第36章 引子

DNA檢測是一種強大的識別工具。利用當今的技術，DNA檢測現在可以識別具有幾乎100％確定性的個體。

鑒定並不總是這個結論。在DNA測試之前，科學界使用其他生物工具來識別人並確定生物關係。這些技術，包括血型分類，血清學檢測和HLA檢測，可用於許多不同的測試（例如將血液和組織供體與受體匹配並降低移植患者的排斥率），但它們不能用於鑒定和確定生物關係。

隨着20世紀70年代末和80年代初期DNA測試的引入，科學家們發現了更有力的測試方法，可用於識別和確定生物關係。由於DNA測試的出現，我們現在可以明確地確定個體及其生物親屬的身份。

以下部分回顧了從血型分型的早期到DNA測試的最新技術的DNA測試的發展。

DNA測試歷史簡介

1920年代：血液打字

在20世紀20年代早期，科學家根據血液中某些稱為抗原的蛋白質的存在，確定了人類中4種不同的血型--A，AB，B和O.血液分型系統稱為ABO系統，為醫生提供關於患者的重要信息，使他們能夠通過匹配供體和受體的血型來安全地執行輸血等醫療程序。

科學家們意識到血型是生物學遺傳的，可以根據親生父母的血型來預測孩子的血型。相反，如果其中一個父母的血型未知，可以使用孩子的血型和已知的父母來識別失蹤父母的血型。然而，由於來自血型的信息有限，因此很難確定地確定生物關係。例如，如果孩子患有A型血，而孩子的母親患有AB型，則該孩子的親生父親可以患有4種血型中的任何一種。因此，在這個例子中，沒有人可以被排除在孩子的親生父親之外。對於ABO血液檢測，排除的權力，排除被誤判被指控的父親的能力約為30％，對常規親子鑒定無效。

1930年代：血清學檢測

在20世紀30年代，科學家在血細胞表面發現了可用於識別人的其他蛋白質。Rh，Kell和Duffy血型系統，如ABO血液系統，是基於生物學遺傳的特定抗原的存在，並提供額外的功能，以及ABO，以解決質疑的生物關係。然而，血清學檢測並不能解決問題生物關係。血清學檢測的排除能力為40％，這意味着單獨使用這種技術，如ABO，在解決質疑的生物關係方面無效。

1970年代：HLA測試

在二十世紀七十年代中期，科學家專註於組織分型並發現了人類白細胞抗原（HLA），這是一種存在於體外的蛋白質，除了紅細胞外。發現血液中發現的白細胞具有高濃度的HLA。還發現存在許多不同類型的HLA，並且不同HLA類型在不具有生物學相關性的人之間變化。由於人群中HLA類型的高度可變性，HLA被用來回答有關生物關係的問題。排除HLA測試的能力為80％，並與ABO相結合，血清學測試約為90％。這個測試電池引入了基因測試的使用，包括和排除了所謂的父親。使HLA測試具有挑戰性的一個因素是它需要大量的血液樣本，必須在收集后的幾天內進行測試。今天，HLA，ABO和血清學不常用於關係測試，並已被更強大的DNA方法取代。

1980年代：RFLPDNA測試

在20世紀80年代早期，開發了一種稱為限制性片段長度多態性（RFLP）分析的技術，該技術成為第一個使用DNA的基因測試。與HLA，ABO和血清學檢測一樣，DNA也是從親生父母的遺傳基因遺傳的。科學家發現DNA中的區域變異很大（多態），並且比HLA和血液蛋白更具區別性。除紅細胞外，DNA存在於體內的每個細胞中。這些屬性使DNA測試成為解決質疑生物關係的理想選擇。RFLP程序使用酶（限制性內切核酸酶）切割DNA和標記的DNA探針以鑒定含有VNTR的區域（可變數目串聯重複序列）。在親子鑒定中，對母親，孩子和所謂的父親進行測試，孩子DNA的一半應與生物學母親相匹配，一半應與生父相匹配。有時，孩子的DNA譜可能與單個DNA位點（基因座）的父母不匹配，可能是由突變引起的。當發生這種情況時，進行計算以確定觀察到的遺傳不一致性是突變還是排除。排除RFLPDNA測試的能力大於99.99％。然而，目前該測試不是常規進行的，因為測試所需的DNA量（約1微克）需要血樣和測試所需的長周轉時間（10-14天）。進行計算以確定觀察到的遺傳不一致性是突變還是排除。排除RFLPDNA測試的能力大於99.99％。然而，目前該測試不是常規進行的，因為測試所需的DNA量（約1微克）需要血樣和測試所需的長周轉時間（10-14天）。進行計算以確定觀察到的遺傳不一致性是突變還是排除。排除RFLPDNA測試的能力大於99.99％。然而，目前該測試不是常規進行的，因為測試所需的DNA量（約1微克）需要血樣和測試所需的長周轉時間（10-14天）。

1990年代：PCRDNA測試

在20世紀90年代早期，聚合酶鏈式反應（PCR）DNA測試取代了RFLP分析，用於常規關係測試。PCR分析需要較少的DNA（1納克），因此臉頰（口腔）拭子是適合進行檢測的樣本，因此無需採集血液。在將樣品遞送到實驗室的一天內，PCR測試比RFLP生成結果快得多。PCR靶向DNA中稱為STRs（短串聯重複序列）的區域，其具有高度可變性。在親子鑒定中，對母親，孩子和所謂的父親進行測試，除非有突變，否則孩子的DNA應該與生物父母相匹配。可以進行統計計算以幫助確定單個位置（基因座）的遺傳不一致性是否與突變或排除一致。偶爾會觀察到兩種以上的遺傳不一致性，並且在這些情況下進行額外的測試。DDC檢查標準電池STR基因座，但可以在需要時測試其他STR基因座來解決病例。PCRDNA檢測的功效大於99.99％

2000年代：SNP陣列

在2000年代早期，科學家們能夠將數千個SNP（單核苷酸多態性）基因座組合成一個單一的測試。SNP是DNA中的字母變化，可用作各種應用的遺傳標記。SNP陣列通常不用於關係測試，但用於許多其他基因測試，包括：對遺傳病，健康和保健以及血統的傾向。DDC使用大型800，000SNP自定義陣列進行GPSOrigins測試。該陣列包含AIM（祖先信息標記），Y染色體標記，線粒體標記，古DNA標記和其他標記，可用於建立更遠的生物關係，如第4或第5代表兄弟。

2010年：下一代測序

NGS（新一代測序）或大規模平行測序是可用於遺傳分析的最新技術。該過程產生DNA序列，其是DNA樣品中出現的字母（A，T，C和G）的線性排列。因為該技術允許人們同時在DNA中重疊的數千個位置開始測序，所以可以生成大量數據並將其與適當的生物信息學程序一起放回。這就像拿書和剪掉句子的部分，然後使用計算機程序重新組裝書來識別重疊的句子片段。

DDC目前使用NGS進行非侵入性產前親子鑒定（NIPP），該試驗可以使用來自母親的血液樣本在早孕8周時確定胎兒的親生父親。在NIPP測試之前，母親需要絨毛膜絨毛樣品（cvs）或羊膜穿刺樣品。這兩種手術都是侵入性的，對胎兒的損傷風險很小。NIPP測試對胎兒是安全的，並且檢測母體血漿中的循環細胞遊離胎兒DNA（cfDNA）並對DNA進行測序以詢問數千個SNP。

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