第十章親子鑒定

第10章親子鑒定PaternityTesting思考題：1、親子鑒定的原理？2、用于親子鑒定的血液遺傳標(biāo)記應(yīng)具備哪些條件？3、如何避免錯誤否定父權(quán)？4、計算父權(quán)排除幾率和父權(quán)指數(shù)的法醫(yī)學(xué)意義是什么？5、如何評價Y染色體和線粒體DNA遺傳標(biāo)記在親子鑒定中的應(yīng)用價值？起源回顧１歷史記載三國時期滴骨法宋代（1247年）宋慈《洗冤集錄》滴骨認(rèn)親２文學(xué)戲劇秦劇《三滴血》描繪的合血法３上世紀(jì)初(1901年)LandsteinerABO４Southern技術(shù)1980WhymanandwhiteRFLP技術(shù)５ＤＮＡ指紋1985JefferyDNAfingerprint６基因掃描1990STRbasedPCR親子鑒定（identificationindisputedpaternity）是指應(yīng)用醫(yī)學(xué)、生物學(xué)和人類學(xué)的方法檢測遺傳標(biāo)記，并依據(jù)遺傳學(xué)理論進行分析，從而對被檢者之間是否存在生物學(xué)親緣關(guān)系所作的科學(xué)判定。親子鑒定的類型常見于：1涉及民事糾紛的親子鑒定（1）涉及婚生或非婚生子女撫育責(zé)任或財產(chǎn)繼承的訴訟案；（2）懷疑產(chǎn)院調(diào)錯嬰兒的訴訟案。2涉及刑事案件的親子鑒定（1）強奸案或違法性犯罪案件對嬰兒（或胎兒）親生父親的確定；（2）碎尸案中的身源認(rèn)定；（3）殺嬰、拐騙兒童等案件中孩子身源的認(rèn)定。3涉及行政事務(wù)的親子鑒定（1）移民涉外公證；（2）失散親人親緣關(guān)系的認(rèn)定；（3）計劃外生育責(zé)任人的確認(rèn)及其子女戶籍的注冊。最常見：父權(quán)鑒定（paternitytesting)親子鑒定的依據(jù)妊娠期限非遺傳特征性交及生育能力遺傳特征（主要）親子鑒定的依據(jù)遺傳性狀（或遺傳特征）是生物體表現(xiàn)的一切形態(tài)特征、生理特征和代謝類型的統(tǒng)稱。單純遺傳特征人類的遺傳性狀復(fù)雜遺傳特征法醫(yī)遺傳標(biāo)記（geneticmarker）產(chǎn)物水平遺傳標(biāo)記血液細(xì)胞表面的遺傳標(biāo)記（紅細(xì)胞型、白細(xì)胞型、血小板型）血液蛋白質(zhì)的遺傳標(biāo)記（紅細(xì)胞酶型、血清酶型、血清型）DNA水平遺傳標(biāo)記DNA序列多態(tài)性DNA長度多態(tài)性分析單基因遺傳特征是親子鑒定最可靠、最基本和最常用的方法。親代基因型組合子代基因型aa×aaaa×bbaa×abbb×bbbb×abab×abaaabaa，abbbbb，abaa，bb，ab親子鑒定原理

親子鑒定的基本原理有以下兩點：①在肯定孩子的某個等位基因必須來自生父，而假設(shè)父親并不具有這個基因的情況下，可以排除其親子關(guān)系。②在肯定孩子的某個等位基因必須來自生父，而假設(shè)父親具有這個基因的情況下，不能排除其親子關(guān)系。

染色體

父親給一半

母親給一半chromosomefromfatherchromosomefrommother基因組DNA信息傳遞TheMonkandhispeas

AnAustrianmonk,GregorMendel自由組合律分離率根據(jù)遺傳標(biāo)記排除父權(quán)血型組合母親孩子生父基因可以排除父權(quán)不能排除父權(quán)aa×aaabbaa、abaa×abbaabb、abab×aaabbaa、abbb×bbbaabb、abbb×ababbaa、abab×bbbaabb、abab×aba、b-aa、bb、ab親子鑒定應(yīng)具備的條件1、鑒定人的資格①必須具備相應(yīng)的遺傳學(xué)和分子生物學(xué)等學(xué)科的知識，②熟練掌握相應(yīng)的檢驗技術(shù)，③由具有一定工作經(jīng)驗的專業(yè)人員對檢驗結(jié)果進行解釋和判斷，④并按照國際公認(rèn)的判斷標(biāo)準(zhǔn)作出相應(yīng)的結(jié)論。2、鑒定機構(gòu)的條件①必須是具有相應(yīng)規(guī)模和相應(yīng)儀器設(shè)備的單位；②實驗所用方法必須可靠、操作規(guī)范、分型標(biāo)準(zhǔn)；③試劑必須達到規(guī)定的純度要求、特異性良好；④儀器必須性能良好、穩(wěn)定。此外，目前認(rèn)為開展親子鑒定工作的實驗室，所檢測遺傳標(biāo)記的累積非父排除率至少應(yīng)在99.99﹪以上。3、被鑒定人的要求①必須認(rèn)真核對被檢者身份；②原則上應(yīng)由檢驗者直接從被檢者身上采集檢驗標(biāo)本，嚴(yán)格避免將被檢者或血液樣品等調(diào)錯；③被檢者在近期內(nèi)不能接受輸血，避免他人的血液成分干擾檢驗結(jié)果；④充分了解被檢者是否患有某種特殊疾病。親子鑒定的血液遺傳標(biāo)記，

一般應(yīng)具備以下條件：1、表現(xiàn)為簡單的遺傳性狀，遺傳關(guān)系清楚，經(jīng)家系調(diào)查證明符合孟德爾遺傳規(guī)律。2、具有遺傳多態(tài)性，基因頻率分布較均勻，父權(quán)排除率高。3、在相應(yīng)地區(qū)、民族中該血型系統(tǒng)的基因頻率分布情況已有準(zhǔn)確調(diào)查結(jié)果。4、血型個體發(fā)生早，不易受年齡、疾病及其他因素影響。5、檢驗方法操作簡單，重復(fù)性好，結(jié)果明確可靠。紅細(xì)胞型

（等位基因決定的紅細(xì)胞表面抗原的差異）主要檢測方法：型特異性抗體與相應(yīng)抗原的血清學(xué)反應(yīng)（如凝集試驗、凝集抑制試驗和Coomb試驗等）。血型系統(tǒng)染色體定位等位基因抗原種類抗原性質(zhì)表型（基因型）ABO型9ABOA抗原B抗原H抗原糖脂A型（AA、AO）B型（BB、BO）AB型（AB）O型（OO）MN型4MNM抗原N抗原糖蛋白M型（MM）MN型（MN）N型（NN）P型6P1P2P1抗原P抗原糖蛋白P1型（P1P1、P1P2）P2型（P2P2）Rh型1RHDRhceRHCcRHcERHCED抗原c抗原C抗原e抗原E抗原膜內(nèi)鑲嵌蛋白ccdeeCcdeeCcDeeccdEeCCdEECcDEECcdeeccDeeCCDeeCcdEeccDEeCCDEeCcdEEccDEECCDEEback遺傳標(biāo)記紅細(xì)胞血型ABO，Ph,MN,Kell,Deffy，ABO血型的分型正試驗反試驗分型抗A抗BA型紅細(xì)胞B型紅細(xì)胞＋－－＋A型－＋＋－B型＋＋－－AB型－－＋＋O型

現(xiàn)采一童耳血，應(yīng)用抗A及抗B抗體檢測，未見凝集反應(yīng)，可疑父未見凝集反應(yīng)，已知其母為AB型，此童可否為此被檢父母之子？為什么？現(xiàn)采一童耳血，應(yīng)用抗A及抗B抗體檢測，未見凝集反應(yīng)，可疑父未見凝集反應(yīng)，已知其母為AB型，此童可否為此被檢父母之子？為什么？母：AB基因型：AB;HH或AB;Hh子：O或Oh基因型：OO;HH(Hh)

或AB(AO\BO\AA\BB);hh父：O或Oh基因型：OO;HH或OO;Hh或AB(AO\BO\AA\BB);hh注：Oh代表孟買型。紅細(xì)胞酶型酶譜技術(shù)（zymogramtechnique）血型系統(tǒng)生理功能染色體定位等位基因表型紅細(xì)胞酸性磷酸酶（EAP型）正磷酸單酯＋水磷酸＋醇2EAPaEAPbA型BA型B型酯酶D（ESD型）酯＋水脂肪酸＋醇13ESD1ESD21型2-1型2型葡糖磷酸變位酶1（PGM1亞型）葡糖-1-磷酸

葡糖-6-磷酸1PGM11＋PGM11－PGM21＋PGM21－PGM11＋型PGM11＋1－型PGM11－型PGM12＋1＋型PGM12＋1－型PGM12－1＋型PGM12－1－型PGM12＋型PGM12＋2－型PGM12－型乙二醛酶Ⅰ（GLOⅠ）甲基乙二醛S-乳酸谷胱甘肽6GLOⅠ1GLOⅠ21型2-1型2型谷丙轉(zhuǎn)氨酶（GPT型）丙氨酸丙酮酸GPTα-酮戊二酸谷氨酸16GPT1GPT21型2-1型2型back遺傳標(biāo)記同工酶型PGM，EsD，GIOI，ACP，AK，ADAEsD分型示意圖人類遺傳標(biāo)記——同工酶的多態(tài)性

血清蛋白型（polymorphismofserumprotein）又稱血清型（serumtypes）血型系統(tǒng)生理功能染色體定位等位基因表型結(jié)合珠蛋白（Hp型）Hp和Hb結(jié)合成復(fù)合物，使Hb中的鐵得以儲存和再利用16Hp1Hp21型2-1型2型維生素D結(jié)合蛋白（Gc亞型）結(jié)合和轉(zhuǎn)運維生素D極其代謝產(chǎn)物4Gc1FGc1SGc21F型1F1S型1S型2-1F型2-1S型2型轉(zhuǎn)鐵蛋白（TfC亞型）參與鐵的吸收與轉(zhuǎn)運，并與鋅的吸收有關(guān)3TfC1TfC2C1型C2C1型C2型α

1－抗胰蛋白酶（PiM亞型）維持蛋白酶與蛋白酶抑制物之間的平衡，保護組織免受蛋白水解酶的分解14PiM1PiM2PiM3M1型M2M1型M3M1型M3M2型M2型M3型間-α-胰蛋白酶抑制劑（ITIH1型）抑制多種絲氨酸蛋白水解酶活性3ITIH11ITIH12ITIH131型2-1型2型3-1型3型3-2型

back遺傳標(biāo)記蛋白型Hp，Gc,Bf,Tf,a-TA,C2,C4Hp（結(jié)合珠蛋白分型）1人類遺傳標(biāo)記——蛋白質(zhì)多態(tài)性

白細(xì)胞型主要是指人類白細(xì)胞抗原（humanleukocyteantigen，HLA）又稱為移植抗原或組織相容性抗原系統(tǒng)，是迄今發(fā)現(xiàn)的最復(fù)雜的人類遺傳標(biāo)記。HLA---6號染色體---約1000個基因座主要HLA-Ⅰ和HLA-Ⅱ。HLA-Ⅰ--HLA-A、B、C、E、F、G、H及JHLA-Ⅱ--DR、DQ、DP特征：單倍型遺傳，高度的遺傳多態(tài)性back遺傳標(biāo)記白細(xì)胞血型HLA-A，-B，-C，-D，-DP，-DQ，-DR。具有活性的淋巴細(xì)胞死亡的淋巴細(xì)胞表面抗原多態(tài)性微量細(xì)胞毒試驗

DNA水平的遺傳標(biāo)記DNA的結(jié)構(gòu)與功能結(jié)構(gòu)：四種脫氧核糖核酸（簡稱核苷酸）通過磷酸二酯鍵聚合而成的多核苷酸鏈。核苷酸由磷酸、脫氧核糖和堿基（A、G、C、T）。功能：把遺傳信息從親代傳給子代。DNA多態(tài)性的分子學(xué)基礎(chǔ)多態(tài)性：DNA區(qū)域中等位基因（或片段）存在兩種或兩種以上形式，其本質(zhì)是生物體在進化過程中DNA的核苷酸排列順序改變的結(jié)果。DNA多態(tài)性可分為序列多態(tài)性（sequencepolymorphism）和長度多態(tài)性（lengthpolymorphism）序列多態(tài)性在兩條同源染色體上，同源DNA序列長度相等，但個別核苷酸不同而產(chǎn)生的個體差異。主要原因是單個堿基的替代，這種多態(tài)性也稱為單核苷酸多態(tài)性（singlenucleotidepolymorphism，SNP）。堿基替代包括轉(zhuǎn)換和顛換兩種。HLA基因區(qū)有極為復(fù)雜的高度可變序列。例如：HLA-DQA1區(qū)段有239bp，其中序列變異的位置有27個。線粒體DNA-D環(huán)變異區(qū)，約占mtDNA5﹪～7﹪的D-環(huán)區(qū)表現(xiàn)出的極大的結(jié)構(gòu)多態(tài)性和穩(wěn)定的由母系遺傳的特征，為個人識別和母系單親的親子鑒定提供了條件。長度多態(tài)性是指由于片段插入、缺失或重復(fù)序列數(shù)目變異所致的DNA長度的個體差異。其中約占整個基因族20﹪～30﹪的重復(fù)序列是導(dǎo)致DNA長度多態(tài)性的最常見原因。1、散在重復(fù)序列單拷貝DNA序列以其單體形式散在地分布于整個基因組中。2、串聯(lián)重復(fù)序列具有特定的重復(fù)單位，各重復(fù)單位頭尾相連形成的重復(fù)序列稱為串聯(lián)重復(fù)序列，又稱衛(wèi)星DNA。由于結(jié)構(gòu)分布上的不同，衛(wèi)星DNA又被分為大衛(wèi)星DNA，中衛(wèi)星DNA，小衛(wèi)星DNA，微衛(wèi)星DNA。小衛(wèi)星DNA，微衛(wèi)星DNA具有極高的多態(tài)性，是用于親子鑒定的重要遺傳標(biāo)記。3、倒位重復(fù)序列重復(fù)單位是互補序列，并在同一條DNA鏈上呈反向排列的重復(fù)序列稱為倒位重復(fù)序列。倒位重復(fù)序列根據(jù)兩個互補拷貝之間是否存在間隔序列，又可分為有間隔重復(fù)序列和無間隔重復(fù)序列兩種形式。小衛(wèi)星DNA（minisatelliteDNA）是由許多長度為7～70bp的串聯(lián)重復(fù)單位組成的DNA序列，重復(fù)單位的重復(fù)次數(shù)在不同個體間有極大差異，重復(fù)次數(shù)少至數(shù)次，多至數(shù)千次，故又稱為可變數(shù)目串聯(lián)重復(fù)序列（variablenumberoftandemrepeats，VNTRs）。在構(gòu)成上，小衛(wèi)星DNA最大的特點是同一小衛(wèi)星的各個重復(fù)單位內(nèi)含有一個約10～15bp長的保守序列，即核心序列；不同的DNA之間其核心序列有極高的同源性，在低雜交強度條件下可以相互雜交。以核心序列為探針進行限制性片段長度多態(tài)性分析時，能同時檢測多個位點小衛(wèi)星DNA多態(tài)性，這便是多位點DNA指紋圖分析的理論基礎(chǔ)之一。小衛(wèi)星DNA重復(fù)單位的重復(fù)數(shù)目遵循孟德爾遺傳規(guī)律遺傳。微衛(wèi)星DNA（microsatelliteDNA）是一類更簡單的寡核苷酸串聯(lián)重復(fù)序列，重復(fù)單位為2～6bp，重復(fù)次數(shù)在10～60次左右，又被稱為短小串聯(lián)重復(fù)序列（shorttandemrepeats，STRs）。STR分布廣泛，在人類基因組中約存在著5萬～10萬個。STR實質(zhì)上也是一種VNTR，同樣具有極高的多態(tài)性，亦按孟德爾遺傳規(guī)律遺傳。SourcesofBiologicalEvidenceBloodSemenSalivaUrineHairTeethBoneTissueBriefHistoryofForensicDNATyping1980-RayWhitedescribesfirstpolymorphicRFLPmarker1985-AlecJeffreysdiscoversmultilocusVNTRprobes1985-firstpaperonPCR1988-FBIstartsDNAcasework1991-firstSTRpaper1995-FSSstartsUKDNAdatabase1998-FBIlaunchesCODISdatabaseBasisofDNAProfilingThegenomeofeachindividualisunique(withtheexceptionofidenticaltwins)andisinheritedfromparentsProbesubsetsofgeneticvariationinordertodifferentiatebetweenindividuals(statisticalprobabilitiesofarandommatchareused)DNAtypingmustbeperformedefficientlyand

reproducibly

(informationmustholdupincourt)CurrentstandardDNAtestsDONOTlookatgenes–little/noinformationaboutrace,predisposaltodisease,orphenotypicalinformation(eyecolor,height,haircolor)isobtainedChangingTechnologiesParadigmShift:RestrictionFragment-LengthPolymorphismstoShortTandemRepeatsFiveRFLPprobesprovidealmostexclusiveidentity(~1in109individuals)RFLPrequiresaminimumof25ngofrelativelyundegradedDNA(1000-20,000basepairs)ShortTandemRepeats(STRs)onlyrequire~1ngDNAthatcanbepartiallydegradedDiscriminationpower:5RFLPprobesequals~12STRlociDNAUseinForensicCasesMostarerapecases(>2outof3)LookingformatchbetweenevidenceandsuspectMustcomparevictim’sDNAprofileMixturesmustberesolvedDNAisoftendegradedInhibitorstoPCRareoftenpresentChallengesWhichSuspect,AorB,cannotbeexcludedfrompotentialperpetratorsofthisassault?HumanIdentityTestingForensiccases--matchingsuspectwithevidencePaternitytesting--identifyingfatherHistoricalinvestigationsMissingpersonsinvestigationsMassdisasters--puttingpiecesbacktogetherMilitaryDNA“dogtag”ConvictedfelonDNAdatabasesSampleObtainedfromCrimeSceneorPaternityInvestigationBiologyDNAExtractionDNAQuantitationPCRAmplificationofMultipleSTRmarkersTechnologySeparationandDetectionofPCRProducts(STRAlleles)SampleGenotypeDeterminationGeneticsComparisonofSampleGenotypetoOtherSampleResultsIfmatchoccurs,comparisonofDNAprofiletopopulationdatabasesGenerationofCaseReportwithProbabilityofRandomMatchStepsinDNASampleProcessingSourcesofBiologicalEvidenceBloodSemenSalivaUrineHairTeethBoneTissueBloodstainOnlyaverysmallamountofbloodisneededtoobtainaDNAprofileDNAintheCellTargetRegionforPCRchromosomecellnucleusDoublestrandedDNAmoleculeIndividualnucleotidesShortTandemRepeats(STRs)therepeatregionisvariablebetweensampleswhiletheflankingregionswherePCRprimersbindareconstant7repeats8repeatsAATGHomozygote=bothallelesarethesamelengthHeterozygote=allelesdifferandcanberesolvedfromoneanother170bp195bpDifferentprimersetsproducedifferentPCRproductsizesforthesameSTRalleleTCATrepeatunitIn32cyclesat100%efficiency,1.07billioncopiesoftargetedDNAregionarecreatedPCRCopiesDNAExponentiallythroughMultipleThermalCyclesOriginalDNAtargetregionThermalcycleThermalcycleThermalcycleMultiplexPCROver10MarkersCanBeCopiedatOnceSensitivitiestolevelslessthan1ngofDNAAbilitytoHandleMixturesandDegradedSamplesDifferentFluorescentDyesUsedtoDistinguishSTRAlleleswithOverlappingSizeRangesAnExampleForensicSTRMultiplexKitD3FGAvWA5-FAM(blue)D13D5D7NED(yellow)AD8D21D18JOE(green)GS500-internallanestandardROX(red)AmpFlSTR?ProfilerPlus?KitavailablefromPEBiosystems(FosterCity,CA)9STRsamplifiedalongwithsex-typingmarkeramelogenininasinglePCRreaction100bp400bp300bp200bpSizeSeparationColorSeparationAvailableKitsforSTRAnalysisKitsmakeiteasyforlabstojustaddDNAsamplestoapre-mademix13CODIScorelociProfilerPlusandCOfiler(PEAppliedBiosystems)PowerPlex1.1and2.1(PromegaCorporation)IncreasedpowerofdiscriminationCTT(1994):1in410SGMPlus?(1999):1in3trillionPowerPlex?16(2000):1in2x1017ABIPRISM?310GeneticAnalyzer

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