单卵双生子全基因组变异检测流程系统评估
全基因组测序(whole-genome sequencing, WGS)是实现精准个体识别和遗传诊断的关键技术。然而,不同算法在检测小变异(如SNVs/INDELs)方面的灵敏度、特异性和计算资源需求存在显著差异,传统基准测试往往基于模拟数据或非极端样本,无法充分模拟真实世界中的挑战,如司法场景中区分高度相似的个体,或医学中追踪罕见突变。为应对上述挑战,司法部司法鉴定科学研究院与澳门大学合作研究,采用单卵双生子作为“极端情境”模型,对8种主流全基因组测序变异检测工作流程进行了系统性基准评估,这种模型能揭示算法在低频变异检测上的局限性,同时为大规模WGS应用提供优化指导,且后续可通过识别双生子间的突变热点和功能位点,为司法鉴定应用提供快速、精准且控制成本的流程参考。结果显示,DRAGEN比对结合BCFtools作为变异检测工具,在识别双生子间极低频差异变异时,兼具高灵敏度和高效率,是当前WGS大规模应用的性价比优选方案;而GATK HaplotypeCaller在准确率和召回率上表现最佳,但计算资源消耗明显偏高。尽管这项研究的结果尚不足以直接作为司法鉴定的可靠依据(因为它依赖于有限的高置信度“Ground Truth”位点,且未涉及大规模验证),但此研究为司法鉴定中识别并区分单卵双生子的突变热点及具体位点功能分析提供了重要参考,同时为罕见突变发现及高精度人群队列研究中选择变异检测工作流程提供了直接的指导原则。