引用本文
张涛, 冯保强, 周浩, 马咪, 孙启凡, 刘海渤. 27重SNP种族推断体系在案件中的应用[J].刑事技术, 2019,44(3):276-279
ZHANG Tao, FENG Baoqiang, ZHOU Hao, MA Mi, SUN Qifan, LIU Haibo. Application of 27-plex SNP Race Inference Assay into Tracing a Suspect’s Ethnogenesis: Case Report[J]. Forensic Science and Technology,2019,44(3): 276-279  
Doi: 10.16467/j.1008-3650.2019.03.020
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27重SNP种族推断体系在案件中的应用
张涛1, 冯保强1, 周浩1, 马咪2, 孙启凡3, 刘海渤1,*
1. 新疆生产建设兵团公安局,乌鲁木齐 830002
2. 新疆生产建设兵团第七师公安局,新疆 奎屯 833200
3. 公安部物证鉴定中心,北京 100038

第一作者简介：张涛,男,云南大理人,学士,法医师,研究方向为法医遗传学。E-mail: begintoend@foxmail.com

* 通讯作者简介：刘海渤,男,山东荣成人,学士,副主任法医师,研究方向为法医遗传学。E-mail:19748@163.com
基金资助: 法医遗传学公安部重点实验室开放课题（No.2014FGKFKT04）
摘要

应用公安部物证鉴定中心研发的27重SNP种族推断体系,对一起爆炸案件现场的检材进行种族来源推断,成功获得了该现场检材DNA的种族信息,其属混合人种,具有82%欧洲成分和11%东亚成分。该案循此侦查,查找到了嫌疑人的重要线索。本案所用推断体系可在常规DNA实验室应用,无需特殊仪器设备,可操作性强,所需DNA量小,适用于大部分检材。针对有些案件现场生物检材STR分型未能比中嫌疑人,使用该体系进行种族推断,可进一步挖掘现场检材蕴含的遗传信息,刻画嫌疑人,缩小侦查排查范围,为案件定性提供依据。

关键词: DNA; SNP; 种族推断; 案件应用
中图分类号:DF795.2 文献标志码:B 文章编号:1008-3650(2019)03-0276-04
Application of 27-plex SNP Race Inference Assay into Tracing a Suspect’s Ethnogenesis: Case Report
ZHANG Tao1, FENG Baoqiang1, ZHOU Hao1, MA Mi2, SUN Qifan3, LIU Haibo1,*
1. Xinjiang Production and Construction Corps’ Public Security Bureau, Urumqi 830002, China
2. The Public Security Bureau of Seventh Division of Xinjiang Production and Construction Corps, Kuitun 833200, Xinjiang, China
3. Institute of Forensic Science, Ministry of Public Security, Beijing 100038, China
Abstract

The 27-plex SNP race inference assay, developed by Institute of Forensic Science affiliated under Ministry of Public Security of the People’s Republic of China, was used to infer a suspect’s ethnogenesis, thus reaping the clue to have an involved case solved. One DNA sample, left at an explosion crime scene, turned out that it was an admixture consisting its ancestral components of 82% the European’s and 11% the East-Asian’s when tested by the above assay. Such an inference assay is able to perform in one ordinary forensic DNA laboratory, having merits of convenient operation, minor quantity of sample, wide spectrum of applicable specimens and no requirements of special instruments. For those biological samples whose STR genotypes fail to match, the race inference could be further mining the genetic information, depicting the suspect, narrowing the scope of investigation and therefore capable of providing the basis for case determination.

Key words: DNA; SNP; race inference; application into case

公安部物证鉴定中心研发的27重SNP种族推断体系, 通过27个SNPs位点进行毛细管电泳检测分析, 结合配套的人群数据库, 可获得未知样本在该人群数据库中三种祖先成分（东亚、欧洲、非洲）的占比及其在数据库各人群中的随机匹配概率等信息, 从而可初步判断现场生物检材来源的人种族信息[1, 2]。该体系可在法医实验室常用遗传测序仪上使用, 一般DNA实验室就能满足体系应用条件; 体系检测灵敏度高, 对DNA浓度高于0.1 ng /μ L的样本均可正确判型[1], 准确性高, 在316个盲测样本中准确性达到99.37%[2]。

自2016年起, 本实验室应用27 重SNP种族推断体系检验案件检材, 为多起案件的侦破提供了重要信息。以下为一起典型案例。

1 简要案情

2016年3月, 新疆生产建设兵团某师某人家院门前拖拉机被用爆炸物引爆致损。现场提取到爆炸物碎片与爆炸遥控器等检材, 经DNA检验, 检出3名嫌疑人的STR分型。其中有一名单一分型的女性, 但未能在数据库中比中。侦查只能在众多嫌疑人中逐一摸排, 包括有汉族与少数民族人员。为确认种族而用27重SNP体系对单一分型的DNA进行推断。

2 检验与分析
2.1 DNA提取

用干湿两步法擦拭提取[3]现场检材上的接触痕迹, 对擦拭拭子用QIAamp® DNA Mini M48试剂盒(QIAGEN公司, 德国)进行DNA提取, 提取的DNA于4℃保存备用。

2.2 扩增、检测

PCR扩增 27重SNP反应体系为5 μ L, 内含10× PCR buffer（Mg2+ 15 mmol/L）0.5 μ L, 25 mmol /L MgCl2 0.7 μ L, 10 mmol/L dNTP 0.05 μ L, 0.5 μ mol /L上下游引物0.5 μ L, 5 U/μ L Hotstar Taq plus DNA聚合酶( QIAGEN公司, 德国）0.5 μ L, 模板DNA 2 μ L。PCR 反应条件：95 ℃、5 min后, 94 ℃、30 s, 55 ℃、30 s, 72 ℃、1 min, 循环40次, 最后延伸72 ℃、10 min。

纯化 反应体系为8 μ L, 内含扩增产物5 μ L, Exo I（10 U/μ L）0.2 μ L, SAP（1 U/μ L）1 μ L, 10× SAP buffer 0.3 μ L, ddH2O 1.5 μ L。充分振荡混匀后37 ℃孵育30 min, 96 ℃、10 min灭活酶活性。

单碱基延伸反应 使用SNaPshotTM试剂盒（AB公司, 美国）进行单碱基延伸反应, 采用10 μ L体系, 内含纯化后PCR产物3 μ L, 微测序引物0.6 μ L, SNaPshot Mix 5 μ L, ddH2O 1.4 μ L。循环参数：96 ℃、10 s后, 50 ℃、5 s, 60 ℃、30 s, 循环25次。之后向反应产物中加入1 μ L SAP（1 U/μ L）, 37 ℃孵育1 h, 75 ℃、15 min进行纯化处理, 去除多余的引物和ddNTP。

毛细管电泳检测分型 在3130-xL遗传分析仪（AB公司, 美国）上电泳。取0.5 μ L单碱基延伸纯化后产物与9 μ L甲酰胺（Hi-Di甲酰胺）和0.5 μ L内标GeneScanLiz-120（AB公司, 美国）混匀。95 ℃变性5 min后-20 ℃下置3 min; Pop4凝胶, 36 cm毛细管电泳检测。电泳参数：进样时间23 s, 进样电压1.2 kV, 电泳电压15 kV, 电泳时间20 min。用Genemapper IDX 1.2数据分析软件分析结果, 根据产物长度和产物峰的数量及颜色进行SNPs分型（图1）。、

图1 27重SNP种族推断体系电泳检测图谱Fig.1 Electrophoretic profile by the 27-plex SNP test

2.3 数据分析

将案件检材（后简称为检材）分型数据导入到体系配套的已知人群数据库[4]中, 使用Forensic Intelligence v1.1软件对数据进行转换并计算随机匹配概率（MP值）, 以Structure2.3.4软件计算祖先成分, PCA for individual v1.2作样本的成分聚类图。综合分析MP值、祖先成分和聚类图进行最终判断[2]。

3 结果分析

检材和欧洲-东亚混合人群阳性对照经实验检测后, 得到电泳图（图1）。以等位基因峰高大于100RFUs视为可确认的等位基因, 获得该DNA 27个SNP位点分型结果（表1）, 分型经Forensic Intelligence v1.1计算, 得到检材和欧洲-东亚混合人群阳性对照的MP值（表2）, 检材和阳性对照的欧洲-东亚混合人群的MP值远大于其他三个人群, 说明该检材来源于欧洲-东亚混合人群的可能性最大。使用Structure2.3.4对该分型成分聚类分析, 结果显示检材的欧洲和东亚成分占比分别为82%和11%（图2）, 阳性对照欧洲和东亚成分占比分别为56%和36%, 均属欧洲-东亚混合人群[4]; 使用PCA for individual v1.2对该样本进行主成分分析（图3）, 可见检材（Sample）和阳性对照（EUR/EAS）均被归类于欧洲-东亚混合人群中。

表1 检材27个SNP位点检测结果 Table 1 Result from the sample subjected to 27-plex SNP test
表2 检材MP值计算结果 Table 2 MP values of the sample

图2 祖先成分推断结果Fig.2 Ancestral estimation

图3 检材聚类图Fig.3 Clustering analysis into the sample

使用Structure2.3.4对该分型成分聚类分析, 结果显示检材的欧洲和东亚成分占比分别为82%和11%（图2）, 阳性对照欧洲和东亚成分占比分别为56%和36%, 均属欧洲-东亚混合人群[4]; 使用PCA for individual v1.2对该样本进行主成分分析（图3）, 可见检材（Sample）和阳性对照（EUR/EAS）均被归类于欧洲-东亚混合人群中。

综合上述结论, 可判定现场检材来源于欧洲-东亚混合人群而非东亚人群。循此分析和线索, 案件最终侦破并证实嫌疑人确属于欧洲-东亚混合人群的少数民族。

4 讨论

新疆地处亚洲中部, 居住主要民族有维吾尔族、汉族、哈萨克族、柯尔克孜族、回族等, 多数民族都具有东西方人混合的外貌特征。在以往的研究中, 对维吾尔族人群全基因组分析显示, 该民族为典型的欧洲-东亚混合祖先, 两者的遗传成分非常接近（欧洲/东亚：50% /50%）[1], 这与使用27重SNP种族推断体系获得的分析结果（欧洲/东亚：50.3% /49.7%）一致[4]。新疆哈萨克族与柯尔克孜族人群较之于维吾尔族人群, 其外貌更具东亚人特征, 使用27重SNP种族推断体系获得的分析结果显示, 这两个人群相比维族有较高的东亚祖先成分(东亚成分分别为59.8%和56.7%)。新疆塔吉克族人属于印欧语系分支的伊朗语系, 使用27重SNP种族推断体系获得的分析结果显示, 此人群欧洲成分较高（欧洲/东亚68% /27%）[1]。而使用27重SNP种族推断体系对典型的东亚人种汉族人群进行分析, 则显示主要为东亚成分（东亚成分在94.7%± 3.6%[4]）。通过分析以上民族间的祖先成分差异, 就可将上述民族从DNA水平上与典型的东亚人种区分开。

27重SNP种族推断体系通过在实战中应用, 进一步确认了其检验所需DNA模板量少的优点, 既适用于常规检材, 也可在少部分微量和降解检材中使用。在多民族混居地区的案件中, 当STR分型未比中人员时, 应用该体系分析种族, 结合其他技术手段可进一步刻画嫌疑人, 缩小侦查排查范围, 为案件定性提供依据。但在实际应用中也遇到个别检材种族成分处于东亚和欧洲-东亚混合人群临界值而难以判定的情况。为避免这类情况发生, 体系和数据库还需进一步优化和完善。同时在应用中还需注意, 该体系中描述的“ 人群” 和户籍的“ 民族” 非同一概念, 人群是生物学意义上的概念, 而民族是文化意义上的概念; 此外, 不同人群之间的融合是一个动态的过程, 混合人群的推断结果有时也可能会与户籍上填报的民族信息出现差别[2], 种族推断并非等同于民族推断, 所以在应用种族推断结果时, 不能单纯依据民族信息, 而应结合人员外貌特征等多种要素进行排查。

综上, 在多民族混合居住的新疆兵团辖区内, 27重SNP种族推断体系在各类案件的应用中初见成效, 可与DNA实验室STR检测互补应用, 能帮助深入挖掘DNA样本蕴含的遗传信息, 为侦查提供更全面的信息。同时, 通过今后更多更广的应用, 随着实战检验积累数据越多、数据库越完善, 该种族推断体系将会更加准确可靠。

The authors have declared that no competing interests exist.

作者已声明无竞争性利益关系。The authors have declared that no competing interests exist.

参考文献
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