接触DNA在法医和侦查实践中的研究与应用

王旭张璐赵阳

（1.中国刑事警察学院法医系，辽宁 沈阳110035；2.沈阳市公安局皇姑分局，辽宁 沈阳110036）

引言

接触DNA是指接触主体与客体相接触后，遗留在客体表面的细胞内含有的遗传物质［1］。接触DNA因其隐秘性往往被犯罪分子所忽略，对案件的侦破起到决定性作用。人体时刻在进行新陈代谢，因此，犯罪现场往往遗留有犯罪分子的脱落细胞。皮肤是人体的最大器官，每天至少有40万个皮肤细胞脱落，成为接触DNA的主要来源。然而接触DNA检验的应用不仅难以获得足够高质量的DNA来生成完整的DNA图谱，而且难以获得足够的检材来进行重新检测。

1 接触DNA在司法实践中的应用情形

凡两个物体相互接触，就会产生转移现象［2］。在暴力犯罪案件中，由于发生身体碰触，因此当事人的体表就有可能会留下脱落细胞。提取脱落细胞并进行STR分型，检测结果可以快速锁定或排除犯罪嫌疑人；Y-STR的检验结果可以在没有嫌疑人的情况下通过家系比对为侦查提供方向。在交通肇事现场，提取安全气囊、方向盘和变速杆上的脱落细胞有助于驾驶员身份的确定；抢劫、偷盗现场利用的作案器材上遗留的脱落细胞可成为案件侦破的重要证据。接触DNA在侦查实践中最主要的作用就是为案件勘查提供线索。系列犯罪案件常因时间、空间跨域大，导致从侦查角度分析往往没有并案的可能性，此时接触DNA分型结果就可以提供串并案依据，尤其是在系列强奸、杀人案件中，串并案作用显著，缩小侦查范围，提高案件侦破效率，纠正错案，排除无辜。

2 接触DNA采集方法的比较

2.1 直接剪取法

适用于检材部位明确、材质软易于切割的载体。便于获取单一分型结果，但是取样过程会直接破坏载体，且由于载体的存在可能会影响DNA的检出率。

2.2 两步擦拭法

适用于材质较坚韧、非渗透性的载体。研究表明，虽然拭子类型和缓冲液会影响DNA的采集过程，但没有单独的“最佳拭子品牌或缓冲液”。

2.3 胶带粘取法

适用于材质较硬、表面润滑、不易渗透或者接触面较小的载体。能较好地掌控富集范围，然而因胶带具有粘性，常常致使粘取的脱落细胞裂解困难。

2.4 负压吸引法

适用于质地软、表面粗糙、易渗透或接触面较大的物品。技术要求较高，吸附范围过小易造成检材漏取，过大易导致检材污染，不利于STR分型。

2.5 震荡冲洗法

适用于体积较小、质地较硬的载体。可以降低检材的污染，提高DNA含量。还可以人为调整洗脱时间，从而能提高所获DNA的浓度。但是由于离心管径较小，只适合小体积载体。

3 接触DNA常用提取方法的比较

3.1 Chelex-100法

适用限度大、提取时间短、使用成本低，操作过程只需要在一个EP管中进行，对检材的损耗和污染较少。缺点是不能完全消除检材中的杂质等。此方法更适用于检材污染小，细胞数量多、提取条件较理想的检材。

3.2 磁珠法

灵敏度较高，操作过程中无需离心，具有杂质少、检材损失少，提取的DNA纯度较高等特点。所以微量、污染严重的检材，使用磁珠法更能获取理想效果。

3.3 硅珠法

拥有高灵敏度、回收DNA纯度高等优点，离心套管因不需要换管，减少了洗脱次数从而加大了提取量，容易获得更有检测价值的样本，对检材要求低，限制小，因此更广泛应用于法医学实验室。

3.4 直接扩增法

直扩法因简化了操作步骤使得DNA损失较少，从而提高了检出率。但只适用于洁净、保存较好的检材。

4 影响接触DNA检出的因素

4.1 载体属性

由于载体表面光滑程度的不同，其对接触DNA的吸附能力也存在着明显差异。其次，载体被污染的情况也决定着DNA降解的程度。不仅如此，DNA还可与载体发生化学反应，例如金属具有一系列的电离作用和电子亲和力，使它们能够与带负电荷的分子如DNA发生反应[3]。

4.2 个体差异

皮肤上皮细胞脱落的难易程度是因人而异的，干性皮肤由于皮脂较少，表皮细胞容易脱落，油性皮肤则相反。

4.3 提取时间和所处环境

受自然环境中多种因素的影响，脱落细胞可能会受到污染、降解以及转移。其次，离体的脱落细胞会产生自溶现象，导致细胞内DNA降解。

4.4 性别、年龄差异

遗留的DNA数量和质量与个体年龄之间存在明显的相关性，不同年龄段的人细胞增殖率存在明显差异；性别也是影响接触DNA检出的重要因素，原因可能是男女卫生习惯和平均基础代谢率的不同。

4.5 人为因素

作为检验人员对接触DNA的影响是具有主观性的。采取不同的检材前处理、提取，扩增和检测方法，会极大的影响检验成功率。

5 单细胞测序在接触DNA中的应用

微量样本难以满足多种遗传标记联合分析。单细胞测序技术对全基因组进行扩增，实现对单个细胞中极低起始量的遗传物质进行非选择性扩大，再利用新一代测序技术对单个细胞进行检测，解决了接触DNA含量低的难题；不仅如此，应用高通量测序技术对多种遗传信息进行整合，降低了检材DNA的损耗[4]。而且，单细胞联合新一代测序技术，复合SNP、转座子等小片段遗传标记，可减少因降解而致使大片段基因扩增失败的情况。此外，针对混合检材，单细胞测序还可以复合某些如单倍型、InDel等新的遗传标记，能防止混合检材出现复制滑脱峰而影响分型结果，便于电泳图谱的分析。不仅如此，该技术在细胞层面进行检测，可以把混合检材在初始阶段就进行分离。

6 手印中接触DNA的提取

虽然手印具有双重证据作用，但是手印显现与接触DNA提取过程往往相互冲突。如果先提取DNA则会造成指纹破坏；先显现手印，显现试剂将会与DNA发生化学反应而破坏DNA结构。目前较流行的真空镀膜和纳米荧光显现技术，虽然是采用物理显现原理，但是其金属离子不仅会和DNA发生反应，而且还会影响接触DNA后续电泳过程。如果能在DNA检验之前去除金属离子，真空镀膜和纳米荧光显现技术将在手印与接触DNA检验中得到广泛应用。

7 人工智能在接触DNA中的应用

为获得真实可靠的STR电泳图谱，工作人员通常采用静态峰阈值区分片段峰。但是在实际操作过程中遇到的问题多是动态的变化的，需要工作人员不断调整参数才能获得正确的分型结果。Marciano等[5]将机器学习技术应用于STR分型，采用动态峰阈值检测，很好的解决了上述问题。不仅如此，还对混合DNA图谱分析进行了探索。建立了最优贡献者数量估计系统，证实即使在4个供体混合样本中，该系统识别样本混合人数的正确率仍高达98%以上。此外，利用人工神经网络自动识别和处理STR电泳图谱，可以避免由于扩增不平衡造成等位基因丢失的现象。

8 小结与展望

为了提高接触DNA检出率，应注意以下几点事项：对发现的接触性DNA做到及时提取、及时检测；利用经验并结合案情分析找出检材重点部位进行提取；最大可能提高接触DNA回收模板量；提取及保存过程中尽力避免发生污染；选择合理的检验方案。随着对接触DNA的进一步了解以及更多新技术的发展，接触DNA在法医和侦查实践中发挥的能动性将越来越大，为案件的侦破带来新思路，让接触DNA在法医和侦查实践中发挥更大价值。