法医解读

在过去的十年间，二代测序方法和平台日趋完善，数据准确度显著提升，在临床领域如疾病筛查、诊断、遗传分析等方面应用广泛。与此同时，法医领域也开始关注二代测序，通过运用二代测序技术，基于一次实验、一份微量生物检材就可以同时获得STR、SNP、Indel和mRNA等各种类型的遗传标记信息，这是现有一代测序平台所无法做到的大量遗传标记信息的获得，为法医遗传领域带来了新的突破和契机。

      什么是STR？
      STR即短串联重复序列（short tandem repeat），也称微卫星DNA（microsatellite DNA），是以2~6个碱基作为核心单位，重复串联形成的一类DNA序列。整个人类基因组中平均每15kb就存在一个STR，目前已发现超过7000个。由于STR核心单位重复数目在个体间呈现高度差异性且数量丰富，构成了其遗传多态性。
      STR有何优势？
      STR基因座除高度多态性外，还具有突变率低、鉴别能力强、检测易于标准化等优点，目前国际上通用的打击违法犯罪的DNA数据库也多数基于STR基因座而建立。

      STR检测
      目前法医实践中STR基因座分型多采用荧光标记的PCR-CE技术，也是STR分型技术的金标准。PCR-CE技术具有极高的分辨率，即使核心序列相差一个重复次数也能成功分型；并且检测结果分型图谱直观、易于分析。
      但是，PCR-CE分析存在一些不可避免的问题：
      1、PCR-CE技术分析的仅为基因序列长度的多态性，对于序列内碱基的差异无法分辨；
      2、对于混合检材分析，不同来源检材含量的比例相差悬殊时，PCR-CE往往检测不到混合物中量少的检材；
      3、图谱分析中经常会遇到一些影响分型甚至导致错误分型情况，如等位基因分型标准物命名错误、内标识别错误、图谱中基线的跳跃和摆动、stutter峰、off-ladder峰等。

      NGS技术的诞生，很好的解决了PCR-CE在STR检测中出现的上述问题：
      1、NGS进行STR分析更为精细化，可准确检测DNA序列，展示STR等位基因核心序列和侧翼序列的真实差异。通过NGS测序，可以发现原本经PCR-CE分析是相同基因型的STR基因座，其实是不同的基因型。这也表明若实现同等的分辨能力，NGS所需的基因座数量更少；
      2、对于混合型检测中的微量检材，NGS以其高通量的特性，通过对大量数据的处理和分析，可以灵敏地检测到微量检材的DNA序列；
      3、基于一份微量检材的一次实验，NGS在获得STR的同时，还可以获得SNP、Indel、mRNA等各种类型的大量遗传标记信息，而这是现有一代测序平台所无法做到的。从微量的生物检材中挖掘出案件所需要的全部遗传学相关信息，这对于公安实战来说具有无可比拟的吸引力。

      案例分析
      目前，NGS技术在法医学中的应用已经逐步崭露头角。
      不久前荷兰阿姆斯特丹的一起性侵案中，专家通过对混合检材进行分析检测，成功获得了嫌疑人的DNA信息，并以此为证据，将罪犯送上法庭。
      这起性侵犯罪案件与欧洲、美洲乃至世界其它地区的性侵案件类似。最初的案件检材取自受害者的混合样本，Y-STR分析结果表明其可能来源于至少两名男子的22个STR分型。而后通过进一步进行NGS分析，样本的DNA特征与2008年录入荷兰刑事数据库中的一名生于1990年的嫌疑人相匹配，最终该男子罪名成立，被判处3年监禁。
      虽然在此之前，NGS帮助破获案件的消息也时有报道，但此次是NGS技术第一次作为证据出现在法庭上，并获得了诉讼的成功。这表明NGS技术日趋成熟和完善，并已经能够运用到实际案件中。

      NGS技术为法医检测提供了更大的扩展能力、更高的分辨率、更快的检测效率和更可靠的结果。阅微基因自主研发的NGS法医试剂盒，作为法医疑难检材的有效辅助手段，能够同时检测29个STR基因座和52个SNP位点，对于微量及降解的DNA有良好的检出率，该试剂盒投入市场不久就协助公安局成功破获一起疑难刑事案件。