法醫物證檢測中DNA分析技術的應用

法醫物證檢測中DNA分析技術的應用
摘 要：本文以DNA 分析技術為研究對象,對其常見技術在法醫物證檢測中的應用進行了探究,以期拓 展法醫鑒定范圍、增強物證檢測質量的目的。

   隨著現代生物學和醫學的發展， 逐步形成了許 多DNA提取、鑒定和分析技術。 這些技術在多個領 域中得到了廣泛推廣和應用；[1]特別是在法醫物證檢 測中，DNA分析技術的應用開創了法醫物證檢測新 紀元， 為刑事案件偵辦和法醫學的發展提供了諸多 便利。 因此，對于DNA分析技術在法醫物證檢測中 的應用進行探究具有重要意義。 一、DNA指紋技術及應用 20世紀80年代， 遺傳學家在Southern雜交過 程中通過合成兩個小衛星探針得到了一系列變異程 度非常高、且具有顯著個性差異的譜帶，如同于人類 所特有的指紋，所以該種技術被稱為“DNA指紋技 術”。 該種DNA分析技術的應用機理在于人類個體 的核苷酸序列本身各不相同， 此時如果采用限制性 酶對其進行消化處理，則可以形成不同長度的DNA 片段， 且這些DNA片段在群體之中存在多態現象。 概言之，DNA指紋技術可以劃分成單位點探針和多 位點探針兩種類型， 后者可以對多個位點進行同時 檢測，鑒別幾率高。 但是該種DNA分析技術的檢測 周期比較長，操作流程非常復雜，對法醫檢測器材的 要求比較高。 而單位點探針技術每次僅能夠對一個位點進行檢測，鑒別效率比較差，在法醫鑒定方面的 應用率不足，現在已經逐漸被其他技術所取代。 二、STR分析技術及應用 檢測短串聯重復(Shorttandemrepeattechnology，STR）是一種廣泛存在于基因組中的一種DNA短 串聯重復序列， 其核心序列一般僅包含有2~6個堿 基， 相應的片段長度主要控制在100~500個堿基左 右，相應的重復次數主要控制在5~40次左右。 通過 在檢測中應用STR技術， 可以取得諸多應用優勢， 即：一是該種鑒定技術具有很高的檢測靈敏度，同時 兩條帶對應的擴增產量也保持一致； 二是考慮到基 因組中廣泛分布有STR位點，可以實現對那些已經 出現部分降解的DNA進行檢測，尤其適用于法醫物 證檢測過程中存在不完整物證的檢測中， 相應的檢 測效果比較理想。 但是該種檢測技術也存在許多缺 點和不足， 如當法醫物證中存在有其他干擾實際檢 測DNA的外源DNA時，即便是微量的，那么也會因 樣本污染問題而出現誤判問題。但是從整體上來看， STR技術的誕生和應用， 大大提高了人類個體鑒別 的準確度。 特別是隨著聚合酶鏈反應(Polymerase ChainReaction，PCR）技術水平的提升和自動測序設備的誕生和應用，進一步提升了STR技術應用的靈 敏度和識別率。目前，在法醫學有關親子鑒定或者個 人鑒定等工作中，均主要采用STR分析技術，比如 可以通過皮膚碎屑或者指紋等物證來進行檢測分 析， 是新時期法醫學物證檢測中最為常用的一種檢 測技術。 三、VNTR分析技術及應用 數目可變串聯重復序列 (VariableNumberof TandemRepeats，VNTR）， 是科學家在對DNA序列 進行分析和研究過程中所發現的一種重復串聯單 位， 相應的單位堿基長度主要控制在7~60個左右， 相應的重復串聯次數可以高達上百次； 同時， 該種 DNA重復性序列呈現出多種不同形式的狀態，相應 的位點在人類染色體端粒處。 通過在鑒定中引入 VNTR技術，可以有效地解決單位點DNA指紋分析 技術和多位點DNA指紋分析技術所存在的諸多問 題。 但是該技術在實際的鑒定應用中同樣會存在一 些問題和不足， 具體表現在兩條雜合子帶產量的差 異性會進一步增大相應的差異性， 以致會誘發誤判 問題的出現，所以在實際的應用過程中，需要對實際 的情況進行綜合分析， 必要的時候可以配合其他 DNA分析技術來共同鑒定。 [2] 四、單核苷酸多態分析技術及應用 “單核苷酸多態性”(singlenucleotidepolymorphism，SNP） 是指因單個核苷酸變異而致使DNA序 列呈現出多態性， 其相應的變異機理由單個堿基變 化造成的。 在傳統的SNP分析技術中，主要包括擴 增片段長度多態性(AmplifiedFragmentLengthPolymorphism，AFLP）、 微衛星 (ShortTandemRepeats， STRs）等。實際上，SNP具有很高的分布密度，同時相 應的穩定性也比較強， 所以在人類起源進化等相關 生物科學研究的過程中常常采用SNP分析技術，同 時也可以在法醫個體識別鑒定工作中應用該種檢測技術。該種檢測分析技術的優點是不存在漏擴問題， 同時容易進行擴增， 尤其適用于那些降解或者腐敗 比較嚴重的法醫物證鑒定工作中的檢測。近年來，隨 著高效液相層析技術、微陣列DNA芯片技術等先進 生物科學技術的快速發展，SNP分析技術的檢測效 率進一步得到提升， 擴大了其在法醫物證檢測工作 中的應用范圍。 五、線粒體DNA分析技術及應用 人類幾乎全部細胞中均包含有線粒體，其DNA 是人類第二套基因組DNA， 是細胞核外的遺傳物 質，相應的可變區域比較高。在人類，線粒體DNA本 身具有母系遺傳特征， 四代之內全部母系親屬的線 粒體序列基本保持一致， 所以可以基于該現象來進 行母子鑒定。 隨著DNA自動測序設備的誕生和應 用， 線粒體DNA分析技術的應用范圍得到大大拓 展，尤其適用于考古、人類起源探查等工作；法醫物 證檢測領域也不例外， 比如可以在法醫物證檢測中 對骨骼、毛發以及指甲等進行檢測，相應的檢測靈敏 度比較高。 [3]線粒體DNA的檢測技術中最常用的是 熒光染料標記全自動測序技術。 該項技術可以在 DNA聚合酶的幫助下進行樣品DNA的擴增， 并利 用特定的標記物來給擴增產物標注上熒光， 最后在 自動檢測儀上得出目標的堿基排列順序。 總之，DNA分析技術在法醫物證檢測中的應 用，可以大大提高物證檢測的質量，無論是完整的物 證，還是已經出現高度腐敗或者破壞的物證，均可以 采用相應的DNA分析技術來進行鑒定。但是考慮到 DNA分析技術種類比較多，相應的應用條件和應用 效果也不盡相同，所以為了確保應用的質量，必須要 注意結合實際的法醫物證檢測需求和條件來合理選 擇DNA分析技術， 必要的時候可以融合多種DNA 分析技術來達到提高檢測準確度的目的。