综述：NGS和SNP微阵列在法医实践中的实施：机遇与障碍

这篇综述系统探讨了新一代测序(NGS)和单核苷酸多态性(SNP)微阵列技术如何突破传统短串联重复序列(STR)毛细管电泳(CE)的局限，在降解DNA分析、混合样本解析和复杂亲缘鉴定中展现优势，同时剖析了成本、技术复杂性和伦理法律框架等实施壁垒，为法医遗传学技术革新提供了前瞻性建议。

　　

背景

DNA分析技术历经40年发展，从限制性片段长度多态性(RFLP)到短串联重复序列(STR)毛细管电泳(CE)，已成为法医鉴定的金标准。然而，CE技术在多重检测能力、降解DNA分析和复杂亲缘关系判定等方面存在明显局限。新一代测序(NGS)和SNP微阵列技术的出现，为突破这些瓶颈提供了新思路。

当前技术：STR-CE的黄金标准

STR是1-6个碱基的串联重复序列，通过毛细管电泳(CE)分离不同长度片段进行分型。商用试剂盒如GlobalFiler^TM可同时检测27个STR位点，随机匹配概率低至10^-31。但CE技术面临三大挑战：

1. 降解DNA分析受限，即使使用250bp以下的mini-STR仍可能丢失信息
2. 混合样本解析困难，次要贡献者检测下限仅为1:19
3. 亲缘鉴定仅适用于一级亲属，对半同胞等二级亲属判断准确率显著下降

NGS技术革命

NGS通过大规模平行测序实现STR全序列分析，揭示相同长度 alleles 的序列差异。例如，对26个STR位点测序可使随机匹配概率(RMP)降低700倍。Illumina MiSeq FGx系统配套的ForenSeq试剂盒整合了27个STR、172个SNP和表型预测标记，在降解样本中表现优异：

• 可检测0.1ng起始DNA
• 混合样本中次要贡献者检出限达5%
• 微单倍型(microhaplotype)技术可解析20:1比例的混合样本

SNP标记因其稳定性（突变率10^-8/位点/代）在远亲鉴定中独具优势。FORCE panel含5,422个SNP，可准确判定五级亲缘关系，已成功应用于二战遗骸鉴定。

SNP微阵列的性价比之选

Illumina Infinium Global Screening Array(GSA)以每次检测不足100美元的成本，可获取65万个SNP数据。在法医调查系谱学(FIGG)中，通过计算共享DNA片段长度（单位cM），该技术成功破解了"金州杀手"等悬案。但需注意：

• 需200ng高质量DNA输入（实际验证1ng即可）
• 降解样本中假杂合子错误率升高
• 双等位SNP特性限制混合样本解析能力

伦理法律困境

DNA表型预测(FDP)可能泄露健康风险信息（如TH01基因与精神分裂症关联），德国"海尔布隆幽灵案"更凸显种族画像风险。目前仅荷兰、德国等少数国家明确规范FDP使用。调查系谱学(FIGG)则面临更大争议：

• GEDmatch数据库涉及"知情同意"争议
• 欧盟GDPR将基因数据列为敏感信息
• 英国生物识别伦理小组建议建立专门法律框架

实施路径建议

1. 混合工作流：常规案件用CE-STR，复杂案件用NGS，FIGG采用SNP微阵列
2. 生物信息学培训：需开发FDSTools等专用分析工具
3. 数据库扩展：STRSeq项目已收集4,600人STR序列变异数据
4. 伦理框架：建议区分破案价值与隐私风险的"比例原则"

结论

虽然NGS和SNP微阵列尚未完全替代CE-STR，但其在降解DNA分析、复杂亲缘鉴定和调查系谱学中的独特价值已得到验证。随着成本下降和标准完善，这些技术将逐步融入法医日常工作流程，最终实现"用最合适的技术解决最棘手的案件"这一目标。