综述：生物地理祖先预测能力的关键运营考量因素

《Forensic Science International》：Key operational considerations for biogeographical ancestry prediction capabilities

　　

Felicity Poulsen|Lyn Griffiths|Larisa Haupt|Catherine Hitchcock|Kirsty Wright|Runa Daniel

澳大利亚昆士兰科技大学（QUT）生物医学科学学院，基因组学与个性化健康中心，基因组学研究中心，Kelvin Grove，昆士兰州

摘要

生物地理祖先（BGA）预测是一种有价值的法医DNA情报（FDI）工具，可为调查人员提供关于生物证据提供者的额外信息。在常规DNA分析未能得出识别结果的情况下，FDI尤为重要。在过去二十年中，大量的研究工作致力于开发用于BGA预测的新标记面板和分析工具。这些努力支持了BGA预测在多个国际司法管辖区的成功应用。本文确定了BGA预测方法的关键组成部分，强调了方法开发、优化、验证及相关解释方面的考虑因素，并指出了需要进一步研究以提升能力的领域。

引言

执法机构正在采用以情报为导向的警务模式，其中法医分析被用来协助生成调查线索[1]、[2]、[3]、[4]。法医DNA情报（FDI）工具，包括生物地理祖先（BGA）预测和法医DNA表型分析，通过提供关于生物证据提供者的额外信息来辅助调查。当使用短串联重复序列（STRs）的常规DNA分析未能识别出嫌疑人时，这些工具尤其有价值，它们可以用于：i) 支持或反驳目击者陈述；ii) 帮助确定嫌疑人候选名单或失踪人员名单的优先级；iii) 支持进行DNA筛查活动，为使用STRs的常规DNA分析提供合适的参考。

通过持续的技术发展、法医验证和实际应用，BGA预测已成为一项重要的FDI能力。Shriver等人的早期研究[5]为BGA预测方法的发展奠定了基础，并支持了DNAPrint Genomics公司在21世纪初建立的首个实际应用[6]、[7]、[8]、[9]。此后，BGA预测的检测方法得到了扩展，增加了信息标记的数量和新型标记类型[10]、[11]、[12]、[13]、[14]、[15]、[16]。这些进展得益于测序技术的进步，使得靶向测序和全基因组测序（WGS）以及大规模数据分析能力的发展[17]、[18]。这些进步支持了BGA预测方法在多个国际司法管辖区的持续应用[19]、[20]、[21]、[22]。

下一步应重点制定策略，以改进BGA预测方法在优化、验证、解释和报告方面的实践。这项工作对于提高法医调查中BGA预测方法的验证和应用的一致性具有重要意义。适当的验证对于理解法医能力的性能特征和局限性至关重要[23]、[24]。到目前为止，BGA预测能力的验证是遵循针对STR分析方法制定的指南进行的，而这些指南并未考虑到BGA预测的独特特点。对于BGA预测方法，需要开展针对以下问题的验证研究：i) 在什么情况下该方法能够提供可靠的预测结果？ii) 何时结果可能具有误导性或出现错误？iii) 是否能够检测并准确解决混合基因型问题？iv) 如何在结果的解释和报告中反映BGA预测中的不确定性？这些问题的答案将取决于所使用方法的特点，包括所使用的祖先信息标记（AIM）面板/参考人群数据及分类工具。全面了解这些组件的性能特征对于操作实验室制定适当的解释和报告策略至关重要，以反映所使用方法的能力和局限性。

本文讨论了BGA预测能力在实际应用中面临的挑战和注意事项，重点关注方法优化、验证、结果解释和报告，并指出了需要进一步研究以形成最佳实践的领域。

部分摘录

BGA预测方法的关键组成部分

要发展实用的BGA预测能力，首先需要了解三个关键组件的特点和局限性：i) 所使用的AIM面板；ii) 参考人群数据；iii) 分类算法和分析工具。

实际操作中的考虑因素与挑战

过去20年中，随着BGA预测及其他FDI能力的引入，DNA证据的价值得到了进一步提升，从而增强了调查工作的支持能力。然而，与传统使用STRs的DNA分析方法相比，这也要求法医界采取额外的考虑措施[95]、[96]、[97]。BGA预测能力已在澳大利亚及国际范围内成功应用于实际案件中，但目前其实际应用仍存在局限性。

结论

BGA预测通过提供关于生物证据提供者的额外信息，将继续作为一种有价值的FDI工具来协助调查。进一步研究以改进和标准化方法优化、验证、结果解释和报告的过程，以及开展培训和教育项目，将大大有助于提高BGA预测能力的验证和应用一致性。法医服务机构之间的持续沟通

CRediT作者贡献声明

Lyn Griffiths：撰写、审稿与编辑，指导。Larisa Haupt：撰写、审稿与编辑，指导。Catherine Hitchcock：撰写、审稿与编辑，指导。Kirsty Wright：撰写、审稿与编辑，指导，概念构思。Felicity Poulsen：撰写、审稿与编辑，初稿撰写，可视化，调查，概念构思。Runa Daniel：撰写、审稿与编辑，指导，概念构思。

利益冲突声明

作者声明没有利益冲突。

致谢

本研究得到了新南威尔士州卫生病理学部门的支持。本文表达的观点仅代表作者本人，并不一定代表新南威尔士州卫生病理学部门的立场。