應用多種遺傳標記鑒定疑似父子關系的全同胞關系1 例

楊樂，叢欣，陳沖，賈莉，李惠芬，馬云龍，石妍

1.哈爾濱市公安局刑事技術支隊，黑龍江 哈爾濱 150087；2.北京通達首誠司法鑒定所，北京 100192；3.黑龍江省公安廳刑事技術總隊，黑龍江 哈爾濱 150008

1 案 例

1.1 簡要案情

2003 年，某鎮兩名女性（李某、王某）被強奸殺害。2023 年2 月，李某被殺案的犯罪嫌疑人姚某民被抓獲。鑒定部門將姚某民的常染色體STR 分型錄入全國DNA 數據庫進行比對，發現其STR 分型與王某陰道擦拭物中檢出的未知男性STR 分型在19 個核心基因座[1]上都能找到至少1 個共有等位基因，結合案發時犯罪嫌疑人的年齡信息，分析認為該案犯罪嫌疑人應為姚某民的父親。但刑偵部門認為其父親沒有作案時間，故排除了其父親的嫌疑。后刑偵部門通過走訪研判，確定姚某華（懷疑其為姚某民的兄弟）有重大犯罪嫌疑，經DNA 比對確認姚某華為犯罪嫌疑人。為了給案件偵破提供更精準的線索和更有力的證據，刑偵部門采集姚某華和姚某民的血樣送檢，要求確定兩者的親緣關系。

1.2 檢驗過程

應用FW-超微量磁珠法DNA 提取試劑盒（長春博坤生物科技有限公司）提取姚某華和姚某民的血樣DNA。應用Goldeneye?DNA 身份鑒定系統40A［基點認知技術（北京）有限公司，以下簡稱“40A”］、STRtyper-27comp 常染色體補充試劑盒（寧波海爾施基因科技股份有限公司，以下簡稱“27comp”）、AGCU 21+1FS 熒光檢測試劑盒（無錫中德美聯生物技術有限公司，以下簡稱“21+1FS”）和MicroreaderTM23sp ID System（北京閱微基因技術股份有限公司，以下簡稱“23sp”）累計擴增52 個常染色體STR 基因座，應用YfilerTM白金案件版PCR 擴增試劑盒（美國Thermo Fisher Scientific 公司）擴增Y-STR 基因座。擴增產物經3500xL 基因分析儀（美國Applied Biosystems 公司）檢測，使用GeneMapperTMID-X v1.6 軟件（美國Thermo Fisher Scientific 公司）分析結果。

按照《親權鑒定技術規范》（GB/T 37223—2018）計算二聯體親權指數（parentage index，PI）和累積親權指數（combined parentage index，CPI）[2]，按照《生物學全同胞關系鑒定技術規范》（SF/T 0117—2021）計算狀態一致性（identity by state，IBS）和累計狀態一致性（cumulated identity by state，CIBS）評分[3]，采用ITO 法[4]計算全同胞關系指數（full sibling index，FSI）、累積全同胞關系指數（combined full sibling index，CFSI）、半同胞關系指數（half sibling index，HSI）和累積半同胞關系指數（combined half sibling index，CHSI）。從上述52 個常染色體STR 基因座中挑選出PowerPlex?16 系統（美國Promega 公司）所含的15 個基因座，統計等位基因全不同的基因座數和半相同的基因座數，將數據代入全同胞-半同胞-無關個體判別函數公式[5]，得到D全同胞、D半同胞和D無關個體值。

線粒體DNA（mitochondrial DNA，mtDNA）高變區（hypervariable region，HVR）Ⅰ～Ⅲ由生工生物工程（上海）股份有限公司完成測序。采用Chromas v2.6.6軟件（澳大利亞Technelysium公司，https://technelysium.com.au/wp/chromas/）并對照修訂的劍橋參考序列（revised cambridge reference sequence，rCRS；https://www.mito map.org/MITOMAP/HumanMitoSeq）對mtDNA HVR Ⅰ、HVR Ⅱ和HVR Ⅲ進行序列分析。

1.3 檢驗結果

1.3.1 常染色體STR 分型結果

應用4 款試劑盒（40A、27comp、21+1FS、23sp）累計擴增52 個常染色體STR 基因座（包含19 個核心基因座和10 個優選基因座[1]），結果見表1。當聯合應用2 款試劑盒（40A、27comp）累計擴增47 個常染色體STR 基因座時，姚某民和姚某華在每個基因座上都能找到至少1 個共有等位基因；當聯合應用3 款試劑盒（40A、27comp、21+1FS）累計擴增49 個常染色體STR基因座時，除D10S2325外，姚某民和姚某華在每個基因座上都能找到至少1 個共有等位基因；當聯合應用4款試劑盒（40A、27comp、21+1FS、23sp）累計擴增52個常染色體STR 基因座時，除D10S2325和D20S470外，姚某民和姚某華在每個基因座上都能找到至少1 個共有等位基因。

表1 姚某民和姚某華52 個常染色體STR 基因座的分型結果Tab.1 Typing results of 52 autosomal STR loci of YAO Mou-min and YAO Mou-hua

根據常染色體STR 分型結果，計算得到4 款試劑盒不同組合方式下姚某民和姚某華的CPI、CIBS、CFSI 和CHSI，結果見表2。其中，聯合應用4 款試劑盒（40A、27comp、21+1FS、23sp）時，CPI 為1.48×1018，CIBS 為72，CFSI為1.44×1028，CHIS 為2.97×1017，CFSI＞CPI＞CHSI。

表2 4 款試劑盒不同組合方式下姚某民和姚某華的CPI、CIBS、CFSI和CHSITab.2 CPI，CIBS，CFSI and CHSI of YAO Mou-min and YAO Mou-hua under different combinations of 4 kits

使用判別函數公式計算得到姚某民和姚某華的D全同胞為20.249，D半同胞為17.888，D無關個體為10.389，D全同胞＞D半同胞＞D無關個體。

1.3.2 Y-STR 分型結果

姚某民和姚某華的38 個Y-STR 分型結果相同。基于Y-STR 父系遺傳的特點，提示兩名被鑒定人符合同一父系遺傳規律。

1.3.3 mtDNA HVR 測序結果

姚某民和姚某華的mtDNA HVR 序列相同?；趍tDNA 母系遺傳的特點，不排除兩名被鑒定人來自同一母系。

1.3.4 鑒定意見

傾向于認為兩名被鑒定人為全同胞關系。

2 討論

全同胞關系鑒定是指同父同母的兄弟姐妹之間的鑒定，是復雜親緣關系鑒定的主要類型之一。近年來，全同胞關系鑒定在命案積案攻堅行動中發揮著越來越重要的作用。

根據孟德爾遺傳定律，全同胞個體間沒有共有等位基因的概率為1/4。然而在本例檢測的52 個常染色體STR 基因座中，只有2 個基因座（D10S2325和D20S470）沒有共有等位基因，這種情況在全同胞關系鑒定中是罕見的。當檢測系統為47 個常染色體STR 基因座時，兩名被鑒定人在每個基因座上都能找到至少1 個共有等位基因（符合父子關系的遺傳規律），CPI 為2.83×1021，CIBS 為67（＞閾值47），CFSI 為6.61×1024，CHSI 為1.14×1015。當檢測系統為49 個常染色體STR 基因座時，發現D10S2325不符合父子關系的遺傳規律，姚某華的分型為10，14，姚某民的分型為13，如果考慮突變，則為14 到13 的一步突變，此時CPI 下降至8.76×1019，CIBS 為69（＞閾值49），CFSI為3.30×1025，CHSI 為2.54×1015，CFSI＞CPI＞CHSI。當檢測系統為52 個常染色體STR 基因座時，又發現D20S470不符合父子關系的遺傳規律，姚某華的分型為10，姚某民的分型為13，15，如果考慮突變，則為10到13的三步突變，此時CPI持續下降至1.48×1018，CIBS為72（＞閾值53），CFSI 為1.44×1028，CHSI 為2.97×1017，CFSI＞CPI＞CHSI，盡 管CPI＞104，但考慮到D10S2325和D20S470同時發生突變，且D20S470發生三步突變的情況罕見[6]，結合mtDNA HVR 測序結果綜合分析后，傾向于認為兩名被鑒定人為全同胞關系。本例的鑒定結果表明，隨著檢測的常染色體STR 基因座數量增多，真實的親緣關系指數將增加。提示我們，當使用全國DNA 數據庫進行比對時，如果發現兩個體STR 分型在每個基因座上都能找到至少1 個共有等位基因，在沒有年齡、籍貫、戶籍地等信息的情況下，不能輕易認定二聯體親子關系，條件允許時，應根據需要補充更多數量的常染色體STR 基因座、性染色體STR 基因座和mtDNA HVR 等多種遺傳標記，檢測結果相互驗證和補充；需采用多種判斷方法，計算判別函數值、CPI、CIBS、CFSI 和CHSI 等，綜合分析后，才能獲得可靠的鑒定意見。

《生物學全同胞關系鑒定技術規范》規定，補充的STR 基因座的DP 值要大于0.9 或檢測系統所含STR基因座的平均DP 值不低于0.9[3]。研究[7]表明，若補充的STR基因座大部分DP值小于0.9時會造成誤判。本例所選擇的4 款試劑盒（40A、27comp、21+1FS、23sp），其平均DP 值依次為0.928、0.921、0.937 和0.937，完全滿足平均DP 值大于0.9 的要求（平均DP 值的計算方法為檢測系統所含STR 基因座的DP 值累加求和后除以STR 基因座的數量，其中D21S2055的DP 值由27comp提供，D10S2325的DP值由21+1FS提供，其余50 個常染色體STR 基因座的DP 值參照文獻[8]）。值得注意的是，本例使用的D18S1364、D21S2055、D10S2325、D20S470、D21S1270和D9S9256 個STR 基因座均不在《生物學全同胞關系鑒定技術規范》所推薦補充的STR 基因座的列表中，其DP值分別為0.947、0.974、0.959、0.967、0.944 和0.927。這6 個STR 基因座均具有較高的多態性和鑒定能力，特別是D10S2325和D20S470，在本例的鑒定中發揮了至關重要的作用。

綜上，聯合應用4 款試劑盒（40A、27comp、21+1FS、23sp）可累計擴增52 個常染色體STR 基因座，其平均個體識別能力為0.925，完全滿足《生物學全同胞關系鑒定技術規范》的要求，可用于疑似父子關系的全同胞關系鑒定。