鄒凱南,桂 程,曹 禹,楊 帆,周懷谷(.上海市公安局物證鑒定中心 法醫(yī)物證學現(xiàn)場應用技術公安部重點實驗室,上海 00083;.上海市公安局長寧分局 刑事科學技術研究所,上海 00336)
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人體生物性物質(zhì)來源鑒定及法醫(yī)學應用研究進展
鄒凱南1,桂程2,曹禹1,楊帆1,周懷谷1
(1.上海市公安局物證鑒定中心 法醫(yī)物證學現(xiàn)場應用技術公安部重點實驗室,上海 200083;2.上海市公安局長寧分局 刑事科學技術研究所,上海 200336)
摘要:犯罪現(xiàn)場中人體生物性物質(zhì)來源鑒定在重現(xiàn)犯罪過程方面發(fā)揮了重要作用,尋找特異性遺傳標記鑒定人體不同生物性物質(zhì)來源是近年來法醫(yī)學工作者研究的重點和難點。本文就目前研究較多的用于人體生物性物質(zhì)來源鑒定的遺傳標記進行綜述,包括DNA甲基化、mRNA、microRNA、微生物菌群、蛋白質(zhì)等。通過比較不同種類遺傳標記鑒定人體生物性物質(zhì)來源的原理和方法,發(fā)現(xiàn)人體不同生物性物質(zhì)來源的鑒定都有其最適合的遺傳標記種類,并且可以采用單一遺傳標記或聯(lián)合多種遺傳標記進行檢驗。盡管目前各法醫(yī)學實驗室無統(tǒng)一的標準和方法鑒定人體生物性物質(zhì)來源,但研究開發(fā)一系列成熟可靠的方法區(qū)分人體不同生物性物質(zhì),進而發(fā)揮其法庭證據(jù)作用,將是未來的發(fā)展方向。
關鍵詞:法醫(yī)遺傳學;遺傳標記;綜述[文獻類型];來源
人體生物性物質(zhì)來源鑒定對于犯罪過程的重建具有重要意義,在犯罪現(xiàn)場中常見的人體生物性物質(zhì)一般包括血液(外周血、靜脈血、月經(jīng)血)、唾液、精液、陰道分泌液、汗液、淚液、鼻腔分泌液、尿液、皮膚、大腦組織等。鑒定某些人體生物性物質(zhì)來源可以通過肉眼直接識別,如血液、皮膚等;對肉眼不能識別的人體生物性物質(zhì)需要借助針對性的檢驗方法來認定,如顯微鏡鏡檢技術檢測精子、PSA試紙條檢測男性前列腺液等。鑒定人體生物性物質(zhì)來源的主要方法是尋找特異性遺傳標記,即通過檢測特異性存在于某種人體生物性物質(zhì)中的遺傳標記來實現(xiàn)人體不同生物性物質(zhì)的來源鑒定。目前已有一些商品化檢驗試劑盒可以實現(xiàn)此目的,如RSID?-series(美國IL公司)鑒定人體血液、唾液和精液;Sperm HY-LITERTM(美國IL公司)鑒定精子;SERATEC?PSA Semiquant(德國SERATEC公司)鑒定人體精液等。用于人體生物性物質(zhì)來源鑒定的遺傳標記主要包括DNA甲基化、信使RNA(messenger RNA,mRNA)、microRNA(miRNA)、微生物菌群、蛋白質(zhì)等。本文就各類遺傳標記鑒定人體生物性物質(zhì)來源的基本原理、檢驗方法、常見應用以及優(yōu)缺點進行綜述。
1.1DNA甲基化
1.1.1基本原理
DNA甲基化是指一個甲基添加到基因組CpG二核苷酸胞嘧啶中5’-碳原子上,形成5’-甲基胞嘧啶,可調(diào)節(jié)基因的表達和關閉,與多種生理、病理性疾病相關[1]。DNA甲基化程度影響各組織的分化表達,因此DNA甲基化具有組織特異性,組織特異性差異甲基化區(qū)域(tissue specific differentially methylated regions,TDMR)廣泛分布在基因內(nèi)和基因間,利用TDMR的上述特征可以將其應用于法醫(yī)學領域判定生物性物質(zhì)來源。
1.1.2應用
DNA甲基化遺傳標記因其高度組織特異性可用于鑒定精液中的精子細胞[2-5]、血液[2,5]、唾液[2,5]、陰道分泌液[3,5]、皮膚[2]等。Lee等[3]以同卵雙生子為研究對象,對其DNA甲基化進行研究,結(jié)果顯示DACT1和USP49均是低甲基化的遺傳標記,并具有精液特異性,可有效識別精液。Wasserstrom等[4]以包括精液、唾液、靜脈血、月經(jīng)血、陰道分泌液在內(nèi)的共135個樣本和來自以色列警方法醫(yī)學實驗室的33個案件檢材為研究對象,通過Matrix Laboratory軟件篩選出5個DNA甲基化遺傳標記,分別是Chr11(72085678~72085798)、Chr4 (25287119~25287254)、Chr11(57171095~57171236)、Chr11(1493401~1493538)、Chr19(47395505~47395651),并自行設計MSRE識別的HhaⅠ序列特異性引物,結(jié)果顯示這5個遺傳標記具有精液特異性,可用作精液鑒定。Park等[5]研究選擇了8個DNA甲基化遺傳標記(cg06379435和cg08792630鑒定血液,cg26107890和cg20691722鑒定唾液,cg23521140和cg17610929鑒定精液,cg01774894和cg14991487鑒定陰道分泌液),經(jīng)焦磷酸測序檢驗方法證明這8個DNA甲基化遺傳標記具有高靈敏度和特異性,可以作為鑒定人體生物性物質(zhì)來源的候選遺傳標記。Gomes等[6]選擇了 L91762、L68346、L76138、L26688共 4個DNA甲基化位點,并以甲基化比值(即共同擴增的兩個位點的峰高比值)作為鑒定生物性物質(zhì)來源的標準。結(jié)果顯示,L91762/L68346和L76138/L26688并不具有組織特異性,在唾液和皮膚中比值相似。而Dan等[2]報道了L76138與L26688的甲基化比值在精液和皮膚中比在血液和唾液中高,L76138與L26688和L91762與L68346較高的甲基化比值可進行皮膚鑒定。因此能否應用L76138與L26688和L91762與L68346的甲基化比值鑒定皮膚目前存在爭議。
1.2mRNA
1.2.1基本原理
mRNA是由DNA的一條鏈作為模板轉(zhuǎn)錄而來,所攜帶的遺傳信息能夠指導合成蛋白質(zhì)。人體不同組織的生物性物質(zhì)中具有特異性基因,找到特異性目的基因,通過RT-PCR檢驗技術對mRNA反轉(zhuǎn)錄成cDNA進行實時定量檢測,以ΔCt值,即ΔCt=Ct目的基因-Ct內(nèi)參基因,作為目的基因在不同生物性物質(zhì)中表達程度的評判標準。若ΔCt值較低,說明目的基因在此生物性物質(zhì)中高度表達;若ΔCt值高,說明目的基因在此生物性物質(zhì)中低度表達,以此篩選出用于人體生物性物質(zhì)來源鑒定的候選基因,進而區(qū)分人體不同生物性物質(zhì)來源。
1.2.2應用
利用mRNA鑒定人體生物性物質(zhì)來源被國際上來自不同國家的法醫(yī)學實驗室所重視,歐洲D(zhuǎn)NA分型工作組(the European DNA Profiling Group,EDNAP)到2015年為止開展了6次國際間實驗室的聯(lián)合測試,旨在探究mRNA遺傳標記用于人體生物性物質(zhì)來源鑒定的效力和可靠性[7-11]。下面對用于鑒定血液(外周血和月經(jīng)血)、唾液、精液、陰道分泌液、汗液、皮膚、尿液、鼻腔分泌液等人體生物性物質(zhì)的特異性mRNA遺傳標記分別進行闡述。
血液的生物性來源鑒定包括外周血和月經(jīng)血的鑒定,EDNAP集合了16個法醫(yī)遺傳學實驗室,對外周血特異性遺傳標記PBGD、SPTB和HBB的靈敏度和特異性進行測試,結(jié)果顯示HBB表達程度最高,靈敏度為在0.001 μL血液中就可檢測到該遺傳標記,表達程度最低的是PBGD[7]。月經(jīng)血的特異性mRNA遺傳標記是MMP7[12]和MMP11[13]。
唾液的mRNA特異性遺傳標記包括FDCSP[14]和HTN3[13]。STATH是否具有特異性目前存在爭議,因其在唾液和鼻腔分泌液中都有表達[13]。此外,Zubakov等[15]選擇了5個用于鑒定唾液的mRNA遺傳標記(SPRR3、SPRR1A、KRT4、KRT6A和KRT13),結(jié)果顯示在唾液-陰道分泌液混合樣本中出現(xiàn)mRNA遺傳標記的交叉反應,分析原因可能是由于口腔和陰道黏膜上皮細胞的生物化學和組織學高度相似性導致基因表達方式高度相似。
精液的mRNA特異性遺傳標記包括MSMB、PRM1、PRM2和TGM4。但Richard等[13]發(fā)現(xiàn)PRM2和TGM4也存在于陰道分泌液中,因此PRM2和TGM4能否用于鑒定精液目前存在爭議。
HBD1和MUC4是陰道分泌液鑒定中研究報道最多的mRNA特異性遺傳標記[13]。Cossu等[16]報道HBD1 和MUC4在48個婦女的陰道分泌液樣本中均有表達,且表達水平與婦女的年齡、身體狀況(如懷孕、采取避孕措施)等無關,MUC4比HBD1表達水平更高。但是MUC4和HBD1在唾液中也有表達,有的樣本同時表達,有的只表達一種mRNA遺傳標記,因此通過MUC4和HBD1兩個mRNA遺傳標記中的一種或者兩種不能準確鑒定陰道分泌液,需要加做其他特異性遺傳標記。與HBD1和MUC4不同,MSLN是陰道分泌液特異性更強的mRNA遺傳標記,可被用于鑒定陰道分泌液[14]。Hanson等[17]通過RNA測序方法尋找候選基因,以SFTA2、FUT6、DKK4、IL19、MYOZ1和CYP2B7P1為研究對象,最終確定MYOZ1和CYP2B7P1在陰道分泌液中具有高靈敏度和特異性,能夠?qū)㈥幍婪置谝号c其他生物性物質(zhì)區(qū)分開,尤其是含上皮細胞較多的口腔分泌液和皮膚。CYP2B7P1的特異性尤為明顯,且與人體其他生物性物質(zhì)沒有交叉反應。
早在幾年前就有學者研究汗液中的特異性多肽,Schittek等[18]報道了皮離蛋白(dermcidin,DCD)具有汗液特異性,Sagawa等[19]成功合成了汗液特異性蛋白質(zhì)的單克隆抗體G-81。2005年Nakanishi[20]報道乳酸可用于汗液鑒定。2008年Hino等[21]報道了一種新方法,即通過色譜分析法檢測E-尿刊酸和L-酪氨酸來鑒定汗液。2010年Sakurada等[22]報道了DCD可以作為汗液的特異性遺傳標記鑒定汗液。
皮膚的生物性來源鑒定主要是將接觸性DNA證據(jù)應用于法庭中,接觸性DNA證據(jù)主要來源于人體物理性接觸過并留在實物表面的蛻皮細胞。LCE1C、LCE1D、LCE2D、CCL27、IL1F7具有皮膚高度特異性和靈敏性,可以用于皮膚鑒定,并且5~25 pg的皮膚RNA就可以實現(xiàn)鑒定,其中LCE1C尤為靈敏和特異,在大部分皮膚接觸實物樣本中檢出率最高[23]。Visser等[24]報道LOR也可作為特異性遺傳標記實現(xiàn)皮膚鑒定,而CDSN、CST6和DSC1在皮膚和陰道分泌液中有交叉反應,且CDSN在月經(jīng)血和唾液中也存在。KRT9因其靈敏度低,在某些皮膚檢材中無法檢測到,因此能否被應用于法醫(yī)實踐目前還不確定。
尿液中的mRNA特異性遺傳標記包括THP和UMOD,Akutsu[25]報道稱THP只在尿液中檢測到,在血液、唾液、精液、陰道分泌液和汗液中均無表達。
鼻腔分泌液特異性遺傳標記的研究報道相對較少,早期在蛋白質(zhì)水平鑒定鼻腔分泌液常被用于諸如鼻竇炎的疾病診斷[26],在mRNA水平方面STATH被證明特異性存在于鼻腔分泌液中,但如上唾液部分所述,STATH在唾液中也有表達[13]。
1.3miRNA
1.3.1基本原理
miRNA是一類內(nèi)源性非蛋白質(zhì)編碼的小分子RNA,長度約18~25nt,廣泛存在于各種真核細胞中,通過作用于mRNA片段在轉(zhuǎn)錄后水平調(diào)節(jié)基因表達,從而影響細胞增殖分化、凋亡、衰老等重要生命活動。2009年,Hanson[27]首次將miRNA應用于人體生物性物質(zhì)來源鑒定,鑒定原理包括從不同組織體液中提取RNA,以miRNA為研究對象反轉(zhuǎn)錄成cDNA,應用RT-PCR技術對cDNA和內(nèi)參基因擴增產(chǎn)物定量分析,并最終以表達豐度(即通過二維或三維的散點圖描繪出候選miRNA在特定體液中的ΔCt值分布)作為選擇miRNA遺傳標記的標準。
1.3.2應用
miRNA在法醫(yī)學領域可以鑒定人體多種生物性物質(zhì)來源,如血液、精液、唾液、陰道分泌液、皮膚、大腦等。miRNA遺傳標記在精液中的特異性最好,在陰道分泌液和唾液中最差[27-30]。
2009年,Hanson[27]利用SYBR?Green qPCR技術從452個人類miRNA中檢測出9個具有人體不同生物性物質(zhì)差異表達的miRNA,其中miR451和miR16用于鑒定血液,miR135b和miR10b用于鑒定精液,miR658和miR205用于鑒定唾液,miR124a和miR372用于鑒定陰道分泌液,miR412和miR451用于鑒定月經(jīng)血,檢測靈敏度為50pg。同時檢測出miRNA遺傳標記在人類21種組織中的表達水平,驗證了miRNA在不同生物性物質(zhì)中的特異性,從而將miRNA引入生物性物質(zhì)來源鑒定的法醫(yī)學實踐中。2010年,Zubakov等[29]應用基因芯片技術對人類5種生物性物質(zhì)718個miRNA進行篩選,并應用TaqMan的RT-PCR技術和Northern印記技術對候選9個miRNA遺傳標記的法醫(yī)學應用價值進行驗證。結(jié)果僅能重復出Hanson報道的血液和精液的特異性miRNA遺傳標記(靜脈血是miR-20a、miR-106a、miR-185、miR-144,精液是miR-135a、miR-10a、miR-507、miR-943、miR-891a),檢測靈敏度達到0.1pg總RNA量,并發(fā)現(xiàn)實驗室條件下放置1年的血痕和精斑,其表達豐度無大變化,比應用mRNA鑒定生物性物質(zhì)來源靈敏得多。但是該研究不能確證陰道分泌液、月經(jīng)血和唾液中的miRNA遺傳標記。2011年Courts等[31]利用Geniom?Biochips檢測出miRNA遺傳標記在人類血液和唾液中的表達水平,通過SYBR?Green qPCR確認了6個miRNA遺傳標記(血液是miR-126、miR-150、miR-451,唾液是miR-200c、miR-203、miR-205)。
目前報道的用于人體生物性物質(zhì)來源鑒定的miRNA數(shù)量有限,且采用不同的技術平臺和統(tǒng)計數(shù)據(jù)方法,檢測結(jié)果不一致、重復性差。2012年,Zheng等[32]應用mirVanaTMmiRNA分離試劑盒、高特異性莖環(huán)反轉(zhuǎn)錄技術、實時定量PCR技術對靜脈血、陰道分泌液、月經(jīng)血、精液、唾液進行研究,目的是開發(fā)一套準確可靠的檢測miRNA基因表達水平的數(shù)據(jù)分析模型。結(jié)果顯示,miR16在靜脈血中的相對表達率與其他生物性物質(zhì)相比完全不同,miR658的表達不夠穩(wěn)定,miR205的表達在不同生物性物質(zhì)中不具有特異性。
2013年,Hanson等[30]運用二元邏輯回歸模型將用于生物性物質(zhì)來源鑒定的miRNA遺傳標記擴大到18個,包括5個已有的遺傳標記和13個新遺傳標記(血液是miR451、miR16,精液是miR892a、miR891b;唾液是 miR658、miR205、miR124*,陰道分泌液是miR124a、miR1280、miR4286,月經(jīng)血是miR142-3p、miR144、miR144*、miR185,皮膚是 miR455-3p、miR3169、miR139、miR494)。二元邏輯回歸模型使人體生物性物質(zhì)來源鑒定更加準確,優(yōu)于二維散點圖(即兩個候選miRNA)識別體液的方法。同年Wang等[28]通過qPCR-array芯片TaqMan?Array Human MicroRNA Cards從754個成熟miRNA分子中篩選出7個具有法醫(yī)來源鑒定潛在應用價值的miRNA,并通過水解探針TaqMan qPCR確定了miR486、miR888、miR214、miR16和miR891a 5個可以進行人體生物性物質(zhì)來源鑒定的miRNA遺傳標記,其中miR16和miR486用于鑒定靜脈血,miR888和miR891a用于鑒定精液,miR214用于鑒定月經(jīng)血。
1.4微生物菌群
1.4.1基本原理
人體中含有大概40萬億個細胞和更多的微生物菌群,微生物菌群包括細菌、真菌、藻類、寄生蟲、病毒等微小生物。利用微生物菌群鑒定人體生物性物質(zhì)來源的基本原理為通過檢測微生物菌群的16S rRNA基因、16S-23S rRNA的基因間隔區(qū)或與其相鄰的23S rRNA基因確定存在于目標生物性物質(zhì)中的特異微生物菌群種類,從而間接鑒定人體生物性物質(zhì)來源。
1.4.2應用
利用微生物菌群鑒定人體生物性物質(zhì)來源的重點是在目標生物性物質(zhì)中找到特異微生物菌群。以下對陰道分泌液、唾液、糞便及皮膚表面的微生物菌群分別作闡述。
陰道分泌液是由前庭大腺、子宮頸腺體、子宮內(nèi)膜的分泌物和陰道黏膜的滲出液、脫落的陰道上皮細胞混合而成,同時也含有微生物菌群用以保持健康,包括乳酸桿菌屬、陰道加德菌、陰道阿托波氏菌等,其中主要微生物菌群為乳酸桿菌屬,包括惰性乳桿菌、卷曲乳桿菌、詹氏乳桿菌和加氏乳桿菌。乳酸桿菌屬中卷曲乳桿菌特異性存在于女性陰道分泌液中,加氏乳桿菌、詹氏乳桿菌和陰道阿托波氏菌在陰道分泌液中的特異性目前存在爭議,惰性乳桿菌和陰道加德菌在陰道分泌液中不具有特異性,在精液中也存在[33]。因此,目前鑒定陰道分泌液主要是卷曲乳桿菌。對于一些患有細菌性陰道病的婦女,服用抗生素會對陰道微生物菌群的種類和數(shù)量有影響[34-35],從而影響鑒定。同時由于女性生理結(jié)構(gòu)的特點,尿道與陰道距離較近,常在尿液中檢測到陰道分泌液中的特異性微生物菌群,這也是利用微生物菌群鑒定陰道分泌液的局限性。
唾液中含有數(shù)量最多的微生物菌群,50%為鏈球菌,此類菌群在體外極易失活[36],其中唾液鏈球菌和變異鏈球菌特異性存在于唾液中,可用于唾液鑒定[37]??谇绘溓蚓泻卸喾N表面蛋白,其中一種為葡糖基轉(zhuǎn)移酶,可以水解蔗糖合成細胞外多糖,這些多糖在保持牙菌斑的結(jié)構(gòu)完整性及將細菌黏附在牙齒表面[38]等方面發(fā)揮重要作用。葡糖基轉(zhuǎn)移酶擁有四個結(jié)構(gòu)域,其中一個為非保守區(qū)域,具有種屬特異性,可作為口腔鏈球菌屬的識別分析[39]。因此,除了測定鏈球菌屬16S rRNA基因進行唾液鑒定[40]以外,通過測定鏈球菌屬中葡糖基轉(zhuǎn)移酶基因的非保守區(qū)域也可以檢測鏈球菌DNA的有無,實現(xiàn)唾液鑒定。
Honda等[41]利用氣相色譜法測定類固醇檢測糞便,因其需要大量樣本且操作繁瑣,很難普遍應用于法醫(yī)學實踐中。近年來越來越多的法醫(yī)學工作者發(fā)現(xiàn)微生物菌群鑒定糞便可以取代上述鑒定方法。擬桿菌是糞便中的主要微生物菌群,占糞便總微生物菌群的30%,而單型擬桿菌、普通擬桿菌和多型擬桿菌又是擬桿菌的主要菌群。通過擴增單型擬桿菌和普通擬桿菌中的RNA聚合酶β-亞型基因、多型擬桿菌中的α-1-6甘露聚糖酶基因發(fā)現(xiàn)上述三種菌群在糞便中具有極高特異性,而且檢出率尤以單型擬桿菌、普通擬桿菌兩者較高,因此可以用于糞便鑒定[42]。需要注意的是,乳酸桿菌屬大量存在于糞便中,利用乳酸桿菌鑒別陰道分泌液和糞便是無法實現(xiàn)的。
人體皮膚表面的微生物菌群數(shù)量巨大、種類繁多,如鼻孔和腋窩的主要微生物菌群為葡萄球菌和棒狀桿菌,頭部、腿部和手臂部上主要微生物菌群為葡萄球菌、棒狀桿菌、球菌和桿菌。其中金黃色釀膿葡萄球菌、表皮葡萄球菌是鼻孔中的主要葡萄球菌群,表皮葡萄球菌、人葡萄球菌是腋窩、頭部、腿部、手臂部的主要葡萄球菌群,頭狀葡萄球菌常在頭部、手臂部檢出,溶血性葡萄球菌常在頭部、腿部、手臂部檢出等。不同季節(jié)、不同溫度影響著微生物菌群的種類和數(shù)量,即便是同一部位也有所不同[43-44]。Noah等[45]以16S rRNA基因為研究對象,通過一種高通量的焦磷酸測序方法在數(shù)量和種類上比較人體皮膚和人碰觸過的實物上的微生物菌群,可以實現(xiàn)個體識別,且結(jié)果準確。
1.5綜合遺傳標記鑒定人體生物性物質(zhì)來源
不同人體生物性物質(zhì)的來源鑒定都有其最適合的遺傳標記種類,且某些生物性物質(zhì)用同一種類遺傳標記往往不能準確鑒定其來源,因此聯(lián)合不同種類遺傳標記既可以準確鑒定單一生物性物質(zhì)來源也可以對多種生物性物質(zhì)來源同時鑒定。各類遺傳標記的鑒定原理和檢驗方法均有不同,將不同種類遺傳標記整合到同一復合體系進行生物性物質(zhì)來源鑒定需要考慮諸多因素,如法醫(yī)樣本DNA或RNA的提取是否順利、實驗條件能否兼容、結(jié)果是否出現(xiàn)交叉反應等,下面簡單介紹三種聯(lián)合不同種類遺傳標記鑒定生物性物質(zhì)來源的組合方式:(1)微生物菌群遺傳標記與mRNA遺傳標記的組合體系,包括 HBD1、MUC4、MMP11在內(nèi)的mRNA遺傳標記和卷曲乳酸桿菌、加氏乳桿菌和約氏乳酸桿菌在內(nèi)的微生物菌群遺傳標記用于鑒定陰道分泌液[46];(2)miRNA遺傳標記與STR遺傳標記的組合體系,除了常規(guī)STR分型外,完整的分型圖譜還包括血液和唾液的miRNA遺傳標記miR-451和miR-205[47],或月經(jīng)血、靜脈血、精液的miRNA遺傳標記miR214、miR451a、miR888和miR891a[48];(3)DNA甲基化遺傳標記與微生物菌群遺傳標記的組合體系,鑒定陰道分泌液和月經(jīng)血選擇的是PFN3和陰道分泌液特異性微生物菌群卷曲乳酸桿菌、加氏乳桿菌[49]。
目前人體生物性物質(zhì)來源鑒定方法主要從DNA、RNA和蛋白質(zhì)水平開展。DNA水平鑒定包括DNA甲基化檢驗、微生物菌群檢驗,RNA水平鑒定包括mRNA檢驗、miRNA檢驗,蛋白質(zhì)水平鑒定包括檢驗特異性抗原等商品化試劑盒——如用于檢測血紅蛋白的Bluestar?Forensic試劑盒(摩納哥藍星公司)、用于檢測淀粉酶的Phadebas?Amylase test(美國Phadebas公司)、用于檢測p30抗原的ABAcard?試劑盒(美國Abacus Diagnostics公司)等。用于人體生物性物質(zhì)來源鑒定的每種遺傳標記都有其優(yōu)缺點和應用局限性。微生物菌群檢驗從微生物基因水平檢測人體不同生物性物質(zhì)的微生物種類而實現(xiàn)來源鑒定。基因的保守性和穩(wěn)定性使得檢驗過程不易受到外界因素的干擾,但是不同生物性物質(zhì)存在交叉反應,即同一微生物菌群同時出現(xiàn)在不同生物性物質(zhì)中[33]。而且對于疾病患者,抗生素的使用也可影響人體微生物菌群的種類和數(shù)量[34-35]。mRNA極易降解,因此在法醫(yī)學應用中具有局限性。在實驗室室溫干燥條件下保存兩年的血樣中已經(jīng)檢測不到mRNA,對于更惡劣的環(huán)境,mRNA在幾周之內(nèi)就已降解,除了極易降解,mRNA在人體某些生物性物質(zhì)中不具有特異性。相比之下,miRNA除具有組織特異性外,其長度短且具有不易降解、穩(wěn)定性好、靈敏度高等優(yōu)勢,可作為人體生物性物質(zhì)來源鑒定的一項新技術方法。但miRNA在不同的生理和病理學過程中表達有差異,其異常表達與癌癥、神經(jīng)紊亂、心臟病等疾病有關,故可能會影響其在法醫(yī)領域的應用。而且目前研究報道的miRNA遺傳標記數(shù)量有限,無法涵蓋法醫(yī)學領域人體常見的所有生物性物質(zhì)。蛋白質(zhì)水平的來源鑒定簡單、快速、準確,一直是法醫(yī)學工作者推崇的一種技術。但是蛋白質(zhì)的不穩(wěn)定性使其在不同實驗室之間重復性差,且一些檢測試劑盒檢測靈敏度低,對于微量蛋白質(zhì)無法檢測到。
人體生物性物質(zhì)來源鑒定是將生物學、微生物學、分子生物學、遺傳學、蛋白質(zhì)組學等學科應用于法醫(yī)學的一種新嘗試,其近年來的發(fā)展大大提高了法醫(yī)學證據(jù)的含金量,使法庭審判、定罪量刑不僅僅拘泥于犯罪嫌疑人的口供,還能從多個角度審視證據(jù),證據(jù)的作用也由證明犯罪事實的存在進一步延展至刻畫犯罪行為過程,這不僅是對STR、SNP等傳統(tǒng)遺傳標記檢驗方法的有效補充,也為實現(xiàn)案件的公正裁決提供了有力保障。法醫(yī)學工作者從DNA甲基化、mRNA、miRNA、微生物菌群、蛋白質(zhì)等層面探究人體不同生物性物質(zhì)的組成成分和特征,旨在發(fā)現(xiàn)不同個體、不同生物性物質(zhì)之間的差異,并最終實現(xiàn)法醫(yī)現(xiàn)場人體生物性物質(zhì)的來源鑒定,以重現(xiàn)復雜的犯罪行為過程。盡管現(xiàn)有技術使得人體生物性物質(zhì)來源鑒定取得了一定進展,但能夠像DNA檢驗技術一樣將其作為有力證據(jù)應用于法庭審判仍然有很多值得未來大力發(fā)展和探索的空間,如目前研究的遺傳標記還無法覆蓋人體所有的生物性物質(zhì)類型;對已經(jīng)研究到的人體生物性物質(zhì)來源的鑒定,目前國際上并無統(tǒng)一、標準的鑒定方法和認定準則;當前的鑒定方法和技術繁瑣、耗時,與偵查破案追求的時效性沖突,因此需要研究準確、快速、甚至無須特殊儀器的檢測方法;當前所選的遺傳標記較為單一分散,需要開發(fā)復合檢測體系,提高鑒定能力。
綜上所述,不斷完善人體生物性物質(zhì)來源鑒定技術,進一步發(fā)揮證據(jù)在法庭中的作用,將是相關領域的發(fā)展方向。法制化建設的深入推進,對法醫(yī)學工作者提出了越來越高的要求,從最初要求提供線索抓獲犯罪嫌疑人,到當下要求找到定罪量刑的證據(jù),探索人體生物性物質(zhì)來源等更多證據(jù)附加信息將是推動法醫(yī)學發(fā)展的強大動力。
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(本文編輯:李成濤)
主編按語:2016年4月18日,最高人民法院、最高人民檢察院、公安部、國家安全部、司法部發(fā)布了《人體損傷致殘程度分級》(以下簡稱《新標準》),作為人體損傷致殘程度鑒定統(tǒng)一適用的標準,并將于2017年1月1日起正式實施?!缎聵藴省返陌l(fā)布是法醫(yī)臨床學領域的一件盛事,其較以往多部人體傷殘鑒定標準出現(xiàn)了較多的變化與相當?shù)男乱?,需要廣大鑒定人認真學習、深刻領會。為了保障《新標準》得以準確實施,《法醫(yī)學雜志》自本期起,將集中刊登由業(yè)內(nèi)專家撰寫的針對《新標準》中頗具討論價值條款的學術論文,幫助鑒定人在未來的工作中更好地理解條款。同時,擬就下列議題向各地同行征文:(1)肢體與手功能障礙等變化較大的條款的理解與適用,以及實踐中可能遇到的問題和對策;(2)《新標準》提出的諸如“肋骨骨折畸形愈合”等新理念的把握原則,以及檢驗方法和操作規(guī)范;(3)現(xiàn)行法醫(yī)臨床學行業(yè)標準與技術規(guī)范如何更好地適應《新標準》相關條款的執(zhí)行,以及行業(yè)標準與技術規(guī)范進一步改進、完善的建議。
中圖分類號:DF795.2
文獻標志碼:A
doi:10.3969/j.issn.1004-5619.2016.03.011
文章編號:1004-5619(2016)03-0204-07
基金項目:上海市科學技術委員會科研計劃項目(14JG0500400)
作者簡介:鄒凱南(1983—),女,碩士,主檢法醫(yī)師,主要從事法醫(yī)DNA分析技術的應用和研究;E-mail:kitty_zkn@126.com
通信作者:周懷谷,男,博士,主任法醫(yī)師,主要從事法醫(yī)DNA分析技術的應用和研究;E-mail:hgzhou803@hotmail.com
收稿日期:(2015-07-20)
Source Identification of Human Biological Materials and Its Prospect in Forensic Science
ZOU Kai-nan1,GUI Cheng2,CAO Yu1,YANG Fan1,ZHOU Huai-gu1
(1.Key Laboratory of Forensic Evidence and Science Technology,Ministry of Public Security,Institute of Forensic Science,Shanghai Public Security Bureau,Shanghai 200083,China;2.Institute of Criminal Science and Technology,Changning Branch of Shanghai Public Security Bureau,Shanghai 200336,China)
Abstract:Source identification of human biological materials in crime scene plays an important role in reconstructing the crime process.Searching specific genetic markers to identify the source of different human biological materials is the emphasis and difficulty of the research work of legal medical experts in recent years.This paper reviews the genetic markers which are used for identifying the source of human biological materials and studied widely,such as DNA methylation,mRNA,microRNA,microflora and protein,etc.By comparing the principles and methods of source identification of human biological materials using different kinds of genetic markers,different source of human biological material owns suitable marker types and can be identified by detecting single genetic marker or combined multiple genetic markers.Though there is no uniform standard and method for identifying the source of human biological materials in forensic laboratories at present,the research and development of a series of mature and reliable methods for distinguishing different human biological materials play the role as forensic evidence which will be the future development direction.
Key words:forensic genetics;genetic markers;review[publication type];source