隔代亲缘关系鉴定

四、隔代亲缘关系鉴定

（一）常染色体STR基因座隔代（一、三代之间）亲缘鉴定的原理

根据孟德尔遗传规律，孩子与父母必有1个同源等位基因。因此，第3代（孙）个体必定有1个等位基因源自第1代。当受检者之间的基因遗传违反上述遗传规律时，可排除他们之间有亲缘关系（如祖父TH01 6，9；祖母TH01 7，10；孙TH01 5，8）；不违反上述遗传规律时，可能有亲缘关系，通过计算亲权指数可对可能性大小作出估计。

（二）隔代亲缘关系鉴定的分类

根据参与检验的第1代个体数可将其分为2类：双祖亲隔代亲缘关系鉴定与单祖亲隔代亲缘关系鉴定。双祖亲隔代亲缘关系鉴定是指祖父、祖母都参与检验，除Y－STR（祖父－孙子），X－STR（祖母－孙女）能提供排除信息外，常染色体STR基因座也能提供排除信息。若不排除时，除了可用ITO方法分别计算祖父－孙子，祖母－孙子的亲权指数外，还可采用家系基因型重建的方法计算亲权指数。单祖亲隔代亲缘关系鉴定是指只有祖父或祖母一方参与检验，因此，常染色体STR基因座不能提供排除信息。不排除时可根据ITO方法计算两个体的祖孙亲权指数。

（三）双祖亲隔代家系基因型重建亲权指数计算

1．步骤

（1）根据第1代基因型推测第2代可能的基因型，对于常染色体共显性遗传标记而言，最多可推出子代的4种基因型，每种概率为0．25（表25－7）。

（2）依据第2代基因型计算传给第3代生父（或生母）基因的机会，纯合子传递生父（或生母）基因机会为1，杂合子传递生父（或生母）基因机会为0．5。

（3）计算生父（或生母）基因由第1代传递给第3代的机会（表25－7）。

（4）根据不同个案分别不同情况分别计算PI：孩子母亲参与检验时，则作为仅怀疑父亲的三联体个案计算，PI为生父基因由第1代传递给第3代的机会与随机人群此生父基因频率之比；孩子母亲未参与检验时，如只有祖父、祖母、孩子参与检验，则计算生父基因概率后，按单亲个案计算PI。

表25－7　生父基因由第1代传给第3代的机会

2．孙子母亲未参与检验时的PI计算

例1　祖父、祖母均为P型，假设孙为P型。设p为P基因频率。

从祖父、祖母基因型推测他们的子女全为PP型，因此第2代为PP型的概率为1，传给孙子生父基因P的概率为1。

X=假设孙从祖父母得到P基因概率×随机母提供P基因概率=1×p

Y=随机父提供P基因概率×随机母提供P基因概率=p²

PI=（1×p）/p²=1/p

例2　祖父、祖母均为PQ型，假设孙为PR型。设p，r分别为P，R基因频率。

从祖父、祖母基因型推测他们的子女PQ基因型概率为0．5，PP基因型概率为0．25，QQ基因型概率为0．25，传给孙子P基因的概率为0．5×0．5+0．25×1=0．5。

X=假设孙从祖父母得到P基因概率×随机母提供R基因概率=0．5r

Y=随机父提供P基因概率×随机母提供R基因概率+随机父提供R基因概率×随机母提供P基因概率=2pr

PI=0．5r/2pr=0．5/2p

例3　祖父为PS型，祖母为QT型，假设孙子为PR型。设p，r分别为P，R基因频率。

从祖父、祖母基因型推测他们的子女基因型有4种：PQ，PT，SQ，ST，每种概率均为0．25，传给孙子P基因概率为0．25×0．5+0．25×0．5=0．25。

X=假设孙子从祖父母得到P基因概率×随机母提供R基因概率=0．25r

Y=2pr（计算同例2）

PI=0．25r/2pr=0．25/2p

例4　祖父PS型，祖母PQ型，假设孙子PQ型。设p，q分别为P，Q基因频率。

从祖父、祖母基因型推测他们的子女基因型有4种：PP，PQ，SP，SQ，每种概率均为0．25，传给孙子P基因概率为0．25×1+0．25×0．5+0．25×0．5=0．5，传给孙子Q基因概率为0．25×0．5+0．25×0．5= 0．25。

X=假设孙子从祖父母得到P基因概率×随机母提供Q基因概率+假设孙从祖父母得到Q基因概率×随机母提供P基因概率=0．5q+0．25p

Y=2pq（计算同例2）

PI=（0．5q+0．25p）/2pq

例5　祖父P型，祖母PQ型，假设孙子PQ型。设p，q分别为P，Q基因频率。

从祖父、祖母基因型推测他们的子女基因型有2种：PP，PQ，每种概率均为0．5，传给孙子P基因概率为0．5×1+0．5×0．5=0．75，传给孙子Q基因概率为0．5×0．5=0．25。

X=假设孙子从祖父母得到P基因概率×随机母提供Q基因概率+假设孙从祖父母得到Q基因概率×随机母提供P基因概率=0．75q+0．25p

Y=2pq（计算同例2）

PI=（0．75q+0．25p）/2pq

各种基因型组合时双祖亲隔代亲缘关系鉴定PI计算式见表25－8。

表25－8　双祖亲隔代亲缘关系鉴定PI计算式

续表25－8

注：Pa为a基因频率，Pb为b基因频率，其余类推。

双祖亲隔代亲缘关系鉴定的PI计算式归纳为：

（1）Y值　①孙子为纯合子，Y=p（p为生父基因概率，下同）

　　　　　②孙子为杂合子，从祖代得到1个生父基因，Y=2p

　　　　　　　　　　　　　从祖代得到2个生父基因，Y=2pq

（2）X值　根据生父基因在第1代4个基因中所占的比例决定

　　　　　①第3代从第1代得到1个生父基因，X值分别为0．25（占1/4）、0．5（占2/4）、0．75（占3/4）或1（占4/4），如第1代为相同纯合子时，X=1

　　　　　②第3代从第1代得到2个生父基因，X值分别为：0．25（Pa+Pb）、0．5（Pa+Pb）、0．5Pa+0．25Pb或0．75Pa+0．25Pb。

3．孙子母亲参与检验时的PI计算

例1　祖父、祖母均为PP型，假设孙子为PP型，母为PQ型。设p为P基因频率。

从祖父、祖母基因型推测他们的子女全为PP型，因此第2代为PP型的概率为1，传给孙子生父基因P的概率为1。从母子组合知生母基因、生父基因均为P。

X=假设孙子从祖父母得到P基因概率×母提供P基因概率=1×0．5

Y=随机父提供P基因概率×母提供P基因概率=p×0．5

PI=（1×0．5）/（p×0．5）=1/p

例2　祖父、祖母均为PQ型，假设孙子为PR型，母为PR型。设p，r分别为P，R的基因频率。

从祖父、祖母基因型推测他们的子女PQ型概率为0．5，PP型概率为0．25，QQ型概率为0．25，传给孙子P基因的概率为0．5×0．5+0．25×1=0．5。从母子组合知生母基因、生父基因各有2个：P，R。

X=假设孙子从祖父母得到P基因概率×母提供R基因概率=0．5×0．5

Y=随机父提供P基因概率×母提供R基因概率+随机父提供R基因概率×母提供P基因概率=p×0．5+r×0．5=0．5×（p+r）

PI=（0．5×0．5）/［0．5×（p+r）］=0．5/（p+r）

例3　祖父PS型，祖母PQ型，假设孙子PQ型，母QR型。设p为P基因频率。

从祖父、祖母基因型推测他们的子女基因型有4种：PP，PQ，SP，SQ，每种概率均为0．25，传给孙子P基因概率为0．25×1+0．25×0．5+0．25×0．5=0．5。从母子组合知Q基因为生母基因，P基因为生父基因。

X=假设孙子从祖父母得到P基因概率×母提供Q基因概率=0．5×0．5

Y=随机父提供P基因概率×母提供Q基因概率=p×0．5

PI=（0．5×0．5）/（p×0．5）=0．5/p

例4　祖父PP型，祖母PQ型，假设孙子PQ型，母PQ型。设p，q分别为P，Q基因频率。

从祖父、祖母基因型推测他们的子女基因型有2种：PP，PQ，每种概率均为0．5，传给孙子P基因概率为0．5×1+0．5×0．5=0．75，传给孙子Q基因概率为0．5×0．5=0．25。从母子组合知生母基因、生父基因各有2个：P，Q。

X=假设孙子从祖父母得到P基因概率×母提供Q基因概率+假设孙从祖父母得到Q基因概率×随机母提供P基因概率=0．75×0．5+0．25×0．5=0．5

Y=随机父提供P基因概率×母提供Q基因概率+随机父提供Q基因概率×母提供P基因概率=p×0．5+q×0．5=0．5×（p+q）

PI=0．5/［0．5×（p+q）］=1/（p+q）

（四）单祖亲隔代亲缘关系鉴定

当只有2个隔代个体，要求作亲缘关系鉴定时，与单个同胞关系鉴定一样，只有Y－STR，X－STR和mtDNA检测才能提供排除信息。

最难以解决的是两个异性个体的单祖亲隔代亲缘关系鉴定，如祖父－孙女、祖母－孙子等。除常染色体STR遗传标记外，mtDNA，Y－STR，X－STR均不适用（表25－9）。

表25－9　除常染色体STR基因座外，单祖亲隔代亲缘关系鉴定可检测的DNA遗传标记

注：√为可以检测；－为不适用；±为可以检测，但不能提供排除信息，因为孩子得到的等位基因无法推测来自外祖父还是外祖母。

由于祖孙关系具有同源等位基因的概率（φ值）与半同胞关系一样，故用ITO方法计算两个人具有祖孙关系的PI值时可参照半同胞关系指数（HSI）的计算。表25－10所列为2个人各种基因型组合时全同胞关系指数、半同胞关系指数（祖孙亲权指数）的简化计算式。

表25－10　ITO法计算全同胞、半同胞、祖孙亲权指数简化计算式

（陆惠玲）