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人体生物性物质来源鉴定及法医学应用研究进展

2016-12-15邹凯南周怀谷上海市公安局物证鉴定中心法医物证学现场应用技术公安部重点实验室上海00083上海市公安局长宁分局刑事科学技术研究所上海00336

法医学杂志 2016年3期
关键词:来源综述

邹凯南,桂 程,曹 禹,杨 帆,周怀谷(.上海市公安局物证鉴定中心 法医物证学现场应用技术公安部重点实验室,上海 00083;.上海市公安局长宁分局 刑事科学技术研究所,上海 00336)



人体生物性物质来源鉴定及法医学应用研究进展

邹凯南1,桂程2,曹禹1,杨帆1,周怀谷1
(1.上海市公安局物证鉴定中心 法医物证学现场应用技术公安部重点实验室,上海 200083;2.上海市公安局长宁分局 刑事科学技术研究所,上海 200336)

摘要:犯罪现场中人体生物性物质来源鉴定在重现犯罪过程方面发挥了重要作用,寻找特异性遗传标记鉴定人体不同生物性物质来源是近年来法医学工作者研究的重点和难点。本文就目前研究较多的用于人体生物性物质来源鉴定的遗传标记进行综述,包括DNA甲基化、mRNA、microRNA、微生物菌群、蛋白质等。通过比较不同种类遗传标记鉴定人体生物性物质来源的原理和方法,发现人体不同生物性物质来源的鉴定都有其最适合的遗传标记种类,并且可以采用单一遗传标记或联合多种遗传标记进行检验。尽管目前各法医学实验室无统一的标准和方法鉴定人体生物性物质来源,但研究开发一系列成熟可靠的方法区分人体不同生物性物质,进而发挥其法庭证据作用,将是未来的发展方向。

关键词:法医遗传学;遗传标记;综述[文献类型];来源

人体生物性物质来源鉴定对于犯罪过程的重建具有重要意义,在犯罪现场中常见的人体生物性物质一般包括血液(外周血、静脉血、月经血)、唾液、精液、阴道分泌液、汗液、泪液、鼻腔分泌液、尿液、皮肤、大脑组织等。鉴定某些人体生物性物质来源可以通过肉眼直接识别,如血液、皮肤等;对肉眼不能识别的人体生物性物质需要借助针对性的检验方法来认定,如显微镜镜检技术检测精子、PSA试纸条检测男性前列腺液等。鉴定人体生物性物质来源的主要方法是寻找特异性遗传标记,即通过检测特异性存在于某种人体生物性物质中的遗传标记来实现人体不同生物性物质的来源鉴定。目前已有一些商品化检验试剂盒可以实现此目的,如RSID®-series(美国IL公司)鉴定人体血液、唾液和精液;Sperm HY-LITERTM(美国IL公司)鉴定精子;SERATEC®PSA Semiquant(德国SERATEC公司)鉴定人体精液等。用于人体生物性物质来源鉴定的遗传标记主要包括DNA甲基化、信使RNA(messenger RNA,mRNA)、microRNA(miRNA)、微生物菌群、蛋白质等。本文就各类遗传标记鉴定人体生物性物质来源的基本原理、检验方法、常见应用以及优缺点进行综述。

1 鉴定人体不同生物性物质来源的遗传标记

1.1DNA甲基化

1.1.1基本原理

DNA甲基化是指一个甲基添加到基因组CpG二核苷酸胞嘧啶中5’-碳原子上,形成5’-甲基胞嘧啶,可调节基因的表达和关闭,与多种生理、病理性疾病相关[1]。DNA甲基化程度影响各组织的分化表达,因此DNA甲基化具有组织特异性,组织特异性差异甲基化区域(tissue specific differentially methylated regions,TDMR)广泛分布在基因内和基因间,利用TDMR的上述特征可以将其应用于法医学领域判定生物性物质来源。

1.1.2应用

DNA甲基化遗传标记因其高度组织特异性可用于鉴定精液中的精子细胞[2-5]、血液[2,5]、唾液[2,5]、阴道分泌液[3,5]、皮肤[2]等。Lee等[3]以同卵双生子为研究对象,对其DNA甲基化进行研究,结果显示DACT1和USP49均是低甲基化的遗传标记,并具有精液特异性,可有效识别精液。Wasserstrom等[4]以包括精液、唾液、静脉血、月经血、阴道分泌液在内的共135个样本和来自以色列警方法医学实验室的33个案件检材为研究对象,通过Matrix Laboratory软件筛选出5个DNA甲基化遗传标记,分别是Chr11(72085678~72085798)、Chr4 (25287119~25287254)、Chr11(57171095~57171236)、Chr11(1493401~1493538)、Chr19(47395505~47395651),并自行设计MSRE识别的HhaⅠ序列特异性引物,结果显示这5个遗传标记具有精液特异性,可用作精液鉴定。Park等[5]研究选择了8个DNA甲基化遗传标记(cg06379435和cg08792630鉴定血液,cg26107890和cg20691722鉴定唾液,cg23521140和cg17610929鉴定精液,cg01774894和cg14991487鉴定阴道分泌液),经焦磷酸测序检验方法证明这8个DNA甲基化遗传标记具有高灵敏度和特异性,可以作为鉴定人体生物性物质来源的候选遗传标记。Gomes等[6]选择了 L91762、L68346、L76138、L26688共 4个DNA甲基化位点,并以甲基化比值(即共同扩增的两个位点的峰高比值)作为鉴定生物性物质来源的标准。结果显示,L91762/L68346和L76138/L26688并不具有组织特异性,在唾液和皮肤中比值相似。而Dan等[2]报道了L76138与L26688的甲基化比值在精液和皮肤中比在血液和唾液中高,L76138与L26688和L91762与L68346较高的甲基化比值可进行皮肤鉴定。因此能否应用L76138与L26688和L91762与L68346的甲基化比值鉴定皮肤目前存在争议。

1.2mRNA

1.2.1基本原理

mRNA是由DNA的一条链作为模板转录而来,所携带的遗传信息能够指导合成蛋白质。人体不同组织的生物性物质中具有特异性基因,找到特异性目的基因,通过RT-PCR检验技术对mRNA反转录成cDNA进行实时定量检测,以ΔCt值,即ΔCt=Ct目的基因-Ct内参基因,作为目的基因在不同生物性物质中表达程度的评判标准。若ΔCt值较低,说明目的基因在此生物性物质中高度表达;若ΔCt值高,说明目的基因在此生物性物质中低度表达,以此筛选出用于人体生物性物质来源鉴定的候选基因,进而区分人体不同生物性物质来源。

1.2.2应用

利用mRNA鉴定人体生物性物质来源被国际上来自不同国家的法医学实验室所重视,欧洲DNA分型工作组(the European DNA Profiling Group,EDNAP)到2015年为止开展了6次国际间实验室的联合测试,旨在探究mRNA遗传标记用于人体生物性物质来源鉴定的效力和可靠性[7-11]。下面对用于鉴定血液(外周血和月经血)、唾液、精液、阴道分泌液、汗液、皮肤、尿液、鼻腔分泌液等人体生物性物质的特异性mRNA遗传标记分别进行阐述。

血液的生物性来源鉴定包括外周血和月经血的鉴定,EDNAP集合了16个法医遗传学实验室,对外周血特异性遗传标记PBGD、SPTB和HBB的灵敏度和特异性进行测试,结果显示HBB表达程度最高,灵敏度为在0.001 μL血液中就可检测到该遗传标记,表达程度最低的是PBGD[7]。月经血的特异性mRNA遗传标记是MMP7[12]和MMP11[13]。

唾液的mRNA特异性遗传标记包括FDCSP[14]和HTN3[13]。STATH是否具有特异性目前存在争议,因其在唾液和鼻腔分泌液中都有表达[13]。此外,Zubakov等[15]选择了5个用于鉴定唾液的mRNA遗传标记(SPRR3、SPRR1A、KRT4、KRT6A和KRT13),结果显示在唾液-阴道分泌液混合样本中出现mRNA遗传标记的交叉反应,分析原因可能是由于口腔和阴道黏膜上皮细胞的生物化学和组织学高度相似性导致基因表达方式高度相似。

精液的mRNA特异性遗传标记包括MSMB、PRM1、PRM2和TGM4。但Richard等[13]发现PRM2和TGM4也存在于阴道分泌液中,因此PRM2和TGM4能否用于鉴定精液目前存在争议。

HBD1和MUC4是阴道分泌液鉴定中研究报道最多的mRNA特异性遗传标记[13]。Cossu等[16]报道HBD1 和MUC4在48个妇女的阴道分泌液样本中均有表达,且表达水平与妇女的年龄、身体状况(如怀孕、采取避孕措施)等无关,MUC4比HBD1表达水平更高。但是MUC4和HBD1在唾液中也有表达,有的样本同时表达,有的只表达一种mRNA遗传标记,因此通过MUC4和HBD1两个mRNA遗传标记中的一种或者两种不能准确鉴定阴道分泌液,需要加做其他特异性遗传标记。与HBD1和MUC4不同,MSLN是阴道分泌液特异性更强的mRNA遗传标记,可被用于鉴定阴道分泌液[14]。Hanson等[17]通过RNA测序方法寻找候选基因,以SFTA2、FUT6、DKK4、IL19、MYOZ1和CYP2B7P1为研究对象,最终确定MYOZ1和CYP2B7P1在阴道分泌液中具有高灵敏度和特异性,能够将阴道分泌液与其他生物性物质区分开,尤其是含上皮细胞较多的口腔分泌液和皮肤。CYP2B7P1的特异性尤为明显,且与人体其他生物性物质没有交叉反应。

早在几年前就有学者研究汗液中的特异性多肽,Schittek等[18]报道了皮离蛋白(dermcidin,DCD)具有汗液特异性,Sagawa等[19]成功合成了汗液特异性蛋白质的单克隆抗体G-81。2005年Nakanishi[20]报道乳酸可用于汗液鉴定。2008年Hino等[21]报道了一种新方法,即通过色谱分析法检测E-尿刊酸和L-酪氨酸来鉴定汗液。2010年Sakurada等[22]报道了DCD可以作为汗液的特异性遗传标记鉴定汗液。

皮肤的生物性来源鉴定主要是将接触性DNA证据应用于法庭中,接触性DNA证据主要来源于人体物理性接触过并留在实物表面的蜕皮细胞。LCE1C、LCE1D、LCE2D、CCL27、IL1F7具有皮肤高度特异性和灵敏性,可以用于皮肤鉴定,并且5~25 pg的皮肤RNA就可以实现鉴定,其中LCE1C尤为灵敏和特异,在大部分皮肤接触实物样本中检出率最高[23]。Visser等[24]报道LOR也可作为特异性遗传标记实现皮肤鉴定,而CDSN、CST6和DSC1在皮肤和阴道分泌液中有交叉反应,且CDSN在月经血和唾液中也存在。KRT9因其灵敏度低,在某些皮肤检材中无法检测到,因此能否被应用于法医实践目前还不确定。

尿液中的mRNA特异性遗传标记包括THP和UMOD,Akutsu[25]报道称THP只在尿液中检测到,在血液、唾液、精液、阴道分泌液和汗液中均无表达。

鼻腔分泌液特异性遗传标记的研究报道相对较少,早期在蛋白质水平鉴定鼻腔分泌液常被用于诸如鼻窦炎的疾病诊断[26],在mRNA水平方面STATH被证明特异性存在于鼻腔分泌液中,但如上唾液部分所述,STATH在唾液中也有表达[13]。

1.3miRNA

1.3.1基本原理

miRNA是一类内源性非蛋白质编码的小分子RNA,长度约18~25nt,广泛存在于各种真核细胞中,通过作用于mRNA片段在转录后水平调节基因表达,从而影响细胞增殖分化、凋亡、衰老等重要生命活动。2009年,Hanson[27]首次将miRNA应用于人体生物性物质来源鉴定,鉴定原理包括从不同组织体液中提取RNA,以miRNA为研究对象反转录成cDNA,应用RT-PCR技术对cDNA和内参基因扩增产物定量分析,并最终以表达丰度(即通过二维或三维的散点图描绘出候选miRNA在特定体液中的ΔCt值分布)作为选择miRNA遗传标记的标准。

1.3.2应用

miRNA在法医学领域可以鉴定人体多种生物性物质来源,如血液、精液、唾液、阴道分泌液、皮肤、大脑等。miRNA遗传标记在精液中的特异性最好,在阴道分泌液和唾液中最差[27-30]。

2009年,Hanson[27]利用SYBR®Green qPCR技术从452个人类miRNA中检测出9个具有人体不同生物性物质差异表达的miRNA,其中miR451和miR16用于鉴定血液,miR135b和miR10b用于鉴定精液,miR658和miR205用于鉴定唾液,miR124a和miR372用于鉴定阴道分泌液,miR412和miR451用于鉴定月经血,检测灵敏度为50pg。同时检测出miRNA遗传标记在人类21种组织中的表达水平,验证了miRNA在不同生物性物质中的特异性,从而将miRNA引入生物性物质来源鉴定的法医学实践中。2010年,Zubakov等[29]应用基因芯片技术对人类5种生物性物质718个miRNA进行筛选,并应用TaqMan的RT-PCR技术和Northern印记技术对候选9个miRNA遗传标记的法医学应用价值进行验证。结果仅能重复出Hanson报道的血液和精液的特异性miRNA遗传标记(静脉血是miR-20a、miR-106a、miR-185、miR-144,精液是miR-135a、miR-10a、miR-507、miR-943、miR-891a),检测灵敏度达到0.1pg总RNA量,并发现实验室条件下放置1年的血痕和精斑,其表达丰度无大变化,比应用mRNA鉴定生物性物质来源灵敏得多。但是该研究不能确证阴道分泌液、月经血和唾液中的miRNA遗传标记。2011年Courts等[31]利用Geniom®Biochips检测出miRNA遗传标记在人类血液和唾液中的表达水平,通过SYBR®Green qPCR确认了6个miRNA遗传标记(血液是miR-126、miR-150、miR-451,唾液是miR-200c、miR-203、miR-205)。

目前报道的用于人体生物性物质来源鉴定的miRNA数量有限,且采用不同的技术平台和统计数据方法,检测结果不一致、重复性差。2012年,Zheng等[32]应用mirVanaTMmiRNA分离试剂盒、高特异性茎环反转录技术、实时定量PCR技术对静脉血、阴道分泌液、月经血、精液、唾液进行研究,目的是开发一套准确可靠的检测miRNA基因表达水平的数据分析模型。结果显示,miR16在静脉血中的相对表达率与其他生物性物质相比完全不同,miR658的表达不够稳定,miR205的表达在不同生物性物质中不具有特异性。

2013年,Hanson等[30]运用二元逻辑回归模型将用于生物性物质来源鉴定的miRNA遗传标记扩大到18个,包括5个已有的遗传标记和13个新遗传标记(血液是miR451、miR16,精液是miR892a、miR891b;唾液是 miR658、miR205、miR124*,阴道分泌液是miR124a、miR1280、miR4286,月经血是miR142-3p、miR144、miR144*、miR185,皮肤是 miR455-3p、miR3169、miR139、miR494)。二元逻辑回归模型使人体生物性物质来源鉴定更加准确,优于二维散点图(即两个候选miRNA)识别体液的方法。同年Wang等[28]通过qPCR-array芯片TaqMan®Array Human MicroRNA Cards从754个成熟miRNA分子中筛选出7个具有法医来源鉴定潜在应用价值的miRNA,并通过水解探针TaqMan qPCR确定了miR486、miR888、miR214、miR16和miR891a 5个可以进行人体生物性物质来源鉴定的miRNA遗传标记,其中miR16和miR486用于鉴定静脉血,miR888和miR891a用于鉴定精液,miR214用于鉴定月经血。

1.4微生物菌群

1.4.1基本原理

人体中含有大概40万亿个细胞和更多的微生物菌群,微生物菌群包括细菌、真菌、藻类、寄生虫、病毒等微小生物。利用微生物菌群鉴定人体生物性物质来源的基本原理为通过检测微生物菌群的16S rRNA基因、16S-23S rRNA的基因间隔区或与其相邻的23S rRNA基因确定存在于目标生物性物质中的特异微生物菌群种类,从而间接鉴定人体生物性物质来源。

1.4.2应用

利用微生物菌群鉴定人体生物性物质来源的重点是在目标生物性物质中找到特异微生物菌群。以下对阴道分泌液、唾液、粪便及皮肤表面的微生物菌群分别作阐述。

阴道分泌液是由前庭大腺、子宫颈腺体、子宫内膜的分泌物和阴道黏膜的渗出液、脱落的阴道上皮细胞混合而成,同时也含有微生物菌群用以保持健康,包括乳酸杆菌属、阴道加德菌、阴道阿托波氏菌等,其中主要微生物菌群为乳酸杆菌属,包括惰性乳杆菌、卷曲乳杆菌、詹氏乳杆菌和加氏乳杆菌。乳酸杆菌属中卷曲乳杆菌特异性存在于女性阴道分泌液中,加氏乳杆菌、詹氏乳杆菌和阴道阿托波氏菌在阴道分泌液中的特异性目前存在争议,惰性乳杆菌和阴道加德菌在阴道分泌液中不具有特异性,在精液中也存在[33]。因此,目前鉴定阴道分泌液主要是卷曲乳杆菌。对于一些患有细菌性阴道病的妇女,服用抗生素会对阴道微生物菌群的种类和数量有影响[34-35],从而影响鉴定。同时由于女性生理结构的特点,尿道与阴道距离较近,常在尿液中检测到阴道分泌液中的特异性微生物菌群,这也是利用微生物菌群鉴定阴道分泌液的局限性。

唾液中含有数量最多的微生物菌群,50%为链球菌,此类菌群在体外极易失活[36],其中唾液链球菌和变异链球菌特异性存在于唾液中,可用于唾液鉴定[37]。口腔链球菌中含有多种表面蛋白,其中一种为葡糖基转移酶,可以水解蔗糖合成细胞外多糖,这些多糖在保持牙菌斑的结构完整性及将细菌黏附在牙齿表面[38]等方面发挥重要作用。葡糖基转移酶拥有四个结构域,其中一个为非保守区域,具有种属特异性,可作为口腔链球菌属的识别分析[39]。因此,除了测定链球菌属16S rRNA基因进行唾液鉴定[40]以外,通过测定链球菌属中葡糖基转移酶基因的非保守区域也可以检测链球菌DNA的有无,实现唾液鉴定。

Honda等[41]利用气相色谱法测定类固醇检测粪便,因其需要大量样本且操作繁琐,很难普遍应用于法医学实践中。近年来越来越多的法医学工作者发现微生物菌群鉴定粪便可以取代上述鉴定方法。拟杆菌是粪便中的主要微生物菌群,占粪便总微生物菌群的30%,而单型拟杆菌、普通拟杆菌和多型拟杆菌又是拟杆菌的主要菌群。通过扩增单型拟杆菌和普通拟杆菌中的RNA聚合酶β-亚型基因、多型拟杆菌中的α-1-6甘露聚糖酶基因发现上述三种菌群在粪便中具有极高特异性,而且检出率尤以单型拟杆菌、普通拟杆菌两者较高,因此可以用于粪便鉴定[42]。需要注意的是,乳酸杆菌属大量存在于粪便中,利用乳酸杆菌鉴别阴道分泌液和粪便是无法实现的。

人体皮肤表面的微生物菌群数量巨大、种类繁多,如鼻孔和腋窝的主要微生物菌群为葡萄球菌和棒状杆菌,头部、腿部和手臂部上主要微生物菌群为葡萄球菌、棒状杆菌、球菌和杆菌。其中金黄色酿脓葡萄球菌、表皮葡萄球菌是鼻孔中的主要葡萄球菌群,表皮葡萄球菌、人葡萄球菌是腋窝、头部、腿部、手臂部的主要葡萄球菌群,头状葡萄球菌常在头部、手臂部检出,溶血性葡萄球菌常在头部、腿部、手臂部检出等。不同季节、不同温度影响着微生物菌群的种类和数量,即便是同一部位也有所不同[43-44]。Noah等[45]以16S rRNA基因为研究对象,通过一种高通量的焦磷酸测序方法在数量和种类上比较人体皮肤和人碰触过的实物上的微生物菌群,可以实现个体识别,且结果准确。

1.5综合遗传标记鉴定人体生物性物质来源

不同人体生物性物质的来源鉴定都有其最适合的遗传标记种类,且某些生物性物质用同一种类遗传标记往往不能准确鉴定其来源,因此联合不同种类遗传标记既可以准确鉴定单一生物性物质来源也可以对多种生物性物质来源同时鉴定。各类遗传标记的鉴定原理和检验方法均有不同,将不同种类遗传标记整合到同一复合体系进行生物性物质来源鉴定需要考虑诸多因素,如法医样本DNA或RNA的提取是否顺利、实验条件能否兼容、结果是否出现交叉反应等,下面简单介绍三种联合不同种类遗传标记鉴定生物性物质来源的组合方式:(1)微生物菌群遗传标记与mRNA遗传标记的组合体系,包括 HBD1、MUC4、MMP11在内的mRNA遗传标记和卷曲乳酸杆菌、加氏乳杆菌和约氏乳酸杆菌在内的微生物菌群遗传标记用于鉴定阴道分泌液[46];(2)miRNA遗传标记与STR遗传标记的组合体系,除了常规STR分型外,完整的分型图谱还包括血液和唾液的miRNA遗传标记miR-451和miR-205[47],或月经血、静脉血、精液的miRNA遗传标记miR214、miR451a、miR888和miR891a[48];(3)DNA甲基化遗传标记与微生物菌群遗传标记的组合体系,鉴定阴道分泌液和月经血选择的是PFN3和阴道分泌液特异性微生物菌群卷曲乳酸杆菌、加氏乳杆菌[49]。

2 各类遗传标记鉴定人体生物性物质来源的结果分析及评判

目前人体生物性物质来源鉴定方法主要从DNA、RNA和蛋白质水平开展。DNA水平鉴定包括DNA甲基化检验、微生物菌群检验,RNA水平鉴定包括mRNA检验、miRNA检验,蛋白质水平鉴定包括检验特异性抗原等商品化试剂盒——如用于检测血红蛋白的Bluestar®Forensic试剂盒(摩纳哥蓝星公司)、用于检测淀粉酶的Phadebas®Amylase test(美国Phadebas公司)、用于检测p30抗原的ABAcard®试剂盒(美国Abacus Diagnostics公司)等。用于人体生物性物质来源鉴定的每种遗传标记都有其优缺点和应用局限性。微生物菌群检验从微生物基因水平检测人体不同生物性物质的微生物种类而实现来源鉴定。基因的保守性和稳定性使得检验过程不易受到外界因素的干扰,但是不同生物性物质存在交叉反应,即同一微生物菌群同时出现在不同生物性物质中[33]。而且对于疾病患者,抗生素的使用也可影响人体微生物菌群的种类和数量[34-35]。mRNA极易降解,因此在法医学应用中具有局限性。在实验室室温干燥条件下保存两年的血样中已经检测不到mRNA,对于更恶劣的环境,mRNA在几周之内就已降解,除了极易降解,mRNA在人体某些生物性物质中不具有特异性。相比之下,miRNA除具有组织特异性外,其长度短且具有不易降解、稳定性好、灵敏度高等优势,可作为人体生物性物质来源鉴定的一项新技术方法。但miRNA在不同的生理和病理学过程中表达有差异,其异常表达与癌症、神经紊乱、心脏病等疾病有关,故可能会影响其在法医领域的应用。而且目前研究报道的miRNA遗传标记数量有限,无法涵盖法医学领域人体常见的所有生物性物质。蛋白质水平的来源鉴定简单、快速、准确,一直是法医学工作者推崇的一种技术。但是蛋白质的不稳定性使其在不同实验室之间重复性差,且一些检测试剂盒检测灵敏度低,对于微量蛋白质无法检测到。

3 展望

人体生物性物质来源鉴定是将生物学、微生物学、分子生物学、遗传学、蛋白质组学等学科应用于法医学的一种新尝试,其近年来的发展大大提高了法医学证据的含金量,使法庭审判、定罪量刑不仅仅拘泥于犯罪嫌疑人的口供,还能从多个角度审视证据,证据的作用也由证明犯罪事实的存在进一步延展至刻画犯罪行为过程,这不仅是对STR、SNP等传统遗传标记检验方法的有效补充,也为实现案件的公正裁决提供了有力保障。法医学工作者从DNA甲基化、mRNA、miRNA、微生物菌群、蛋白质等层面探究人体不同生物性物质的组成成分和特征,旨在发现不同个体、不同生物性物质之间的差异,并最终实现法医现场人体生物性物质的来源鉴定,以重现复杂的犯罪行为过程。尽管现有技术使得人体生物性物质来源鉴定取得了一定进展,但能够像DNA检验技术一样将其作为有力证据应用于法庭审判仍然有很多值得未来大力发展和探索的空间,如目前研究的遗传标记还无法覆盖人体所有的生物性物质类型;对已经研究到的人体生物性物质来源的鉴定,目前国际上并无统一、标准的鉴定方法和认定准则;当前的鉴定方法和技术繁琐、耗时,与侦查破案追求的时效性冲突,因此需要研究准确、快速、甚至无须特殊仪器的检测方法;当前所选的遗传标记较为单一分散,需要开发复合检测体系,提高鉴定能力。

综上所述,不断完善人体生物性物质来源鉴定技术,进一步发挥证据在法庭中的作用,将是相关领域的发展方向。法制化建设的深入推进,对法医学工作者提出了越来越高的要求,从最初要求提供线索抓获犯罪嫌疑人,到当下要求找到定罪量刑的证据,探索人体生物性物质来源等更多证据附加信息将是推动法医学发展的强大动力。

参考文献:

[1]Hashimshony T,Zhang J,Keshet I,et al.The role of DNA methylation in setting up chromatin structure during development[J].Nat Genet,2003,34(2):187-192.

[2]Dan F,Wasserstrom A,Budowle B,et al.DNA methylation-basedforensictissueidentification[J]. Forensic Sci IntGenet,2011,5(5):517-524.

[3]Lee HY,Park MJ,Choi A,et al.Potential forensic application of DNA methylation profiling to body fluid identification[J].Int J Legal Med,2012,126(1):55-62.

[4]Wasserstrom A,Frumkin D.Demonstration of DSI-semen--A novel DNA methylation-based forensic semen identification assay[J].Forensic Sci Int Genet,2013,7(1):136-142.

[5]Park JL,Kwon OH,Kim JH,et al.Identification of body fluid-specific DNA methylation markers for use inforensic science[J].Forensic Sci Int Genet,2014,13(8):147-153.

[6]Gomes I,Kohlmeier F,Schneider PM.Genetic markers for body fluid and tissue identification in forensics[J].Forensic Sci Int:Genet Suppl Ser,2011,(1):e469-e470.

[7]Haas C,Hanson E,Bär W,et al.mRNA profiling for the identification of blood--results of a collaborative EDNAP exercise[J].Forensic Sci Int Genet,2011,5(1):21-26.

[8]Haas C,Hanson E,Anjos MJ,et al.RNA/DNA coanalysis from blood stains--results of a second collaborative EDNAP exercise[J].Forensic Sci Int Genet,2012,6(1):70-80.

[9]Haas C,Hanson E,Anjos MJ,et al.RNA/DNA coanalysis from human saliva and semen stains--results of a third collaborative EDNAP exercise[J].Forensic Sci Int Genet,2013,7(2):230-239.

[10]Haas C,Hanson E,Anjos MJ,et al.RNA/DNA co-analysis from human menstrual blood and vaginal secretion stains:Results of a fourth and fifth collaborative EDNAP exercise[J].Forensic Sci Int Genet,2014,8(1):203-212.

[11]Haas C,Hanson E,Banemann R,et al.RNA/DNA co-analysis from human skin and contact traces--results of a sixth collaborative EDNAP exercise[J]. Forensic Sci Int Genet,2015,16:139-147.

[12]Zubakov D,Kokshoorn M,Kloosterman A,et al. New markers for old stains:stable mRNA markers for blood and saliva identification from up to 16-yearoldstains[J].Int J Legal Med,2009,(123):71-74.

[13]Richard MLL,Harper KA,Craig RL.Evaluation of mRNA marker specificity for the identification of five human body fluids by capillary electrophoresis[J]. Forensic Sci Int Genet,2011,6(4):452-460.

[14]Park SM,Park SY,Kim JH,et al.Genome-wide mRNA profiling and multiplex quantitative RT-PCR for forensic body fluid identification[J].Forensic Sci Int Genet,2013,7(1):143-150.

[15]Zubakov D,Hanekamp E,Kokshoorn M,et al. Stable RNA markers for identification of blood and saliva stains revealed from whole genome expression analysis of time-wise degraded samples[J].Int J Legal Med,2008,122(2):135-142.

[16]Cossu C,Germann U,Kratzer A,et al.How specific are the vaginal secretion mRNA-markers HBD1 and MUC4?[J].Forensic Sci Int:Genet Suppl Ser,2009,2(1):536-537.

[17]Hanson EK,Ballantyne J.Highly specific mRNA biomarkers for the identification of vaginal secretions in sexual assault investigations[J].Science&Justice,2013,53(1):14-22.

[18]Schittek B,Hipfel R,Sauer B,et al.Dermcidin:a novelhumanantibioticpeptidesecretedby sweat glands[J].Nat Immunol,2001,2(12):1133-1137.

[19]Sagawa K,Kimura A,Saito Y,et al.Production and characterization of a monoclonal antibody for sweatspecific protein and its application for sweat identification[J].Int J Legal Med,2003,117(2):90-95.

[20]Nakanishi H.Preliminary test for demonstration of sweat stains by lactic acid[J].Jap J Forensic Sci& Tech,2005,10:45-48.

[21]Hino D,Miyoshi M,Nakayama H.Identification of sweat stain using E-urocanic acid and L-turosine[J]. Forensic Sci Tech,2008,13:17-23.

[22]Sakurada K,Akutsu T,Fukushima H,et al.Detection of dermcidin for sweat identification by realtime RT-PCR and ELISA[J].Forensic Sci Int,2010,194(1-3):80-84.

[23]Hanson E,Haas C,Jucker R,et al.Specific and sensitive mRNA biomarkers for the identification of skin in‘touch DNA’evidence[J].Forensic Sci Int Genet,2012,6(5):548-558.

[24]Visser M,Zubakov D,Ballantyne KN.et al.mRNA-based skin identification for forensic applications[J]. Int J Legal Med,2011,125:253-263.

[25]Akutsu T.Evaluation of Tamm-Horsfall Protein and UroplakinⅢ for Forensic Identification of Urine[J]. J Forensic Sci,2010,55(3):742-746.

[26]Casado B,Pannell LK,Iadarola P,et al.Identificationofhumannasalmucousproteinsusingproteomics[J].Proteomics,2005,5(11):2949-2959.

[27]HansonEK.Identificationofforensically relevant body fluids using a panel of differentially expressed microRNAs[J].Anal Biochem,2009,387(2):303-314.

[28]Wang Z,Zhang J,Luo HB,et al.Screening and confirmation of microRNA markers for forensic body fluid identification[J].Forensic Sci Int Genet,2013,7(1):116-123.

[29]Zubakov D,Boersma AWM,Ying C,et al.Micro-RNA markers for forensic body fluid identification obtained from microarray screening and quantitative RT-PCR confirmation[J].Deutsche Zeitschrift Für Die Gesamte Gerichtliche Medizin,2010,124(3):217-226.

[30]Hanson EK,Rekab K,Ballantyne J.Binary logistic regression models enable miRNA profiling to provide accurate identification of forensically relevant body fluids and tissues[J].Forensic Sci Int:Genet Suppl Ser,2013,4(1):e127-e128.

[31]Courts C,Madea B.Specific Micro-RNA Signatures for the Detection of Saliva and Blood in Forensic Body-fluid Identification[J].J Forensic Sci,2011,56(6):1464-1470.

[32]Zheng W,Luo H,Pan X,et al.A model for data analysis of microRNA expression in forensic body fluid identification[J].Forensic Sci Int Genet,2012,6(3):419-423.

[33]Fleming RI.The use of bacteria for the identification of vaginal secretions[J].Forensic Sci Int Genet,2010,4(5):311-315.

[34]Verhelst R,Verstraelen H,Claeys G,et al.Cloning of 16S rRNA genes amplified from normal and disturbed vaginal microflora suggests a strong association between Atopobiurn vaginae,Gardnerellavaginalis and bacterial vaginosis[J].Bmc Microbiol,2004,4(1):1-11.

[35]Menard JP,Fenollar F,Henry M,et al.Molecular quantification of Gardnerella vaginalis and Atopobium vaginae loads to predict bacterial vaginosis[J].Clin Infect Dis,2008,47(1):33-43.

[36]Tagg JR,Ragland NL.Applications of BLIS typing to studies of the survival on surfaces of salivary streptococci and staphylococci[J].J Appl Bacteriol,1991, 71(4):339-342.

[37]Nakanishi H,Kido A,Ohmori T.A novel method for the identification of saliva by detecting oral streptococci using PCR[J].Forensic Sci Int,2009,183(1):20-23.

[38]Marsh P,Martin MV.Oral microbiology[M].4th ed. Oxford:Reed Educational and Professional Publishing Ltd,1999.

[39]Tomonori H,Mamoru K,Noriko S,et al.PCR detection and identification of oral streptococci in saliva samples using gtf genes[J].Diagn Microbiol Infect Dis,2004,48(3):195-199.

[40]Power DA,Cordiner SJ,Kieser JA,et al.PCR-based detection of salivary bacteria as a marker of expirated blood[J].Science&Justice,2010,50(2):59-63.

[41]Honda M,Shinohara T.Discrimination of Animal Species by Analysis of Mammalian Fecal Steroids[J]. JPN J Tox Env Health,1986,32(2):114-122.

[42]Poxton IR.Mucosa-associated bacterial flora of the human colon[J].J Med Microbiol,1997,46(1):85-91.

[43]Kloos WE.Distribution and persistence of Staphylococcus and Micrococcus species and other aerobic bacteria on human skin[J].Appl Microbiol,1975,30(3):381-395.

[44]Kai K.Outbreak Detectives Embrace the Genome Era[J].Science,2011,333(6051):1818-1819.

[45]Noah F,Lauber CL,Nick Z,et al.Forensic identification using skin bacterial communities[J].Proc Nat Acad Sci US,2010,107(14):6477-6481.

[46]Jakubowska J,Maciejewska A,Pawłowski R,et al. mRNA profiling for vaginal fluid and menstrual blood identification[J].Forensic Sci Int Genet,2013,7(2):272-278.

[47]Donny VDM,Uchimoto ML,Graham W.Simultaneous analysis of micro-RNA and DNA for determining the body fluid origin of DNA profiles[J].J Forensic Sci,2013,58(4):967-971.

[48]Li Y,Zhang J,Wei W,et al.A strategy for coanalysis of microRNAs and DNA[J].Forensic Sci Int Genet,2014,12(9):24-29.

[49]Choi A,Shin KJ,Yang WI,et al.Body fluid identification by integrated analysis of DNA methylation and body fluid-specific microbial DNA[J].Deutsche Zeitschrift Für Die Gesamte Gerichtliche Medizin,2014,128(1):33-41.

(本文编辑:李成涛)

主编按语:2016年4月18日,最高人民法院、最高人民检察院、公安部、国家安全部、司法部发布了《人体损伤致残程度分级》(以下简称《新标准》),作为人体损伤致残程度鉴定统一适用的标准,并将于2017年1月1日起正式实施。《新标准》的发布是法医临床学领域的一件盛事,其较以往多部人体伤残鉴定标准出现了较多的变化与相当的新意,需要广大鉴定人认真学习、深刻领会。为了保障《新标准》得以准确实施,《法医学杂志》自本期起,将集中刊登由业内专家撰写的针对《新标准》中颇具讨论价值条款的学术论文,帮助鉴定人在未来的工作中更好地理解条款。同时,拟就下列议题向各地同行征文:(1)肢体与手功能障碍等变化较大的条款的理解与适用,以及实践中可能遇到的问题和对策;(2)《新标准》提出的诸如“肋骨骨折畸形愈合”等新理念的把握原则,以及检验方法和操作规范;(3)现行法医临床学行业标准与技术规范如何更好地适应《新标准》相关条款的执行,以及行业标准与技术规范进一步改进、完善的建议。

中图分类号:DF795.2

文献标志码:A

doi:10.3969/j.issn.1004-5619.2016.03.011

文章编号:1004-5619(2016)03-0204-07

基金项目:上海市科学技术委员会科研计划项目(14JG0500400)

作者简介:邹凯南(1983—),女,硕士,主检法医师,主要从事法医DNA分析技术的应用和研究;E-mail:kitty_zkn@126.com

通信作者:周怀谷,男,博士,主任法医师,主要从事法医DNA分析技术的应用和研究;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

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