第六节 DNA鉴定
一、DNA鉴定技术概述
DNA技术是20世纪80年代中期兴起的一项新兴鉴定技术。经过十多年的发展,DNA鉴定技术取得了突破性的成就。分子克隆、分子杂交、序列分析等新技术的发展应用,使人们得以在DNA分子水平上研究基因组DNA的差异,实现了物证检验从否定到认定的飞跃,在法庭科学史上具有划时代的意义。目前DNA分析技术广泛应用于杀人、强奸等案件的物证鉴定及亲子鉴定、个人识别、性别鉴定等,并发挥着十分重要的作用。DNA鉴定技术已成为各国在解决亲权争议和与犯罪做斗争中不可缺少的工具。
DNA(deoxyribonucleic acid)即脱氧核糖核酸,是一切生物体最基本的遗传物质,位于细胞核中,与蛋白质共同构成染色体。个体遗传差异的本质不是在蛋白质,而是在DNA分子水平。DNA分子是由脱氧核糖、磷酸和4种含氮碱基构成的两条方向相反且互相缠绕的多核苷酸链。生物体的各种遗传性状均由DNA分子上的遗传基因控制。实际上各种基因就是DNA分子链的各个片段。人类在进化过程中DNA不断发生突变,DN A在复制时的序列滑动和染色体的分离、组合,形成人类DNA的个体差异和DNA的多态性。DNA鉴定技术就是利用DN A的个体差异和多态性进行亲权鉴定和生物物证的个人识别。DNA分析技术主要有两大类:DNA基因纹图(使用探针的DNA分子杂交)和PCR技术(不使用探针的非杂交技术)。
二、DNA基因纹图
DNA基因纹图是指将人体基因组DNA经过特定的限切酶消化后,经电泳分离,萨森印迹转移,然后用小卫星DN A探针杂交而显示出的高多态性图谱。由于这些图谱表现出高度的个体特异性,并遵守孟德尔遗传规律,与人的指纹一样具有专一性和特异性,故形象地称之为“DNA指纹”。从理论上讲,除同卵双生子外,绝无两个个体具有相同的DNA基因纹图可能。英国的Jeffreys教授在1985年首先发现和建立了DNA基因纹图的检验方法,并鉴定了一宗移民纠纷案,开创了人体物质检验技术的新纪元。
由于DNA基因纹图具有稳定性、高度个体特异性的特点,并严格按照孟德尔方式遗传,故可以用于个人识别和亲子鉴定。DNA基因纹图的应用,突破了传统法医物证检验中只能排除而不能认定的局限性,促进了法医物证检验的迅速发展。但是由于DNA基因纹图技术对检材的要求高,所需检材量较多,对严重降解的DNA检材难以获得准确可靠的信息、过程复杂等方面存在着局限性,此技术已基本不做。
三、PCR技术
PCR即聚合酶链反应,也叫DNA体外括增,是由美国1993年诺贝尔奖得主卡里·穆里斯发明的,被誉为分子生物学发展史上的又一里程碑。通过PCR技术,鉴定人员可以快速、简便地获得所需要的特定DNA片段。
PCR技术的基本原理是依赖于靶DNA序列侧翼上所结合的两个寡核苷酸引物经体外酶促合成特异DNA片段的方法。其过程包括DNA热变性,适当温度下引物退火、引物延伸三个步骤。DNA热变性是指加热使模板DNA双链解离变成单链,以便使所加入的引物与模板结合;引物退火是指在适当温度下,使引物结合到靶DNA侧翼的对应位置上;引物延伸是指引物在DNA聚合酶的催化下沿模板DNA链的3′-末端向5′-示端延伸。通过这三个步骤的重复循环,使每次循环中目的DNA片段的拷贝数呈几何级数增长,得以提供足够的目的DNA量供分析使用。
PCR技术具有操作简单、成本低、高灵敏度的特点,而且它对部分腐败降解、高度降解的微量检材均能有效检出。PCR技术的高灵敏度性已能对纳克级超微量检材作出鉴定。PCR技术已基本成熟,已发展到多重PCR、自动测序阶段。PCR技术不仅克服了DNA指纹技术的局限性,而且以PCR基本原理为基础的MVR-PCR、RAPD等技术的发明应用,为刑侦工作提供了新的强有力的技术手段。目前PCR技术得到了广泛的应用,它的研究应用已涉及医学、考古学、法医学、生物工程等领域。PCR技术大大地拓宽了物证检验范围,被称为法医DNA检验的第二代技术。
四、DNA鉴定技术在司法中的运用
只要是含有一定量大分子DNA的新鲜与陈旧生物细胞组织或斑迹,如毛发、骨骼、血液、血斑、精液、精斑、唾液、唾液斑、毛发根、骨髓、肌肉、精液与阴道分泌液形成的混合斑等均可以进行DNA鉴定。DNA鉴定技术具有高效率的个人识别能力,对现场收集生物学检材与嫌疑人样品的同一认定接近肯定结论,故在司法应用中具有极大的价值。同时,从DNA分子上的遗传差异获取证据,从根本上克服了以往遗传标记检测的各种缺陷。自1989年我国DNA基因纹鉴定技术研究获得成功并正式用于法医物证检验以来,DNA技术已经为侦查破案发挥了重要的作用。目前,DN A鉴定技术主要应用于以下几个方面。
(一)亲子鉴定
根据孟德尔遗传规律,子女基因型中所有的母方基因型中不存在的等位基因都应从子女的生物学父亲的基因型中获得。若争议男性的基因中不存在这一等位基因,就为排除其是生物学上的父亲提供了依据。由于DNA分子的高多态性,DNA亲子鉴定在认定或排除亲子关系上优于常规血型测定。亲子鉴定在解决胎儿,尤其是妊娠早期胚胎的亲子鉴定等问题中有着重要的实用价值。
(二)现场的物证鉴定
对犯罪现场提取的含有DNA分子的人体组织细胞均可以进行DNA检测。由于人类基因组DNA的遗传稳定性,同一个体的唾液、血液、精液以及各器官组织DNA型别一致性,并表现出高度个体特异性,所以对现场提取的物证如血斑、精斑、唾液斑等组织液和器官,均可通过提取DNA分子与检材比较,进行同一认定,从而排除或认定嫌疑人。
(三)无名尸体的鉴定
在我国,无名尸体案件呈上升趋势。常规个人识别方法包括颅像重合、牙齿磨耗度、耻骨联合面形态观察技术尚不能达到肯定的结论。而通过DNA检测分析,所得结果的准确性远远高于常规检测。只需将无名尸骨DNA分子与可疑的双亲或子女的DNA,作亲权鉴定,就可以准确地确定死者身源。而且PCR技术具有高灵敏度,对高度腐败组织、陈旧骨骼等检材均可进行DNA分析。在空难、火灾、水灾等灾难性事件中,许多受害者的面貌已难以辨认,这时通过DNA检测可以准确认定死者身份。
(四)碎尸鉴定
同一个体各种器官组织的DNA型别具有一致性和稳定性,因此可对碎尸案中寻找回来的尸块进行DNA检测,以确定是否来源于同一个体。将尸块组织中的DNA与可疑双亲或子女的DNA作比较,从而可以确定死者身份。
(五)财产鉴定
DNA可以用来作为个人财产的证明标志。如将DNA涂在珍贵财产的隐蔽处,以备在涉及财产纠纷中鉴定这些财产所有者的财产权。
五、DNA鉴定技术的现状与展望
DNA鉴定技术自问世以来,发展极为迅速,在我国司法领域内得到了广泛的应用。现在全国绝大部分省(直辖市、自治区)厅(局)刑侦部门、省会城市公安局和部分经济发达城市公安部门都建立了DNA实验室,并利用DNA技术成功地侦破了许多疑难案件。DNA鉴定技术的应用,极大地推动了人体物质鉴定技术的发展,为法医物证学开辟了新天地。植物DNA鉴定技术,也为一些疑难案件侦查中排查嫌疑人是否到过犯罪现场提供证据。
目前,我国DNA数据库的建立尚在进行中。英国是世界上第一个建立DNA数据库的国家,该国在1995年建立了全国范围的DNA数据库。DNA数据库是将特定人群(有犯罪前科及不良行为记录的人群)进行DNA分析,并将检测结果输入计算机中。在刑事侦查过程中,只需将现场提取的罪犯遗留的唾液、血液、毛发、精液等组织液和器官进行DNA检测,并将检测结果与罪犯DNA数据库中的记录进行比较,即可快速查找犯罪嫌疑人,大大提高了犯罪侦查的效率。
目前,DNA鉴定技术正逐步向标准化、测序化、计算机自动化和高鉴别机率方向发展。随着人类基因组研究计划的进展、单核苷酸的多态性的发现、DNA数据库的建立、基因芯片技术的开发等,DNA鉴定技术将更加迅速、简便、可靠、鉴别率更高。国外已成功研究出生物芯片技术,只要将待测微量样品注入芯片入口中,终端即显示检测结果,操作十分简便。随着对DNA序列研究的深入,DNA鉴定技术将会在更大领域内得到应用。DNA鉴定技术已成为现代法庭科学和生物物证检验的主要手段之一,其在法庭科学应用中的地位将会得到进一步加强。