検査精度

ヒロクリニックの検査精度（父権肯定率）の目標は

99.99999999999%以上を目指している。

これは地球上の人を80億人とすると異なる可能性は0.008人であるという結果になります。これは尤度比ゆうどひという統計学的数字がから求めるものですが、STRを用いることによってこの数字を達成することが可能になります。

尤度比と父権肯定率の関係

尤度比父権肯定率間違える確率
1090%以上10人に１人
1,000(０が3個）99.9%以上(９が3個）1000人に1人
100,000(０が5個）99.999%以上(９が5個）10万人に1人
10,000,000(０が7個）99.99999%以上(９が7個）1000万人に1人
1,000,000,000(０が9個）99.9999999%以上(９が9個）10億に1人
100,000,000,000(０が11個）99.999999999%以上(９が11個）1000億人に1人
10,000,000,000,000(０が13個）99.99999999999%以上(９が13個）10兆人に1人

STRは数値の分布に幅があるため、より正確に鑑別することが可能になります。

この精度を達成するにはSNP単独では5000個以上のSNPを必要とします。

妊娠中に誰の子かわかるDNA親子鑑定

DNA親子鑑定技術への現代進行

ABO血液型システムは1900年に発見され、1930年代には親子鑑定の排除試験に利用されるようになりました。その後、Rh血液型抗原、MNS血液型抗原、人白血球抗原（HLA）などの血液マーカーが加わることで精度が向上しましたが、完全に誤差を排除することはできませんでした。

1977年にサンガー法によるDNA配列解析が登場し、DNA検査が可能になったことで、親子鑑定において従来の方法を上回る統計的な正確性を実現しました。現在、DNA検査は親子鑑定をはじめ、法医学的調査や出生前検査など、幅広い用途で利用されています。

検査の流れ

訴訟手続きにおいて検査結果を使用する場合、関係者のサンプルはクリニックで医師によって採取されます。それ以外の場合は、簡単で使いやすいキットを使用して、ご自宅でサンプルを採取し、送付することが可能です。

受領後、サンプルはラボのデータベースに登録されます。その後、採取された細胞は細胞核内のDNAが抽出・精製されます。このプロセスは、高スループットかつ完全自動化されたシステムで実行され、従来のDNA検査に比べて短時間で低コスト、かつ高い精度を実現しています。

さらに、全ゲノムを解析するのではなく、特定のマーカー対立遺伝子をターゲットにする手法を採用することで、精度を維持しながらも、検査の時間とコストを大幅に削減できます。

これらの特定のマーカー対立遺伝子は「STR（Short Tandem Repeats）」と呼ばれ、増幅された後、親族関係（父子関係、親子関係、兄弟関係）の確認のために比較されます。

STRとは

STRs（短縦列型反復配列; Short Tandem Repeats）は、DNA配列内で連続して繰り返される短く同一の配列単位のことを指します。

図1. CSF1POというSTRの場合、AGATという短い配列が並び、5〜17回反復します。

図2. D3S1358、D4S2408、FGAというSTR３つの模式図。STRの種類は多いが、みんなは基本的に１種類ずつ２個持っています。１個は父親から、１個は母親からです。

妊娠中に誰の子かわかるDNA親子鑑定

STRの分析方法

特定の多型性を持つ短縦列反復配列（STR）遺伝子座は、2段階のポリメラーゼ連鎖反応（PCR）で標識された後、ターゲット型次世代シーケンシング（NGS）にかけられます。この高いリードデプス（読取深度）と感度により、使用済みの歯ブラシやストローなどのサンプルからでも検出が可能です。当検査では、FBIの複合DNAインデックスシステム（CODIS）のコア20 STRを含む27の常染色体STR、および性別判定マーカーであるアメロゲニンに加え、25のY染色体STRを解析し、より包括的かつ高精度な結果を提供します。

アメロゲニン遺伝子は、法医学や出生前診断で性別判定に広く使用されていますが、当検査では追加の25個のY染色体マーカーを使用することで、性別判定の正確性と信頼性をさらに向上させています。


弊社では、法医学ゲノミクス用に設計、開発、検証された初の次世代シーケンシング（NGS）装置である「MiSeq FGxシーケンシングシステム」を採用しています。この堅牢な遺伝子パネルのシーケンスが完了した後、統合型のUniversal Analysis Software（UAS）により、最適化された解析プラットフォームが動作します。このプラットフォームでは、独自のアラインメントアルゴリズムを使用し、プライマー配列（順方向および逆方向）やSTR反復領域の隣接領域をチェックします。アンプリコンの長さではなく、アンプリコン配列全体を用いて遺伝子座、対立遺伝子、遺伝型を正確に特定します。


特定の閾値を下回るリードカウントの遺伝子座は除外され、閾値を超えるものは対立遺伝子として考慮されます。また、集団における対立遺伝子頻度、連鎖不平衡、同一染色体上のSTRの局在などの重要な要因を考慮し、シーケンシングデータを厳密に解析します。これにより、堅牢で感度が高く、正確かつ信頼性の高い結果が得られます。

使用されるシステムおよび試薬キットは、開発検証試験を経ており、ヨーロッパ基準、SWGDAM（科学作業部会）、CODIS（複合DNAインデックスシステム）、Interpol（国際刑事警察機構）、およびESS（ヨーロッパ標準）の最低要件を満たしています。

独自のUAS（Universal Analysis Software）によって実行されるバイオインフォマティクス解析や、親族関係解析を行うために使用される統計アルゴリズムについては、本記事の範囲外となります。数学的な詳細にご興味のある方は、こちらの参考文献をご覧いただき、使用される手法の概要をご確認ください。

妊娠中に誰の子かわかるDNA親子鑑定
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