Según la especificación de nivel 3 de css, para que la pseudoclase `:last-child` funcione, debe haber un elemento contenedor del selector al cual se aplica.

En teoría el mismo principio aplica para `:nth-child`

<!-- begin snippet: js hide: false console: true babel: false -->

<!-- language: lang-css -->

    .linea {
        position: relative;
        width: 40%;
        height: 30px;
        background-color: orange;
        left: 0;
        display: block;
    }

    .linea:last-child {
      background-color: green;
    }

    .linea:nth-child(2) {
      background-color: blue;
    }

<!-- language: lang-html -->

    <div>
      <div class="linea">Línea 1</div>
      <div class="linea">Línea 2</div>
      <div class="linea">Línea 3</div>
      <div class="linea">Línea 4</div>
      <div class="linea">Línea 5</div>
    </div>

<!-- end snippet -->

Si hay otros elementos distintos a los cubiertos por el selector, aparentemente "deja" de funcionar la pseudoclase, pero no es así, simplemente se está utilizando de forma incorrecta según la especificación de CSS, pues `last-child` fue creado para seleccionar el último elemento de un determinado nivel, no para aplicarse al último elemento de una clase específica como lo pretendes hacer:

<!-- begin snippet: js hide: false console: true babel: false -->

<!-- language: lang-css -->

    .linea {
        position: relative;
        width: 40%;
        height: 30px;
        background-color: orange;
        left: 0;
        display: block;
    }

    .linea:last-child {
      background-color: green;
    }

    .linea:nth-child(2) {
      background-color: blue;
    }

<!-- language: lang-html -->

    <div>
      <div class="linea">Línea 1</div>
      <div>Texto</div>
      <div class="linea">Línea 2</div>
      <div class="linea">Línea 3</div>
      <div>Texto</div>
      <div class="linea">Línea 4</div>
      <div>Texto</div>
      <div class="linea">Línea 5</div>
      <div>Más texto</div>
    </div>

<!-- end snippet -->