CC BY
103
ратов более чувствительными методами, а при единичных клетках (в первую очередь сперматозоидов) воздержаться от проведения молекулярно-генетического исследования методом анализа ДНК методом электрофореза в пластинах полиакриламидного геля.
I Изучение влияния межпопуляционных различий на вероятностную оценку результатов типирования аутосомной ДНК
• Т. В. Тимошенко, к.м.н. Е. Ю. Земскова, д.б.н., проф. П. Л. Иванов
ФГБУ «Российский центр судебно-медицинской экспертизы» Министерства здравоохранения Российской Федерации Аннотация: Изучен вопрос критичности использования популяционно-специфичных референтных баз аллельных частот для вероятностной оценки результатов типирования ДНК. Проведено сравнительное исследование 140 000 частот генетических профилей, полученных для 1200 индивидов с использованием 120 различных популяционных баз. Полученные данные позволяют утверждать, что для современных постановок идентификационного молекулярно-генетического анализа популяци-онная принадлежность фигуранта не оказывает принципиально значимого влияния на результат идентификации.
Ключевые слова: молекулярно-генетическая экспертиза, идентификационная экспертиза, популяционные базы аллельных частот, типи-рование хромосомной ДНК
The investigation of the influence of interpopulation differences on the probabilistic assessment of autosomal DNA typing results
• T. V. Timoshenko, E. Yu. Zemskova, P. L. Ivanov Abstract: The article studies the issue of importance of using population-specific reference databases of allele frequencies for probabilistic assessment of DNA typing. A comparative analysis of 140,000 frequencies of genetic profiles obtained for 1,200 individuals using 120 different population bases. The data obtained suggests that for modern identification of molecular-genetic analysis of population assignment the subject does have any fundamental significant effect on the result of identification.
Keywords: molecular genetic examination, identification examination, population basees of allele frequencies, chromosomal DNA typing
В течение последних лет область судебной генетики достигла впечатляющих успехов: внедрение новых высокотехнологичных решений, эволюция и расширение традиционных методов, появление новых генетических маркеров — все это позволяет достигать значительной информативности судебных молекулярно-генетических экспертиз.
На фоне такого ощутимого прогресса многие вопросы, широко обсуждавшиеся и актуальные на заре развития молекулярно-генетических экспертных исследований, уже утрачивают свою значимость. В частности, это относится к вопросу о принципиальной необходимости (критичности) использования специализированных референтных этнических баз генетических данных при вероятностной оценке полученных результатов типирования ДНК.
В настоящее время созданы сотни популяционных баз, включающих данные частот 8ТК.-локусов, которые находят применение при производстве судебно-медицинских молекулярно-генетических исследований. Современная научная литература полна многочисленными исследованиями группоспецифических популяционных различий, результаты которых наглядно показывают разницу между частотами аллельных вариантов отдельных генетических маркеров в разных этнических группах. На основе этого сформированы многие утверждения об опасности существенного снижения достоверности полученных экспертных выводов при неправильном выборе референтной популяции. В некоторых научных статьях даже говориться о возможной ошибочности экспертных выводов в случае неучтенной популяционной принадлежности. Но пришло время реально оценить вклад популяционных различий в практический экспертный результат.
Исследования межпопуляционных различий основаны на определении разницы частот аллельных вариантов отдельных локусов. При этом в рамках судебно-медицинского установления генетического тождества, основным критерием выступает не отдельный генетический маркер, а их совокупность — то есть сравнительная частота встречаемости генотипа в популяции.
Возможно раньше, когда только начиналось формирование методологической судебно-генетической базы и для исследования, использовалось ограниченное количество маркеров, популяционная принадлежность индивидуума способна была оказать существенное влияние на расчетное значение вероятности тождества генетических данных. Но сейчас, когда в большинстве развитых стран для проведения идентификационного исследования принято использование мультилокусных систем, включающих в большинстве случаев более десяти полиморфных 8ТК.-локусов, реальный вклад популяционных различий отдельных групп аллельных маркеров может оказывать не столь существенное влияние на достоверность оценки результатов типирования ДНК.
Для ответа на вопрос: «В какой степени «сильно» по-пуляционная принадлежность влияет на количественную оценку частоты случайного совпадения генотипа»,— нами было проведено сравнительное исследование распределений частот генотипов неродственных лиц (в общей сложности 1210 генотипов русскоязычного населения России, исследованных по 13 аутосомным 8ТК.-локусам системы СОБК), значения которых были получены с использованием 120 популяционных баз.
Полученные результаты — порядка 140 000 значений частот генотипов (0), на первом этапе были проанализированы с использованием стандартных показателей описательной статистики распределений. Было показано, что частотные распределения различных популяций действительно имеют специфические отличительные особенности и различающиеся диапазоны значений. При этом, как и ожидалось, в исследованной нами выборке наиболее вариабельные значения частот генетических профилей обнаруживаются в случае использования в качестве референтных баз популяционные значения частот аллельных вариантов наиболее удаленных этнических групп, например Мексиканских и Аризонских индейцев, эскимосов, аборигенов Северного Онтарио и др.
Детальный анализ указанных выше популяционных различий показал, что для большинства генотипов полученные значения частот различаются на несколько порядков. Например, для одного из исследованных генетических профилей значение 0 среди всех популяционных групп варьируется в пределах 2,9х10—16 - 3,30х10—22, то есть различия между максимальным и минимальным
значением составляет пять порядков. При этом интересно отметить, что с точки зрения встречаемости в популяции, приведенный выше пример генетического профиля наиболее частым является среди популяционной группы Канарских островов и самым редким — среди афроаме-риканцев.
Среди исследованной нами популяционной выборки вышеуказанное различие между значениями экстремумов — 5 порядков — представляет 32% случаев. В 25% случаев различия между максимумом и минимумом составляет 4 порядка, в 22% — Nx106, в 10% —Nx107, 6% — Nx103, 4% — Nx108 и менее чем в 1,5% наиболее удаленные значения частоты случайного совпадения различаются на 9—10 порядков.
Для двух случаев — для которых разница в значениях частот случайного совпадения среди 120 популяций составила 10 порядков — максимальное значение, а, следовательно, и наиболее консервативная оценка, соответствует Nx10—16 (европейские популяции), минимальное — то есть наиболее редкий вариант генотипа — Nx10—26 (популяция аборигенов Северного Онтарио).
Это означает, что при вышеуказанных значениях вероятность принадлежности биологического материала конкретному лицу может быть оценена как 99,999.999.999999995%, а может и как 99,999.999.9999999.9 99.99999995% — в зависимости от выбранной референс-ной популяции. Получается, что самая консервативная оценка, по сравнению с самой неконсервативной, предполагает ошибку всего в 0,000.000.00000001% (то есть менее чем одна биллионная).
Является ли такая разница в вероятности существенной, с точки зрения доказательности (особенно учитывая экзотическую природу популяции, для которой данные генотипы оказались самыми редкими)?
Интуитивно, ответ очевиден: даже при условии такой ошибки (обусловленной неправильным выбором рефе-ренсной популяции), результат остается однозначно доказательным. И даже если рассуждать более строго, с точки зрения математической статистики, и обратиться к сравнению бесконечно малых величин (по определению, две функции называются бесконечно малыми величинами одного порядка малости, в том случае, если предел отношения равен N), то вопрос о значимости разницы между значениями частоты случайного совпадения генетического профиля в разных популяционных группах тоже представляется неактуальным.
Но пока это лишь пилотное исследование. Полученные данные позволяют поставить целый ряд дополнительных вопросов, касающихся, в том числе, определения специфических параметров и границ «значимости» и «незначимости» выбора неправильной референтной базы, зон «неопределенности», зависимости диапазонов различий частоты генотипов в разных этнических группах от типа и числа генетических маркеров, а также адекватности представленных популяционных частот в различных этнических референтных базах.
В настоящий момент такого рода исследования нами продолжаются.
АВТОРЫ:_
Абрамов Алексей Сергеевич — старший эксперт отдела медико-биологических исследований управления организации экспертно-криминалистической деятельности Главного управления криминалистики Следственного комитета РФ, +7 965 140-61-65 • E-mail: [email protected]
Земскова Елена Юрьевна — канд. мед. наук, заведующая отделом молекулярно-генетических экспертиз
(исследований) ФГБУ «Российский центр судебно-медицинской экспертизы» Министерства здравоохранения Российской Федерации (ФГБУ «РЦСМЭ» Минздрава России). Адрес: 125284, г. Москва, ул. Поликарпова, д. 12/13, тел/факс: 495 945-00-97 • E-mail: zemskova@ rc-sme.ru
Иванов Павел Леонидович — докт. биол. наук, профессор, лауреат Государственной премии России, заместитель директора по высокотехнологичным исследованиям ФГБУ «Российский центр судебно-медицинской экспертизы» Министерства здравоохранения Российской Федерации (ФГБУ «РЦСМЭ» Минздрава России). Адрес: 125284, г. Москва, ул. Поликарпова, д. 12/13, тел/факс: 495 945-00-97 • E-mail: [email protected] Игнашкин Михаил Анатольевич — руководитель отдела медико-биологических исследований управления организации экспертно-криминалистиче-ской деятельности Главного управления криминалистики Следственного комитета РФ, +7 985 770-80-73 • E-mail: [email protected]
Клевно Владимир Александрович — начальник государственного бюджетного учреждения здравоохранения Московской области «Бюро судебно-медицинской экспертизы» (ГБУЗ МО «Бюро СМЭ»), доктор медицинских наук, профессор. Адрес: 111401, г. Москва, ул. 1-я Владимирская, д. 33, корп. 1, ГБУЗ МО «Бюро СМЭ» • E-mail: [email protected] Кобылянский Андрей Георгиевич — руководитель Центра клеточных и генных технологий федерального государственного бюджетного учреждения науки институт молекулярной генетики Российской академии наук (ЦКГТ ИМГ РАН), кандидат биологических наук. Адрес: 123182, Москва пл. академика Курчатова д. 2, ИМГ РАН • E-mail: [email protected] Комарова Анна Андреевна — старший эксперт отдела медико-биологических исследований управления организации экспертно-криминалистической деятельности Главного управления криминалистики Следственного комитета Российской Федерации. Адрес: 111401, г. Москва, Технический переулок д. 2 • E-mail: [email protected]
Марков Дмитрий Дмитриевич — младший научный сотрудник Центра клеточных и генных технологий федерального государственного бюджетного учреждения науки институт молекулярной генетики Российской академии наук (ЦКГТ ИМГ РАН). Адрес: 123182, Москва пл. академика Курчатова д. 2, ИМГ РАН • E-mail: [email protected]
Рындин Виталий Владимирович — заведующий молекулярно-генетической лабораторией судебно-биологического отдела государственного бюджетного учреждения Московской области «Бюро судебно-медицинской экспертизы (ГБУЗ МО «Бюро СМЭ»). Адрес: г. Москва, ул. 1-я Владимирская, д. 33, корп.1, ГБУЗ МО «Бюро СМЭ» • E-mail: [email protected] Смагина Татьяна Александровна — врач - судебно-медицинский эксперт молекулярно-генетиче-ской лаборатории судебно-биологического отдела государственного бюджетного учреждения Московской области «Бюро судебно-медицинской экспертизы (ГБУЗ МО «Бюро СМЭ»). Адрес: г. Москва, ул. 1-я Владимирская, д. 33, корп.1, ГБУЗ МО «Бюро СМЭ» • E-mail: [email protected]
Тимошенко Татьяна Владимировна — судебно-медицинский эксперт-генетик отдела молеку-лярно-генетических экспертиз (исследований) ФГБУ «Российский центр судебно-медицинской экспертизы» Министерства здравоохранения Российской Фе-
дерации (ФГБУ «РЦСМЭ» Минздрава России). Адрес: 125284, г. Москва, ул. Поликарпова, д. 12/13, тел/факс +7 495 945-0094 • E-mail: [email protected] Фролова Светлана Александровна — заместитель руководителя отдела медико-биологических
исследований управления организации экспертно-криминалистической деятельности Главного управления криминалистики Следственного комитета РФ, +7 985 770-8453 • E-mail: [email protected]
