轮奸案混合DNA分析的关键技术基础研究及分离软件研发

阅读量：

185

作者：

胡娜

展开

摘要：

混合DNA(mixed DNA,DNA mixture)包含多名来源个体的DNA信息,如何对混合斑生物检材DNA进行正确分型检验并对其结果进行科学解释是法医DNA鉴定领域中亟待解决的理 论技术难题.本研究通过构建批量轮奸案混合DNA的实验模型,将通过科学性验证的实验数据用于混合DNA的参数评估和约束性条件的挖掘;进而构建基于 STR分型数据的混合DNA分离模型,并将分离模型与国外的数学模型(如:mixsepsoftware package)进行比较分析;将构建的混合DNA分离模型进行软件转化,并通过模拟混合DNA分型数据完成研发软件的效能分析和应用验证;从而为DNA 鉴定人员解决轮奸案混合DNA的个人识别提供初步的自动化专家系统.本研究构建的方法和模型不受混合样本的来源种类(如:混合精斑,混合血痕,混合脱落上 皮细胞等)限制,故对不同案件类型的混合DNA均适用. 第一部分:构建轮奸案混合DNA的实验模型 目的:以两男混合DNA和三人混合DNA(1男+1男+1女)模拟轮奸案的混合DNA作为研究对象;利用ABI7500实时荧光定量仪构建模拟混合样本, 包括不同来源个体和不同混合梯度的样本制备;将通过科学性验证的实验数据用于混合DNA分析的参数评估以及分离模型的研发. 方法:将来自河北省血液中心的50份人全血样本提取DNA并进行ABI7500实时荧光定量,以DNA浓度非常接近为标准对单一DNA原液进行归类,作为 构建模拟两男混合DNA和三人混合DNA的来源样本,确保通过调整DNA溶液的体积能够实现不同混合梯度的制备.为避免后续构建分离模型时由于样本类型过 于单一且样本量不足而导致模型出现"过度拟合",故需构建不同来源个体多种类型的模拟混合DNA,且各混合DNA均包含多个混合梯度,以确保客观地反映混 合DNA分型和混合比例(mixture proportion, Mx)对后续分析的影响;另外,需将模拟混合DNA原液的浓度调整至理想浓度范围0.5-1.25ng/μl内,以满足DNA检测试剂盒对模板量的要求. 随后,将实测Mx与理论Mx间的误差D值和mixsep软件包估算的Mx值(alpha)作为实验模型的科学性验证指标,通过数据挖掘和统计分析以评估构 建实验模型的数据质量. 结果:以DNA浓度相差不超过0.5ng/μl为归类标准,其中符合两男混合DNA标准的单一DNA样本有22个,可构建11组;符合三人混合DNA标准 的单一DNA样本有12个,可构建4组.两男混合DNA的Mx在95%的可信区间中PCR扩增前后的偏差D≤0.1,波动较小,说明构建两男混合DNA实 验模型的数据质量较好,为后续混合DNA分型的准确分离提供了较好的数据基础;三人混合DNA没有通用的D值计算公式,故不予评估. 两男混合DNAIdentifiler(简称ID)分型中实测alpha值的均方根标准误(root mean square error, RMSE)值较大的数据在11组样本中散在出现;除了梯度1:1的RMSE>0.02,其余8个梯度的RMSE均位于0.01-0.02之间.即:本实验 构建的两男混合DNA ID分型相应的实测Mx与理论Mx之间的RMSE值不超过0.02(除梯度1:1),该实验模型能够为科学合理的进行混合DNA分析提供良好的数据基础. 三人混合DNAID分型由于出现很多等位基因drop-out,mixsep软件无法保证准确评估alpha值,故不予评估. 两男混合DNA Yfiler分型中实测alpha值的RMSE值较大的数据在11组样本中散在出现;除了梯度1:3和1:4的RMSE偏大>0.02但