一种用于无创产前亲权关系判定的微单倍型遗传标记组合及方法技术

一种用于无创产前亲权关系判定的微单倍型遗传标记组合及方法。本发明专利技术首先提供了一组用于无创产前亲权关系判定的微单倍型遗传标记组合；利用该均匀分布在常染色体的微单倍型作为遗传标记，结合高通量测序技术，根据测序结果，基于贝叶斯原理建立胎儿父权指数(PI)的计算模型进行双胎妊娠产前亲权关系的判定。本方法只需提供母亲外周血10ml，在母亲外周血浆中提取的游离DNA已经包含了胎儿的游离DNA，所以母亲和胎儿只需要一份样品即可。由于只需抽取孕妇的静脉血，操作简便，因此不会对孕妇和胎儿造成创伤，且孕7周后即可鉴定，检测结果与常规STR分型方法一致，具有较大的应用前景。

【技术实现步骤摘要】
一种用于无创产前亲权关系判定的微单倍型遗传标记组合及方法
本专利技术涉及法医学
，更具体地，涉及一种用于无创产前亲权关系判定的微单倍型遗传标记组合及方法。
技术介绍
目前，产前的胎儿遗传诊断主要基于有创取样，包括绒毛膜绒毛取样(chorionicvillussampling，CVS)和羊水穿刺(amniocentesis)，这些诊断方法虽然准确率高，但其操作有创伤性，可导致宫内感染、流产和死胎等多种妊娠不良反应，且其取样时间均不可早于10周。1997年在孕妇血浆中游离胎儿DNA(cffDNA，fetalcell-freeDNA)的发现，使无创产前检测成为可能，对避免有创取样带来的风险，有效保障母胎健康有重要的意义。在法医遗传学研究中，研究者一直致力于利用孕妇血浆cffDNA进行产前亲权关系的分析，以实现无创父权鉴定。单核苷酸多态性(singlenucleotidepolymorphism，SNP)是第三代DNA遗传标记，与传统法医遗传学标记短串联重复序列(shorttandemrepeat，STR)相比，具有分布广泛、突变率低、扩增片段短等特点。近年来，越来越多的研究者开始采用多种SNP分型技术开展无创产前亲权判定的研究。然而，作为一种二态性的遗传标记，SNP多态性不高，往往需要多达上千个SNP才能有较好的鉴定效能，低浓度的早孕期cffDNA往往由于检测系统效能不足而未能得到明确的结果，甚至影响鉴定结论的准确性。在这种情况下，如无限制的增加遗传标记的数量，大量的遗传标记之间将不可避免地存在连锁不平衡现象，进一步增加数据分析的难度。因此，亟需找寻一种可针对低浓度的早孕期cffDNA进行无创父权鉴定的遗传标记物。
技术实现思路
本专利技术的目的在于克服现有技术中存在的上述缺陷和不足，提供一种用于无创产前亲权关系判定的微单倍型遗传标记组合。本专利技术的另一目的在于提供利用所述微单倍型遗传标记组合进行无创产前亲权关系判定的方法。本专利技术的上述目的是通过以下技术方案给予实现的：一组用于无创产前亲权关系判定的微单倍型遗传标记组合，包括60个微单倍型位点，所述60个微单倍型位点的信息如表1所示。微单倍型是2013年由KiddK教授在墨尔本第24届国际法医遗传大会上首次提出，是指在一定长度的DNA片段内，包含2个以上SNPs位点，并构成单倍型多态性的DNA片段。作为一种新型的遗传标记，微单倍型既具有接近甚至超过STR的多态性程度，也保留了SNP片段长度短、突变率低、基因组内分布广泛、不产生Stutter伪峰、等位基因长度一致且杂合子扩增较均衡等优势，在法医降解检材、混合DNA检验、复杂亲缘关系鉴定及生物地理学祖先推断等方面都有很大应用前景。由于微单倍型是2个以上SNP位点的线性组合，因此其分型必须以单链分析为基础。目前还未见有用于无创产前亲权关系判定的微单倍型遗传标记。本专利技术开发了一组可针对低浓度的早孕期cffDNA进行亲权关系检测分析的微单倍型遗传标记组合，以实现无创产前亲权关系判定，可避免有创取样带来的风险，有效保障母胎健康。本专利技术发现，所述微单倍型遗传标记组合需要满足以下的基本条件：(1)位于常染色体上；(2)符合Hardy-Weinberg平衡定律(p＜0.001)；(3)组成微单倍型的SNPs≥3个，且位点内的SNP最小等位基因频率>0.05；(4)单倍型数目不少于4个，且至少有3个单倍型频率>0.1；(5)目标片段长度小于150bp，利于片段化的游离胎儿DNA检。本专利技术还请求保护所述微单倍型遗传标记组合在进行无创产前亲权关系判定中的应用。本专利技术还请求保护用于检测所述60个微单倍型遗传标记组合的引物，或可以获取微单倍型遗传标记组合目标片段信息的捕获探针。所述的引物或者捕获探针可以根据表1给出的微单倍型遗传标记组合的序列信息，利用本领域常规的引物或探针设计方法设计得到。近年来，基于单链测序原理的下一代测序技术的成熟化为单倍型高通量分型提供了完美的解决方案。新一代测序(next-generationsequencing，NGS)技术，又称大规模平行测序(massivelyparallelsequencing，MPS)技术，是传统测序技术基础上的一次革命性的改变，可一次对几百万条甚至更多的DNA分子进行单分子平行测序；结合标签技术，能以理想的覆盖深度同时对多个样本进行测序分析，大大提高测序效率。但是，基于微单倍型测序进行无创产前亲权关系判定也未见相关报道。因此，本专利技术还提供一种利用微单倍型测序进行无创产前亲权关系判定的方法，包括如下步骤：S1.提取孕妇和被控父基因组DNA及该孕妇血浆游离DNA样本；S2.针对上述所述的60个微单倍型位点，设计目标区域捕获探针；S3.利用目标区域捕获探针，构建DNA样本于60个微单倍型位点区域的高通量测序文库；S4.高通量测序；S5.基于测序数据，获得父、母基因组和母血浆的微单倍型分型；S6.建立数学模型，进行结果判断：S61.建立两个检验假设：原告假设(Hp)：被控父(AF)是胎儿的生物学父亲；被告假设(Hd)：某随机男子(RM)是胎儿的生物学父亲；S62.计算在原告假设下，未知胎儿(U)为各种可能基因型的概率，用P(gAF,gM,gU|Hp)来表示；S63.计算在被告假设下，未知胎儿为各种可能基因型的概率，用P(gAF,gM,gU|Hd)来表示；S64.计算当未知胎儿为各种可能基因型，且在特定的胎儿等位基因丢失率d和非特异等位基因插入率c下，母血浆游离DNA(P)出现当前分型(X)的概率，用P(gP＝X|gM,gU,d,c)来表示；S65.使用以下公式计算每个位点的父权指数PI值：S66.计算总的CPI值，假设各微单倍型位点之间处于连锁平衡CPI＝∏i＝1PIiS67.判断父权：当CPI>10000时，支持被控父为胎儿的生物学父亲；当CPI<0.0001时，不支持被控父为胎儿的生物学父亲。所述父权指数PI值即为亲权指数(PaternityIndex，PI)，是亲权关系鉴定中中判断遗传证据强度的指标。它是两个条件概率的似然比例：PI＝概率(检测到当事人的遗传表型|假设被检测男子是孩子的生物学父亲)/概率(检测到当事人的遗传表型|假设一个随机男子是孩子的生物学父亲)。优选地，所述孕妇和被控父基因组DNA为血细胞基因组DNA。优选地，所述微单倍型分型为根据微单倍型位点上等位基因的SNP组合和覆盖深度统计结果，分析微单倍型分型。优选地，对于分析母血浆cfDNA样本时，需要过滤掉母血浆cfDNA中非母成分中的测序噪音，以保留胎儿的生父基因。本专利技术还提供一种用于无创产前亲权关系判定的产品，其包含检测上述60个微单倍型位点的扩增引物，或获取该60个微单倍型遗传标记组合目标片段信息的捕获探针。优选地，所示产品还包括用于孕妇和被控父基因组DNA提取本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一组用于无创产前亲权关系判定的微单倍型遗传标记组合，其特征在于，包括60个微单倍型位点，所述60个微单倍型位点的信息如下所示：/n

【技术特征摘要】
1.一组用于无创产前亲权关系判定的微单倍型遗传标记组合，其特征在于，包括60个微单倍型位点，所述60个微单倍型位点的信息如下所示：








2.权利要求1所述的微单倍型遗传标记组合在进行无创产前亲权关系判定中的应用。


3.一种利用微单倍型测序进行无创产前亲权关系判定的方法，其特征在于，包括如下步骤：
S1.提取孕妇和被控父基因组DNA及该孕妇血浆游离DNA样本；
S2.针对权利要求1所述的60个微单倍型位点，设计目标区域捕获探针；
S3.利用目标区域捕获探针，构建DNA样本于60个微单倍型位点区域的高通量测序文库；
S4.高通量测序；
S5.基于测序数据，获得父、母基因组和母血浆的微单倍型分型；
S6.建立数学模型，进行结果判断：
S61.建立两个检验假设：
原告假设(Hp)：被控父(AF)是胎儿的生物学父亲；
被告假设(Hd)：某随机男子(RM)是胎儿的生物学父亲；
S62.计算在原告假设下，未知胎儿(U)为各种可能基因型的概率，用P(gAF,gM,gU|Hp)来表示；
S63.计算在被告假设下，未知胎儿为各种可能基因型的概率，用P(gAF,gM,g...

【专利技术属性】
技术研发人员：欧雪玲，屈宁，林少宾，白肇宸，高军，王焕，
申请(专利权)人：中山大学，
类型：发明
国别省市：广东;44