基于表观遗传标记甄别同卵双生子的法医学探索研究

同卵双生子的个体甄别一直是一个法医学难题。表观遗传学的研究发现DNA甲基化是法医界最有应用前景的表观遗传标记之一。本课题采用Illumina公司的超高通量人基因组DNA甲基化光纤微珠检测芯片(Infinium? HumanMethylation27)，对中国汉族成年同卵双生子外周血基因组DNA的27000余个CpG位点甲基化状态进行扫描，通过组内相关性（Intraclass correlation, ICC）等方法筛选出有效甄别同卵双生子所需要的CpG甲基化位点及其数目；针对筛选获得的CpG甲基化位点，以Taqman技术为基础建立易于在法医学实验室推广应用的DNA甲基化多重实时荧光PCR检测体系，在优化该体系反应条件的基础上，评价其在同卵双生子个体甄别中的准确性、稳定性和灵敏度，并探索该方法在法医学常见检材方面的适用性，为同卵双生子的个体甄别提供简便、有效的技术手段。

同卵双生子的个体甄别一直是一个法医学难题。在本研究中，项目组首先依据概率的基本原理，评估了常用的法医学个体识别工具对全同胞（同卵双生子的对照人群）的随机匹配概率，发现Sinofiler系统所包含的15个STR（法医学个体识别常用工具之一）在全同胞对人群中的随机匹配概率达到2.15×10-7，换言之，采用这一工具已足以认定同卵双生子。项目组采用这一工具对所收集的30对双生子进行分型检验后，认定其中的22对为同卵双生子。. 项目组随后采用Illumina公司的甲基化光纤微珠芯片对22对全同胞双生子进行了全基因组扫描，在考查了该芯片扫描结果的重复性与稳定性的基础上，采用表观遗传距离（Epigenetic distance, Ed）这一指标在全基因组水平上评估了同卵双生子间的DNA甲基化谱的差异，发现同卵双生子间的DNA甲基化差异显著低于无关个体对间DNA甲基化谱差异（P=0.0002），进而，项目组采用DiffScore、同卵双生子间同一位点的甲基化程度差异（Δβ）及DiffNum三项指标，在27578个CpG位点中筛选得到93个可用于同卵双生子个体识甄别的候选CpG位点。并发现，采用其中19个最优位点，对同卵双生子的个体甄别效能可能达到0.9949。. 随后，项目组提出一种同卵双生子个体甄别策略，即通过甲基化芯片筛选得到某一对同卵双生子间差异显著的CpG位点，采用焦磷酸测序技术对同卵双生子与现成血斑样本中这一位点的甲基化程度进行进行检测，从而实现同卵双生子的个体甄别。项目组在93个候选CpG位点中随机选取了5个CpG位点，采用焦磷酸测序技术对22对同卵双生子进行了检测，获得同卵双生子间在相应位点的甲基化程度差异值delta，对delta进行标准正态分布转换后构建了统计量u，以u≥1.96或≤-1.96（α=0.05）为标准对22对同卵双生子判定，发现可实现19对同卵双生子的个体甄别，从而证实了这一新的同卵双生子个体甄别策略的有效性。. 通过本项目的研究，证实了DNA甲基化是进行同卵双生子个体甄别的理想遗传标记之一，并提出了一种联合DNA甲基化芯片和焦磷酸测序技术的同卵双生子个体甄别策略，为同卵双生子涉案案件提供了行之有效的侦破手段，这对于维护我国司法的公正与尊严具有重要的现实意义。