孟昊天 ,蘭瓊 ,朱波峰 ,
(1.西安交通大學(xué)口腔醫(yī)院 陜西省顱頜面精準(zhǔn)醫(yī)學(xué)研究重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室,陜西 西安 710004;2.南方醫(yī)科大學(xué)法醫(yī)學(xué)院,廣東 廣州 510515)
通過(guò)短串聯(lián)重復(fù)(short tandem repeat,STR)序列分型,將犯罪現(xiàn)場(chǎng)、災(zāi)難現(xiàn)場(chǎng)或失蹤人員案件中獲取的不明確來(lái)源人的生物檢材與已知人員、嫌疑人、失蹤人員親屬或失蹤人員私人物品等參考生物樣本進(jìn)行DNA分型圖譜比對(duì),從而進(jìn)行個(gè)體識(shí)別,是當(dāng)前法醫(yī)DNA分析的常規(guī)方法[1],然而,缺乏可供比對(duì)的已知DNA分型圖譜局限了這一技術(shù)的應(yīng)用。雖然通過(guò)建立法醫(yī)DNA數(shù)據(jù)庫(kù)可以在一定程度上解決此問(wèn)題,但是在法醫(yī)日常司法實(shí)踐工作中,常會(huì)遇到無(wú)法在數(shù)據(jù)庫(kù)中獲得匹配結(jié)果的情況[2]。大多數(shù)情況下,這些案件會(huì)變?yōu)椤袄浒浮薄T瓌t上,擴(kuò)大DNA數(shù)據(jù)庫(kù)的規(guī)模是避免“冷案”出現(xiàn)最有效的方法。然而,在樣本收集過(guò)程中,相關(guān)部門(mén)將面臨倫理、社會(huì)和法律等一系列問(wèn)題,從而限制了DNA數(shù)據(jù)庫(kù)的規(guī)?;?/p>
如果常規(guī)調(diào)查結(jié)果不能成功確認(rèn)犯罪嫌疑人身份,或者DNA數(shù)據(jù)庫(kù)比對(duì)未能成功匹配,基于DNA的人體外部可見(jiàn)表型特征(externally visible characteristic,EVC)分子鑒識(shí)[3],也被稱(chēng)為法醫(yī)DNA表型(forensic DNA phenotyping,F(xiàn)DP)推斷[2,4],將有希望為案件的偵破提供線索。FDP可以從案發(fā)現(xiàn)場(chǎng)留下的生物檢材的DNA中推斷出檢材來(lái)源人的EVC特征。如果能夠得到可靠的外部可見(jiàn)表型特征,F(xiàn)DP就可以作為“分子目擊證人”來(lái)協(xié)助警方的調(diào)查。
FDP研究始于21世紀(jì)初,由于人類(lèi)EVC多為由環(huán)境因素及遺傳因素共同決定的復(fù)雜性狀,大量表型相關(guān)基因的綜合作用才能解釋個(gè)體間的表型差異[5],所以多年來(lái)研究進(jìn)展得相對(duì)緩慢。近幾年來(lái),隨著分子生物學(xué)領(lǐng)域技術(shù)的飛速發(fā)展,大量相關(guān)研究不僅篩選出與部分EVC高度相關(guān)的分子標(biāo)記,也建立了相應(yīng)的推斷算法和推斷模型[2-3]。早期研究成果已有較為詳細(xì)的綜述[2-3],本文重點(diǎn)關(guān)注近5年來(lái)人類(lèi)表型特征分子鑒識(shí)研究領(lǐng)域的最新成果。
色素特征是指人類(lèi)虹膜、頭發(fā)和皮膚顏色在人群中的差異,目前可以根據(jù)DNA進(jìn)行推斷,具有比較高的準(zhǔn)確性。
人類(lèi)虹膜色素特征取決于虹膜基質(zhì)層內(nèi)色素上皮細(xì)胞內(nèi)的色素含量,根據(jù)色素含量的不同,人類(lèi)的虹膜可呈現(xiàn)棕色、藍(lán)色、綠色或灰色等不同的顏色。
2010年,WALSH等[6]基于與虹膜顏色推斷相關(guān)性最好的6個(gè)單核苷酸多態(tài)性(single nucleotide polymorphism,SNP)位點(diǎn)(rs12913832、rs1800407、rs12896399、rs16891982、rs1393350和rs12203592),構(gòu)建了用于推斷棕色和藍(lán)色虹膜的IrisPlex系統(tǒng),并于2011年對(duì)這一檢測(cè)體系進(jìn)行了驗(yàn)證[7]。隨后幾年,其他用于虹膜顏色推斷的SNP位點(diǎn)組合也有報(bào)道,但推斷準(zhǔn)確性大多未超過(guò)IrisPlex系統(tǒng)[8-10]。
虹膜顏色在FDP中屬于推斷準(zhǔn)確性較高的表型特征,目前研究主要針對(duì)以下兩個(gè)方面:(1)現(xiàn)在常用的IrisPlex系統(tǒng)在部分群體中推斷準(zhǔn)確性依然存在不足,仍需進(jìn)一步探究影響其推斷準(zhǔn)確性的相關(guān)因素,或?qū)ふ腋咂毡檫m用性的虹膜顏色相關(guān)SNP位點(diǎn);(2)選用更適宜的推斷算法,以進(jìn)一步改進(jìn)推斷模型。
人類(lèi)頭發(fā)中的黑色素以?xún)煞N不同的化合物形式存在:褐色-黑色的真黑色素和紅色-黃色的類(lèi)黑色素,發(fā)色的差異是由二者分布、含量和類(lèi)型的不同引起[14]。
早在1995年,VALVERDE等[15]就發(fā)現(xiàn)紅發(fā)主要與MC1R基因的多態(tài)性有關(guān)。2007年,SULEM等[16]發(fā)表了第一項(xiàng)囊括所有發(fā)色分類(lèi)的研究。2013年,WALSH等[17]開(kāi)發(fā)了第一個(gè)同時(shí)推斷發(fā)色和虹膜顏色的DNA測(cè)試系統(tǒng)HIrisPlex系統(tǒng),并在1年后發(fā)表了該系統(tǒng)的驗(yàn)證研究結(jié)果[18]。
到目前為止,發(fā)色的推斷準(zhǔn)確性還有待提高,尤其是金發(fā)和棕色頭發(fā)。部分原因可能是,有些人在孩提時(shí)代頭發(fā)為金色,但在青春期變?yōu)樽厣玔17]。2018年,KUKLA-BARTOSZEK等[19]利用HIrisPlex系統(tǒng)研究了年齡增長(zhǎng)引起的發(fā)色加深對(duì)發(fā)色推斷的影響,對(duì)HIrisPlex系統(tǒng)中24個(gè)位點(diǎn)的測(cè)序結(jié)果表明,多數(shù)情況下,對(duì)于經(jīng)歷了發(fā)色加深的個(gè)體,推斷結(jié)果為其青春期前的發(fā)色,建議在構(gòu)建推斷模型時(shí)充分考慮這一現(xiàn)象。2018年,HYSI等[20]通過(guò)對(duì)近3萬(wàn)名歐洲祖先來(lái)源的個(gè)體進(jìn)行全基因組關(guān)聯(lián)分析(genome-wide association study,GWAS),發(fā)現(xiàn)124個(gè)與發(fā)色顯著相關(guān)的SNP位點(diǎn)(包括13個(gè)新SNP位點(diǎn)),其中123個(gè)位于常染色體,1個(gè)位于X染色體。目前,發(fā)色推斷的準(zhǔn)確性尚不能完全滿(mǎn)足實(shí)際案件應(yīng)用需要,也未考慮包括年齡在內(nèi)的多種可能對(duì)發(fā)色產(chǎn)生影響的因素。通過(guò)對(duì)發(fā)色改變機(jī)制的深入研究,將有望提高發(fā)色推斷的準(zhǔn)確性。
由于存在于皮膚黑色素細(xì)胞中黑色素的類(lèi)型、數(shù)量和分布的不同,導(dǎo)致人類(lèi)皮膚顏色也存在差異,并且在不同人種之間和種群內(nèi)存在高度多樣性[21]。與其他色素表型相比,膚色推斷研究相對(duì)較少,缺乏成熟的推斷體系。
2015年,LIU等[22]開(kāi)展了一項(xiàng)GWAS研究,探索人類(lèi)膚色的遺傳學(xué)基礎(chǔ),研究結(jié)果表明,染色體20q11.22區(qū)域內(nèi)存在與歐洲人群膚色有顯著相關(guān)性的基因,EIF2S2和GSS基因?yàn)樵搮^(qū)域的功能候選基因,來(lái)自9個(gè)基因的9個(gè)最相關(guān)SNP位點(diǎn)可能適用于歐洲和鄰近人群膚色推斷。2017年,WALSH等[23]基于SNaPshot技術(shù)構(gòu)建分型體系,在全球36個(gè)不同地區(qū)共2025個(gè)樣本中評(píng)估了77個(gè)SNP位點(diǎn)在膚色推斷中的效能,并應(yīng)用其中的36個(gè)與膚色最為相關(guān)的SNP位點(diǎn)建立膚色推斷模型,其準(zhǔn)確性用曲線下面積(area under curve,AUC)表示,在極白色、白色、中間色、黑色以及深黑色5個(gè)等級(jí)色中的AUC值()分別為 0.74±0.05、0.72±0.03、0.73±0.03、0.87±0.10和 0.97±0.03。2018年,CHAITANYA等[24]在HIrisPlex系統(tǒng)的基礎(chǔ)上添加了17個(gè)膚色相關(guān)SNP位點(diǎn)構(gòu)建HIrisPlex-S分析推斷體系,并提供在線分析工具,可同時(shí)對(duì)3種虹膜顏色、4種發(fā)色以及5種膚色進(jìn)行系統(tǒng)推斷。
目前,膚色推斷的準(zhǔn)確性在色素特征中相對(duì)較低,還需進(jìn)一步篩選準(zhǔn)確、高效的推斷位點(diǎn),構(gòu)建合理的推斷模型,并在更多群體中進(jìn)行驗(yàn)證與評(píng)估。
理想情況下,虹膜、頭發(fā)和皮膚顏色,應(yīng)從定性推斷過(guò)渡為定量推斷,以進(jìn)一步提高推斷結(jié)果的準(zhǔn)確程度。同時(shí),如果能利用盡可能少的位點(diǎn),同時(shí)推斷三種色素表型特征,將有助于節(jié)約檢測(cè)的時(shí)間和經(jīng)濟(jì)成本。
自然狀態(tài)下,頭發(fā)可以呈現(xiàn)筆直或卷曲、濃密或稀疏等多種狀態(tài),是一種非常獨(dú)特的EVC。
到目前為止,人們對(duì)發(fā)質(zhì)的遺傳決定因素知之甚少。根據(jù)報(bào)道,頭發(fā)的筆直度或卷曲度是在毛囊內(nèi)編程的,由頭發(fā)角蛋白的類(lèi)型和分布以及細(xì)胞類(lèi)型決定[25-26]。2015 年,POPIECH 等[27]基于 SNaPshot和二代測(cè)序技術(shù),首次嘗試基于DNA進(jìn)行發(fā)質(zhì)推斷,研究評(píng)估了3個(gè)基因(TCHH、WNT10A和FRAS1)中6個(gè)發(fā)質(zhì)相關(guān)SNP的推斷能力,發(fā)現(xiàn)rs11803731、rs7349332、rs1268789的基因型組合TTGGGG是推斷直發(fā)的最佳標(biāo)記,具有該基因型組合的個(gè)體直發(fā)概率大于80%。2016年,ADHIKARI等[28]通過(guò)在拉丁美洲人群中進(jìn)行頭發(fā)以及面部毛發(fā)(胡須)的GWAS研究,發(fā)現(xiàn)絲氨酸蛋白酶S1家族成員53的Q30R替代通過(guò)影響酶的加工處理以及分泌而對(duì)頭發(fā)形態(tài)產(chǎn)生影響,與頭發(fā)形態(tài)顯著相關(guān)。同年,WU等[29]通過(guò)GWAS揭示EDAR基因變異對(duì)中國(guó)漢族及維吾爾族群體的直發(fā)性狀具有較大影響。2018年,LIU等[30]基于三個(gè)歐洲人群中的GWAS研究進(jìn)行Meta分析,發(fā)現(xiàn)8個(gè)與人類(lèi)發(fā)質(zhì)顯著相關(guān)的新基因,同時(shí)驗(yàn)證了其中4個(gè)已知的相關(guān)基因,并利用14個(gè)SNP位點(diǎn)構(gòu)建多元回歸模型以推斷發(fā)質(zhì),結(jié)果顯示其AUC值達(dá)到0.66。同年,POPIECH等[31]對(duì)90個(gè)候選SNP位點(diǎn)進(jìn)行測(cè)序,并基于其中的32個(gè)位點(diǎn)構(gòu)建發(fā)質(zhì)推斷模型,在歐洲人群以及非歐洲人群中AUC值分別達(dá)到0.664和0.789,將性別和年齡因素納入模型后,推斷準(zhǔn)確性提升為0.680和0.800。
脫發(fā)是指頭皮部分或全部沒(méi)有頭發(fā)生長(zhǎng)。人類(lèi)最常見(jiàn)的禿發(fā)形式是男性遺傳性脫發(fā)(androgenetic alopecia,AGA),多數(shù)研究均針對(duì)早發(fā)性 AGA[32-33]。2016年,LIU等[34]利用既往GWAS研究中確立的男性脫發(fā)相關(guān)SNP建立邏輯回歸推斷模型,在男性早發(fā)性脫發(fā)中的AUC值達(dá)到0.74,在男性正常年齡段脫發(fā)中AUC為0.69~0.71。
年齡是警方追查嫌疑人時(shí)的重要線索之一。年齡會(huì)影響一個(gè)人的體態(tài)、外貌,及其他年齡依賴(lài)性的EVC,如禿發(fā)、皺紋、發(fā)色等。經(jīng)典的年齡推斷依賴(lài)于牙齒或骨骼檢材,誤差較小,但從案發(fā)現(xiàn)場(chǎng)采集到犯罪嫌疑人牙齒或骨骼檢材的可能性較小?;诜缸铿F(xiàn)場(chǎng)遺留的常見(jiàn)生物檢材(如血跡),來(lái)推斷年齡,更有利于對(duì)犯罪嫌疑人的排查。
DNA甲基化是目前研究發(fā)現(xiàn)的比較適宜進(jìn)行年齡推斷的分子標(biāo)記[35]。近幾年的研究,除了篩選CpG位點(diǎn)并構(gòu)建模型進(jìn)行年齡推斷外,還關(guān)注其他影響推斷準(zhǔn)確性的因素(如使用的樣本組織類(lèi)型、疾病、推斷對(duì)象的年齡段等)。2015年,ZBIEC-PIEKARSKA等[36]通過(guò)對(duì)8個(gè)基因中的41個(gè)CpG位點(diǎn)進(jìn)行焦磷酸測(cè)序,篩選出5個(gè)CpG位點(diǎn)(分別位于ELOVL2、C1orf132、TRIM59、KLF14和FHL2基因)進(jìn)行年齡推斷,R2值為0.94,推斷結(jié)果的標(biāo)準(zhǔn)誤(standard error,SE)為4.5歲,并提供了免費(fèi)的在線年齡推斷計(jì)算工具。同年,XU等[37]利用甲基化芯片篩選年齡相關(guān)CpG位點(diǎn),基于其中11個(gè)位點(diǎn)構(gòu)建推斷模型,發(fā)現(xiàn)在多元線性回歸、多元非線性回歸、反向傳播神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)和支持向量回歸四種不同模型中,支持向量回歸模型推斷結(jié)果最為可靠,與實(shí)際年齡的平均絕對(duì)偏差(mean absolute deviation,MAD)最小(2.8歲)。LEE等[38]利用甲基化芯片對(duì)多種體液樣本(血液、唾液、精液)進(jìn)行檢測(cè),針對(duì)精液樣本篩選出3個(gè)CpG位點(diǎn)(cg06304190、cg06979108和cg12837463)進(jìn)行年齡推斷,推斷結(jié)果的平均絕對(duì)差(average absolute difference,AAD)為4.7年。ZBIECPIEKARSKA等[39]及BEKAERT等[40]報(bào)道了在血痕樣本或從尸體獲得的血樣中,分別對(duì)7個(gè)和4個(gè)CpG位點(diǎn)進(jìn)行甲基化測(cè)序,推斷年齡的結(jié)果與使用新鮮血液獲得的結(jié)果基本一致。2018年,SPóLNICKA等[41]在早發(fā)、晚發(fā)型阿爾茨海默病及格雷夫斯病患者中進(jìn)行甲基化測(cè)序,利用來(lái)自ELOVL2、C1orf132、KLF14、FHL2和TRIM59這5個(gè)基因的CpG位點(diǎn)進(jìn)行年齡推斷,發(fā)現(xiàn)ELOVL2和C1orf132基因相關(guān)標(biāo)記推斷準(zhǔn)確性不受上述疾病影響,實(shí)用性較高。同年,ALIFERI等[42]基于12個(gè)DNA甲基化位點(diǎn)的高通量測(cè)序數(shù)據(jù)綜合評(píng)估了均方根誤差和具有多項(xiàng)式函數(shù)模型的支持向量機(jī)模型在年齡推斷中的效能,發(fā)現(xiàn)支持向量機(jī)模型對(duì)年齡推斷適用性更高。FREIRE-ARADAS等[43]利用甲基化芯片數(shù)據(jù)在2~18歲兒童及青少年中研究DNA甲基化水平與年齡的相關(guān)性,發(fā)現(xiàn)KCNAB3基因與兒童及青少年期DNA甲基化水平高度相關(guān),為上述年齡段個(gè)體年齡推斷的潛在標(biāo)志物。
此外,國(guó)內(nèi)也有諸多研究人員展開(kāi)了相關(guān)研究并取得了重要成果。2018年,F(xiàn)ENG等[44]基于EpiTYPER系統(tǒng)(美國(guó)Agena Bioscience公司),在中國(guó)漢族男性群體中篩選出9個(gè)CpG位點(diǎn)構(gòu)建年齡推斷模型,模型的MAD為2.89歲(決定系數(shù)R2值達(dá)到0.92)。2019年,李?yuàn)欙w等[45]基于EpiTYPER系統(tǒng)檢測(cè)21個(gè)年齡相關(guān)CpG位點(diǎn),應(yīng)用其中8個(gè)高度相關(guān)位點(diǎn)構(gòu)建年齡推斷模型,在北方漢族男性群體中MAD為2.69歲。
身高是人類(lèi)個(gè)體間最明顯的差異之一。研究結(jié)果表明,身高受到遺傳、環(huán)境等多種因素的影響,其中遺傳因素所占的比例最大[46]。然而,目前基于DNA進(jìn)行身高推斷的研究進(jìn)展并不理想[47]。由于身高是一個(gè)復(fù)雜性狀,在受到多個(gè)基因調(diào)控的同時(shí),還受到環(huán)境因素的影響。單個(gè)基因或變異對(duì)身高的影響很小,但這些基因或變異的集合對(duì)身高影響較大,目前的基因分型技術(shù)和分析方法很難完全捕獲他們。2017年,UEKI等[48]利用實(shí)時(shí)定量PCR技術(shù)(quantitative realtime PCR,qPCR)對(duì)LTBP1以及ETV6基因區(qū)域的身高相關(guān)的拷貝數(shù)變異(copy number variations,CNV)進(jìn)行研究,證實(shí)qPCR技術(shù)可用于篩選EVC相關(guān)CNV標(biāo)記。2018年,焦會(huì)永等[49]基于547個(gè)身高相關(guān)SNP位點(diǎn),結(jié)合山東漢族男性樣本SNP芯片檢測(cè)及全基因組測(cè)序數(shù)據(jù)進(jìn)行分析,并構(gòu)建身高推斷模型,最終AUC值為0.67。由于中國(guó)漢族人群身高相關(guān)SNP位點(diǎn)報(bào)道有限,該研究使用既往報(bào)道的與歐洲高加索人群身高高度相關(guān)的SNP位點(diǎn)構(gòu)建推斷模型,這些SNP位點(diǎn)與中國(guó)人群身高的相關(guān)性尚需進(jìn)一步驗(yàn)證,基于我國(guó)群體篩選身高相關(guān)特異性SNP位點(diǎn)有望提高我國(guó)個(gè)體身高推斷的準(zhǔn)確性??傮w而言,成人身高推斷準(zhǔn)確性的進(jìn)一步提高,有賴(lài)于基因分型技術(shù)和分析方法的改進(jìn),以及對(duì)人體身高調(diào)節(jié)機(jī)制認(rèn)識(shí)的進(jìn)一步深入。
面部容貌是識(shí)別個(gè)體最重要的EVC,從DNA中推斷個(gè)體特異性面部容貌對(duì)案件調(diào)查有很大的幫助?;贒NA進(jìn)行面部容貌推斷的研究起步相對(duì)較晚,直到2014年才出現(xiàn)了利用DNA進(jìn)行人臉推斷的系統(tǒng)研究[50-51]。
2016年,ADHIKARI等[52]利用GWAS評(píng)估了14種面部特征,發(fā)現(xiàn)4個(gè)基因組區(qū)域的SNP位點(diǎn)與3種鼻部特征顯著相關(guān):鼻小柱傾斜(4q31),鼻梁寬度(6p21),以及鼻翼寬度(7p13和20p11)。同時(shí)還發(fā)現(xiàn),2q12區(qū)域的SNP位點(diǎn)與頦突形態(tài)相關(guān),PAX3基因中SNP位點(diǎn)與鼻根位置的相關(guān)性與既往研究報(bào)道一致。同年,SHAFFER等[53]通過(guò)全基因組關(guān)聯(lián)薈萃分析及三維面部圖像標(biāo)志點(diǎn)測(cè)量發(fā)現(xiàn)與顱面基本寬度(14q21.1、20q12)、眼間距(1p13.3、Xq13.2)、鼻寬(20p11.22)、鼻翼長(zhǎng)度(14q11.2)等面部形態(tài)相關(guān)的基因區(qū)域,進(jìn)一步證明顱面功能相關(guān)基因區(qū)域內(nèi)的常見(jiàn)變異與人類(lèi)生理性面部形態(tài)差異相關(guān)。2017年,LEE等[54]通過(guò)GWAS發(fā)現(xiàn)與三處面部區(qū)域形態(tài)相關(guān)的基因區(qū)域,其中包括兩個(gè)新發(fā)現(xiàn)的與中面部高度(PARK2)、上唇中高度(FREM1)相關(guān)的基因區(qū)域。2018年,CHA等[55]基于GWAS分析篩選得到了5個(gè)與面部形態(tài)顯著相關(guān)的新位點(diǎn)[OSR1-WDR35(rs7567283)、HOXD1-MTX2(rs970797)、WDR27(rs3736712)、SOX9(rs2193054)和DHX35(rs2206437)],涉及的面部形態(tài)主要包括面部前額輪廓、鼻子形狀以及眼睛形狀。同年,QIAO等[56]基于GWAS分析研究了我國(guó)新疆維吾爾族群體與漢族群體的面部形態(tài)特征差異,發(fā)現(xiàn)6個(gè)與面部容貌遺傳差異顯著相關(guān)的SNP位點(diǎn)(rs1868752、rs118078182、rs60159418、rs17868256、rs3920540 和 rs61672954),并基于277個(gè)SNP位點(diǎn)構(gòu)建了容貌推斷模型。
目前,通過(guò)DNA推斷的面部容貌準(zhǔn)確性還不足以滿(mǎn)足法醫(yī)常規(guī)工作的需要,但隨著對(duì)人類(lèi)面部形態(tài)遺傳機(jī)制的深入探索和推斷模型的不斷完善,通過(guò)DNA推斷出的容貌特征將會(huì)越來(lái)越接近其本人的容貌特征。
除了上述研究較為廣泛的EVC之外,其他具有顯著遺傳相關(guān)性的表型特征還包括雀斑、眼瞼、內(nèi)眥贅皮、耳垂等,但目前尚未受到法醫(yī)學(xué)研究者的廣泛關(guān)注。
雀斑是一種小而平的淺棕色斑點(diǎn),常見(jiàn)于白皮膚和(或)紅發(fā)的個(gè)體,多于幼年時(shí)期出現(xiàn)且隨著年齡增長(zhǎng)而增多,多消散于青年時(shí)期。2015年,JACOBS等[57]發(fā)表了有關(guān)雀斑的GWAS研究結(jié)果,證實(shí)了4個(gè)與色素斑形成具有顯著相關(guān)性的基因,分別為IRF4、MC1R、RALY/ASIP以及BNC2,與前人的研究基本一致。2018年,HERNANDO等[58]在西班牙群體中驗(yàn)證了8個(gè)與雀斑及日光敏感性相關(guān)基因的推斷效能,發(fā)現(xiàn)其中4個(gè)基因(MC1R、IRF4、ASIP以及BNC2)與人群中雀斑的發(fā)生具有顯著相關(guān)性,報(bào)道了基于多因素回歸分析構(gòu)建的雀斑推斷模型,其準(zhǔn)確性達(dá)到74.13%。
眼瞼位于眼球前方,分為上、下眼瞼,上瞼緣上的一條明顯的橫行皮膚褶皺稱(chēng)為重瞼,無(wú)褶皺為單瞼。2018年,ENDO等[59]通過(guò)GWAS研究發(fā)現(xiàn),EMX2基因附近的SNP位點(diǎn)rs12570134與重瞼相關(guān)。耳垂與頰部皮膚連成幾乎一水平線或耳垂向下懸垂呈圓形為有耳垂,否則為無(wú)耳垂。2016年,PENG等[60]發(fā)現(xiàn),人類(lèi)外胚葉發(fā)育不全受體基因與耳垂形狀密切相關(guān)。2017年,SHAFFER等[61]基于歐裔美國(guó)人、拉丁美洲人、中國(guó)人及歐洲人4個(gè)隊(duì)列的GWAS研究,發(fā)現(xiàn)EDAR、SP5、MRPS22、ADGRG6(GPR126)、KIAA1217及PAX9基因與耳垂形態(tài)相關(guān)。
目前,年齡、虹膜顏色、發(fā)色等表型特征的DNA推斷已經(jīng)具有一定的準(zhǔn)確性,對(duì)于膚色、容貌、身高等表型特征的DNA推斷研究,也獲得了一定的進(jìn)展,基于篩選出的遺傳標(biāo)記構(gòu)建了相應(yīng)的推斷模型。但總體而言,距離成功將FDP應(yīng)用于法醫(yī)學(xué)實(shí)踐,還有如下很多問(wèn)題需要解決:
(1)多數(shù)EVC尚未確定理想的推斷位點(diǎn)。除虹膜顏色外,多數(shù)EVC的新推斷位點(diǎn)時(shí)有報(bào)道,但尚未形成一套公認(rèn)的、推斷效能較高、適用性較好的標(biāo)記體系,尚需進(jìn)一步篩選、優(yōu)化和驗(yàn)證。
(2)推斷模型準(zhǔn)確性有限。FDP研究的最終目的是為偵查犯罪和審理案件提供科學(xué)的線索與證據(jù),因此推斷結(jié)果需要具備高度的準(zhǔn)確性和可靠性。現(xiàn)有的部分FDP手段,如虹膜顏色推斷等,已經(jīng)可以從一定程度上為案件的偵查提供參考,但遠(yuǎn)遠(yuǎn)達(dá)不到作為可靠的線索證據(jù)使用的程度。因此,尚需結(jié)合傳統(tǒng)統(tǒng)計(jì)學(xué)手段與新的機(jī)器學(xué)習(xí)方法,進(jìn)一步優(yōu)化推斷模型,提高推斷結(jié)果的準(zhǔn)確性。
(3)機(jī)制研究不足。目前,我們對(duì)于各EVC的機(jī)制研究還存在不足,只有加深對(duì)各EVC調(diào)控機(jī)制的認(rèn)識(shí),充分了解影響各EVC的遺傳和環(huán)境因素,并運(yùn)用于位點(diǎn)篩選和推斷模型的修正,才能從根本上保證推斷結(jié)果的準(zhǔn)確性。
(4)表型特征的豐富性有待提高。雀斑、重瞼或單瞼、內(nèi)眥贅皮、耳垂形態(tài)等表型特征同樣具有遺傳性,對(duì)其進(jìn)行深入探索,進(jìn)一步豐富FDP的研究?jī)?nèi)容,有望細(xì)化表型推斷結(jié)果。
(5)充分有效地集成。在單一反應(yīng)中盡可能測(cè)試更多不同的EVC相關(guān)的分子標(biāo)記,將有效減少樣本的消耗,節(jié)約時(shí)間和經(jīng)濟(jì)成本。2013年,KEATING等[62]開(kāi)發(fā)了第一個(gè)商品化的DNA智能一體式診斷工具:Identitas v1法醫(yī)芯片,可以同時(shí)進(jìn)行生物地理祖先、眼睛顏色和頭發(fā)顏色推斷以及性別和親緣關(guān)系鑒定。
(6)拓展可利用的檢材類(lèi)型。目前的FDP研究多數(shù)采用血液(血痕)作為檢測(cè)樣本進(jìn)行研究,而從犯罪現(xiàn)場(chǎng)獲得的檢材還可能是唾液、精液或其他組織,進(jìn)一步探索現(xiàn)有FDP手段在其他類(lèi)型檢材中的適用性,開(kāi)發(fā)適用于多種類(lèi)型檢材的EVC推斷體系,將有利于FDP在法醫(yī)學(xué)實(shí)踐中的應(yīng)用。
隨著科技的進(jìn)步,未來(lái)的研究將進(jìn)一步揭示人類(lèi)外部可見(jiàn)表型特征的分子遺傳基礎(chǔ),而分子生物學(xué)領(lǐng)域的技術(shù)創(chuàng)新,也將會(huì)為人類(lèi)表型特征分子鑒識(shí)研究提供強(qiáng)大的技術(shù)支持。在此基礎(chǔ)上,對(duì)更多EVC的準(zhǔn)確推斷將成為可能,將更多用于EVC推斷的分子標(biāo)記整合于一張芯片或同一個(gè)檢測(cè)體系,使用現(xiàn)場(chǎng)檢材準(zhǔn)確刻畫(huà)其來(lái)源人的容貌特征,將促進(jìn)人體表型特征DNA分子鑒識(shí)的飛速發(fā)展。