EuroForMix在DNA混合图谱解卷积与证据权重计算中的效能评估：法医遗传学混合分析新工具的比较研究

　　本研究针对法医DNA混合分析中因降解或低模板样本带来的随机效应与人为干扰等挑战，重新评估了EuroForMix（EFM）软件在解卷积与证据权重（LR）计算中的表现。通过对巴西联邦警察2022年两起真实案件样本的再分析，发现EFM在LR计算与主要贡献者基因型推断方面优于传统工具（LRmix Studio、GeneMapper? ID-X及实验室验证表格），显著提升证据解释的准确性与效率，为复杂DNA混合物的法医鉴定提供了更可靠的定量分析方案。

　　

在犯罪现场，生物样本往往包含多个个体的DNA混合物，这给法医鉴定带来了巨大挑战。尤其是在处理降解或低含量的DNA样本时，随机效应（stochastic effects）和技术伪迹（artifacts）会进一步增加分析的复杂性。传统的DNA混合分析方法高度依赖分析人员的主观判断，且在处理低模板或复杂混合物时表现不稳定。随着犯罪样本类型的多样化（如接触DNA、枪支拭子等），混合图谱的出现频率显著上升，这使得发展更客观、更精确的分析方法成为法医遗传学领域的迫切需求。

在此背景下， probabilistic genotyping（概率分型）和 continuous model（连续模型）方法逐渐成为解决复杂DNA混合分析的关键工具。它们能够通过数学模型定量评估证据的强度，并计算似然比（Likelihood Ratio, LR），从而为法庭提供更具说服力的科学证据。EuroForMix（EFM）便是其中一款基于连续模型的开放源代码软件，它整合了混合图谱解卷积（deconvolution）和证据权重计算功能，旨在提升分析效率和结果的可重复性。

本研究由巴西联邦警察国家犯罪学研究所DNA法庭实验室的研究团队开展，研究论文发表在《Forensic Science, Medicine and Pathology》。研究团队重新分析了两起2022年由该实验室处理的真实案件中的DNA样本，旨在评估EFM在解卷积和LR计算中的表现，并与之前采用的LRmix Studio、GeneMapper? ID-X和实验室内部验证的电子表格方法进行系统比较。

为开展本研究，团队主要运用了以下关键技术方法：首先，采用PowerPlex? Fusion 6C试剂盒进行STR扩增，使用毛细管电泳技术获取DNA图谱；其次，利用EuroForMix v.3.4.0进行混合图谱解卷积与LR计算，参数设置包括F_ST校正值0.02、drop-in概率0.0005、stutter比例先验分布为dbeta(x,1,1)等；此外，分析中纳入了降解模型与stutter（前后向）效应，LR计算采用“Optimal Quantitative LR”模型，模型验证显著性水平设为0.01，并基于巴西国家DNA数据库推荐的等位基因频率进行计算（SE33基因座除外）。

案例一：车辆后舱生物痕迹分析

案件涉及警方行动中平民死亡事件，采集了车辆后舱中的5处生物痕迹（Q1-Q5）及受害者参考样本（ref1）。结果显示，Q2与Q3为单一男性个体分型，Q3与ref1匹配；Q1、Q4、Q5为混合图谱，其中Q1的次要组分与ref1共享等位基因。使用EFM重新计算Q1和Q3的LR值，并与之前LRmix Studio和实验室表格的结果对比。EFM在Q1中计算出LR为1.465×10²³，显著高于LRmix Studio的6.969×10¹³；Q3的LR与实验室表格结果一致。此外，对Q4和Q5进行解卷积分析，EFM与GeneMapper? ID-X在主要贡献者基因型推断上基本一致，仅FGA基因座在Q4中存在ID-X结果不明确而EFM明确的情况。

案例二：高速路弃置车辆物证分析

该案件涉及三辆弃置车辆中的32处生物样本，本研究聚焦其中8处关键样本（Q1、Q3、Q6、Q7、Q15、Q18、Q19、Q29）及两名嫌疑人参考样本（ref2、ref3）。先前分析中，多数样本采用实验室表格计算LR，Q29采用LRmix Studio，混合图谱解卷积使用GeneMapper? ID-X。EFM重新分析后，所有样本的LR值均有显著提升，例如Q1|ref2的LR从3.593×10¹⁰提升至2.789×10²¹，Q7|ref2从2.380×10²¹提升至2.449×10²⁶。解卷积方面，EFM在多数样本中推断出更完整的基因型，特别是在贡献者比例均衡的混合样本（如Q1）中，ID-X未能明确主要贡献者基因型，而EFM通过假设H_d下的Top Marginal表估计实现了更高分辨率的推断。

研究结论与讨论部分强调，EFM在DNA混合分析中展现出高效、一致且更优的解析能力。其优势主要体现在三方面：一是在LR计算中能有效整合stutter、drop-in/drop-out等效应，提升证据权重强度；二是在解卷积中通过定量模型减少主观性，尤其适用于不平衡混合样本；三是软件一体化操作减少了人工录入错误，提高了分析效率。然而，研究也指出EFM目前尚不支持amelogenin（性别基因座）解卷积，且审计数据记录不够完善，需进一步优化。

本研究的意义在于为法医实验室提供了一种经过实战验证的、可靠的DNA混合分析工具。EFM不仅适用于常规案件，对低模板、降解样本及复杂混合物的处理表现尤为突出。此外，该研究强调，尽管软件工具极大提升了分析效率与准确性，最终结果仍需由经验丰富的分析人员结合案件背景进行综合判断。未来，需开展更多统计验证与敏感性研究，以进一步确立EFM在不同情境下的适用性与可靠性。

总之，这项研究通过真实案例的再分析，证实了EuroForMix在法医DNA混合解卷积与证据权重计算中的显著优势，为全球法医遗传学实验室提供了重要的方法学参考，并推动了DNA证据解释向更客观、更透明的方向发展。