一种族群亲缘的DNA比对解析调查系统的制作方法

一种族群亲缘的dna比对解析调查系统
技术领域
1.本发明涉及dna比对搜索亲缘的技术领域，尤其是涉及一种族群亲缘的dna比对解析调查系统。


背景技术：

2.dna数据库已在我国及全世界其他许多国家的案件调查中发挥了巨大的作用,目前的 dna数据库有常染色体str dna数据库、y
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str dna数据库。常染色体str dna数据库以现场物证与人员之间的同一比对为主，主要进行个体同一认定。y
‑
str dna数据库基于y
‑
str唯男性遗传的原理，以y
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str单倍型比对，搜索可疑家系，将调查范围缩小到y
‑ꢀ
str相同的家系，然后再通过dna同一认定锁定目标。
3.但是现有技术中存在以下问题：(1)若是排查对象无法采样，但可采集到排查对象的亲属，如何搜索出该排查对象的亲属；(2)排查样本量大。以传统方法往往要排查成千上万人，而耗费数万人份的dna检测成本，仍然无法排查出目标，且人工比对繁琐、易遗漏；(3)y
‑
str数据库的应用基本模式是：以y单倍型搜索家系，再以常染色体dna在家系的人员中进行排查，以同一认定锁定目标。但是，由于历史上人口迁移的原因，相同或相近 y单倍型的家族分布在不同的地域；由于族群的繁衍，相同或相近y单倍型的家族在同一地区也会数量庞大。随着y
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str建库范围及数量的增加，比中的家系将会越来越多，需要调查的人数也数量巨大，而且涉及地域复杂
‑‑‑
怎样排查才能快速找到目标。
4.上述问题主要的原因是：1、常染色体str dna数据库的局限性：(1)数据库只有特定人员的dna，假如特定人尚未建库，即使检验出现场物证的dna，也无法通过同一认定的比对方式获得调查线索；(2)数据库建有特定人员的dna，但随着岁月流逝，已建人员年岁增长或死亡，将失去比对价值；(3)现有dna数据库里的亲缘比对一般为父母
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子女或配偶
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子女三联体比对，且只能全库比对，无法按需求设定比对对象范围进行比对；(4)现有dna数据库设置的单亲比对往往是假比中，由于只能全库比对，比中信息上万条甚至几十万条，数量庞大，没有指向性，不但失去了比对价值，而且还会增加工作负担、浪费经费，误导调查。
5.2、y
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str dna数据库的局限性：(1)y
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str只能将调查范围缩小到y
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str相同的家系。然而，千百年来，由于族群的迁徙，相同的家族在不同地域繁衍；而相同的地域，同一家族繁衍几百年，人口众多，变异多样。因此造成虽然比中家系，但难以区别的现象，给调查破案带来巨大困扰；(2)社会生活情况复杂，存在抱养、私生、外迁的情况，使得比中的家系也情况多
变，难以分辨；(3)目前试剂盒y
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str单倍型的精准性不足，无法将上述的家系区分；(4)上述情况都使得进一步寻找目标对象或目标成为难题，使得比对效率低下。
6.综上所述，导致如下问题：排查样本难以采集，利用dna比对排查，主要依靠采集人员样本。随着人们法律意识的增强，样本越来越难采集；另一方面，比对的家系主要在农村，族群聚居也主要在农村，随着城市化进程加快，务工人员进城，在农村留守的人员多为老人和儿童，更难采集到年龄段人群的样本。
7.现有dna数据库只能进行一对一的比对排查，而不能快速排查出与被排查人有单亲、同胞、叔侄、祖孙、堂兄弟等具体的亲缘关系，使得采集到排查对象的父、母、子或同胞、叔侄、祖孙、堂兄弟等人员样本时，被排除掉，导致资源、时间和调查机遇的极大浪费。
8.目前尚没有利用计算机技术进行自动比对搜索单亲、同胞、叔侄、祖孙、堂兄弟等具体的亲缘关系的数据库。


技术实现要素：

9.本发明的目的是提供一种族群亲缘的dna比对解析调查系统。
10.本发明的上述发明目的是通过以下技术方案得以实现的：一种族群亲缘的dna比对解析调查系统，其特征在于：系统包括案件信息录入模块、案件 dna信息录入模块、案件相关人员及dna信息录入模块，亲缘信息录入模块、亲缘dna 信息录入模块，亲缘关系dna信息比对模块，案件比对结果收集模块和亲缘比对结果收集模块；所述案件信息录入模块连接案件dna信息录入模块和案件相关人员及dna信息录入模块，所述亲缘信息录入模块连接亲缘dna信息录入模块，所述案件dna信息录入模块和案件相关人员及dna信息录入模块从案件信息录入模块中读取案件信息，保证案件信息与案件现场的dna信息一对一适配，所述亲缘dna信息录入模块从亲缘信息录入模块提取亲缘信息，保证亲缘dna信息与亲缘关系一对一适配；所述案件dna信息录入模块、案件相关人员及dna信息录入模块、亲缘dna信息录入模块均与亲缘关系dna信息比对模块连接，所述亲缘关系dna信息比对模块连接案件比对结果收集模块和亲缘比对结果收集模块。
11.优选的，所述dna信息录入模块和亲缘dna信息录入模块均采用常染色体试剂盒和y染色体试剂盒进行信息的采集录入，所述常染色体试剂盒包括powerplex21试剂盒、 identifilerplus试剂盒、globalfiler试剂盒、goldeye20a试剂盒；所述y染色体试剂盒包括 y filer plus试剂盒、y filer y41试剂盒、y casework试剂盒。
12.优选的，所述案件信息录入模块中录入的信息为以每个案件为入口，录入、存储案件时间地点人物信息以及物证信息、无名尸信息、该案件的排查人员信息；所述亲缘信息录入模块中录入存储已知亲缘关系的人员信息，包括可抓取案件的排查人员中已知具有亲缘关系人员的信息(隐匿相关人员详细身份信息，仅以编号录入)，所述案件dna信息录入模块和亲缘dna信息录入模块中录入的均为常染色体str数据、snp数据、y
‑
str及y
‑
snp 数据。
13.优选的，一种族群亲缘的dna比对解析调查系统比对方法具体如下：
(1)、利用常染色体全不同基因座数与y
‑
str及y
‑
snp数据联合分析，预测单亲关系；(2)、利用常染色体全相同基因座数、共有等位基因数、snp与y
‑
str及y
‑
snp数据联合分析，预测全同胞关系；(3)、利用常染色体全不同基因座数与共有等位基因数联合分析，常染色体snp、y
‑
str及 y
‑
snp数据辅助分析，预测叔侄关系；(4)利用常染色体全不同基因座数与共有等位基因数联合分析，全相同基因座数、常染色体snp、y
‑
str及y
‑
snp数据辅助分析，预测单亲关系、全同胞关系、叔侄关系、半同胞关系、祖孙关系及堂兄弟等其它血亲关系。
14.优选的，所述亲缘信息录入模块中支持录入各种已知血亲关系，以常染色体基因座的全不同数、全相同数、共有等位基因数、snp数据为核心，积累基础数据，探索单亲、全同胞、叔侄、半同胞、祖孙、堂叔侄、一代堂兄弟、二代堂兄弟等次级的隔代血亲关系及三级血亲关系的规律及应用价值。
15.名词和术语的解释：1、全不同：两样本在同一基因座的基因型完全不相同，即为全不同；举例：人员1：d8s1179：14/16物证1：d8s1179：15/17人员2：d8s1179：13物证2：d8s1179：15/17即可以认为，人员1和物证1、人员2和物证2在d8s1179基因座均是1个全不同。
16.2、全相同：两样本在同一基因座的基因型完全相同，即为全相同；举例：人员、物证进行比对，两者都包含d8s1179基因座，人员1：d8s1179：14/16物证1：d8s1179：14/16人员2：d8s1179：15物证2：d8s1179：15即可以认为，人员1和物证1、人员2和物证2在d8s1179基因座均是1个全相同3、半相同：
两样本在同一基因座的基因型只有一个相同，即为半相同；举例，人员1：d8s1179：14/17物证1：d8s1179：14/15即可以认为，人员1和物证1在d8s1179基因座是1个半相同。
17.4、共有等位基因数：共有等位基因＝全相同*2 半相同*1＝试剂盒或检测系统基因座数(不包括性别基因座)
‑
全不同基因座数 全相同基因座数。
18.5、单亲关系：单亲关系指生物学父子(女)关系或者母子(女)关系。
19.6、全同胞关系：同父同母的同胞兄弟姐妹称为全同胞关系。
20.7、叔(姑)侄关系：生物学叔父/伯父(叔母/伯母)与侄男(侄女)之间的关系，称为叔(姑)侄关系。
21.8、祖孙关系：指生物学祖父、祖母和孙子、孙女的关系。
22.9、堂兄弟(姐妹)：泛指除亲兄弟之外，五服以内的旁系血亲关系。一10、一代堂兄弟(姐妹)：同源于生物学祖父母的堂兄弟姐妹。
23.11、堂叔侄：除亲叔侄之外，五服以内的旁系叔侄血亲关系。
24.综上所述，本发明的有益技术效果为：1.本发明是利用dna技术破析有血亲关系人员之间的dna数据关联，主要应用于快速查找案件的目标对象或者被害人(无名尸)，利用本发明，能够充分挖掘样本所附血亲dna信息，利用原本会被排查掉的人员，追查其血亲关系线索，快速找到目标；2.利用常染色体str、snp分型，计算机技术结合全不同基因座数与共有等位基因数综合分析，预测直系亲缘关系(单亲关系)及非直系亲缘关系如全同胞、半同胞、叔侄、祖孙、堂叔侄、一代堂兄弟、二代堂兄弟等多种亲缘关系，快速筛查与现场物证或无名尸的str可能存在血亲关系的人员，并评价其应用价值，该方法在国内外无同类产品，属国内行业首创，填补国际空白；3.能够明确指明调查方向，具有充分挖掘样本dna信息的优势。本发明能够破析多种血亲关系信息，不但能够快速找到目标对象或目标对象血亲线索，而且能挖掘出潜在的不被调查员掌握的人员信息，从技术上解决了有物证dna、y
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str找到了家系却找不到人的情况 (包括不易发现或无法调查的潜在的血亲关系等的隐瞒不报等)，为调查员的案件调查助力，起到了事半功倍的效果，大大提高了破案效率、节约了人、财、物破案成本。
附图说明
25.图1是本发明的原理结构示意图。
具体实施方式
26.以下结合附图对本发明作进一步详细说明。
27.一种族群亲缘的dna比对解析调查系统，其特征在于：系统包括案件信息录入模块、案件dna信息录入模块、案件相关人员及dna信息录入模块，亲缘信息录入模块、亲缘dna信息录入模块，亲缘关系dna信息比对模块，案件比对结果收集模块和亲缘比对结果收集模块；所述案件信息录入模块连接案件dna信息录入模块和案件相关人员及dna信息录入模块，所述亲缘信息录入模块连接亲缘dna信息录入模块，所述案件dna信息录入模块和案件相关人员及dna信息录入模块从案件信息录入模块中读取案件信息，保证案件信息与案件现场的dna信息一对一适配，所述亲缘dna信息录入模块从亲缘信息录入模块提取亲缘信息，保证亲缘dna信息与亲缘关系一对一适配；所述案件dna信息录入模块、案件相关人员及dna信息录入模块、亲缘dna信息录入模块均与亲缘关系dna信息比对模块连接，所述亲缘关系dna信息比对模块连接案件比对结果收集模块和亲缘比对结果收集模块。
28.所述dna信息录入模块和亲缘dna信息录入模块均采用常染色体试剂盒和y染色体试剂盒进行信息的采集录入，所述常染色体试剂盒包括powerplex21试剂盒、 identifilerplus试剂盒、globalfiler试剂盒、goldeye20a试剂盒；所述y染色体试剂盒包括 y filer plus试剂盒、y filer y41试剂盒、y casework试剂盒。
29.所述案件信息录入模块中录入的信息为以每个案件为入口，录入、存储案件时间地点人物信息以及物证信息、无名尸信息、该案件的排查人员信息；所述亲缘信息录入模块中录入存储已知亲缘关系的人员信息，包括可抓取案件的排查人员中已知具有亲缘关系人员的信息(隐匿相关人员详细身份信息，仅以编号录入)，所述案件dna信息录入模块和亲缘 dna信息录入模块中录入的均为常染色体str数据、snp数据、y
‑
str及y
‑
snp数据。
30.一种族群亲缘的dna比对解析调查系统比对方法具体如下：(1)、利用常染色体全不同基因座数与y
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str及y
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snp数据联合分析，预测单亲关系；(2)、利用常染色体全相同基因座数、共有等位基因数、snp与y
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str及y
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snp数据联合分析，预测全同胞关系；(3)、利用常染色体全不同基因座数与共有等位基因数联合分析，常染色体snp、y
‑
str及 y
‑
snp数据辅助分析，预测叔侄关系；(4)利用常染色体全不同基因座数与共有等位基因数联合分析，全相同基因座数、常染色体snp、y
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str及y
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snp数据辅助分析，预测单亲关系、全同胞关系、叔侄关系、半同胞关系、祖孙关系及堂兄弟等其它血亲关系。
31.所述亲缘信息录入模块中支持录入各种已知血亲关系，以常染色体基因座的全不同数、全相同数、共有等位基因数、snp数据为核心，积累基础数据，探索单亲、全同胞、叔侄、半同胞、祖孙、堂叔侄、一代堂兄弟、二代堂兄弟等次级的隔代血亲关系及三级血亲关系的规律及应用价值。使用案例：典型案例1简要案情2000年11月29日18时许，某区一企业退休工人赵某(女，51岁)、其母亲李某(女，88 岁)及保姆郭某(女，16岁)在家中被杀害，案发后，相关机构投入了巨大人力、物力破案攻
坚，但限于当时的技术条件，致使案件陷入僵局，久侦未破。
32.相关机构再次检验该案的物证，获得了目标对象的y
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str，通过y
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str比中了某地武性家系、某地秦性家系等多地家系，面对复杂的比对结果，给调查员带来巨大困惑，后利用本发明，从多地区多家系排查人员的34份样本中快速预测到堂叔侄的血亲关系。
33.调查经过2016年6月，相关机构在对此案的重要物证
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目标对象在现场遗留的一点约3mmx4mm的皮肤重新检验，确定其26个y
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str数据及18个常染str数据。
34.此案y
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str在某地男性家族dna数据库中先后比中了某地武性家系、某地秦性家系，经过对这些地区的相关家系进行调查、采样，先后共采集399人份样本，但仍未找到破案线索,12月8日，调查员采集到34份样本，求助应用本发明进行排查，发明人利用本发明进行通用比对分析，发现某地秦姓家系中秦某与目标对象dna可能存在二级血亲关系，从而迅速找到了目标对象。
35.表1秦某元与物证皮肤的常染str分型及比对结果表1秦某元与物证皮肤的常染str分型及比对结果表1秦某元与物证皮肤的常染str分型及比对结果这一信息迅速反馈到工作组，经调查，秦某家中并无可疑人员，调查员经过进一步调查得知，秦某父亲有个兄弟秦某彭，此人全家在50年代迁往焦作，他有3个儿子和7个孙子、2 个重孙，工作组进一步访问，发现一条重要线索，秦某彭的孙子秦某玮在案发那年曾在郑州某区的这一公司打工，随即秦某玮——即秦某的堂侄的嫌疑迅速上升。
36.工作组12月13日采集到秦某玮的父亲秦某申的样本送检，经dna检验，秦某申与物证符合单亲关系，秦某玮被抓后，经检验其dna与物证皮肤dna完全一致，至此，只通过34份排查样本即快速确定了目标对象秦某玮。
37.至2017年1月16日，工作组陆续将该案目标对象秦某炜(男，44岁)及其同伙张某(45岁)、齐某(男，43岁)找到，其供认不讳。
38.典型案例2简要案情2003年8月16日19时，某市某区某村西头垃圾厂西300米处发现一名女尸，经调查系死者某中学学生徐某(12岁)。
39.调查经过案发后，受害人阴道拭子被检出一男性常染色体str分型，录入全国dna数据库中无比中信息,2003年9月16日，邻村田地又发生了一起强奸老年妇女的恶性案件，受害人阴道拭子经dna检验与“2003.8.16”案件常染色体str数据一致，两起案件并案，但始终没有破
案。
40.后来，该案在国家dna数据库中比中另一市“2011.8.16”案现场物证口罩，三起案件常染色体str数据一致，案件跨地域串并。
41.2017年12月，经物证再次检验，检验出目标对象常染色体dna和27个位点的y
‑ꢀ
str数据，并在数据库比中某村一姬姓家系和另一地某村一王姓家系。经排查，这两支家系均来源于邻省某村，这村姬姓需要排查的男性人员就约有一千多人，而且当地家系情况不清楚。2017年12月28日，调查员共采集到47份样本送检，利用本发明进行叔侄比对，比对出姬某云与目标对象可能有叔侄血亲关系。
42.信息迅速反馈到工作组，经调查员调查，姬某云家系中姬某宣有在另一市活动过的轨迹，姬某宣就是姬某云的侄子，姬某宣随即成为重点目标对象。因不便采集姬某宣的样本，调查员又采集了姬某宣的孙子姬某圆的样本，经过检验分析，姬某圆与物证所属个体符合祖孙关系，从而进一步锁定目标对象姬某宣。
43.表2物证、姬某云、姬某园的常染色体str分型及比对结果表2物证、姬某云、姬某园的常染色体str分型及比对结果表2物证、姬某云、姬某园的常染色体str分型及比对结果2017年12月27日，工作组在边远省份将目标对象姬某宣抓获，经检验，目标对象姬某宣常染色体str分型与现场物证一致，从而认定目标对象，至此，跨越14年的系列案件成功告破，而且仅通过47份样本即锁定线索，快速为调查员指明调查方向，节省了大量的人力物力，极大的缩短了破案时间。
44.本实施例的实施原理为：(1)利用常染色体全不同基因座数与共有等位基因数数据联合分析、y
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str及y
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snp辅助，预测叔侄关系、半同胞关系、祖孙关系及堂兄弟等其它血亲关系；(2)利用常染色体全不同基因座数与y
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str及y
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snp数据联合分析，预测单亲关系；(3)利用常染色体全相同基因座数、共有等位基因数与y
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str及y
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snp数据联合分析，预测全同胞关系；(4)每个案件的涉案排查人员依托相关案件进行单独管理：以每个案件为入口，录入、存储案件物证信息及常染色体str数据、y
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str及y
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snp数据，涉案排查人员信息及其常染色体str数据、y
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str及y
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snp数据；对该案件的排查人员的信息、dna数据单独管理、使用；每个案件的涉案排查人员在管理模块上不与其他案件排查人员相关；
(5)智能比对功能：通过dna比对算法规则比对(全不同＝全不同基因座数、全相同＝全相同基因座数、共有等位基因数＝试剂盒或检测系统基因座数(不包括性别基因座)
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全不同基因座数 全相同基因座数)将核心dna比对算法通过软件表达出来；
①
可进行不同种类的血亲关系比对，包括同一比对、单亲、全同胞、叔侄、半同胞、祖孙及堂兄弟等其它血缘关系；
②
排查出人员与物证的可能亲缘关系，为调查人员提供线索和明确的调查方向。
45.本具体实施方式的实施例均为本发明的较佳实施例，并非依此限制本发明的保护范围，故：凡依本发明的结构、形状、原理所做的等效变化，均应涵盖于本发明的保护范围之内。