基于纳米孔测序平台的5198个SNP标记在四代亲缘关系分析中的应用研究

本研究针对法医亲缘鉴定中远亲关系分析的难题，开发了基于纳米孔测序技术的靶向SNP检测方案。研究人员采用液相杂交捕获技术富集9102个SNP位点，通过Oxford Nanopore MinION测序与NASTRA软件分型，筛选出5198个高质量SNP。结果显示：该方案对三代亲缘鉴定的灵敏度达100%，四代亲缘鉴定的灵敏度达77.78%，为法医领域远亲关系鉴定提供了高性价比的技术路径。

　　

在法医司法鉴定实践中，确认祖孙、表亲等远亲关系一直是技术难点。传统短串联重复序列(STR)因位点数量有限，对三代以上亲缘关系的判别力显著下降。虽然单核苷酸多态性(SNP)具有分布广泛、突变率低(10^?7-10^?8/代)的优势，但现有研究多基于Illumina等二代测序平台，设备昂贵且周期长。纳米孔测序技术凭借设备便携、读长长等特性为法医SNP检测提供了新思路，但此前仅验证过数百个SNP的检测效能，远未发挥其技术潜力。

国家自然科学基金资助项目团队针对这一技术瓶颈，创新性地将液相杂交捕获技术与纳米孔测序相结合。研究收集了2个汉族家系和8名无关个体的24份样本，涵盖14对一级亲属、20对二级亲属、23对三级亲属和18对四级亲属关系。通过MinION平台对捕获的9102个SNP进行测序，经严格质控筛选出5198个符合Hardy-Weinberg平衡(HWE)和连锁平衡(LD)的SNP位点。

样本收集与SNP分型
采用口腔拭子和血液样本提取DNA，通过杂交捕获富集9102个SNP位点，分别使用Nanopore MinION和Illumina NovaSeq平行测序。NASTRA软件进行基因分型，两种平台分型一致性达99.3%。

纳米孔测序数据特征
测序数据量中位数751Mb，reads中位数长度1043bp。目标区域覆盖深度>30×的SNP占比91.7%，杂合子平衡度0.85-1.15的位点占92.3%，显示纳米孔测序对大规模SNP检测的可靠性。

亲缘关系判别效能
基于似然比检验方法：

• 三级亲缘关系判别灵敏度100%，特异度98.81%
• 四级亲缘关系判别灵敏度77.78%，特异度98.47%
  所有近亲关系判定均准确无误，证明5198个SNP的组合可有效突破传统STR对远亲关系的鉴定局限。

这项研究首次系统评估了纳米孔测序平台在万级SNP检测中的应用效能，建立了目前最大的法医靶向SNP纳米孔检测体系。相比二代测序，该方案设备成本降低80%，实验周期缩短50%，特别适合基层法医单位和应急鉴定场景。研究不仅证实了纳米孔技术在高通量SNP分型中的可靠性，更为解决灾难遇难者身份确认、跨境寻亲等复杂亲缘鉴定提供了技术新选择。值得注意的是，四级亲缘判别的假阴性率(22.22%)提示未来仍需优化位点组合或引入机器学习算法提升判别力。该成果为法医基因组学领域开辟了"便携式"亲缘鉴定技术路线，对推动现场快速DNA检测技术发展具有里程碑意义。