中国法医DNA三十年下篇：未来展望

第二篇中国法医DNA的现状和应用...



摘录自公安部物证鉴定中心刘耀、叶健、季安全、李彩霞、王乐、赵兴春老师的《中国法医DNA三十年回顾与展望》

今天，基于PCR和毛细管电泳平台的常染色STR检验被公认为法医DNA人类个体识别的“金标准”，而多种多样的新遗传标记和新检验技术正为法医遗传学带来新的变革。

遗传标记多样性

1. STR

2011年，CODIS核心基因座由13个增加到20个，体现了国际法医遗传学界对于增加基因座数量的现实需求，美国标准与技术研究院研发的26个非CODIS常染色体STR基因座也已在复杂亲缘关系鉴定中得到了广泛应用。随着“以Y找群、以常找人”侦查模式在全国的广泛应用和各省（市、区）Y数据库的逐步建立，Y-STR遗传标记在公安工作中发挥出至关重要的作用。另外，Mini-STR对于陈旧降解检材分型具有显著优势，是法医STR遗传标记的重要组成部分。

2. SNP

SNP（单核苷酸多态性）是当前法医遗传学领域仅次于STR的第二大遗传标记，按照应用领域可分为个体识别SNP、祖先信息SNP和表型信息SNP等类型。SNP遗传标记的扩增片段长度比STR短，适用于降解检材检验，且SNP突变率低，在个体识别和亲缘关系鉴定中具有优势。SNP与人类面貌、身高、种族地域、肤色、发色、虹膜颜色等表型信息紧密相关，通过全基因组关联分析（GWAS）等方法可筛选获得与各表型相关的SNP位点，用于犯罪嫌疑人特征刻画。

3. InDel

InDel 是一种二等位基因遗传标记，表现为基因组中插入和缺失了不同大小的小片段DNA，兼具STR和SNP的优点。与STR相比，InDel本质上属于长度多态性，可以应用于目前法医DNA实验室普及的毛细管电泳技术平台上进行分析，分型技术易于掌握和普及；与SNP相比，均是源自于单突变时间，其突变频率低，比较稳定，在结构上属于二等位基因多态性，等位基因都固定并且已知，能够通过很小的扩增子进行扩增，提高扩增降解DNA的成功率。

4. 线粒体DNA

线粒体DNA是一套独立于核染色体的遗传物质，完全由母系遗传，不存在基因重组，故在母系亲属关系鉴定中发挥着不可替代的作用。线粒体DNA在细胞中具有更高的拷贝数，在降解检材中特别是当核DNA无法得到完整分型是，线粒体DNA仍可能成功分型。二代测序技术为线粒体全基因组测序提供了解决方案，可提供除高变区外的单倍体类型，从而获得更全面的样本线粒体DNA单倍群信息，可明显降低线粒体DNA异质性的假阳性率，也能够明显提高线粒体DNA在人群中的分辨力。

5. RNA

目前RNA在法庭科学中主要用于斑迹组织来源鉴定，2005-2012年，国际上已有5个研究组相继报道了基于mRNA技术进行斑迹组织来源推断的复合扩增体系，可以有效区分精液、唾液、阴道分泌物、外周血、月经血、皮肤、黏膜等斑迹类型。基于microRNA同样可以进行组织来源推断，四川大学侯一平教授研究组报道了miRNA和DNA共同提取并分析的实验方法。

6. DNA甲基化

DNA甲基化有望成为继VNTR、STR、SNP之后的第四代遗传标记。DNA甲基化在法庭科学中的应用，包括年龄推断、斑迹组织来源鉴定、同卵双胞胎鉴定、死因推断、DNA真实性鉴定、特定等位基因父母来源推断等诸多方面。

7、非人源遗传标记

动物、植物、微生物均以DNA为遗传物质，如植物SSR是类似于人类STR的串联重复序列遗传标记，它和SNP、DNA条码形技术均为当前植物种属鉴定的主流技术。公安部物证鉴定中心常年开展毒品源植物DNA鉴定研究工作，目前已用于常规办案。动物种属鉴定和个体识别也将为案件提供主要侦查方向，甚至成为破案的关键证据。

检验技术多样性

1、毛细管电泳

基于毛细管电泳平台的STR检验技术被誉为“法医DNA金标准”，还可以基于巧妙的引物审计方案，可以实现对SNP、InDel、RNA、DNA甲基化等多种法医遗传标记检验。该技术的优势在于准确可靠、成本低且外国公安机关DNA实验室全部配备，局限性在于可同时检测基因座数量有限、样本经济性不高。

2、二代测序

二代测序具有高通量、高速度、集成化、低成本等显著优势，更重要的是，二代测序技术有可能从微量的生物检材中挖掘出案件所需要的全部遗传学相关信息。二代测序技术在法庭科学领域的应用范围并不局限于STR、SNP、InDel和线粒体全基因组测序，也可以为与法庭科学相关的动物、植物、微生物种属鉴定和来源分析提供解决方案，服务于微生物恐怖袭击、濒危物种贩卖、食品安全等类型案件，还可以用于表观遗传学和microRNA分析，推断组织来源、犯罪嫌疑人年龄等信息。

3、生物芯片

基因芯片技术具有高通量、高速度、集成化、低成本等特点，可支持多种遗传标记集成化检验，也可用于基因组水平基因座筛选，支持犯罪嫌疑人特征刻画等研究方案。

微流控芯片技术，是指通过微纳加工，在一块玻璃或塑料芯片上集成微管道、微泵、微电极等控制和传感单元，主动得操纵样本的分离、运输、反应和检测。在法医遗传学中的研究及应用主要包括细胞分离芯片、DNA提取芯片、PCR扩增芯片、毛细管电泳芯片等功能模块和多功能整合的芯片系统。该技术可用于现场快速检验，支持暴恐案件等恶性案件的迅速处置和侦破。

4、激光捕获

激光捕获显微切割技术是一项自动化分离单一细胞亚群或单个细胞的新技术，它将光学显微计划于激光细胞切割技术相结合，利用细胞间（如精子细胞和上皮细胞）外观结构上的差异，在显微镜的直视下迅速准确地选取精子细胞，从而将精子细胞从混合细胞中分离出来，快速得到单一的DNA分型数据，提高样本DNA的检测成功率。

总之，从我国法医DNA三十年的发展历程可以看出，从最初的DNA指纹技术发展到PCR技术，从单一位点的DNA扩增到多个位点的复合扩增，从银染发检测到荧光法检测，从核DNA的多态性检验到线粒体DNA的测序分析，从DNA技术的被动比对应用到DNA数据库的建立，从依赖进口检验试剂到自主研发国产检验试剂，所有这些变化，无不体现了我们重视自主创新、重视持续发展的成果，同时也真实地展示了我国广大法医DNA技术人员刻苦努力、无私奉献、勇于开拓、顽强拼搏的精神。

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