第十章+亲子鉴定.ppt

2006 09 法医DNA分析 亲子鉴定 遵医附院细胞工程实验室万卫红 2006 09 法医DNA分析 第一节概述 1985年英国遗传学家AlecJeffreys建立了DNA指纹技术 并用它成功地进行了第一起移民案件涉及的亲子鉴定 重大意义 开辟了法医物证DNA分析的先河 在个体同一认定和亲子鉴定上实现了从否定 排除到认定的质的飞跃 使生物物证鉴定进入了新的纪元 为刑事侦查 司法审判提供了有力的证据 2006 09 法医DNA分析 法医DNA技术在此后短短的20多年里得到了飞速的发展和广泛的应用 在2000年公安部开展的打击拐卖妇女儿童专项斗争中 应用DNA分析技术进行了大量的亲子鉴定 辨明了被拐儿童的身份 美国辛普生谋杀前妻和前妻男友案的世纪审判等的广泛报道和炒作 使法医DNA技术得到更广泛的宣传 克林顿绯闻案 使得DNA亲子鉴定已经是家喻户晓 老少皆知 2006 09 法医DNA分析 今天随着法制建设的不断完善和DNA分析技术的发展 要求进行DNA检验的案件越来越多 法医DNA分析如今已成为生物物证检验的常规技术 2006 09 法医DNA分析 1 法医DNA分析的研究内容 法医DNA分析是应用现代DNA技术 分析DNA遗传标记在群体中的分布与传递规律 确定分析样品的一致性与遗传关系 为侦查破案和司法审判提供证据的一门科学技术 法医DNA分析又称法医分子生物学或法医分子遗传学 通称DNA鉴定 2006 09 法医DNA分析 所涉及的学科 遗传学分子遗传学群体遗传学生物化学多门学科的交叉和综合应用分子生物学生物统计学计算机学 2006 09 法医DNA分析 DNA指纹技术PCR扩增片段长度多态性分析技术三大基本技术线粒体DNA测序法医DNA分析技术MVR PCRPCR SSOP衍生技术SSP PCRDNA分析技术灵敏度 检验速度 信息量将会约来越高 2006 09 法医DNA分析 2006 09 法医DNA分析 2 法医DNA分析的对象 DNA存在于各种生物的细胞内 因此理论上含有细胞的各种生物材料都可以进行法医DNA分析 从物证鉴定的角度可以分为四类 人体的各种体液 斑痕 组织 毛发及表皮脱落物 各种动物成分 植物的根 茎 叶 花 果与种子 细菌与真菌等微生物 2006 09 法医DNA分析 人体的各种体液 斑痕 及组织是法医鉴定的各类案件中涉及最多的生物物证 对于这一部分DNA分析的应用研究最多 也最充分 是法医DNA分析的主要客体 各类案件现场遇到的各种动物的毛 现场犯罪嫌疑人等处的动植物及土壤微生物痕迹等 这些生物物证的DNA分析应用也约来越多 逐渐成为法医DNA分析的常规检验对象之一 2006 09 法医DNA分析 3 法医DNA分析的任务 法医DNA分析的最大优势 高识别率生物物证鉴定的主要目的 个体同一认定与亲子鉴定法医DNA分析的主要任务 人以及动物的个体识别与亲子鉴定 2006 09 法医DNA分析 4 法医DNA分析在案件中的应用 法医DNA分析可以应用于所有涉及有细胞的物证的案件中 可以进行法医DNA检验的案件有 凶杀 性犯罪 恶性械斗案 在现场无意中留下指纹 毛发 唾液 烟头 口香糖等 或面罩的盗窃案 抢劫案等 以及一些投毒案等 碎尸案尸源认定 空难或其他灾难性事件中尸源认定 交通事故中尸源认定与确定带有可疑血痕 组织或毛发等的嫌疑肇事车是否为肇事车的案件 拐卖儿童 离婚 移民 入户 寻亲 遗产继承 计划生育中超生和医院错抱婴儿的亲子鉴定 器官移植 医疗纠纷中的个体识别与亲子鉴定等等 法医DNA分析的应用范围非常广泛 2006 09 法医DNA分析 5 法医DNA分析的特点 遗传标记多 信息量大 DNA多态性标记在生物体内的分布远多于蛋白质标记 标记多态性程度大大超过蛋白质标记 仅分析其中的少部分遗传标记就完全可以直接进行个体同一认定与亲子鉴定 具有非常高的识别率和鉴定能力 标记的遗传类型全 有按孟德尔分离和自由组合律遗传的常染色体遗传标记 也有只父系遗传的Y染色体的遗传标记和母系遗传的线粒体DNA序列差异 利用DNA遗传标记可以进行几代甚至隔代 多代的血缘关系的鉴定 2006 09 法医DNA分析 可分析的物证种类多 存在比较广泛 凡是含有细胞的生物材料均能进行DNA分析 这类物质可在很多种案件中提取到 具有检材的多样性与应用的广泛性 对于自然环境具有相对比较高的稳定性 DNA遗传标记相对稳定 保存几十年的血痕 精斑仍可以进行DNA分析 甚至历时数千年的木乃伊也可以获得含有一定遗传信息的结果 2006 09 法医DNA分析 方法灵敏 检材用量少 当前的主流技术都是以PCR技术为基础 具有比较高的灵敏度 理论上一个细胞的DNA即可分析 实际应用中 灵敏度为ng级DNA 只需很少的检材 即可获得检验结果 同一个体物证具有比对的通用性 同一个体的各种组织DNA具有相同的序列特征 即个体组织的同一性 可以用同一个体的任一部分组织或体液得到该个体的相同的全部信息 进行比对和鉴定 而不必一定要采用相同的组织 自动化程度高 速度快 可以建立数据库 进行查档比对 检索破案 2006 09 法医DNA分析 6 国内外进展 欧洲各国初期广泛采用的主要是DNA纹印系统 北美除DNA纹印系统外 开发和应用了HLADQ 和Polymarker等系统 现在世界各国广泛使用的是复合STR系统 并进行DNA的直接测序分析 主要用于mtDNA 我国在这方面稍晚一些 所有仪器和试剂还依赖于进口 2006 09 法医DNA分析 目前在研究开发的主要有以下三个微型化DNA分析仪器 微芯片毛细管电泳装置 microchipcapillaryelectrophoresisdevice 微型热循环仪 miniaturethermalcycler 杂交阵列 hybridizationarray 未来的法医DNA分析发展方向是微型化 智能化 网络化与全自动化 从DNA分析的结果中获得更多的个体信息 2006 09 法医DNA分析 第二节亲子鉴定原理 一 亲子鉴定案件亲子鉴定是法医DNA分析应用的一个重要领域 随着技术与经济发展 越来越多的案件涉及到亲子鉴定 亲子鉴定的案件大致有 丈夫怀疑孩子非亲生 非婚生育 男方怀疑孩子非亲生或女方想搞清孩子的生父究竟是谁 强奸致孕 女方指控某男为孩子生父等 2006 09 法医DNA分析 认亲 移民 继承财产 上户口 怀疑产房或育婴室调错婴儿 计划生育确认孩子是否为该对夫妇所超生或领养 被拐骗儿童或失散家庭成员的确认 尸体 碎尸块 尸骨等 身份 尸源 确定 需确定现场物证或犯罪嫌疑人衣服或家里斑迹是否为受害人所留 但受害人DNA已被销毁 无法得到 或如进行强奸案件中精斑同一认定 但嫌疑人在逃 通过亲子鉴定确认精斑是否为嫌疑人所留 2006 09 法医DNA分析 上述 中情况是标准的三联体亲子鉴定 参加的个体为母 子与假设父 母子关系已经确定无疑 要求鉴定假设父与孩子之间的亲子关系 其余6种情况涉及可疑父亲 母亲双方的确定 2006 09 法医DNA分析 三联体 母 子 儿子或女儿 下同 男三方均参加检验的情况 这样的鉴定为双亲检验 真三联体 真实存在的母 子 父关系的三联体 假三联体 不存在母 子 父关系的三联体 其中被检验的男子称为假设父亲或被告父亲 如果父母均需要确定的 则称被检验的某男 某女为假设父亲和假设母亲 亦属于双亲检验 2006 09 法医DNA分析 二联体 当受检者仅为假设父或假设母和孩子二方时 称二联体 单亲检验 只有父母一方的二联体的亲子鉴定 反转亲子鉴定 指父母已确定 检验孩子是否为他们亲生的亲子鉴定 主要见于失踪者 活体 尸体 的身份确定 2006 09 法医DNA分析 二 亲子鉴定应用的遗传标记 应用于亲子鉴定的DNA遗传标记系统很多 按遗传方式可归纳分为4类 1 常染色体上基因座或遗传标记 按孟德尔遗传规律传递 2 线粒体DNA非编码区的多态性 按母系遗传方式传递 可以确定检验样品是否来自于同一母系 适用于那些父亲不能参加鉴定的母子间的单亲鉴定或同胞之间的或隔代或旁系亲缘鉴定 如再结合孟德尔遗传的遗传标记检验 可以正确确定样品间的亲缘关系 2006 09 法医DNA分析 3 Y 染色体上基因座或遗传标记 按父系遗传方式传递 可以确定样品是否来源于同一父系 适用于那些母亲不能参加鉴定的父子间的单亲鉴定或男性同胞之间或隔代或旁系的亲缘关系鉴定 如再结合按孟德尔遗传的遗传标记检验 可以正确确定样品间的亲缘关系 4 X 染色体上基因座或遗传标记 由于遗传的定向性 它适合三联体的亲子鉴定或除父子关系外的其他单亲的亲缘鉴定 2006 09 法医DNA分析 2006 09 法医DNA分析 三 亲子鉴定原理 亲子鉴定的基本原理有以下两点 在肯定孩子的某个等位基因是来自生父 而被控父亲 AF 并不带有这个基因的情况下 可以排除他是孩子的生父 检查的遗传标记越多 非生物学父亲被排除的概率就越大 在肯定孩子的某些等位基因是来自生父 而AF也带有这些基因的情况下 不能排除他是孩子的生父 这时可以计算如果判断他是孩子生父 理论上的把握度究竟有多大 2006 09 法医DNA分析 在一个家庭中 遗传规律可概括为 孩子不可能带有双亲均无的等位基因 孩子必定得到双亲各方的一对等位基因中的一个 除了在双亲都带有相同基因 如A 的情况下 孩子不可能带有两个相同基因 AA 某个基因在双亲中的一方或双方为纯合子时 AA 必定要在孩子中表现出来 A 2006 09 法医DNA分析 对于父系遗传的Y 染色体的标记 子代的分型必定与父亲的分型一致 而且同一父系的所有个体的分型一致 对于母系遗传的线粒体DNA 子代的分型必定与母亲的分型一致 而且同一母系的所有个体的分型一致 双等位基因遗传标记亲子鉴定的基本遗传原理可以推广到多个等位基因的遗传标记 如STR系统 2006 09 法医DNA分析 第三节否定父权 一 排除亲子关系排除亲子关系可以归纳为如下两种情况 孩子带有母亲和AF双方都没有的一个基因 孩子没有AF必定要传递给其后代的一个基因 2006 09 法医DNA分析 根据亲子鉴定原理 AF与孩子再一个遗传标记上不符合遗传规律即可以排除其父子关系 但由于突变的存在 一个不符合遗传规律 可能是由于突变造成的 而且有文献报道在真实的家系中存在两个遗传标记的突变 因此 一个遗传标记的不符合不能否定其亲子关系 要求在2个以上不同基因座同时不符合才能否定其亲子关系 2006 09 法医DNA分析 二 非父排除概率 非父排除概率 PE 指不是小孩生父的男子能被遗传标记排除的概率 它是衡量遗传标记系统在亲子鉴定中实用价值大小的客观指标 表示在所有非父被控为生父的男子中 用该标记否定父权有多大的可能性 由于亲权鉴定不止使用一个基因座 有必要知道使用的全部遗传标记对于不是小孩生父的男子 否定父权有多大的可能性 即累积非父排除概率 CPE 2006 09 法医DNA分析 累积非父排除概率 CPE 前提条件是一个遗传标记系统独立于另一个系统 计算公式为 CPE 1 1 PE1 1 PE2 1 PE3 1 PEk 1 1 PEk 式中PEk为第k个遗传标记的PE值 检查多种遗传标记 按各种遗传标记的遗传方式求出PE值后 再按公式求出总的CPE值 2006 09 法医DNA分析 2006 09 法医DNA分析 基因座多态性程度越高 非父排除概率越高 排除非生物学父亲的能力就越强 所用遗传标记数目越多 累积非父排除概率愈高 鉴定能力愈强 2006 09 法医DNA分析 三 错误否定父权的风险 测试的遗传标记增多 遇到遗传变异的可能性也增加 遗传变异使亲子之间的遗传关系呈现为不符合遗传规律 如果缺乏这方面的知识 容易错误否定父权 2006 09 法医DNA分析 遗传变异主要有 基因突变 沉默基因 替代等位基因 基因缺失 血型变异 基因互换 弱抗原 嵌合体 镶嵌抗原 生理与病理性变异等 尽管遇到遗传变异的概率很低 但为了避免潜在遗传变异的影响 排除父权至少应根据两个以上遗传标记 2006 09 法医DNA分析 1 突变率 基因突变 减数分裂过程中 存在有基因的交换与重组 或由于某些因素的作用 导致基因的核苷酸顺序发生改变 突变是导致亲代与子代的遗传标记不符合遗传规律的重要原因 突变可能会影响到亲子鉴定结果的正确性 从而对案件的侦破与审判产生误导 因此在亲子鉴定中 应选取那些突变率低的遗传标记 2006 09 法医DNA分析 突变率 是指每代细胞发生突变的百分率 是评估遗传标记稳定性与亲子鉴定可靠性的指标 不同基因座的突变率是不同的 一般而言 表达产物水平遗传标记突变率要比DNA遗传标记突变率低 2006 09 法医DNA分析 为了避免因遗传标记的突变而错误地排除亲子关系 法医学亲子鉴定所选用的遗传标记必须经家系调查 且至少观察500次减数分裂 选用的遗传标记突变率应低于0 2 2006 09 法医DNA分析 2 STR基因座 STR基因座是目前最常用的亲子鉴定遗传标记 STR突变使亲子鉴定面临错判的风险 因此 必须对STR基因座的突变有所认识 2006 09 法医DNA分析 复制滑动突变复制滑动是形成STR多态性的原因之一 也是STR基因座基因突变的主要原因 表现 a 一步突变等位基因增加一个或减少一个基序 只涉及一个基序的增加或减少 大约占STR基因座突变的90 b 多步突变突变基因涉及几个基序 常用STR基因座的突变率大约在0 1 0 5 2006 09 法医DNA分析 STR基因座的突变率与等位基因中基序的碱基结构和重复次数有一定的关系 基序碱基结构均一的基因座容易发生突变 而等位基因中含有不完全基序的基因座突变发生率反而较低 等位基因中简单序列基序重复次数越多 基因的突变率越高 2006 09 法医DNA分析 STR基因突变与性别有关 一般的规律是父方基因突变比母方多见 原因 男性精子细胞分化经历的细胞分裂次数比卵细胞多10倍 其次是精子染色体中碱基替换的积累比卵细胞快2倍 突变率与细胞分裂次数密切相关 因为DNA的复制次数越多 滑动错配的机会越大 2006 09 法医DNA分析 无效等位基因 如果单个碱基变异正好出现在模板上引物 3 末端的结合处 将会直接影响该引物退火和延伸 导致这个等位基因没有扩增产物 杂合子个体只有一个等位基因的扩增产物 这个没有扩增产物而漏捡的基因叫做无效基因 常规使用的STR基因座进行观察 无效基因的出现率大约为0 01 0 5 2006 09 法医DNA分析 3 防止错误否定父权的方法 由于突变或其他因素的存在 国际上对亲子鉴定的排除提出一些建议 主要是 只有一个遗传标记不符合遗传规律 不能轻易作出排除结论 必须加测其他系统 2个STR基因座或同一染色体上的两个遗传标记不符合遗传规律 需慎重对待 宜加测遗传标记后再具体分析 有3个及以上独立遗传关系 非连锁 的遗传标记不符合遗传规律 则可作出排除亲子关系的结论 如果只检测STR基因座 一般需检测16个以上 2006 09 法医DNA分析 第四节肯定父权的机会 在亲子鉴定中 当不能排除受检者与孩子有父子或母子关系 则倾向于认同受检者与孩子有亲子关系 此时需要评价假设父与孩子有亲生关系可能性大小 即亲权机会 以判定是否具有亲生关系 常用评价亲权机会的指标有 父权指数 PI 似然比率 LR 和父权相对机会 2006 09 法医DNA分析 一 父权指数 父权指数 PI 是判断亲子关系所需的两个概率的似然比 即具有AF遗传表型的男子是孩子生物学父亲的概率 X 与随机男子是孩子生物学父亲的概率 Y 的比值 即PI代表AF具备生父基因成为孩子生父的概率比随机男子具备生父基因成为生父的概率大多少倍 2006 09 法医DNA分析 计算公式 PI X Y c f g f X 具有AF遗传表型的男子是孩子生物学父亲的概率 c AF提供生父基因概率 f 生母提供基因概率 Y 随机男子是孩子生物学父亲的概率 g 随机男子提供生父基因概率 f 生母提供基因概率 2006 09 法医DNA分析 二 似然比率 似然比率 LR 是另一个用于评价亲子关系的名词 以分型结果不违反遗传规律作为条件 假设父是孩子生父的事件概率与一个随机男人是孩子生父的事件概率之比为似然比 父权指数和似然比是同一慨念 只是表达方式的区别 都包含了确定亲子关系的所有信息 是一项重要的亲子关系参数 2006 09 法医DNA分析 三 父权相对机会 PI是实数 由这个数字不易看出父权的机会 通常将PI值换算成换算成一个条件概率即父权相对机会 RCP 父权相对机会既是亲子关系概率 也代表了判断AF是孩子生父的把握度大小 2006 09 法医DNA分析 计算公式 RCP CPI CPI 1 CPI PI1 PI2 PI3 PIn多个遗传标记用于亲子鉴定时 若父权不能否定 由每一个遗传标记获得的父权指数需单独计算 设每个遗传标记的父权指数分别为PI1 PI2 PI3 Pin n个遗传标记的父权指数相乘则为累积父权指数 2006 09 法医DNA分析 第五节亲子鉴定方案 一 标准的三联体亲子鉴定由于母子关系已确定 需要鉴定假设父亲与孩子之间是否存在生物学亲子关系 可以用常染色体标记 比对母子的遗传标记 找出孩子的生父基因 当假设父不具有生父基因 则可排除他与孩子的生物学父子关系 当假设父具有生父基因 则可能为生父 通过计算父权指数或父权相对机会对其为生父可能性的大小作出定量的估计 根据实验室评估标准 确定是否存在父子关系 2006 09 法医DNA分析 二 女 子 男三联体亲子鉴定 由于父母与子女关系均不确定 需要鉴定父母双方与孩子的亲生关系 可以用常染色体标记 比对孩子与假设父 假设母的遗传标记 若孩子具有假设父 假设母所缺乏的基因 则排除他们之间有亲生关系 若孩子的基因可分别从假设父 假设母得到 则他们之间可能有亲生关系 根据双亲不定的模式计算出PI和RCP值 作出定量评估判定亲生关系 2006 09 法医DNA分析 三 单亲亲子鉴定 1 常染色体上标记 比较假设父 或假设母 与孩子的基因型 如果假设父 或假设母 的一对等位基因与孩子的一对等位基因完全不同 则可排除他们之间有亲生关系 假设父 或假设母 与孩子有相同基因时 他们之间可能有亲生关系 按单亲模式计算出PI和RCP值 作出定量评估 判定亲生关系 2006 09 法医DNA分析 2 如果是鉴定母子 女 关系 可以采用母系遗传的线粒体DNA分析 如果两者分型不同 可以直接排除 如果相同 不能排除 它们之间可能有亲生关系 计算单倍型频率 是否达到认定水平 2006 09 法医DNA分析 3 如果是鉴定父子关系 可以采用父系遗传的Y STR分析 如果两者分型不同 可以直接排除 如果相同 不能排除它们之间可能有亲生关系 计算单倍型频率 是否达到认定水平 2006 09 法医DNA分析 四 隔代 同胞 旁系亲属间的亲子鉴定 由于某种原因 如死亡 被假设的父亲不能参加检验 而由假设父的亲属参加检验 或者父或 和母已亡 或因某种原因不能参与检验 如为了认亲 移民 继承财产 入户等 要求进行隔代 同胞或叔侄 姨甥等旁系人员间的亲权鉴定 此时情况将变得复杂些 2006 09 法医DNA分析 因为假设父的基因型需要通过假设父的亲属来推断 有时由于亲属太少无法推断出假设父的基因型 此时不能凭常染色体的标记进行鉴定 检验STR基因座不能提供任何排除信息 这类血缘关系鉴定要作出排除结论 利用Y STR和mtDNA检测较具有优势 可以非常简单排除非亲缘关系 2006 09 法医DNA分析 1 同胞的血缘关系鉴定 同胞鉴定时应该注意 尽可能多检验已知血缘关系的同胞 以提供更多的信息来推出父母亲的基因型 检测更多的遗传标记系统 从已知同胞基因型推测父母基因型组合 计算PI值 尽可能地利用Y STR和mtDNA多态性在同胞鉴定中的作用 尤其是与单个人的同胞鉴定时 只检测常染色体STR 可能得不出明确结论 一定要检测Y STR和mtRNA多态性 2006 09 法医DNA分析 2 旁系的血缘鉴定 旁系间叔侄 姨甥 堂表兄弟 姐妹 等等的血缘鉴定 与同胞鉴定一样 只有Y STR mtDNA检测才能提供直接的排除信息 若两个人的Y STR分型不同 可排除他们之间有叔侄 堂兄弟关系 若两个人的mtDNA测序结果不同 可排除他们之间有姨甥 表兄弟 姐妹 关系 在检测结果不违反遗传规律时计算PI 2006 09 法医DNA分析 第六节法医亲子鉴定标准 为了确保法医亲子鉴定的可靠性 使之规范化 科学化和标准化 国内目前已有法医亲子鉴定标准 要点如下 2006 09 法医DNA分析 一 排除父权的标准 1 经标准化实验检测遗传标记 假定为父亲的男子不能提供给孩子必需的等位基因 在不存在遗传变异的前提下 可以排除假定父亲的父权 即可以断定他不是小孩的生物学父亲 2006 09 法医DNA分析 2 为了避免潜在遗传变异影响 排除父权至少应根据两个以上遗传标记 任何情况下都不能仅根据一个遗传标记排除父权 3 目前常用的STR较蛋白质遗传标记有相对更高的突变率 仅仅依靠STR排除