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DNA 分析技术在法庭科学领域的进展

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(辽宁省刑事科学技术研究所  沈阳 110032)
摘 要 DNA 多态性分析技术是当前法医生物物证鉴定中最主要的技术手段,并由此诞生法医分子 遗传学这一新生学科。本文对法医DNA 多态性分析技术的诞生、技术种类、科研进展、重大应用进行综述报道。
关键词 DNA 多态性分析 法庭科学 进展与应用

1  法医DNA 分析技术的诞生和发展
DNA 是脱氧核糖核酸的英文缩写,几乎是所有生物的基本遗传物质。1953 年4 月25 日,美国科学家James.waston 和英国科学家Francisco. crick ,在英国《自然》杂志正式提出DNA 分子的双螺旋结构模型,使DNA 成为现代生物学与医学中最重要的研究内容之一。随着DNA 结构被阐明,诞生一系列的DNA 检验技术并迅速在许多研究和应用领域发挥重要的作用。1985 年英国Leister 大学的遗传学家Alec. Jeffreys 教授首次报道DNA 指纹图技术标志着法医DNA 分析技术的问世。DNA 指纹图技术一经应用,就迅速在多起重大的刑事犯罪侦破和民事诉讼中发挥重要的作用。国内的法医学者在了解这一重要信息后,迅速进行调研和预实验,1987 年该项技术成功应用到国内的法医物证鉴定中。通过DNA 指纹图检验,可以直接认定物证的个体来源,或直接确定亲子遗传关系,改变法医物证鉴定只能排除不能认定的历史,建立法医分子遗传学,开创法医物证鉴定发展的新纪元。20 世纪80 年代末DNA扩增(PCR 技术) 为法医DNA 分析提供更加快速简便、准确可靠的技术手段,从此揭开法医DNA 分析技术迅猛发展的序幕。十余年来,法医DNA 技术经历多位点DNA 指纹图技术、扩增片段长度多态性分析技术(AMPFLP) 、线粒体DNA(mtDNA) 测序 技术三大技术革命,目前已发展到以荧光标记多基因座STR 复合扩增检测技术与线粒体DNA(mtDNA) 测序技术为主导分析技术的阶段。

2  法医DNA 分析主要技术方法及科研进展当前法医DNA 分析所采用的主要技术方法包括:STR 分析技术、线粒体 DNA 序列分析技术、以 PCR 技术为基础的其他DNA 分析方法。
2.1  STR 分析技术
2.1.1 常染色体STR 分析技术 20 世纪90 年代初,随着PCR 技术的广泛应用,扩增片段长度多态性检测(AMPFLP) 方法成为法医DNA 检验中的主要技术手段。从最初的小卫星串联重复序列(VNTR)到后来普遍应用的微卫星串联重复序列(STR) ,国内外法医学者先后开发大量的个体识别DNA 遗传标记,并进行群体遗传学调查。90 年代中期以后常染色体STR 分析技术研究不断深入,生物试剂开发公司(ABI、PROMEGA 公司等) 先后研制推出四色、五色荧光STR 复合扩增检测试剂盒。应用该方法灵敏度可达到30pg ,对各种微量、降解的DNA 检验都很适用,并可直接认定个体,因此成为当前法医生物物证鉴定和DNA 数据库建设中首选的技术手段。
2.1.2  性染色体STR 分析技术 常染色体STR 检验技术是法医DNA 鉴定领域的主流技术。但有时为解决特殊问题,如当男性成分在男女混合样品中比例极少时,如何鉴定男性样品来源,或需要进行父系或母系亲缘关系分析时,都提出进行性染色体上特异性STR 遗传标记DNA 鉴定的要求。2002 年之前国内外进行Y2STR 检验主要集中于单个基因座分析和群体调查。近年来出现复合检测的研究报告,如辽宁建立10 个Y2STR 基因座复合检测的方法,美国出现5 个、6 个乃至12 个Y2STR 检验的成品试剂盒等,为这项技术的应用提供方便条件。
2..2 线粒体DNA 分析技术
线粒体DNA(mtDNA) 序列分析自20 世纪90 年代中期开始兴起,其出现主要为解决毛干等无核生物组织或极微量检材的DNA 鉴定难题。日本开展本项研究的时间较早。1996 年国内正式建立成熟的mtDNA 序列测定方法,并与计算机检索、管理相结合,在实际应用方面达到国际领先水平。早期的测序多采用放射性同位素标记或银染色的方法,费时费力,污染环境并对检验人员身体可能造成损害。随着荧光测序技术和DNA 测序仪的问世,mtDNA 测序分析技术得到广泛的推广和应用,使法医DNA 鉴定的应用范围不断扩大,可以对来自人体的全部生物样品进行检验,真正成为物证鉴定之首。

2.3  其他DNA 检验方法
2.3.1  ABO 基因分型技术 ABO 血型系统是最早被发现,也是一直被广泛应用于法医物证鉴定的血型系统,在大批量嫌疑人的排查中具有重要的意义。但传统的血清学检测方法在实际应用时受到一定的限制。ABO 血型基因分型方法则克服了这些不足,具有重要的实用价值。ABO 基因分型的方法最早采用PCR 结合酶切技术,逐步发展为直接测序方法,特异性引物扩增方法(ASPCR) 和引物消耗测定法。目前的荧光标记特异性引物扩增方法不仅灵敏度高,而且操作简便、兼容性好。

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