; 无条件的可以用ITO法计算祖孙亲权指数; 4、尽可能引入更多的家庭成员, 以便重建家系关系; 5、有条件推测生父基因型的, 可按三联体计算亲权指数; 6、重建家系后, 对于基因型不能确定的, 取最小概率值进行鉴定, 以降低风险, 保护鉴定人。

The authors have declared that no competing interests exist.

参考文献
[1] 陆惠玲, 吕德坚, 骆宏, 等. 常染色体STR分型鉴定祖孙关系的亲权指数计算[J]. 中国法医学杂志, 2007, 22(5): 320-322. [本文引用:2]
[2] 陆惠玲, 杨庆恩. 用ITO法计算两个体间的血缘关系机会[J]. 中国法医学杂志, 2002, 17(3): 188-191. [本文引用:1]
[3] 柳燕, 赵珍敏, 李莉. 常染色体STR祖孙亲缘关系鉴定分析[J]. 中国司法鉴定, 2007, 22(5): 18-21. [本文引用:3]
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