Sémantická interoperabilita v biomedicíně a zdravotnictví Mgr. Dalibor Slovák Oddělení medicínské informatiky a biostatistiky, ÚI AV ČR školitelka: Prof. RNDr. Jana Zvárová, DrSc. Ústav hygieny a epidemiologie, 1. LF UK Mšené-lázně 18. září 2014
Původ nejistoty ve forenzním vyšetřování Lidský faktor chyby způsobené nepozorností, nedbalostí atd. např. kontaminace biologického materiálu, záměna vzorků, chybná interpretace Jevy stochastické povahy náhodnost = při stejném postupu získáme odlišný výsledek např. veškeré laboratorní postupy a měření Chyby způsobené lidským faktorem lze do značné míry eliminovat pečlivou kontrolou, zdvojením postupů a dodržením přísných pravidel. Chyby způsobené stochastickými jevy obvykle nelze zcela odstranit => potřeba standardizovat měření a proces interpretace výsledků.
Dropout alelický = na lokusu není zobrazena reálně přítomná alela nepozorovatelný, lze jej pouze předpokládat jeho přítomnost může výrazně ovlivnit interpretaci výsledků lokusový = na lokusu není zobrazena žádná alela pozorovatelný nepřináší žádnou informaci, snižuje výpovědní hodnotu měření
Zahrnutí dropoutu do výpočtu 1) Stanovení pravděpodobnosti dropoutu 2) Zahrnutí této pravděpodobnosti do výpočtu 3) Problém opakovaných měření
Pravděpodobnost dropoutu Velikost příslušného hrotu na elektroforeogramu (epg) závisí na: množství templátové DNA počtu amplifikačních cyklů konkrétním lokusu násobné přítomnosti alel U směsí navíc závisí na: počtu přispěvatelů do zkoumaného vzorku poměru jednotlivých přispěvatelů (zejména rozlišení majoritního a minoritního přispěvatele)
Pravděpodobnost dropoutu P(D) Stanovení P(D) by mělo v ideálním případě probíhat - individuálně pro každý zkoumaný vzorek - zvlášť pro každý uvažovaný lokus - na každém lokusu zvlášť pro každou alelu, která se nezobrazila na epg Pro stanovení P(D) je třeba uvažovat také velikost hrotu dané alely čím blíže k limitu detekce, tím vyšší pravděpodobnost, že došlo k dropoutu.
Zahrnutí P(D) do výpočtu množství různých modelů výsledek interpretace vzorku může být volbou modelu silně ovlivněn => doporučení ISFG z roku 2012 některé modely kvůli jednoduchosti počítají s dropoutem bez započtení jeho pravděpodobnosti => může vést k významnému nadhodnocení počítaných pravděpodobností a v konečném důsledku tak může být tento postup stejně zavádějící jako samotné nezahrnutí dropoutu.
Opakovaná analýza DNA Při opakované analýze DNA vzniká pro jeden vzorek více replikací, jež se mohou vzájemně lišit. závisí na kvalitě templátové DNA, zda je příprava více replikací vyžadována závisí na kvantitě templátové DNA, zda je příprava více replikací možná Za předpokladu nezávislosti jednotlivých replikací lze hledanou pravděpodobnost společného pozorování dané množiny alel a příslušných replikací faktorizovat do dvou oddělených kroků: 1. vyhodnocení pravděpodobností jednotlivých genotypů 2. vyhodnocení pravděpodobností replikací při předpokládaných genotypech
Vliv opakované analýzy DNA na P(D) Souhlasnost profilu sestaveného ze známých replikací a skutečného profilu roste s počtem replikací. Předpokládejme, že počet replikací je pevně dán, a uvažujme nad P(D) jedné konkrétní alely: - Pokud se tato alela objeví na některém epg, nicméně není nakonec zařazena do sestaveného profilu, její P(D) roste s počtem replikací, v nichž se objevila nad limitem detekce. - Naopak nejnižší P(D) mají alely, jež se neobjevily nad limitem detekce na žádném epg.
Využití genetické analýzy Nejběžnější a nejznámější využití: při identifikaci pachatele zločinu při určení otcovství
Využití genetické analýzy 2. Kvůli právním důsledkům a větší přesnosti soudního rozhodování se objevují požadavky na další genetická vyšetření, např.: prediktivní analýza mutací citlivosti nebo naopak rezistence na určitá farmaka analýza trombofilních mutací u dárkyň zárodečných buněk (kvůli následné nevhodnosti některých typů hormonální antikoncepce) analýza mutací u osob s psychickými poruchami Zvýšená potřeba genetických analýz souvisí také s rozvojem archeogenetiky, genealogie a dalších oborů.
Závěr Rostoucí citlivost metod forenzní analýzy umožňuje vyšetřit stále menší množství biologického materiálu. Důsledkem je rostoucí množství neúplných, kontaminovaných či směsných profilů, v nichž hrají velkou roli stochastické jevy. Dropout je jedním z nejdůležitějších stochastických jevů a jeho zahrnutí/opomenutí při výpočtu může významně ovlivnit výsledek interpretace. U složitějších případů je zahrnutí dropoutu náročnou záležitostí jak z hlediska statistické analýzy, tak z hlediska potřeby interpretace na základě zkušeností forenzního experta. Porozumět problematice dropoutu pomáhá částečně odstranit nejistotu a nepřesnost v interpretaci vzorků v široké škále oborů!
Děkuji za pozornost.