vznikající oblast mikrobiální forenzní vědy

forenzní věda zahrnuje aplikaci vědy na vyšetřování právních a politických záležitostí. Věda nemusí nabízet definitivní odpovědi ve všechpřípadů, ale často hraje zvláštní vyšetřovací roli. “Věda atechnologie slouží jako nezávislí “svědci” kriminální nebo občanské záležitosti, zpravodajství a politika ” (Murchpresentation, 2013). Cílem vymáhání práva je “atribuce”—tedy určení, kdo spáchal trestný čin. Na základě analýzy biologických a jiných důkazů vytváří lawenforcement důvod pro přiřazení ke konkrétnímu zdroji nebo zdrojům.Důkazy podporující přiřazení musí být spolehlivé a vhodné pro použití v právních řízeních a pro informování o rozhodování na nejvyšší úrovni.

Microbial forensics se snaží rychle vytvořit spolehlivé závěry k ochraně veřejného zdraví a s dostatečnou platností a kvalitou, aby sloužily právním a politickým účelům. V mikrobiální forenzní vědě může vymáhání právapartner s vědci z mikrobiologie, genetiky,veřejného zdraví, zemědělství a mnoha dalších oborů k identifikaci a charakterizovánípatogeny nebo jejich toxiny, které se podílejí na biologických událostech.

Dr. Randall Murch nabídl pět důležitých otázek, které rámují pozadí mikrobiální forenzní analýzy:

proč existuje důležitá potřeba mikrobiální forenzní analýzy?

jaký je současný stav techniky?

jak se liší forenzní analýza používaná pro vyšetřování trestných činůepidemiologické vyšetřování pro veřejné zdraví?

jaké jsou hlavní výzkumné výzvy pro tuto oblast?

jak lze základní vědu použít k řešení současných výzev formikrobiální forenzní a jak by to mohlo pomoci v jiných oblastech, jako je veřejné zdraví?

Murch vysvětlil, že mikrobiální forenzní analýza ve Spojených státech začala v roce 1990s vytvořením jednotky pro reakci na nebezpečné materiály(HMRU) Federálního úřadu pro vyšetřování (FBI). Jednotka byla vytvořena na podporu podezřelých nebo známých vyšetřování bioterorismu tím, že poskytla vyšetřovací vedení a podpořila stíhání nebo osvobození s vědeckými důkazy. Jednotka FBI zpočátku čerpala z legacy sciencebeingů vyvinutých nebo prováděných vědci v národních laboratořích a univerzitách po celých Spojených státech a zaměstnávala forenzní vědní principy a postupy, aby se pokusila předložit důkazy, které by byly přijatelné u soudu podle právních požadavků a norem USA. FBI takéuznal důležitost spolupráce s komunitou veřejného zdraví.V době příprav na letní olympijské hry 1996 v Atlantě byla založena spolupráce s americkým střediskem pro kontrolu a prevenci nemocí (CDC), která stále probíhá. CDC poskytuje například školicí materiály o forenzní epidemiologii.2

ačkoli mikrobiální forenzní zahrnuje základní výzkum pro vývojtechniky nebo metodiky, otázky, procesy zapojené do, očekávání a hledané výsledky mohou být různé nebo náročnější než pro základní výzkum. Věda v mikrobiální forenzní vědě, stejně jako Vševěda, musí (1) být před použitím řádně ověřena a přijata vrstevníky a zaměstnanci (vědecké, právní, politické), ale musí také (2) prokázat, že získané informace mohou odpovědět na klíčové vyšetřovací a právní otázky. Mikrobiální forenzní půjčuje, přechody, a rozvíjí vědu z příbuzných oborů pro své vlastní účely. Setkání s těmito výzvami zvýší hodnotu mikrobiální forenzní analýzy tím, že poskytne” skoky ” v hodnotě, důvěře a včasnosti pro kritické rozhodování a posune další související disciplíny.

v případě podezření na biologický útok by vedoucí měli otázky týkající se totožnosti a zdroje biologické hrozby, na kterou se zpravodajské služby,veřejné zdraví, vymáhání práva a forenzní pracovníci musí pokusit odpovědět (viz rámeček 1-2A). Političtí lídři chtějí správné odpovědi-a rychle-aby mohli jednat vhodně. Forenzní věda může pomoci odpovědět na tyto otázky a je to podstatné, aby odpovědi byly spolehlivé. Političtí lídři zároveň musí posoudit nejen to, zda jsou informace objektivně věrohodné a obhajitelné,ale také to, zda je klíčové publikum přijme.To může být hlavní problém na národní úrovni, ale stává se mnohem většímzvážení při řešení mezinárodních vztahů, bezpečnosti a teroristických otázek (viz další část). Jak “elity”, tak”veřejnost” mohou odmítat informace kvůli nedůvěře k těmto zdrojům a dalším emotivním faktorům. Při použití výsledků vědy musí politici (a mezinárodní vyjednavači) brát tyto faktory do úvahy také, nejen objektivní vědu. Je mimo rozsah této zprávy podrobně zkoumat tyto politické faktory, ale musí být vzaty v úvahu při vývoji a uplatňování mikrobiálních forenzních schopností.

 Box Icon

BOX 1-2

otázky forenzní může pomoci odpovědět. Co je nebo bylo? Kdo to udělal?

z hledisek vyšetřovacích/právních a zpravodajských/politických, jak je uvedeno v kolonce 1-2B, By však mohl vzniknout poněkud pestrý soubor otázek. Tyto strany budou mít stejné otázky jako národní lídři, ale mohou mít také mnoho dalších otázek, zejména pokud jde o přesnost,spolehlivost, platnost, důvěryhodnost a obranyschopnost vědeckých důkazů. Mohou mít také informace o pravděpodobnosti přijetí důkazů a o způsobech, kterými by se různí aktéři mohli pokoušet manipulovat s informacemi z politických důvodů. Forenzní může přispět k odpovědi, ale důkazy jsou jednoznačně typu “Kuřácké zbraně”. Zatímco legalframeworks existují pro důkazy, politické rámce jsou vyvíjeny.

ve Spojených státech musí být důkazy v trestním řízení v souladu se standardem důkazu o systému trestního soudnictví, aby byly přijatelnév soudním řízení, a normy musí být splněny na každém kroku vyšetřování. Vyšetřovací stopy musí být například založeny na ověřitelných a ověřitelných důkazech, aby orgány mohly získat další důkazy a / nebo donutit podezřelé strany ke spolupráci různými způsoby.Ve Spojených státech a mnoha dalších zemích, “standard proofin trestního řízení je” nade vší pochybnost, ” což znamená, že celkový důkaz musí být tak silný, že neexistuje důvodnépochybnosti, že obžalovaný spáchal trestný čin.”3 důvodná pochybnost samozřejmě závisí na posouzení všech důkazů předložených během soudního řízení porotci (nebo tvůrci politik).

Murch definoval “vědecké přisuzování” jako přiřazení vzorku zpochybňovaného původu ke zdroji nebo zdrojům známého původu k Nejvyššímu možnému stupni vědecké jistoty – při vyloučení původu z jiných zdrojů (Murch, 2010). Ideálními příklady jsou analýzy otisků prstů a DNA, které mohou poskytnout vysoký stupeň vědecké jistoty, že důkazy pocházejí z jednoho zdroje až po vyloučení všech ostatních. Podle Murcha však mikrobiální forenzní pracovníci zatím nemohou tvrdit, že míra jistoty a v mnoha případech nemusí nikdy dosáhnout takové specifičnosti. Kromě toho se norma proatributace požadovaná u soudu může lišit od normy požadované proposkytnout politické rozhodnutí.

proces forenzního vyšetřování začíná shromažďováním zpravodajských informací ainformace k položení základů a ospravedlnění vyšetřování. Po tomto počátečním shromažďování informací následuje časově řízené, multidisciplinární, vícezdrojové vyšetřování s cílem provést proces vyloučení a vyloučení. Vyšetřování místa činu zahrnuje důkazy o identifikaci, sběru, konzervaci a přepravě, jakož i o předběžném testování, které se snaží prokázat, že buď a) vzorkem je pravděpodobně určitá látka, nebo b) vzorek rozhodně není určitou látkou. Laboratorní analýzy poskytují hlubší charakterizaci asrovnání dotazovaných zdrojů a známých vzorků zdrojů. V průběhu celého procesu musí vyšetřovatelé interpretace analýz a konklusí vtáhnout do kontextu a převést je tak, aby vyhovovaly potřebám uživatelů v reálném čase i koncových uživatelů. Murch, bývalý úředník FBI, to uvedlvyšetřovatelé by také měli poskytnout alternativní interpretace analýz.Během vyšetřování forenzní pomáhá při budování a formovánírozhodnutí a akcí. Proces je iterativní, pomáhá plnit břemeno důkazu, je součástí stavby směrem k trestnímu stíhání,a podporuje osvobození.Nakonec jsou všechny získané důkazy a informacekomunikaci a rozhodování. Nestranné výsledky, závěry, avysvětlení události, jakož i alternativní vysvětlení, musí být poskytnutysystémy právního a politického rozhodování a ostatním účastníkům řízení.

věda hraje roli v každé fázi forenzního vyšetřování, a to nejen vzaložení viny nebo neviny. Například věda pomáhá získat stopy, a to opakovaně během vyšetřování případu z roku 2001. Nakonec vyšetřovatelé zváží kombinovanéforenzní důkazy vyloučit nebo přiřadit ke zdroji (obrázek 1-2) na podporu zjištění viny nebonevinnosti.

 obrázek 1-2. Forenzní kontinuum představuje vyhodnocení a analýzu mikrobiálního vzorku k určení jeho vylučovací nebo přisuzovací hodnoty.

obrázek 1-2

forenzní kontinuum představuje hodnocení a analýzu mikrobiálního vzorku k určení jeho vyloučení nebo přisuzováníhodnota. Tyto výsledky budou integrovány s dalšími důkazy a informacemizjistit nevinu nebo vinu. Zdroj: Budowle (více…)

vzhledem k tomu, že informace generované forenzními metodami mají být použity zákonem v soudních sporech, cíle těchto metod se liší od cílů tradičního výzkumu. Kromě přesnosti, spolehlivosti a opakovatelnosti požadované v tradičním výzkumu jsou forenzní metodikypodléhají dalším přísným požadavkům. Existují požadavky na přípustnost “nové vědy” v právním procesu USA a podobné požadavky jsou vyvíjeny pro politický proces.

ideální metodika forenzní vědy by zahrnovala cíle uvedené v doručené poště 1-3A. dosažení těchto cílů by pomohlo zajistit, aby vzorky byly shromažďovány a zpracovávány vhodně, aby se co nejvíce zachovaly cílové důkazy; analýzy a srovnání vzorků známých zdrojů (K) a dotazovaných zdrojů (Q) byly provedeny s příslušnou diskriminací a rozlišením; analýzy jsou spolehlivé a opakovatelné, s jasně definovanou mírou chyb nebo definovanými omezeními; a proces přináší interpretovatelné, důkazní výsledky, které lze sdělit a podpořit. Ideální forenzní vědecký systém by překonal prvky uvedené v rámečku 1-3B a umožnil zařadit vhodné vědecké metody, nástroje, vybavení, infrastrukturu a personál tak, aby vyhovovaly potřebám zadavatele a zúčastněných stran. Takovýto systém by pomohl zajistit, aby kontrola kvality a zajištění kvality mohly být udržovány prostřednictvím fází terénního posouzení a analýzy, sběru a uchování důkazů, laboratorní analýzypro charakterizaci neznámého nebo zpochybněného vzorku a / nebo jeho porovnání s vzorkem ze známého zdroje, interpretace a závěrů a hlášení a komunikace.

 Box Icon

BOX 1-3

forenzní vědecké metody a systémové prvky. Robustní sběr a uchování důkazů o relevantním využití vzorků

zakladatelé HMRU uznali, že budování mikrobiální forenzní disciplíny by vyžadovalo agregaci široké škály disciplín (např., epidemiologie, genomika, 4metagenomika, 5A další” omics ” disciplíny, Biostatistika a populacionegenetika, 6analytická chemie a biochemie, mikroskopie, bakteriologie, mykologie, virologie, klinická medicína pro infekční nemoci, veterinární medicína, patologie rostlin, věda o potravinách, ekologie, věda o materiálech, procesní inženýrství, fyzikální vědy a bioinformatika a výpočetní věda). Murch zdůraznil, že mnoho z těchto disciplín je takézákladní pro veřejné zdraví a lékařskou vědu. Jak bylo uvedeno výše, potřeba silné unie a dynamické spolupráce mezi donucovacími orgány a veřejným zdravím za účelem vyšetřování možných biologických útoků od počátku události až po událost byla uznána na počátku vývoje mikrobiální forenzní analýzy.Veřejné zdraví, medicína infekčních nemocí a vymáhání práva je třeba zjistit, zda je událost úmyslná, náhodná nebo přirozená. Důležité je, že každý může využít toho druhéhozdroje k dosažení stejných počátečních cílů. Hlavní rozdíl mezi těmito dvěma přístupy spočívá v tom, že cílem vyšetřování v oblasti veřejného zdraví je řídit reakci na veřejné zdraví a chránit zdraví a bezpečnost veřejnosti, zatímco donucovací orgány mají zajistit bezpečnost a bezpečnost tím, že zatknou a usvědčí ty, kteří útok spáchali.

mikrobiální forenzní analýza se snaží odpovědět na tyto otázky:

co je to agent hrozby? Obvykle to stanovínebylo obtížné, i když se nemusí vyskytnout v optimálním časovém rámci.

je to důkazní nebo relevantní? Stanovení jistotyzde je obtížnější. Vědci mohou pracovat například se stopovými počty nebo analýza může vyžadovat pochopení pozadí vzorku, aby porozuměli zdroji.

může být propojen se zdrojem? Zavedení tohoto systému vyžaduje pochopení síly metod používaných k diskriminaci a charakteristice s přijatelnými limity spolehlivosti.

jaký je význam a váha závěru?

cílem procesu mikrobiální forenzní analýzy je použití mikrobiálních analýz a dalších důkazů k fixaci dotazovaného zdroje na pozici na kontinuu, které se pohybuje od “nemohlo pocházet z” na “konzistentní7 s tím, že pochází z” na “absolutně pochází z” známého zdroje. Identifikace je opět jednodušší než přiřazení. Vyloučení, asociace, a atribuce závisí na několika klíčových faktorech, s vícehodnota a váha daná atribuci odvozená, když lze vyloučit více možných zdrojů. Musí být uvedena nejistota a důvěrakvalitativně nebo kvantitativně.

velikost mikrobiální forenzní pracovní plochy je obrovská. Na rozdíl od situací, ve kterých je člověk zdrojem biologických důkazů (jeden druh, dva agenti), mikrobiální forenzní analýza se zabývá nesčetnými organismy, včetně virů, bakterií,hub, parazitů a toxinů, které některé z těchto organismů produkují. Důležité by také mohly být vektory, kterými se šíří infekční choroby, a jejich nosiče, ve kterých pobývají. Biologické složky se neomezují pouze na ty, které se objevují v “hrozbách” vyvinutých různými zeměmi (např. Kategorie bioteroristických činitelů CDC”a, B A C”).8 ani lidé nejsou jediným možným cílem-mohly by být i zemědělské rostliny a zvířata.Kromě toho mohou být agenti ohrožení bioinženýrství a řada infekčních činitelů by mohla být zneužita na základě motivů, prostředků, zdrojů a cílů pachatele.

jak poznamenal Murch, ve světle toho všeho bychom se měli ptát sami sebe, zda jsou dnes zavedeny forenzní techniky, které musíme čelit této rozmanité škále potenciálních biologických hrozeb, a zda mohou splnit očekávání všech úrovní zainteresovaných stran?

většina práce mikrobiální forenzní dnes je založena na studiibiodiverzita, fylogenetika, 9 fylogeografie, 10 genomika a vývoj metod s větší citlivostí na detekci a úroveň detailů, extrakční metodiky a strategie sběru. Věda směřuje k rychlejší propustnosti, cleverbioinformatice, 11 a dalším metodám. Spojené státy a některé další země značně investovaly do sekvenování genomů12-sledováním různých metod a technologií, včetně vývoje kompaktních stolních jednotek-a bioinformatiky.

mikrobiální forenzní analýza také zkoumá, zda bylo činidlo geneticky manipulováno nebo chemicky ošetřeno, aby bylo virulentnější nebo dispergovatelnější nebo aby maskovalo jeho vlastnosti. Agent mohl být zpracován hrubě nebo svelká sofistikovanost. Analýza zpracovatelských prvků, jako jsou metody růstu, separace, praní, sušení, mletí a použití přísad, může pomoci dále charakterizovat výrobní proces a zdroj biologického materiálu a obvykle se stanoví pomocí fyzikálních a chemických analýzkteré mohou používat přístrojové vybavení, jako je hmotnostní spektrometrie.13

tradiční forenzní důkazy (např. otisky prstů, stopové důkazy, digitální, materiály) jsou stále důležitou součástí atribuce, která by neměla být označována. Mikrobiální forenzní analýza vyžaduje, aby vědečtí vyšetřovatelé bezpečně a správně řešili důkazní klasické důkazy a zároveň studovali biologickou látku jako důkaz.

existuje mnoho scénářů událostí, na které jsme špatně připraveni reagovat nebo vyšetřovat pomocí mikrobiální forenzní analýzy. Mezi ně patří zavedení vysoce agresivního “nového kmene” influenzaviru během chřipkové sezóny, různé scénáře zavádějící biologické hrozby do populací zemědělských zvířat nebo plodin a útoky používající patogeny, které byly navrženy tak, aby naznačovaly, že pocházejí ze zdroje jiného než skutečného zdroje. Pokud pachatel používá přírodu pro svévýhodu, některé případy nemusí být nikdy vyřešeny.

v některých případech může forenzní věda a mikrobiální forenzní věda přispět pouze omezenými příspěvky z různých důvodů. Budoucnost mikrobiálníchforenzika spočívá v překlenutí těch mezer, které snižují kapacitu. Například, Murch identifikoval potřeby pro lepší bioinformatiku, rychlejší sekvenování throughputgene,a zvýšené zaměření na biosurveillance, endemismus, metagenomika,proteomika, 14 a další ” omics.”

další část se zabývá dalšími výzvami pro mikrobiální forenzní výzkumyv mezinárodním prostředí, kde je zapojeno více než jedna země.

Kategorie: Articles

0 komentářů

Napsat komentář

Avatar placeholder

Vaše e-mailová adresa nebude zveřejněna.