第36章 引子

DNA检测是一种强大的识别工具。利用当今的技术，DNA检测现在可以识别具有几乎100％确定性的个体。

鉴定并不总是这个结论。在DNA测试之前，科学界使用其他生物工具来识别人并确定生物关系。这些技术，包括血型分类，血清学检测和HLA检测，可用于许多不同的测试（例如将血液和组织供体与受体匹配并降低移植患者的排斥率），但它们不能用于鉴定和确定生物关系。

随着20世纪70年代末和80年代初期DNA测试的引入，科学家们发现了更有力的测试方法，可用于识别和确定生物关系。由于DNA测试的出现，我们现在可以明确地确定个体及其生物亲属的身份。

以下部分回顾了从血型分型的早期到DNA测试的最新技术的DNA测试的发展。

DNA测试历史简介

1920年代：血液打字

在20世纪20年代早期，科学家根据血液中某些称为抗原的蛋白质的存在，确定了人类中4种不同的血型--A，AB，B和O.血液分型系统称为ABO系统，为医生提供关于患者的重要信息，使他们能够通过匹配供体和受体的血型来安全地执行输血等医疗程序。

科学家们意识到血型是生物学遗传的，可以根据亲生父母的血型来预测孩子的血型。相反，如果其中一个父母的血型未知，可以使用孩子的血型和已知的父母来识别失踪父母的血型。然而，由于来自血型的信息有限，因此很难确定地确定生物关系。例如，如果孩子患有A型血，而孩子的母亲患有AB型，则该孩子的亲生父亲可以患有4种血型中的任何一种。因此，在这个例子中，没有人可以被排除在孩子的亲生父亲之外。对于ABO血液检测，排除的权力，排除被误判被指控的父亲的能力约为30％，对常规亲子鉴定无效。

1930年代：血清学检测

在20世纪30年代，科学家在血细胞表面发现了可用于识别人的其他蛋白质。Rh，Kell和Duffy血型系统，如ABO血液系统，是基于生物学遗传的特定抗原的存在，并提供额外的功能，以及ABO，以解决质疑的生物关系。然而，血清学检测并不能解决问题生物关系。血清学检测的排除能力为40％，这意味着单独使用这种技术，如ABO，在解决质疑的生物关系方面无效。

1970年代：HLA测试

在二十世纪七十年代中期，科学家专注于组织分型并发现了人类白细胞抗原（HLA），这是一种存在于体外的蛋白质，除了红细胞外。发现血液中发现的白细胞具有高浓度的HLA。还发现存在许多不同类型的HLA，并且不同HLA类型在不具有生物学相关性的人之间变化。由于人群中HLA类型的高度可变性，HLA被用来回答有关生物关系的问题。排除HLA测试的能力为80％，并与ABO相结合，血清学测试约为90％。这个测试电池引入了基因测试的使用，包括和排除了所谓的父亲。使HLA测试具有挑战性的一个因素是它需要大量的血液样本，必须在收集后的几天内进行测试。今天，HLA，ABO和血清学不常用于关系测试，并已被更强大的DNA方法取代。

1980年代：RFLPDNA测试

在20世纪80年代早期，开发了一种称为限制性片段长度多态性（RFLP）分析的技术，该技术成为第一个使用DNA的基因测试。与HLA，ABO和血清学检测一样，DNA也是从亲生父母的遗传基因遗传的。科学家发现DNA中的区域变异很大（多态），并且比HLA和血液蛋白更具区别性。除红细胞外，DNA存在于体内的每个细胞中。这些属性使DNA测试成为解决质疑生物关系的理想选择。RFLP程序使用酶（限制性内切核酸酶）切割DNA和标记的DNA探针以鉴定含有VNTR的区域（可变数目串联重复序列）。在亲子鉴定中，对母亲，孩子和所谓的父亲进行测试，孩子DNA的一半应与生物学母亲相匹配，一半应与生父相匹配。有时，孩子的DNA谱可能与单个DNA位点（基因座）的父母不匹配，可能是由突变引起的。当发生这种情况时，进行计算以确定观察到的遗传不一致性是突变还是排除。排除RFLPDNA测试的能力大于99.99％。然而，目前该测试不是常规进行的，因为测试所需的DNA量（约1微克）需要血样和测试所需的长周转时间（10-14天）。进行计算以确定观察到的遗传不一致性是突变还是排除。排除RFLPDNA测试的能力大于99.99％。然而，目前该测试不是常规进行的，因为测试所需的DNA量（约1微克）需要血样和测试所需的长周转时间（10-14天）。进行计算以确定观察到的遗传不一致性是突变还是排除。排除RFLPDNA测试的能力大于99.99％。然而，目前该测试不是常规进行的，因为测试所需的DNA量（约1微克）需要血样和测试所需的长周转时间（10-14天）。

1990年代：PCRDNA测试

在20世纪90年代早期，聚合酶链式反应（PCR）DNA测试取代了RFLP分析，用于常规关系测试。PCR分析需要较少的DNA（1纳克），因此脸颊（口腔）拭子是适合进行检测的样本，因此无需采集血液。在将样品递送到实验室的一天内，PCR测试比RFLP生成结果快得多。PCR靶向DNA中称为STRs（短串联重复序列）的区域，其具有高度可变性。在亲子鉴定中，对母亲，孩子和所谓的父亲进行测试，除非有突变，否则孩子的DNA应该与生物父母相匹配。可以进行统计计算以帮助确定单个位置（基因座）的遗传不一致性是否与突变或排除一致。偶尔会观察到两种以上的遗传不一致性，并且在这些情况下进行额外的测试。DDC检查标准电池STR基因座，但可以在需要时测试其他STR基因座来解决病例。PCRDNA检测的功效大于99.99％

2000年代：SNP阵列

在2000年代早期，科学家们能够将数千个SNP（单核苷酸多态性）基因座组合成一个单一的测试。SNP是DNA中的字母变化，可用作各种应用的遗传标记。SNP阵列通常不用于关系测试，但用于许多其他基因测试，包括：对遗传病，健康和保健以及血统的倾向。DDC使用大型800，000SNP自定义阵列进行GPSOrigins测试。该阵列包含AIM（祖先信息标记），Y染色体标记，线粒体标记，古DNA标记和其他标记，可用于建立更远的生物关系，如第4或第5代表兄弟。

2010年：下一代测序

NGS（新一代测序）或大规模平行测序是可用于遗传分析的最新技术。该过程产生DNA序列，其是DNA样品中出现的字母（A，T，C和G）的线性排列。因为该技术允许人们同时在DNA中重叠的数千个位置开始测序，所以可以生成大量数据并将其与适当的生物信息学程序一起放回。这就像拿书和剪掉句子的部分，然后使用计算机程序重新组装书来识别重叠的句子片段。

DDC目前使用NGS进行非侵入性产前亲子鉴定（NIPP），该试验可以使用来自母亲的血液样本在早孕8周时确定胎儿的亲生父亲。在NIPP测试之前，母亲需要绒毛膜绒毛样品（cvs）或羊膜穿刺样品。这两种手术都是侵入性的，对胎儿的损伤风险很小。NIPP测试对胎儿是安全的，并且检测母体血浆中的循环细胞游离胎儿DNA（cfDNA）并对DNA进行测序以询问数千个SNP。

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