คนที่ไม่ใช่ญาติจะมีรูปแบบดีเอ็นเอเหมือนกันหรือไม่

      คำถามนี้ ผมได้จากเอ๋ น้องที่ศูนย์ตรวจพิสูจน์ดีเอ็นเอ สพฐ หาดใหญ่  คำถามมีอยู่ว่า....... อธิบายถึงดีเอ็นเอสำหรับ พ่อ-แม่-ลูก ลูกกับลูก และเครือญาติ ว่ามีโอกาสเหมือนกันหรือไม่ และบุคคลอื่นที่ไม่มีความสัมพันธ์เป็นญาติกัน จะมีโอกาสที่มีดีเอ็นเอเหมือนกันหรือไม่ 

     สำหรับคำถามนี้ คงต้องแยกเป็น 2 คำถามครับ

     คำถามแรก คือ พ่อ-แม่-ลูก พี่-น้อง และเครือญาติ มีโอกาสที่จะมีดีเอ็นเอเหมือนกันหรือไม่ ในส่วนของ พ่อกับแม่ มาจากคนละครอบครัว โดยทั่วไปมักไม่มีความสัมพันธ์เชิงญาติ ดังนั้นรูปแบบดีเอ็นเอของพ่อ และแม่ ไม่ควรจะเหมือนกัน ส่วนพี่-น้อง หากหมายถึงร่วมพ่อ-แม่เดียวกัน แม้ว่าจะพิจารณาได้ว่าที่ตำแหน่งใดๆ พ่ออาจมีรูปแบบดีเอ็นเอ เป็น a,b ขณะที่แม่อาจมีรูปแบบดีเอ็นเอเป็น c,d ดังนั้นลูกสองคน คนหนึ่งอาจมีรูปแบบดีเอ็นเอเป็น a,c ขณะที่อีกคนอาจมีรูปแบบดีเอ็นเอเป็น b,d ซึ่งหมายถึงพี่น้องสองคนมีรูปแบบดีเอ็นเอไม่เหมือนกัน แต่หากพิจารณาในภาพรวม จะพบว่าที่ตำแหน่งใดๆ จะมีอัลลีลปรากฎได้เพียง 4 อัลลีล ดังนั้นลูกทุกคนที่เกิดจากพ่อ-แม่คู่นี้จะมีรูปแบบดีเอ็นเอต่างๆที่เกิดจากการจับคู่ของอัลลีลทั้ง 4 ซึ่งจะมีโอกาสในการมีอัลลีลซ้ำกันสูงกว่าคนอื่นๆในกลุ่มประชากรเดียวกัน ส่วนในกลุ่มเครือญาติ จะมีโอกาสที่จะมีอัลลีลซ้ำกัน สูงกว่าคนอื่นๆในกลุ่มประชากรเดียวกันเช่นเดียวกัน แต่โอกาสที่จะมีอัลลีลซ้ำกันนั้นจะน้อยกว่าพี่-น้องที่เกิดจากพ่อ-แม่เดียวกัน สรุปคำถามนี้ได้ว่า รูปแบบดีเอ็นเอของลูก ครึ่งหนึ่งได้จากพ่อ อีกครึ่งหนึ่งได้จากแม่ ดังนั้นลูกทุกคน แม้ว่าจะมีพ่อแม่เดียวกัน ก็จะมีรูปแบบดีเอ็นเอไม่เหมือนกัน ยกเว้นฝาแฝดเหมือน (ฝาแฝดที่เกิดจากไข่ใบเดียวกัน) แต่เมื่อพิจารณารูปแบบดีเอ็นเอระหว่างพี่น้องร่วมพ่อ-แม่เดียวกัน จะพบว่า แม้ว่าจะมีรูปแบบดีเอ็นเอไม่เหมือนกัน แต่ที่ตำแหน่งใดๆ จะมีโอกาสที่มีอัลลีลซ้ำกัน (shared allele) ได้สูงกว่าคนทั่วไปในกลุ่มประชากรเดียวกัน ส่วนในกลุ่มเครือญาติก็เช่นเดียวกัน กล่าวคือจะมีรูปแบบดีเอ็นเอแต่ละคนไม่เหมือนกัน ในกลุ่มเครือญาติเดียวกัน ที่ตำแหน่งตรวจดีเอ็นเอใดๆ จะมีโอกาสที่จะมีอัลลีลซ้ำกันสูงกว่าคนทั่วไปในกลุ่มประชากรเดียวกัน แต่ยังมีโอกาสที่จะมีอัลลีลซ้ำกันน้อยกว่าพี่-น้องร่วมพ่อ-แม่เดียวกัน
     คำถามที่สองคือ บุคคลอื่นที่ไม่มีความสัมพันธ์เป็นญาติกัน จะมีโอกาสที่มีดีเอ็นเอเหมือนกันหรือไม่  โดยทั่วไปการตรวจรูปแบบดีเอ็นเอในปัจจุบันนิยมตรวจรูปแบบดีเอ็นเอบนโครโมโซมร่างกาย จำนวน 15 ตำแหน่ง จากการศึกษาความถี่อัลลีลบนโครโมโซมร่างกายจำนวน 15 ตำแหน่ง ในประชากรไทยจากทั่วทุกภูมิภาคของประเทศไทย จำนวน 929 ราย พบว่ามีค่า power of discrimination : PD = 0.9999999999999999943 (Forensic Sci Int Genet 2009;4:e37-8) อธิบายได้ว่าในประชากรไทย บุคคลทั่วไปที่ไม่มีความสัมพันธ์เป็นญาติกันจะมีโอกาสที่มีรูปแบบดีเอ็นเอไม่เหมือนกัน มากถึงร้อยละ 99.99999999999999943 ในทางกลับกัน เราอาจกล่าวได้ว่า ในประชากรไทย บุคคลทั่วไปที่ไม่มีความสัมพันธ์เป็นญาติกันจะมีโอกาสที่มีรูปแบบดีเอ็นเอเหมือนกัน มีเพียงร้อยละ 0.00000000000000057 เทียบเท่ากับประมาณ 1 ใน 2 แสนล้านล้านคน เมื่อเปรียบเทียบกับจำนวนประชากรบนโลกนี้ที่มีเพียงประมาณ 7 พันล้านคน นั่นหมายถึงว่าโอกาสที่จะมีบุคคลใดมีรูปแบบดีเอ็นเอซ้ำกัน แทบเป็นไปไม่ได้เลย

[ขจิต ฝอยทอง]

• แสดงว่าเป็นไปได้ใช่ไหมพี่โอกาสที่จะมีบุคคลใดมีรูปแบบดีเอ็นเอซ้ำกัน แทบเป็นไปไม่ได้เลย
• ฮ่าๆๆๆ
• สบายดีนะครับ
• ฝากระลึกถึงพี่จินด้วย

[Mitochondria]

คุณขจิต

• ผมตอบตามภาษาวิทยาศาสตร์ครับ คือไม่ได้ปฏิเสธว่าเป็นไปไม่ได้ แต่เมื่อคำนึงถึงความเป็นไปได้ พบว่าแทบเป็นไปไม่ได้เลย ภาษาบ้านๆ ก็หมายถึงว่า มันมีไม่มีโอกาสเป็นไปได้หรอกคร้าบ....
• ทุกคนสบายดีครับ ขอบคุณมากครับที่ยังระลึกถึงเสมอ
• ติดตามคุณขจิต ท่องไปทั่วไทยเสมอครับ

อาจารย์ธวัชชัย

• ขอบคุณครับ สำหรับดอกไม้
• รักษาสุขภาพด้วยนะครับ .....ยังระลึกถึงเสมอครับ

[ป.]

ขอบคุณคะ ได้ความรู้น่าสนใจ อาจารย์อธิบายได้เข้าใจง่าย

เท่าที่อ่านเข้าใจว่า เราอาจประเมินความใกล้ชิดของลำดับญาติได้จากระดับความใกล้เคียงกัน ของรูปแบบ DNA

คือ ถ้าเป็นพ่อแม่ลูกกัน มีความใกล้เคียงกว่า น้าอาหลาน

ติดใจสงสัยเล็กน้อยว่า PD นั้น หมายถึง การแยกระหว่าง ผู้เป็นพ่อแม่ลูก กับ ผู้ที่ไม่เกี่ยวดองกันเลย

หรือ แยกระหว่าง ผู้เป็นญาติห่างๆ กับ ผู้ไม่เกี่ยวดองกันเลย

[Mitochondria]

ขอบคุณครับคุณ ป.

• ในทางทฤษฎี เราประเมินความใกล้ชิดของลำดับญาติจากความใกล้เคียงกันของรูปแบบดีเอ็นเอได้ครับ เช่น คนที่เป็น พ่อ-ลูก หรือ แม่-ลูก ย่อมมีความใกล้เคียงกันของรูปแบบดีเอ็นเอมากกว่าคนที่เป็นญาติกันครับ  คนที่เป็นญาติใกล้ชิดกัน เช่น พี่น้องร่วมพ่อแม่เดียวกัน (full sibling) ย่อมมีความใกล้เคียงกันของรูปแบบดีเอ็นเอมากกว่าคนที่เป็นญาติห่างกัน เช่น อา-หลาน. น้า-หลาน และอื่นๆ เป็นต้น คนที่เป็นญาติห่างกัน ย่อมมีความใกล้เคียงกันของรูปแบบดีเอ็นเอมากกว่าคนที่ไม่ใช๋ญาติกันครับ
• แต่ในทางปฎิบัติ การประเมินประสิทธิภาพของการใช้รูปแบบดีเอ็นเอในการบอกความสัมพันธุ์เครือญาติกัน มันไม่ครบร้อยครับ ทั้งในด้านความไว (sensitivity) ความจำเพาะ (specificity) และ ความถูกต้อง (accuracy) หมายถึงมันมีการตอบผิด ทั้งแบบที่เป็นญาติกันแล้วดันมีรูปแบบดีเอ็นเอไม่ใกล้เคียงกัน (false negative) และทั้งแบบที่ไม่ใช่ญาติกัน แล้วดันมีรูปแบบดีเอ็นเอใกล้เคียงกัน (false positive) เมื่อความถูกต้องไม่ครบร้อย คำถามถัดมาคือ เมื่อมันตอบได้ไม่ถูกต้องร้อยเปอร์เซ็นต์ เรายังจะเชื่อถือมันหรือไม่ครับ ซึ่งคำถามนี้ผมตอบไม่ได้ ขึ้นกับผู้ใช้แต่ละคนครับ เพราะมีทั้งคนที่ใช้การทดสอบแบบนี้ โดยบอกว่า มันก็ยังดีกว่าไม่มีอะไรจะใช้ กับคนที่ไม่ใช้การทดสอบแบบนี้ เพราะบอกว่า มันไม่น่าเชื่อถือ
• การทดสอบแบบนี้สามารถคำนวณค่าทางสถิติเป็นค่า likelihood ratio (LR) แล้วคำนวณค่า posterior probability ได้ครับ เพียงแค่นี้ก็คุยไม่จบแล้วครับ ว่าจะให้ cut ที่ค่า LR ที่เท่าไร มีทั้งสองฝ่าย ที่บอกว่า มันใช้ได้......กับฝ่ายที่บอกว่า แม้มันจะใช้ได้ แต่มันตอบได้ไม่ครบร้อย นั่นหมายถึงว่ามีโอกาสที่จะตอบผิดด้วย แล้วจะใช้มันไหม
• ส่วนค่า PD: power of discrimination หมายถึง อำนาจในการแยกแยะครับ scope อยู่เพียงว่า คนที่ไม่มีความสัมพันธุ์เชิงญาติกัน (ทุกรูปแบบ) ครับ ความน่าเชื่อถือของข้อมูลใน paper จึงขึ้นกับความเข้มงวดของการเก็บตัวอย่างตรวจครับ อย่างเช่น เราบอกว่า เราต้องการเก็บข้อมูลของคนไทยภาคเหนือ  
• เราเก็บข้อมูลทุกรายที่มีประวัติว่าเป็นคนเหนือ และไม่เป็นญาติกัน
• เราเก็บข้อมูลทุกรายที่มีประวัติว่าเป็นคนเหนือ และมี พ่อ และแม่ เกิดในภาคเหนือ และตัวอย่างทุกรายต้องไม่เป็นญาติกัน
• เราเก็บข้อมูลทุกรายที่มีประวัติว่าเป็นคนเหนือ และมี พ่อและแม่ เกิดในภาคเหนือ และ ปู่ ย่า ตา ยาย เกิดในภาคเหนือ และตัวอย่างทุกรายต้องไม่เป็นญาติกัน 
• ทั้งสามตัวอย่างนี้ มีความเข้มงวดในการเก็บตัวอย่างต่างกันครับ ความน่าเชื่อถือของข้อมูลก็จะแตกต่างกัน การเก็บข้อมูลที่เข้มงวดมากขึ้น ก็จะมีความน่าเชื่อถือมากขึ้นครับ
• เอ! ผมออกนอกคำถามของคุณ ป. ไปหรือเปล่านี่.......

[Mitochondria]

เรียน คุณ ป.

• การตรวจ autosomal DNA เป็นการตรวจรูปแบบดีเอ็นเอ หลายตำแหน่งครับ การทดสอบทั่วไปที่ตรวจตอนนี้ 15 ตำแหน่งครับ ส่วน FBI ตรวจ 13 ตำแหน่ง ได้ค่า PD สูงๆ ทั้งนั้นครับ ซึ่งค่า PD จะเป็นค่ารวมทุกตำแหน่ง แต่จริงๆแล้ว ค่า PD สามารถคำนวณแยกเป็นแต่ละตำแหน่งได้ครับ เพราะฉะนั้น ตำแหน่งที่เราตรวจแต่ละตำแหน่งจะมีค่า PD ไม่เท่ากัน การเลือกว่าจะตรวจตำแหน่งอะไรบ้างจึงนิยมเลือกจากค่า PD ครับ โดยเลือกที่ตำแหน่งที่ให้ค่า PD สูงๆ สุดท้ายก็จะได้ค่า PD รวมสูงๆ เช่นกัน ซึ่งหมายถึงมีอำนาจในการแยกแยะคนออกจากกันสูงๆเช่นกัน 
• การเลือกตำแหน่งนอกจากดูจากค่า PD แล้วยังต้องทดสอบ linkage equilibium ด้วยครับ เพื่อดูว่าแต่ละตำแหน่งที่เราตรวจนั้น มีการถ่ายทอดจาก พ่อสู่ลูก หรือจากแม่สู่ลูกเป็นไปแบบอิสระหรือไม่ การตรวจ autosomal DNA เราต้องเลือกตำแหน่งแต่ละตำแหน่งที่มีการถ่ายทอดแบบเป็นอิสระต่อกันครับ ดังนั้นเขาจึงนิยมเลือกแต่ละตำแหน่งจากคนละโครโมโซมกัน เพื่อให้แน่ใจว่ามันถ่ายทอดอย่างเป็นอิสระจริงๆ