Distinguishing kinships beyond identity and paternity

Abstract

In kinship testing powerful statistical results are usually obtained when genetic information is expected to be shared between a pair of samples, which happens in paternity and identification testing. However, there are other pedigrees where genetic information sharing is not required, such as when a pair of full-siblings or avuncular, is analyzed. Studying these pedigrees, where the sharing of genetic information is not mandatory, will be the focus of this work. We will consider several kinship problems where two (exhaustive and mutually exclusive) hypotheses will be compared, through a statistical evaluation based on the calculation of a likelihood ratio (LR) where the probabilities of genotypic configurations, assuming one or another kinship hypothesis, are compared. This analysis will allow the identification of the proportion of cases where the statistical evaluation had weak results, and those where LR favored the false hypothesis of kinship for a widely used commercial kit of genetic markers, considering simulated profiles assuming the pedigrees in question. In addition, we will compare the statistical gain of increasing the battery of analyzed markers and infer the impact of considering the genetic information given by the knowledge of the genetic profile of a relative, as the undoubted mother in the case where the hypotheses ”individuals A and B are related as full-siblings“ and ”the individuals A and B are unrelated“ are asked to be compared. Furthermore, a validation of the Familias software for two individuals will be performed for the simplest assumptions - absence of mutation and absence of silent allele - through the implementation of the algebraic formulas already established.

Em testes de parentesco, resultados estatísticos poderosos são geralmente obtidos quando a partilha de informação genética é esperada entre um par de amostras, o que acontece em testes de paternidade e de identificação. No entanto, existem outros pedigrees onde a partilha de informação genética não é requerida, como quando um par de irmãos ou tia(o)/sobrinha(o) é analisado. Estudar estes pedigrees, onde a partilha de informação genética não é obrigatória, será o foco deste trabalho. Consideraremos vários problemas de parentesco em que duas hipóteses (exaustivas e mutuamente exclusivas) serão comparadas, através de uma avaliação estatística com base no cálculo de razões de verossimilhança (LR, do inglês likelihood ratio) onde as probabilidades das configurações fenotípicas, assumindo uma ou outra hipótese de parentesco, são comparadas. Esta análise permitirá a identificação da proporção de casos em que a avaliação estatística teve resultados fracos, e aqueles onde o LR favoreceu a hipótese falsa de parentesco para um kit comercial amplamente utilizado de marcadores genéticos, considerando perfis simulados assumindo os pedigrees em questão. Adicionalmente, será comparado o ganho estatístico de aumentar a bateria dos marcadores analisados e será também inferido o impacto de considerar a informação genética dada pelo conhecimento do perfil genético de um parente, como a mãe indubitada no caso em que as hipóteses ”indivíduos A e B estão relacionadas como irmãos“ e ”os indivíduos A e B não estão relacionados” são comparadas. Além disso, uma validação do software Famílias para dois indivíduos será realizada para os pressupostos mais simples - ausência de mutação e inexistência de alelo silencioso - através da implementação de fórmulas algébricas já estabelecidas.