多种遗传标记在一起同母异父半同胞关系鉴定中的综合应用

多种遗传标记的综合应用在同父异母或同母异父的半同胞关系鉴定中

同胞关系可以分为同父同母的全同胞关系（FS）和同父异母或同母异父的半同胞关系（HS）。在进行同胞关系鉴定时，除了常染色体短串联重复（STR）遗传标记的检测外，还需要增加其他遗传标记的检测，以获得更多可靠的判定依据。本文实际工作中接受了一个同胞鉴定案例，由于当事人的叙述无法确定被鉴定人之间是全同胞关系还是半同胞关系，根据具体情况进行了常染色体STR遗传标记检测，并运用状态一致性评分法（IBS）、ITO法和判别函数法等多种判定方法，同时结合Y染色体STR遗传标记和线粒体DNA（mtDNA）序列分析对被鉴定人的关系进行了综合分析判断，得出了可靠的结论。

材料与方法

1.材料：甲是一名男子，他早年移居缅甸，现在回国寻找亲人。根据甲的陈述，他的父母已经去世，他在国内有一个弟弟乙。甲委托本鉴定中心使用特制的滤纸（flinders technology associates，FTA）卡来采集他和乙的血液样本，以进行同胞关系的鉴定。

2.方法：我们使用Promega公司（美国）的Promega PowerPlex® 21试剂盒对常染色体STR基因座进行复合扩增，并使用ABI公司（美国）的ABI Yfiler plus试剂盒对Y染色体STR基因座进行复合扩增；我们使用针对mtDNA高变I 区（hypervariable segment-I,HVS-I）的特异引物对线粒体DNA进行测序检测，扩增产物经过纯化后，使用AB公司（美国）的BigDye® Terminator v3.1测序试剂盒进行测序反应。我们使用ABI公司（美国）的ABI3500型遗传分析仪对PCR复合扩增产物进行毛细管电泳，并在GeneMapper ID-X 1.5软件上分析数据，得到基因分型结果。我们使用IBS法、ITO法和判别函数法进行计算和分析。

结果

1.常染色体STR分型结果分析：

(1)利用IBS法。表1显示了甲和乙血样的D3S1358等19个常染色体STR基因分型结果。按照《生物学全同胞关系鉴定实施规范》，根据19个常染色体STR基因座的分型结果，通过计算被鉴定人之间的累计状态一致性评分(IBS)，来判断是否存在生物学全同胞关系。当IBS≥22时，倾向于认为被鉴定人之间具有全同胞关系；13

表1 常染色体STR基因座分型结果及IBS值计算

(2)ITO方法。为了进一步确定甲和乙之间的同胞关系，根据常染色体STR基因型结果，按照文献中的ITO方法计算甲和乙的全同胞指数(FSI)、半同胞指数(HSI)和FSI：HSI的值(见表2)。FSI值为0.1720，HSI值为21.7010，FSI：HSI的值为0.0079。FSI≥19和FSI<1分别被用作判断全同胞和无关个体的标准；HSI≥19和HSI<1分别被用作判断半同胞和无关个体的标准；当FSI和HSI介于1～19之间时，暂时被视为“无法判断”；以FSI：HSI≥1和FSI：HSI<1分别用作判断全同胞和半同胞的标准。在本案中，甲和乙的HSI>19，FSI：HSI<1，说明甲和乙有可能是半同胞关系。

表2 ITO法计算同胞关系指数结果

(3)判别函数法。根据文献中建立的全同胞-半同胞-无关个体判别函数法进行计算，得到甲与乙的DFSi=27.9700，DHSi=29.6490，DRi=26.7830。全同胞-半同胞-无关个体判别法则为Di(S)=max[DFSi、DHSi、DRi]，即比较样本的DFSi、DHSi、DRi值，选择最大值对应的组作为该样本所属的组别。在这个案例中，甲与乙的最大值为DHSI，支持甲与乙存在半同胞亲缘关系。判别函数法的判定结果与ITO法的判定结果一致。

2. Y-STR分型结果分析：为了验证甲与乙之间的半同胞关系，对甲与乙进行了Y-STR基因分型。Y染色体STR基因座是人类遗传标记，只有男性才有Y染色体，该基因座呈父系遗传，即同一父系家族成员的Y-STR基因分型相同。本次检测使用了25个Y-STR基因座，基因分型结果见表3。甲与乙在18个Y-STR基因座的基因分型不相同，根据遗传规律，可以排除甲和乙来自同一个生父。

表3 Y染色体STR基因座分型结果

3.mtDNA测序结果分析：为了进一步分析甲与乙之间的关系，对甲与乙的mtDNA序列进行了分析。mtDNA呈母系遗传，同一个母系个体的mtDNA序列是相同的，因此mtDNA序列分析技术是STR分型技术的补充。如果mtDNA序列不相同，则可以排除母系遗传关系；如果mtDNA序列相同，则不能排除母系遗传关系。甲与乙的mtDNA HVS-I区域测序结果见表4。甲与乙在mtDNA HVS-I序列的5个多态性位点上基因型一致，根据遗传学原理和规律，不能排除甲与乙来自同一个生母。综合常染色体STR分型结果和Y-STR分型结果，支持甲与乙为同母异父的半同胞关系。

表4 mtDNA HVS-I区域测序结果

表4中的mtDNA HVS-I测序结果

讨论

同胞关系鉴定是一项复杂且特殊的任务，因为同胞之间并不一定具有必需的等位基因，所以同胞关系鉴定变得相对困难。在实际案例中，常会遇到被鉴定人无法明确是否全同胞或半同胞亲缘关系的情况，因此采用多种遗传标记进行检验，并综合运用多种判定方法来得出结论显得非常重要。

在本案中，由于父母已故无法参与检验，参与鉴定的人数较少，委托人也无法明确需要哪种类型的同胞关系鉴定。因此，在确定二者亲缘关系时应全面考虑三种可能的关系：全同胞、半同胞和无关个体。因此，常染色体STR分型结果使用了三种不同的计算分析方法进行相互验证。《生物学全同胞关系鉴定实施规范》适用于在双亲皆无情形下甄别生物学全同胞与无关个体关系。当检测19个STR基因座时，该系统的效能约为0.7500，得出的倾向性鉴定意见的准确性不低于99%。在本案中，甲和乙采用IBS法计算累计IBS值，其结果介于全同胞和无关个体的阈值之间，无法给出倾向性意见。在进行鉴定时，如果被鉴定人之间存在其他亲缘关系（例如半同胞、堂表亲等），则该规范不适用。因此，鉴定人应详细了解被鉴定人之间是否存在其他可能的亲缘关系，并注意适用范围及系统效能，需要使用其他方法和增加遗传标记来进行甄别和相互验证。

ITO法是一种经典的方法，用于计算两个体之间的某种血缘关系。和判别函数法一样，它可以用于全同胞、半同胞、无关个体关系鉴定。研究表明，在半同胞鉴定中，单独使用ITO法或判别函数法会有较大的错误判定风险。当无法确定具体是哪种同胞关系时，盲目选择计算公式可能会导致错误的结论。因此，需要运用多种判定方法来相互验证结论。在本案中，ITO法和判别函数法都倾向于认为甲和乙存在半同胞亲缘关系。相关文献指出，在全同胞-半同胞鉴定中，FSI：HIS值是一个有效的指标，有助于提高鉴定结论的准确性。在本案中，通过计算得到的FSI：HSI值小于1，支持甲和乙之间存在半同胞关系。目前，半同胞关系鉴定没有明确的标准和规范。为了得到严谨可靠的鉴定意见，除了进行常染色体STR检测外，还需要其他遗传标记的支持。

性染色体STR在半同胞关系鉴定中具有独特的遗传规律，可以提供有效的认定或排除信息。本案中被鉴定人都是男性，因此选择增加Y染色体STR遗传标记检验来进行父系亲缘关系鉴定。与常染色体或性染色体遗传标记相比，mtDNA呈现出母系遗传的特点，对于母系亲缘关系鉴定起着重要的补充作用。无论被鉴定人的性别如何，在同母异父半同胞鉴定中，mtDNA具有排除能力。在本案中，Y染色体STR基因分型结果不一致，排除了甲和乙具有同一生父的可能性，而线粒体DNA高变I区多态性检测结果相同，表明甲和乙来自同一生母，这进一步支持了甲和乙为同母异父半同胞关系的结论。这一结论得到了常染色体STR分型检测结果的相互验证和补充。综合分析三种遗传标记，并采用多种判定方法，得出甲和乙倾向于同母异父半同胞关系。

同胞关系的确定结果存在一定的风险和不确定性，为了提高鉴定的有效性和可靠性，尽可能多地进行已知血缘关系的同胞检验，并让被鉴定人生母参与鉴定。在只有两个被鉴定人且生母无法参与鉴定的情况下，除了检测常染色体STR位点外，还需要增加Y-STR、X-STR和mtDNA等遗传标记，以提高鉴定结果的准确性和可靠性。正确使用多种遗传标记和判定方法对半同胞关系的鉴定具有重要意义。