法医DNA分析技术

第十六章法医DNA分析技术

第一节概论

1985年英国遗传学家Alec Jeffreys建立了DNA指纹技术，并成功的应用于一起移民案涉及的亲子鉴定，开辟了法医物证DNA分析的新纪元，实现了法医物证鉴定从否定、排除到认定的飞跃。法医DNA技术在短短的十几年里得到了飞速的发展和广泛的应用。特别是在2000年全国公安系统开展打击拐卖妇女儿童专项斗争中，应用DNA分析技术进行了大量的亲子鉴定。辨明了被拐儿童的身份，使他们回到了亲生父母的身边和亲人团聚，从而使广大公安政法人员及人民群众认识到法医DNA分析技术的重要作用。

一，法医DNA分析研究的内容。

法医DNA分析是应用现代DNA分析技术，分析DNA遗传标记在群体中的分布与传递规律。确定分析样品的一致性与遗传关系，为侦察破案和司法审判提供证据的一门科学技术。他涉及遗传学，分子遗传学，群体遗传学，生物化学，分子生物学和计算机学等多门学科的交叉和综合应用。

脱氧核糖核酸简称DNA(deoxyribonucpeic acid )是存在于细胞中的遗传物质。它包含了机体发育和功能所必需的全部信息。除同卵双生外，每个人的DNA碱基(A、T、C、G)序列均不相同，是独一无二的。这些DNA序列上的差异有的在个人特征如眼睛、发色、肤色等表现出来，更多的是不表现在个人的生理外观特征上，必需用实验室特殊技术才能测定出来。法医DNA分析就是应用特殊的实验技术研究个体间的DNA差异及其遗传规律，而服务于侦察破案和司法审判。(

自1985年DNA指纹诞生以来，经过十几年的发展，法医DNA分析已建立了DNA指纹技术，PCR扩增片段长度多态性分析技术和线粒体DNA测序等三大主要技术，并在此基础上发展了一些新的技术方法如MVR——PCR、PCR——SSOP、SSP——PCR等共同形成了法医DNA分析技术。

二，法医DNA分析的对象

法医DNA分析的案件中主要涉及人体各种体液斑、组织、毛发及表皮脱落细胞等。但是在某些案件中已涉及到动物、植物及犯罪现场土壤中微生物的DNA分析。

三，法医DNA分析的任务。

法医DNA分析的主要任务是个人识别和亲子鉴定，由于DNA遗传标记的高识别率，Y染色体遗传标记呈父系遗传，线粒体DNA呈母系遗传，从而使亲子鉴定由过去一般遗传标记亲子鉴定的有限范围得到较大的扩大，可以进行隔代、几代甚至多代的亲子关系鉴定。

四，法医DNA分析的应用范围。

法医DNA分析应用于所有涉及有细胞的生物物证的案件中。(1)凶杀、性犯罪、恶性械斗。

(2)犯罪现场无意中留下的指纹、毛发、唾液(烟头、口香糖、面罩盗窃案使用的面罩等)。(3)碎尸案尸源鉴定。(4)空难或突然性事件中尸源认定。交通事故中尸源及带有可疑血痕，组织，毛发等肇事车的认定。(5)拐卖儿童、离婚、移民、入户、寻亲、遗产继承、计划生育超生及医院错抱婴儿的亲子鉴定。(6)器官移植，医疗纠纷中的个人识别与亲子鉴定等。

五，法医DNA分析的特点。

DNA遗传标记与传统的蛋白遗传标记相比有以下特点。(1)遗传标记多，信息量大。(2)标记的遗传类型全，常染色体遗传标记按孟德尔规律遗传，Y染色体的遗传标记呈父系遗传，线粒体DNA呈母系遗传。(3)可分析的物证种类多，存在广泛。凡是含有细胞的生物物证均能进行DNA分析。(4)DNA在自然环境中具有较高的稳定性。保存几十年的血痕，精斑可进行DNA 分析。(5)同一个体物证具有比对的通用性。DNA遗传标记具有个体组织的同一性，可以用同一个体的任何组织或体液均能得到该个体相同全部遗传信息。因此进行比对和鉴定，不必采用相同的组织。(6)方法灵敏，检材用量少。以PCR技术为基础的分析方法只需ng级DNA就可获得检验结果。(7)自动化程度高，速度快。(8)可以建立数据库，进行查档对比，检索破案。

六，法医DNA发展简史与进展

(一)法医DNA发展简史

1944年，Oswald Avery证实了细胞成分DNA(脱氧核糖核酶deoxyriibonucleic Acid)为遗传

特征从上代向下一代传递的载体。1953年，James Watson和Francis Crick阐明了DNA分子结构为双螺旋结构。1980年，David Bostein和同事首先发现在遗传水平上人群间存在小的差异，用RFLP技术检测这种差异。1984年，Alec Jeffreys在调查疾病的DNA遗传标记时，发现了DNA指纹图(DNA fingerprint)。1985年，首次进行一起移民涉及的亲子鉴定，1986年首次应用于二起强奸杀人案。1985年，Kary Mullis发明了多聚酶链反应(polymerase chain Reaction，简称为PCR)，同时4色荧光自动测序问世。1990年，PCR技术在法医学应用，第一个用PCR分析的遗传标记为HLADQα。1990年，Jeffreys报道小卫星D1S8基因座串联重复单位内部存在差异，1991年报道用；MVR—PCR分析小卫星可变重复序列。1991年，荧光标记复合扩增分析STR基因座和应用Chelex—100方法提取DNA。1992年，开始报道用毛细管电泳分析STR 结果。1993年，第一个商业STR试剂盒面世，PCR同步扩增Amelogenin基因座进行性别鉴定。1996年，多色荧光标记STR试剂盒向世，开始报道用MALDI—TOF分析STR扩增产物和线粒体DNA基因芯片。1997年，开始大量报道Y—STR基因座。1998年，2 000个SNP杂交芯片闻世。1999年，Y—STR得到比较广泛的研究、应用。2001年，人类基因组计划框架初步完成。

(二)国内外进展

DNA指纹技术问世后受到了各国司法、警察和法庭科学界的高度重视，各国广泛研究和采用DNA技术进行办案。欧洲各国初期广泛采用的主要是DNA纹印系统，北美除DNA纹印系统外，开发和应用了HLADQa和Polymarker等系统，现在世界各国广泛使用的是复合STR系统，并进行DNA的直接测序分析(主要用于mtDNA)。

我国于1986年开始法医DNA分析技术应用研究，1988年有研究成果报道，1989年正式应用于实际案件鉴定。研究和应用的法医DNA分析主要有DNA指纹(3′HVR—α—珠蛋白探针，Myo探针等)、小卫星(VNTR)扩增片段长度多态性(D1S80，APOB等)、微卫星(STR—PCR)复合扩增、数字编码小卫星系统、线粒体DNA测序、DNA的性别鉴定。等等。现在广泛使用的是复合STR系统和DNA的直接测序分析(主要用于mtDNA)。

20世纪末的微制造技术解放了集成电路工业，加快了计算机的速度和运行能力。同样微制造技术使DNA分析中的样品制备和一些分析步骤微型化，设计一些仪器可以在犯罪现场进行生物物证的分析，使DNA分析比传统实验室分析得更快、成本更低。目前在研究开发的主要有以下三个微型化DNA分析仪器：微芯片毛细管电泳装置(microchip capillary electrophoresis device)、微型热循环仪(miniature thermal cycler)和杂交阵列(hybridization array)。未来的法医DNA分析发展方向是微型化、智能化、网络化与全自动化，从DNA分析的结果中获得更多的个体信息。

第二节检材的提取、保存与送检

DNA分析检材的提取、保存与送检原则与一般物证检验相同下面介绍常见检材的的提取、保存与送检方法。

一、常见检材的提取与保存

(一)血液和血斑

1．新鲜血液(1)新鲜血液由医务人员用无菌一次性的注射抽取1-5ml静脉血液，加入EDTA二钠盐或枸缘酸钠抗凝放入试管中，充分混匀，加封。或者将抽取的血液直接涂抹在无菌纱布或干净滤纸上，晾干制成血痕，也可采集末梢血制成1 cm 2以上的血痕。如果要进行DNA 指纹分析，以液体血液送检为最佳。(2)每个试管应标明日期、时间、嫌疑人的姓名、地点、采血员的姓名、采集的数量、案件名称编号和物证编号。(3)血液样品应置于4℃冰箱保存，制成血斑的，则在室温晾干，并应尽快送检。

2．现场的液体血(1)液体血应该使用干净的(最好是灭菌的)注射器或一次性吸管，将其吸至洁的(最好是灭菌的)试管内。(2)凝血块可以使用清洁的药匙将其移至清洁的试管内。(3)可以使用清洁的纱布吸取液体血或凝血块制成血痕，在包装和送往实验室前应晾干(禁止阳光直射)。

(4)标明样品案件名称编号、物证编号、日期、时间、采集物证的位置，以及物证采集员的姓名。

3．冰雪上和水中的液体血(1) 冰雪上和水中发现的血液应立即提取，以免被进一步稀释。

(2)将那些最浓的样品尽可能地搜集到清洁、适合的容器内；采集时应尽可能避免杂质污染。