1000 基因组计划微单倍型用于法医目的可靠吗?深度剖析与风险警示

【字体: 时间:2025年05月12日 来源:Forensic Science International: Genetics 3.2

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  为探究基于 1000 基因组计划(1kGP)的微单倍型(MHs)用于法医目的的可靠性,研究人员利用 1kGP 测序数据构建 MHs 并分析。结果发现存在定相错误,且与标记的有效等位基因数(Ae)和信息性(In)正相关。该研究为法医遗传学筛选 MHs 提供参考与风险警示。

  
在法医遗传学领域,微单倍型(Microhaplotypes,MHs)就像是一个个隐藏在基因密码中的独特 “指纹”,逐渐成为重要的遗传标记。MHs 是指在几百个碱基对内包含两个或更多单核苷酸多态性(Single Nucleotide Polymorphisms,SNPs)的多等位基因遗传标记。因其在全基因组广泛分布、具有高多态性以及人群特异性的等位基因模式,在个体识别、亲缘关系分析和祖先推断等方面大显身手。

随着研究的深入,问题也逐渐浮出水面。目前大多数研究在利用 1000 基因组计划(1000 Genomes Project,1kGP)数据构建 MHs 时,都忽略了一个关键问题 —— 定相错误(phasing errors)。别小看这个问题,它可能会对各种法医参数的评估产生重大影响,甚至导致误导性结果。打个比方,在亲缘关系分析中,如果 MHs 存在定相错误,就好比在家族树的绘制中把亲属关系标错了,会让结果出现偏差。所以,研究 1kGP 数据中 MHs 的可靠性迫在眉睫。

为了解开这个谜团,来自多个研究机构的研究人员携手开展了一项深入研究。研究成果发表在《Forensic Science International: Genetics》上。

研究人员在此次研究中用到了多种关键技术方法。首先,从扩展的 1kGP 获取了 2504 名无血缘关系个体的全基因组测序(Whole Genome Sequencing,WGS)数据,以及 18 个种群的 602 个家系(trios)数据。然后,运用了靶向富集和下一代测序(Next - Generation Sequencing,NGS)技术,对部分样本进行深度分析。

下面来看看具体的研究结果:

  • 准备基因组数据:从扩展的 1kGP 中获取相关数据,用于筛选 SNPs、构建 MHs 和检测亲子间 MH 基因型错配。其中,提取并过滤 2504 名个体的 VCF 文件后,得到 47,875,562 个 SNPs 用于构建 MHs。
  • MAF ≥ 0:设置每个 MH 的最大长度为 350bp,构建出包含 6983,511 个 MH 位点的数据集,用于观察减数分裂过程。

综合整个研究,研究人员发现基于 1kGP 的 MHs 中存在定相错误。这些错误与标记的有效等位基因数(Ae)和信息性(In)呈强正相关,而且不同大陆人群的错配概率差异显著。同时,研究还指出在选择位点时,应用 MAF 过滤和避开某些区域(如 MHC)能在一定程度上减少此类错误事件的发生。

在讨论部分,研究人员强调虽然此前有研究用类似方法评估 SNP 变异检测方法的准确性,但针对 MHs 在法医应用中错配影响的研究却很少。他们的研究直接观察 MH 等位基因的遗传模式,证实了亲子间 MH 等位基因错配的存在。

这项研究意义重大。它为法医遗传学领域敲响了警钟,提醒研究者们不能盲目依赖 1kGP 的测序数据来筛选用于法医目的的 MHs。同时,也为后续更准确地评估 MHs 的法医参数提供了重要参考,有助于制定更严谨的筛选标准,让 MHs 在法医遗传学中的应用更加可靠,为司法公正筑牢遗传证据的基石。

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