基于SNP的亲缘关系鉴定方法技术

本发明专利技术公开了一种基于SNP的亲缘关系鉴定方法，属于亲子鉴定技术领域。方法包括：获取样本S1和S2的SNP分型数据；假设S1为F1，以S2为基准，以SNP分型数据计算各种假设亲缘关系下S1的累计亲权指数CPI1；以S2为基准，每种假设亲缘关系下分别模拟多个基因数据Sm，计算Sm的累计亲权指数CPI2，得到每种亲缘关系的多个lg(CPI2)的概率分布；在各种假设亲缘关系下，判断lg(CPI1)是否符合lg(CPI2)的概率分布；若仅在除曾祖孙关系以外的一种亲缘关系符合，则S1与S2为该亲缘关系；若在至少两种亲缘关系下符合，则以lg(CPI1)最大对应的亲缘关系为S1与S2之间的亲缘关系。之间的亲缘关系。之间的亲缘关系。

【技术实现步骤摘要】
基于SNP的亲缘关系鉴定方法


[0001]本专利技术属于生物信息分析
，特别涉及一种基于SNP的亲缘关系鉴定方法。

技术介绍

[0002]遗传学理论已证实，子女的基因组DNA各有一半分别来源于亲生父母一方。亲缘关系鉴定就是依据遗 传学的基本原理，采用现代化的DNA分型检测技术来综合评判争议个体之间是否存在亲生、隔代或其他 血缘关系。目前亲缘关系鉴定包括以下几类：
[0003](1)常规的亲生血缘关系鉴定：这是目前需求量最大的一类亲权关系鉴定，包括父母子三方(又称为三 联体)、父子(或母子)双方(又称为二联体)的亲权鉴定。
[0004](2)隔代亲缘关系鉴定：这类鉴定指要确认曾祖父母、祖父母、与曾孙子(曾孙女)、孙子(孙女)之间 的亲缘关系。此外，还包括单纯的父系亲缘关系鉴定如要确认曾祖父、祖父、与曾孙子、孙子之间的亲 缘关系，以及单纯的母系亲缘关系鉴定如要确认曾祖母，外祖母，与外孙女，曾外孙女之间的亲缘关系。
[0005](3)疑难的亲缘关系鉴定：除上述两类外，还有一些比较疑难的亲缘关系鉴定，如父母皆疑(无)的同 胞(兄弟、兄妹、姐弟、姐妹)、表兄妹关系的鉴定，叔侄之间、姨和外甥女之间、舅舅与外甥(外甥女) 之间的亲缘关系鉴定等。
[0006]亲子鉴定是基因检测技术非常成熟的应用领域，一般通过检测两个检材的遗传标记，对两个样品的检 测结果进行比对，如果两个样品的遗传标记符合孟德尔遗传定律，则认为两个样品符合亲子关系。目前 常用的遗传标记主要有两种，短序列串联重复(STR)和单碱基多态性位点(SNP)，此外也有一些研究采 用插入缺失(InDel)突变位点作为遗传标记物。一代测序技术是亲子鉴定领域应用最为成熟的检测技术， 一般通过21个STR位点来进行亲子鉴定与判别。一代测序有速度快，成本低和操作简便等优势，被各类 的鉴定机构广泛使用，是目前亲子鉴定方向的主要检测技术。
[0007]一代同胞关系鉴定使用的STR标记检测位点一般为19
‑
39个，STR标记平均具有0.2％的突变频率，用 于检测双方为生物学亲本与子代、生物学同胞、祖孙鉴定，也常出现基因突变导致的错配。因此STR用 于同胞鉴定，若发现1
‑
2个基因座不符合相应的遗传定律(考虑存在突变)，《生物学全同胞关系鉴定实 施规范》建议增加常染色体体STR、Y染色体STR或线粒体DNA序列(SF/Z JD0105002
‑
2014，生物 学全同胞关系鉴定实施规范)，一些研究提出可以结合其他遗传标记，比如SNP标记和/或插入缺失多 态性等更稳定的二等位基因遗传标记(汤美云，黄健，蔡金洪等。利用STR和Y染色体二等位基因标记 鉴定同胞兄弟关系[J]。法医学杂志，2012(03):190
‑
194。张素华，赵书民，李莉。采用STR和SNP遗传 标记鉴定全同胞姐妹关系[J]。法医学杂志，2010(03):185
‑
187)。由于STR检测数量有限、突变率较高 的，一代同胞关系鉴定常出现无法给出倾向性意见的情况。当STR用于祖孙鉴定时，《亲权鉴定技术规范》 要求同时提供祖父、祖母的检材，若出行1
‑
2个基因座不符合相应的遗传定律(考虑存在突变)，应增加 检测其它的高度多态性且遗传稳定的STR基因座；若被检验的孩子为女孩，应尽可能对被检祖母与孙女 增加X
‑
STR的检验；若被检验的孩子为男孩，应
尽可能对被检祖父与孙子增加Y
‑
STR的检验。且只能 给出不排除存在生物学祖孙关系”的鉴定意见。
[0008]本专利技术专利采用新一代的高通量测序技术，以SNP位点为遗传标记物，通过对人类基因组中上千个二 态性常染色体的SNP位点进行目标区域捕获测序，每个SNP点位可以检测到低至千分之一的低频突变， 并通过特有的生物信息学分析以及数理统计算法，可以对同胞、半同胞/叔侄/姑侄/舅甥/姨甥/祖孙、曾 祖孙关系进鉴定，准确率>99.99％，检测对象不受性别限制。本方法可解决传统一代亲缘关系鉴定可行性 差，检出率低的问题。

技术实现思路

[0009]为了解决上述问题，本专利技术专利采用新一代的高通量测序技术，以SNP位点为遗传标记物，通过对人 类基因组中上千个SNP位点进行目标区域捕获测序，每个SNP点位可以检测到低至千分之一的低频突变， 并通过特有的生物信息学分析以及统计算法，可至少判断三种亲缘关系，准确率>99.99％。所述技术方案 如下：
[0010]本专利技术实施例提供了一种基于SNP的亲缘关系鉴定方法，所述方法包括以下步骤：
[0011]S101：获取待亲缘鉴定的两个样本S1和S2的SNP分型数据；
[0012]S102：假设S1为F1，以S2为基准，以SNP分型数据计算各种假设亲缘关系下S1的累计亲权指数CPI1；
[0013]S103：以S2为基准，每种假设亲缘关系下分别模拟多个基因数据Sm，以SNP分型数据计算Sm的累计 亲权指数CPI2，再计算得到每种亲缘关系的多个lg(CPI2)的概率分布；
[0014]S104：在各种假设亲缘关系下，通过统计学算法判断lg(CPI1)是否符合lg(CPI2)的概率分布；若 各种假设亲缘关系下均不符合，则S1和S2之间的假设亲缘关系不成立；若仅在除曾祖孙关系以外的一 种亲缘关系符合，则S1与S2为该亲缘关系；若在至少两种亲缘关系下符合，则以lg(CPI1)最大对应 的亲缘关系为S1与S2之间的亲缘关系；
[0015]其中，假设亲缘关系分为如下几种：类别1：亲子关系；类别2：同胞关系；类别3：半同胞关系、叔 侄关系和祖孙关系；类别4：曾祖孙关系。
[0016]进一步地，在步骤S104中，若只有曾祖孙关系符合，则不能判断S1与S2为曾祖孙关系。
[0017]具体地，所述步骤S103包括：
[0018]假设S1与S2的亲缘关系为类别1，则模拟出M1个S2的子代的基因数据Sm1；
[0019]假设S1与S2的亲缘关系为类别2，则模拟出M2个S2的同胞的基因数据Sm2；
[0020]假设S1与S2的亲缘关系为类别3，则模拟出M3个S2的半同胞、侄子或孙子的基因数据Sm3；
[0021]假设S1与S2的亲缘关系为类别4，则模拟出M4个S2的曾孙的基因数据Sm4；
[0022]所述M1≥30，M2≥30，M3≥30，M4≥30。
[0023]其中，在步骤S103中，以基因型的理论频率模拟多个基因数据Sm。
[0024]其中，所述累计亲权指数CPI＝PI1
×
PI2
×
PI3
×…×
PIn，所述PIn为两个样本共有SNP位点的PI值， 所述PI值为待测个体之间存在亲缘关系情况下F1是某种基因组型可能性与随机个体与F1在该亲缘关系 下F1出现某种基因组型可能性的比值。
[0025]具体地本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.基于SNP的亲缘关系鉴定方法，其特征在于，所述方法包括以下步骤：S101：获取待亲缘鉴定的两个样本S1和S2的SNP分型数据；S102：假设S1为F1，以S2为基准，以SNP分型数据计算各种假设亲缘关系下S1的累计亲权指数CPI1；S103：以S2为基准，每种假设亲缘关系下分别模拟多个基因数据Sm，以SNP分型数据计算Sm的累计亲权指数CPI2，再计算得到每种亲缘关系的多个lg(CPI2)的概率分布；S104：在各种假设亲缘关系下，通过统计学算法判断lg(CPI1)是否符合lg(CPI2)的概率分布；若各种假设亲缘关系下均不符合，则S1和S2之间的假设亲缘关系不成立；若仅在除曾祖孙关系以外的一种亲缘关系符合，则S1与S2为该亲缘关系；若在至少两种亲缘关系下符合，则以lg(CPI1)最大对应的亲缘关系为S1与S2之间的亲缘关系；其中，假设亲缘关系分为如下几种：类别1：亲子关系；类别2：同胞关系；类别3：半同胞关系、叔侄关系和祖孙关系；类别4：曾祖孙关系。2.根据权利要求1所述的基于SNP的亲缘关系鉴定方法，其特征在于，在步骤S104中，若只有曾祖孙关系符合，则不能判断S1与S2为曾祖孙关系。3.根据权利要求1所述的基于SNP的亲缘关系鉴定方法，其特征在于，所述步骤S103包括：假设S1与S2的亲缘关系为类别1，则模拟出M1个S2的子代的基因数据Sm1；假设S1与S2的亲缘关系为类别2，则模拟出M2个S2的同胞的基因数据Sm2；假设S1与S2的亲缘关系为类别3，则模拟出M3个S2的半同胞、侄子或孙子的基因数据Sm3；假设S1与S2的亲缘关系为类别4，则模拟出M4个S2的曾孙的基因数据Sm4；所述M1≥30，M2≥30，M3≥30，M4≥30。4.根据权利要求3所述的基于S...

【专利技术属性】
技术研发人员：巫萍，严俊，曾丰波，黄奎匀，熊露，
申请(专利权)人：武汉蓝沙医学检验实验室有限公司，
类型：发明
国别省市：